Патенты автора Головин Дмитрий Юрьевич (RU)
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИНЕТИЧЕСКИХ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ АНИЗОТРОПНЫХ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ // 2753620
Изобретение относится к теплофизическим измерениям. Область применения - определение теплофизических характеристик (ТФХ) материалов и изделий неразрушающим (безобразцовым) методом путем экспериментально-расчетного способа. Заявлен способ определения кинетических ТФХ анизотропных материалов и готовых изделий из них, включающий тепловое импульсное воздействие от источника нагрева на поверхность исследуемого изделия и последующий анализ нестационарной тепловой картины. Тепловой нагрев создают внешним «точечным» источником энергии, локализованным на площадке размером порядка 0,1 мм2, и регистрируют с помощью тепловизора создаваемую в контролируемом изделии эволюцию распределения температуры на поверхности изделия. Согласно изобретению положение центра нагрева во времени определяют путем усреднения информации с большого числа пикселей матрицы тепловизора, установленного неподвижно относительно центра нагрева. При этом эволюция распределения температуры на поверхности изделия представляет собой эллипсы с центром, совпадающим с центром нагрева, после чего производят анализ результатов. Технический результат - разработка простого способа для экспресс-инспекции и определения кинетических ТФХ тестируемых анизотропных материалов (в частности, коэффициентов температуро- и теплопроводности) путем анализа нестационарного температурного поля, регистрируемого тепловизором на наружной поверхности исследуемого материала. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к области тепловых испытаний, а именно к измерению теплофизических свойств материалов, в частности к тепловому неразрушающему контролю объектов, и может быть использовано для технической диагностики конструкций при использовании методов, основанных на создании тепловых полей точечным нагревом. Способ определения коэффициента температуропроводности оптически прозрачных материалов включает тепловое ступенчатое воздействие от источника нагрева на поверхность исследуемого изделия и последующий анализ нестационарной тепловой картины. При этом тепловой нагрев создают внешним «точечным» источником энергии, локализованным на мишени размером порядка 1 мм2 из оптически непрозрачного материала, которую создают на поверхности образца, и регистрируют с помощью тепловизора создаваемую в бездефектном контролируемом изделии эволюцию распределения температуры на поверхности изделия, как систему концентрических круговых изотерм, положение которых во времени определяют путем усреднения информации с большого числа пикселей матрицы тепловизора, установленного неподвижно относительно центра изображения пятна нагрева. В качестве «точечного» источника энергии используют лазер с длиной волны видимого света 445 нм и мощностью до 30 Вт и регулируемой длительностью, а на поверхности оптически прозрачных образцов создают непрозрачную «мишень», например, при помощи термопасты или теплопроводящего клея размещают плоский свинцовый диск диаметром 0,5-1,5 мм, толщиной <0,5 мм или карбонизацией, или деструкцией точки нагрева образца коротким импульсом лазера высокой мощности или контактом разогретого стержня диметром до 0,5 мм с поверхностью материала. Технический результат – обеспечение проведения безобразцового экспресс-анализа и определение величины коэффициента температуропроводности в объектах, прозрачных в оптическом диапазоне и непрозрачных в инфракрасном и имеющих хотя бы один плоский участок поверхности с размерами в латеральном направлении не менее 10 мм, а также обеспечение возможности применять подход к измерению коэффициента температуропроводности в крупных объектах непосредственно на месте их расположения без вырезки из них образцов и при одностороннем доступе к ним. 2 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.
Группа изобретений относится к области биомедицины и биомедицинской техники и может быть использована как в исследовательских, так и прикладных задачах биомедицины: разработка новых технологий в области адресной доставки лекарств, исследование наномеханического воздействия на макромолекулярные и клеточные структуры с целью управления их функционированием, онкотерапии и др. Способ оказания локального воздействия переменного магнитного поля на биохимические системы с предварительно введенными в них функционализированными магнитными наночастицами заключается в управлении магнитными наночастицами с помощью комбинации постоянного градиентного магнитного поля напряженностью и переменного магнитного поля с амплитудой , согласно изобретению для локализации воздействия в области радиусом R* осуществляют периодическую переориентацию магнитных наночастиц в низкочастотном переменном магнитном поле с амплитудой и угловой частотой меньше любой (или меньшей) из двух величин - 1000 с-1 и (где μ - магнитный момент магнитной наночастицы, VHD - ее гидродинамический объем, μ0 - магнитная проницаемость вакуума, η - вязкость окружающей среды). Устройство для локального наномеханического воздействия на биохимические системы, содержащие магнитные наночастицы, состоящее из узла, генерирующего градиентное магнитное поле Hg, узла катушек, создающих однородное магнитное поле Hb, которое изменяет положение области воздействия переменного магнитного поля, узла катушек, создающих переменное поле, которое управляет движением магнитных наночастиц, и управляемых источников постоянного и переменного тока для питания соответствующих катушек. Узел катушек, создающих переменное магнитное поле, генерирует магнитное поле с угловой частотой меньше любой из двух величин – 1000 с-1 и ωc=μμ0Ha/(6ηVHD) (где μ - магнитный момент магнитной наночастицы, VHD - ее гидродинамический объем, μ0 - магнитная проницаемость вакуума, η - вязкость окружающей среды), обеспечивая периодическую механическую переориентацию магнитных наночастиц. Способ и устройство обеспечивают наномеханическое воздействие на отдельные молекулы и молекулярные структуры или клетки в выбранном ограниченном объёме биохимической системы с введёнными в неё магнитными наночастицами за счёт периодической переориентации магнитных наночастиц в низкочастотное переменное магнитное поле. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к теплофизическим измерениям и может быть использовано для определения теплофизических характеристик материалов и изделий неразрушающим методом путем экспериментально-расчетного способа определения теплофизических свойств тестируемых материалов. Способ определения комплекса теплофизических свойств твердых материалов включает тепловое импульсное воздействие от источника нагрева на поверхность исследуемого образца и последующий анализ нестационарной тепловой картины. Тепловую картину создают внешним «точечным» источником энергии, локализованным на площадке размером порядка 1 мм2, и регистрируют на доступной поверхности тепловизором создаваемый в бездефектном контролируемом изделии радиально симметричный тепловой фронт, как систему концентрических круговых изотерм, положение которых во времени определяют путем усреднения информации с большого числа пикселей матрицы тепловизора, установленного неподвижно относительно центра изображения пятна нагрева, после чего производят анализ результатов. Технический результат – повышение экспрессности метода определения теплофичических свойств твердых материалов и готовых изделий. 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.
Изобретение относится к теплофизическим измерениям и может быть использовано для определения теплофизических характеристик материалов и изделий неразрушающим методом путем экспериментально-расчетного способа определения кинетических теплофизических свойств тестируемых материалов. Устройство для бесконтактного определения теплофизических свойств твердых тел (коэффициентов температуропроводности и теплопроводности) содержит подключенные к компьютеру нагреватель и тепловизор. Согласно изобретению нагреватель выполнен в виде «точечного» источника тепловой энергии, создающего нестационарное температурное поле. Нестационарная тепловая картина регистрируется на доступной поверхности тепловизором как система концентрических круговых изотерм. «Точечный» нагрев создается на площадке размером порядка 1 мм2 лазером мощностью до 30 Вт видимого или инфракрасного диапазона и регулируемой длительностью импульса. Технический результат - повышение точности определения кинетических теплофизических характеристик металла. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Группа изобретений относится к области неразрушающего контроля и может быть использована для идентификации близких к поверхности дефектов в контролируемом объекте. Заявлен термографический способ контроля изделий, который содержит следующие шаги: нагревают участок контролируемого объекта с созданием нестационарного температурного поля, регистрируют степень нагрева поверхности контролируемого изделия, замеряя величину ИК-излучения дефектной области по сравнению со степенью нагрева бездефектного окружения; позиционируют положение дефектной области и ее габариты и определяют допустимость дефекта при использовании изделия; локально нагружают область с признаками дефектности, а затем снова проводят термографический контроль, определяя по разности термографических изображений до и после нагружения склонность дефектов к развитию под действием локальной нагрузки; синхронизируют скорость перемещения изделия со скоростью съемки тепловизора. Также предложено устройство термографического контроля изделий, которое содержит устройство для создания термического неравновесия локальных особенностей температурного поля между дефектными и бездефектными областями объекта; по меньшей мере одно регистрирующее устройство для регистрации термографических изображений - тепловизор в виде ИК-камеры, заключенной в теплозащитный либо термостатируемый кожух, - следующих друг за другом с временным интервалом; устройство оценки данных термографических изображений; токоподводящие электроды, закрепленные на контролируемом изделии и подключенные к генератору импульсов тока; а также устройство дополнительно содержит измерительно-силовую головку для создания локальной нагрузки синхронно с пропусканием импульса тока или с регулируемой задержкой относительно него, снабженную подвижным штоком с индентором, взаимодействующим с контролируемым образцом, датчиком измерения величины силы вдавливания индентора и датчиком измерения его смещения, смонтированными на моторизованном столе базовой платформы. Технический результат – повышение информативности и достоверности данных неразрушающего контроля. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил.
Группа изобретений относится к области неразрушающего контроля и может быть использована для идентификации близких к поверхности дефектов в контролируемом объекте. Термографический способ контроля изделий включает нагрев либо охлаждение участка контролируемого объекта. Далее регистрируют степень нагрева или охлаждения поверхности контролируемого изделия, замеряя величину ИК-излучения дефектной области по сравнению со степенью нагрева или охлаждения бездефектного окружения. Позиционируют положение дефектной области и ее габариты и определяют допустимость дефекта при использовании изделия. Синхронизируют скорость перемещения изделия и источника его нагрева со скоростью съемки тепловизора. Идентифицируют вид дефекта путем сравнения с термограммами аналогичного материала, содержащего набор типовых дефектов в базе данных компьютера. Оценивают результаты измерения профиля температуры в двух взаимно перпендикулярных направлениях во времени по меньшей мере по одному из критериев оценки, характеризующему тепловой поток в области измерений. Новым является действие на контролируемый участок локальной нагрузкой, провоцирующей рост размера дефекта. При этом определение степени опасности и склонности дефекта к развитию определяют величиной роста дефекта путем вычитания первого изображения (до силового воздействия) из второго (после силового воздействия). Устройство термографического контроля изделий содержит устройство для создания термического неравновесия локальных особенностей температурного поля между дефектными и бездефектными областями объекта, по меньшей мере одно регистрирующее устройство для регистрации термографических изображений, следующих друг за другом с временным интервалом, и устройство оценки данных термографических изображений. Новым является устройство для создания локальной нагрузки в виде измерительно-силовой головки, снабженной подвижным штоком с индентором, взаимодействующим с контролируемым образцом, датчиком измерения величины силы вдавливания индентора и датчиком измерения его смещения, смонтированными на моторизованном столе базовой платформы, и тепловизора в виде ИК-камеры, заключенной в теплозащитный либо термостатируемый кожух. Технический результат - расширение функциональных возможностей. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 15 ил.
Изобретение относится к нанотехнологическому оборудованию и предназначено для идентификации материалов в насыпном виде и экспресс-контроля микромеханических, реологических и микро-электромеханических характеристик продукции, их стабильности на разных стадиях производства продукта и отклонений от эталонных образцов
