Устройство для контроля структуры графита в чугуне

Номер патента: 1084664

Авторы: Жуков, Закута, Шевченко, Шмигельский, Шумихин

ZIP архив

Текст

) "; цЬЙЬ,(Иф;. фН ю ОБРЕТЕ ПИ ЕТЕЛЬС ОРСКОМУ СВ К и -крыт ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИИ(71) Институт проблем литья АН УССР(56) 1. Иейяя ,1 апгея, д 1 г 1, ВусЬ 1 апедевсгцЫсдчп 1: . копСго 1 а ой 11 СЕцгесо 1 е 1 1 С 1 пу щаЕпеС 1 сЕоц аеСойоцйо йоч 1 Ьо ро 1 ц,-"БЬечагепяСчй" 1980,28, Р 11. с.463-466.2, Ьапа 1 уя е СЬега 1 оце еп Хопйечй ейе 1 оцСе, НесЬС МйсЬе В, Магегйедеап СЬепйе,-"Роцпйегйе РопйецгйацоцгйЬцъ, Р 8, с.39-49.3. Р 1 евяегя,), 11 вСаегС Е, ЕцЕЬещ,)ТЬегаоапа 1 уСдвсЬе ЗсЬе 11 ЬевС 1 пппуЬяйевпюйН 1 г 1 сЬцпрвЕгдйв чоп паппеяйцшЬеЬапйеЙСещ Оцфе 1 яеп йцгсЬ Меявепйег геЬаС 1 чеп Иагще 1-Нйпа, ."Охяяеге 1". 1979, 61, Р 2, с.29-34.(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯСТРУКТУРЫ ГРАФИТА В ЧУГУНЕ, содержащее средства контроля теплового состояния образца чугуна, вычислительный блок и блок индикации, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства и достоверности контроля, оно снабженосветоводом, установленным с воэможностью контакта одного торца с образцом, преобразователем теплового потока, расположенным между другим торцом световода и термостатом, причем преобразователь соединен с первым входом ключевой схемы, второй вхрд которойсоединен с выходом синхрогенератора, а выход - с входом блока логарифмирования, первый выход которого соединен с входом блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом блока задерж ки, соединенного входом с вторым выходом блока логарифмирования, а выхо блока вычитания соединен с блоком ин дикации,2. Устройство по п. 1, о т л ч а ю щ е е с я тем, что диаметр световода равен диаметру преобразователя теплового потока, причем их боковые поверхности ймеют общее поИзобретение относится к контроль.но-измерительной технике, в частнос-ти к установкам для контроля формыграфита-в чугунных отливках и характеристик других материалов, зависящихот температуропроводности.Известно устройство для контроляотливок иэ серого чугуна, содержащееисточник импульсного тока, датчик смагнитной катушкой и ферромагнитнымизондами, вычислительную часть Г 1 3.Устройство сложнопо конструкции иосновано на использовании зависимости магнитных свойств отливки от структуры графита. Кроме того, оно необеспечивает требуемой достоверностиконтроля структуры серого чугуна ине может быть использовано для контроля образцов с высокой температурой,Известно устройство для термического анализа в литейном производстве, содержащее тигель с образцом, термометр, блок регистрациитермограмм охлаждения образца 2 3,Устройство не обеспечивает требуемую достоверность контроля так какглобуляриэующая обработка чугунаоказывает воздействие на линию охлаж.дения в эвтектической области; скорость охлаждения образца влияет на 30положение точек эвтектического превращения; температура пробницы оказывает влияние нв скорость охлаждения образца; наличие графитовсдвигает величину максимума второй 35производной, по которой определяютструктуру графита. Помимо этого,достоверность контроля понижаетсявследствие низкой точности измерения температуры образца. 40Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство термоаналитического определения степени сфероидизации графита, содержащее тигель с образцом, 45средства контроля теплового состояния образца, включающее термоэлементы, интерфейс, вычислительный блоки блок индикации. Принцип рабатыустройства состоит в том, что о структуре графита судят по величине теплопроводности Г 33.Недостатком такого устройстваявляется то, что производимые припомощи термометров абсолютные измерения температуры образца не могут быть 55обеспечены необходимой точностьювследствие инструментальной погрешности термометров. Это приводит ктому, что данные о структуре графитав образце могут быть недостоверными. 60Устройство также отличается значительной длительностью анализа - свыше3 мин.Цель изобретения - повышение быстродействия устройства и достовернос. 65 ти контроля структуры графита в чугуне.Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля структуры графита в чугуне, содержащее средства контроля теплового состояния образца чугуна, вычислительный блок и блок индикации, снабжено световодом, установленным с возможностью контакта одного торца с образцом, преобразователем теплового потока, расположенным между другим торцом световода и термостатом, причем преобразователь соединен с первым входом ключевой схемы, второй, вход которой соединен с выходом синхрогенератора, а выход - с входом блока логарифмирования, первый выход которого соединен с входом блока вычитания, второй вход которого связан с выходом блока задержки, соединенного с входом вторым выходом блока логарифмирования, а выход блока вычитания соединен с блоком индикации.Кроме того, диаметр световода равен диаметру преобразователя теплового потока, причем их боковые поверхности имеют общее покрытие.На фиг,1 представлена блок-схема устройства для контроля структуры графита в чугуне; на фиг. 2 - график зависимости выходного сигнала преобразователя теплового потока от временит .Устройство для контроля структуры графита в чугуне содержит термостат 1, световод 2 с покрытием 3, общим для световода 2 и преобразователя 4 теплового потока,размещенного между световодом 2 и термостатом 1. Покрытие 3 обеспечивает высокий коэффициент отражения (близкий к 1 ), в качестве покрытия может быть использована платина, родий и проч. (для случая высокотемпературных образцов). Световод 2 установлен с воэможностью контакта с образцом 5 и может быть изготовлен, например иэ микросапфира. Диаметр световода 2 равен диаметру преобразователя 4 теплового потока. Преобразователь 4 изготовлен из термоэлектрически анизотропного материала. Выход преобразователя 4 связан с первым входом ключевой схемы 6, второй вход которой соединен с выходом синхрогенератора 7, а выход - с входом блока 8 логарифмирования. Первый выход блока логарифмирования соединен с входом блока 9 вычитания, второй выход - с входом блока 10 задержки, Второй вход блока 9 вычитания соеди-. нен с выходом блока 10 задержки, а выход - с блоком 11 индикации. Время задержки блока 10 равно периоду пов-, торения импульсов синхрогенератора 7.аУстройство работает следующим образом.Принцип работы устройства осно,ван на зависимости температуропроводности образца от структуры графита. Для контроля структуры гра фита определяют зависящий от температуропроводности темп установления термодинамического равновеся п между поверхностью образца .5 и термостатом 1 (фиг.1). После этого , 10 определяют структуруграфита,.исходя из следующих условий:а) при ю(к графит пластинчатый;б) при п к графит шаровидный, где- темп установления термоди намического равновесия между поверхностью образца и термостатом;константа, определяемая при настройке устройства по стандартным образцам. 20Для контроля структуры графита темп установления термодинамического равновесия между поверхностью образца 5 и термостатом 1 оцениваетсяпо формуле тывает импульс, который подается на вход ключевой схемы 6 и открывает ее на время длительности импульса. С выхода ключевой схемы 6 импульс с амплитудой, соответствующей амплитуде выходного сигналапреобразователя 4 теплового потока в момент ь,подается на блок 8 логарифмирования, где производится операция ло" гарифмирования, и с:.его второго выхода поступает на блок 10 задержки.В момент Т синхрогенератор 7 вы 2рабатывает второй импульс, и ключевая схема 6,и блок 8 логарифмирования срабатывают аналогично моменту ТПоскольку время задержки блока 10 ,равно периоду повторения импульсор 1 синхрогенератора 7, то на блок 9 вычитания одновременно подаются импуль. сы с первого выхода блока 8 логарифмирования и выхода блока 10 задержки.Блок 9 вычитания производит вычитание амплитуд указанных импульсов и раэностный сигнал, однозначно зависящий от структуры графита в исс.ледуемом образце, подается на блок 11 индикации.Если диаметр преобразователя 4 меньше диаметра световода, то снижается чувствительность устройства для контроля структуры графита в чугуне. Необходимая для достоверного контроля структуры графита чувствительность устройства достигается при равенстве .диаметра преобразователя 4 и световода 2, причем общее покрытие 3 обеспечивает передачу теплового потока через преобразователь 4, исключая влияние внешних помех. Тем самым предупреждается рассеивание теплового потока, т.е, весь поток теплового излучения от поверхности образца 5 чугуна, ограничиваемой торцом световода 2, направляется на преобразователь 4 теплового потока, и его выходной сигнал определяется данной поверхностью. Этим достигается повышение достоверности контроля структуры графита.использование световода 2 для определения темпа установления термодинамического равновесия между образцом 5 и термостатом 1 позволяет контролировать объекты с высокой температурой. 25 ЬпС,пСВП=ЙОРС= 1ь 2- ,где С- амплитуда выходного сигналапреобразователя тепловогопотока в момент 7,;С - амплитуда выходного сигна 2ла преобразователя теплового потока в моментТ,2 - моменты измерения амплиту- . 35ды выходного сигнала преобразователя.Для проведения контроля структуры графита рабочий торец световода 2 приводят в контактс защищенным участ 40 ком поверхности образца 5.В зависимости от соотношения температур образца 5 и термостата 1 теплота передается излучением: а) от образца 5 к термостату 1, в: 45 случае, если температура образца 5 выше, чем температура термостата .1; б) от термостата 1 к образцу 5, в случае, если температура термостата 1 выше, чем температура образца 5.Теплообмен между образцом 5 и термостатом 1 при использовании све- . товода 2 и преобразователя 4 осущест" вляется тепловым излучением и является практически безынерционным процес сом. Наличие общего покрытия 3 обеспечивает передачу теплового потока через преобразователь 4, причем создается единый канал передачи теплового потока, а внешние воздействия исключаются. 60В момент Т, (фиг.2) на выходе преобразователя теплового потока появляется сигнал, поскольку температура термостата и образца 5 различны. В момент Г синхрогенератор 7 вырабаПередача теплового излучения от образца 5 через световод 2 и преобразователь 4 к термостату 1 является практически безынерционным процессом, что обеспечивает высокое быстродействие устройства контроля структуры графита в,чугуне, Быстродействие устройства определяется термической инерцией преобразователя, 4 теплового потока,.каз 1997/37 Тираж ВНИИПИ Государств по делам изобр 113035, Москва, Ж23 Под ного комитета СССР ений и открытий 5, Раушская наб.,сно илиал ППП "Патен жгород, ул. Проектная, 4 Например, если преобразователь теплового потока выполнен из термоэлектрически анизотропного материала висмут. - сурьма толщиной 0,5 мм, то постоянная времени составляет 0,2 с, т,е. достигается высокое5 быстродействие устройства в экспресс- ность контроля структуры графита в чугуне.Использование предлагаемогоустройства обеспечивает контроль 10 6структуры графита в отливках любого типоразмера и конфигурации, в труднодоступных участках отливки без ее разрушения, в отливках и образцах с высокой температурой. Кроме того, обеспечивается экспрессность контроля структуры графита в готовых отливках, снижается трудоемкость контроля структуры графита на 35-50,Ожидаемый экономический эффект - 10 тыс. руб.

Смотреть

Заявка

3551910, 09.02.1983

ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ ЛИТЬЯ АН УССР

ЖУКОВ ЛЕОНИД ФЕДОРОВИЧ, ШЕВЧЕНКО АЛЕКСАНДР ИВАНОВИЧ, ШУМИХИН ВЛАДИМИР СЕРГЕЕВИЧ, ЗАКУТА МИХАИЛ БОРИСОВИЧ, ШМИГЕЛЬСКИЙ НИКОЛАЙ ВАСИЛЬЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01N 25/30

Метки: графита, структуры, чугуне

Опубликовано: 07.04.1984

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-1084664-ustrojjstvo-dlya-kontrolya-struktury-grafita-v-chugune.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для контроля структуры графита в чугуне</a>

Похожие патенты