Теплометрический дефектоскоп

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 0 А 1 9) 5 72 БРЕте ПИС зикои те ско истр эксп имензическ тепл тех титу УССР В.Платонов,ановАвторское805, кл. Сн В.В. и дого метода идетельст 1 М 25/18 Исследов ефектоско так ии.1981 54 а т з ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Институт технически АН УССР и Опытное ктехнологическое бюро стальным производствомго приборостроения Инсческой теплофизики АН(53) 536.6(088.8) омьппленная теплотехника,з. У 2, с. 103-107. ТЕНЛОМЕТРИЧЕСКИИ ДЕФЕКТОСКОПИзобретение относится к неразщему методу контроля качествалических и неметаллических комнных материалов и клеемеханических соединений путем тепловой дефектоскопии. Целью изобретения является повышение точности контроля.При обнаружении дефектов применяетсяинтегральный и дифференциальный каналы обработки сигнала, поступающегос первичного преобразователя теплового потока, установленного в одномкорпусе с нагревателем. Преобразователь приводится в контакт с контролируемым образцом. Напряжение с выходапреобразователя преобразуется в интегральном и дифференциальном каналахв напряжение О пропорциональноеобъемной теплоемкости контролируемогообразца, и напряжение О пропорцио- снальное теплопроводности контролируемого образцаДетектор уровня сравнивает О, и П и усиленную разностьвходных напряжений подает на индика- Стор дефекта. Дефектоскоп снабжен цепью управления, включенной между дифференциальным и интегральным каналами, определяющей время измерения иразрешающей индикацию дефекта толькопосле окончания измерения. 1 ил.1 131Изобретение относится к дефектоскопии, неразрушающему методу контроля композиционных материалов,Целью изобретения является повышение чувствительности контроля.На чертеже изображена Функциональная схема предлагаемого устройства,Схема содержит тепловую головку 1,в корпусе которой смонтирован первичный преобразователь 2 теплового потока (ППТП) и нагреватель 3, разделенные металлической стенкой 4, электронный регулятор,5 перепада температур, подключенный к нагревателю 3,интегральный 6 и дифференциальный 7каналы, подключенные к ППТП 2.Интегральный канал 6 содержит последовательно подключенные интегратор 8 и аттенюатор 9, дифференциальный канал 7 содержит последовательносоединенные дифференциатор 10 и амплитудный детектор 11. Выходы каналов соединены с входами детектора 12уровня, выход которого связан с индикатором 13 дефекта. Вход и выход амплитудного детектора 11 связан с измерителем 14 отношения, который совместно с последовательно соединенными триггером 15 образует цепь управления, Выход триггера 15 связан с интегратором 8 и с индикатором 13 дефекта. Выход ППТП также связан с триггером 15. На чертеже также изображенконтролируемый образец 16 с дефектом 17.Устройство работает следующим образом,Нагреватель 3 нагревает ППТК состороны стенки 4. Заданную величинуперегрева над температурой окружающейсреды обеспечивает электронный терморегулятор 5.Для проведения контроля качестваматериала устройство предварительнокалибруют на беэдефектном образце.При контакте ППТП с контролируемымобразцом 16 на его выходе возникаетнапряжение, одновременно поступающеена интегратор 8 и дифференциатор 10и запускающее триггер 15. Интегратор 8 вычисляет определенный интегралнапряжения, пропорционального тепловому потоку через ППТП 2, в течениевремени контроля от момента контролядо установления стационарного состояния. Управляющий сигнал, задающийвремя интегрирования, формируетсятриггером 15.8890 2 Дифференциатор 10 вычисляет скорость изменения напряжения на ППТП 2.Напряжение Б на выходе дифференциатора 10 пропорционально текущему значению скорости изменения теплового потока через ППТП 2. С выхода дифференциатора 10 сигнал поступает наамплитудный детектор 1.1. При этом напряжение Бя на выходе амплитудного детектора 11 равно максимальной скорости уменьшения напряже 10 ния на ППТП 2 и характеризует максимальную скорость убывания теплового потока через ППТП 2, т.е, скорости нагрева контролируемого тела. Сигналы Б и Б, с выходов дифференциатора 10 и детектора 11 поступают на входы измерителя 14 отношения, Он формирует управляющий сигнал, сбрасывающий триггер 15 в исходное состояние, при достижении определенного отношения 15 20 го участка. Участок контролируемого образца с дефектом обладает меньшей объемной теплоемкостью, чем беэдефектный участок, из-за уменьшения его плотности. Поэтому напряжение на входе детектора 12 уровня при контроле образца с дефектом меньше, чем приконтроле бездефектного участка, навеличину, пропорциональную разницеобъемных теплоемкостей контролируемого и эталонного образцов. 50 55 На второй вход детектора 12 уровня поступает напряжение с амплитудного детектора 11, характеризующее скорость нагрева контролируемого обнапряжений на его входах, напримерЯ, 3.Таким образом, измеритель 14 отно 25шения индуцирует наличие квазистанционарного состояния, определяемогокак уменьшение скорости нагрева контролируемого образца в заданное количество раз, например в 3 раза, посравнению с максимальной. С выходатриггера 15 сигнал поступает на интегратор 8 и одновременно на вход индикатора 13 дефекта, разрешая индикацию измерения,35 Выходное напряжение интегратора 8,подаваемое через калибровочный аттенюатор 9 на вход детектора 12 уровня,пропорционально количеству тепла, необходимого для нагрева контролируемо 40 го образца 16 до определенной установившейся температуры, т.е. величинеобъемной теплоемкости контролируемо 3 13188 раэца, зависящее от объемной тепло- емкости и теплового сопротивления этого образца. Образец с дефектом типа нарушения сплошности обладает меньшей тепловой постоянной времени, чем бездефектный, Следовательно, напряжение на втором входе детектора 12 уровня при контроле образца с дефектом увеличивается на величину, пропорциональную разности тепловых 10 постоянных времени контролируемого и эталонного образцов.Детектор 12 уровня фиксирует разницу входных напряжений, что увеличивает чувствительность дефектоскапа 15 к обнаружению изменений теплофизических характеристик контролируемых образцов, так как разница входных напряжений детектора 12 уровня при контроле дефектного участка равна сумме приращения напряжений на выходе интегратора 8 и дифференциатора 10. На синфазные изменения входных напряжений, связанные с погрешностями измерений, детектор 12 уровня не реагиэ рует. С его выхода сигнал поступает на индикатор 13, который индуцирует состояние контролируемого участка (дефект, недефект) только при поступлении на второй входиндикатора 13 30 разрешающего сигнала с выхода триггера 15.1Применение предлагаемого дефектоскопа позволит повысить качество и надежность неразрешающего контроля 90 4исходных материалов и готовых конструкций, что обеспечит их долговечность.Формула и э о б р е т е н и яТеплометрический дефектоскоп, содержащий нагреватель, установленный в одном корпусе с первичным преобразователем теплового потока, терморегулятор, соединенный с первичным преобразователем, и индикатор дефекта, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности контроля, в него введены детектор уровня, соединенный с индикатором дефекта, интегральный канал, состоящий иэ последовательно соединенных интегратора и аттенюатора, подключенного к первому входу детектора уровня, и последовательно соединенных дифференциатора и амплитудного детектора, подключенного к второму входу детектора уровня, причем входы интегратора и дифференциатора связаны с.первичным преобразователем теплового потока, также введены цепь управления, состоящая иэ измерителя отношений, к входам которого подключены выходы дифференциатора и амплитудного детектора и триггера, первый вход которого соединен с выходом измерителя отношений, второй - с выходом первичного преобразователя теплового потока, а выход - с индикатором дефекта и интегратора.1318890 авитель В.филатовед А.Кравчук дактор А.Шандор Техр Корректор Г.Решетни Заказ 2502/36В Тираж 776 Подписн НИИПИ Государственного комитета ССо делам изобретений и открытий 35, Москва, Ж, Раушская наб,5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул,Проекты