Способ определения локальной температуры поверхности изделий

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛОКАЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЙ, состоящий в создании радиоактивного излзгчанщего участка и использовании зависимости коэффициента диффузии источников радиоактивного излучения от температуры, измеренной по предварительной градуировке, отличающийся тем, что, с целью распвфения возможностей способа за счет бпределения температуры в труднодоступных местах, в поверхность изделия имплантируют радионуклид и измеряют уменьшение его относительной радиоактивности при нагреве изделия. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) (51) 4 С 01 J 5 50 м

3CKOf935)g

13 "„;,p!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ДЯОТР(,а

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С

Су

on+ рР.

100

О.В а7

200. ЗО 4N 5N ЖЮ 7N Т С

ГОСУДАРСТВ6. ННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3725935/24-25 (22) 06.04.84 (46) 15.05.88. Бюл. Я- 18 (71) МГУ им. М.В. Ломоносова (72) И).В. Булгаков, Л.M. Савельева и И.О. Константинов (53) 536.35(088.8) (56) Хрущов М.М, Дистанционные способы измерения температуры. Заводская лаборатория, 1967, т. 33, 11- 10, с. 1341.

Использование радиоизотопных методов в промышленности. Под ред. Любченко А.П. Атомиздат, 1975, гл. IX. (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИИ ЛОКАЛЬНОЙ

ТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЙ, состоящий в создании радиоактивного излучающего участка и использовании зависимости коэффициента диффузии источников радиоактивного излучения от температуры, измеренной по предварительной градуировке, о т л и ч а— ю шийся тем, что, .с целью расширения возможностей способа за счет

6пределения температуры в труднодоступных местах, в поверхность изделия имплантируют радионуклид и измеряют уменьшение его относительной радиоактивности при нагреве изделия. р

1199038

Градуировочная зависимость получена путем проведения последовательных отжигов образцов материала поршня. редактор Н.Сильнягина Техред М.Ходанич Корректор М.Васильева

Заказ 3383 Тираж 499 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, R-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к способам дистанционного определения температуры деталей машин, механизмов и установок.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет определения температуры в труднодоступных местах.

На чертеже приведено изменение от- 1ð носительной активности радионуклида— цезия-137 в зависимости от температуры.

Сущность способа заключается в создании радиоактивного излучающего участка в очень тонком поверхностном слое изделия (- десятка монослоев) с известным профилем распределения по глубине. Это обеспечивает надежность измерения именно поверхност- 20 ной температуры, вследствие закрепления радионуклида в кристаллической решетке материала изделия. При этом процесс диффузии совмещается с испарением и уносом радиоактивности из 25 контролируемого объема. Дистанционное определение относительной радиоактивности градуируют в величинах температуры поверхности.

Способ реализуют следующим образом. В контролируемый участок поверхности изделия имплантируют радиоактивные ионы, например ионы изотопа цезий-137, обладающие энергией в несколько дЕсятков кэВ, что обеспечивает создание радиоактивного излучающего участка в изделии, встроенного на глубине б 0,01 мкм. В процессе эксплуатации или испытания изделия, находящегося в труднодоступном объе- 4р ме установки, проводят дистанционную радиометрию (-излучения с использованием стандартной ядерно-физической аппаратуры, например сцинтиблока

БДЭГ2-23 и одноканального спектромет- 45 ра.

Предварительная градуировка заключается в установлении экспериментальной связи между уменьшением относительной радиоактивности в заданном интервале времени и температурой поверхности. Ее выполняют с использованием эталонов из того же материала при измерении их температуры известными способами.

Примером реализации способа является определение температуры начала прогарания днища поршня автомобильного двигателя. В обезжиренную поверхность днища поршня в участок поверхности имплантировали ионы радиоактивного цезия-137. Имплантацию осуществляли с помощью установки РРИСПИ (имплантатор радиоактивных ионов с поверхностной ионизацией). Энергия ионов составляла 50 кэВ, глубина внедрения в алюминиевый сплав AJI-30

0,03 мкм, радиоактивность излучающего участка составляла 1мкКи при площади 5 х 5 мм . В процессе испытания на стенде в разных режимах измеряли уменьшение относительной радиоактивности с помощью сцинтилляционного -спектрометра, датчик которого был установлен с наружной стороны блока цилиндров. Испаряющиеся ионы радиоактивного цезия-137 уносились из зоны регистрации вместе с отработанными газами.

Нормальные условия эксплуатации допускают повышение температуры днища поршня до 450 С. При более высоких температурах наблюдалось резкое уменьшение относительной радиоактивности, связанное с быстрым испарением материала. В области температур 300-450 С погрешность измерения температуры поверхности составила +5 С (для указано ного материала и глубины активации).