Способ измерения толщины листового материала

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель - повышение точности и щюизводительности термоэлектрического способа контроля толщины листового материала. Этот способ заключается в том, что контролируемый материал 3 импульсно нагревают со стороны одной его поверхности тепловым потоком, испускаемым, например, лазером, а другую его 3 верхность вводят в контакт с веществом 4, имеющим теплопроводность, отличающуюся от теплопроводности контролируемого материала. С помощью термочувствительного элемента 2 контролируют температзфу нагреваемой поверхности и регистрируют график переходного процесса ее изменения в функции времени На этом графике определяют с помощью блока 5 измерения и преобразования измеренных сигналов момент времени досвижения нагреваемой поверхностью максимальной температуры, а также момент времени, соответствующий последующему перегибу на графике переходного процесса, который обусловлен прогревом внутренней поверхности контролируемого листового материала, ito длительности измеренного временного интервала между указанными моментами времени определяют толщину материала или расчетным путем, или по градуировоч ным кривым, полученным на эталонных образцах. 3 илс i (Л 00 i;0 ел ср 00 со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЯИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (sl) 4 G 01 В 7/Об

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4105760/25-28 (22) 26,05.86 (46) 15.05.88. Бюл. 11 18 (71) Харьковский авиационный институт им.Н.Е.Жуковского (72) Л.М.Каиариков, В.В.Кандыба и А.М.Науменко (53) 621.317.39;531.?17(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 808925, кл.G 01 М 25/72, 1979.

Авторское свидетельство СССР

У 302656, кл. G 01 и 25/18, 1970. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ЛИСТОВОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель — повышение точности и производительности термоэлектрического способа контроля толщины листового материала. Этот способ заключается в том, что контролируемый материал 3 импульсно нагревают со стороны одной его поверхности тепловым потоком, испускаемым, например, лазером, а другую его поверхность вводят в контакт с веществом 4, имеющим теплопроводность, отличающуюся от теплопроводности контролируемого материала. C помощью термочувствительного элемента 2 контролируют температуру нагреваемой поверхности и регистрируют график переходного процесса ее изменения в функции времени. На этом графике определяют с помощью блока 5 измерения и преобразования измеренных сигналов момент времени достижения нагреваемой поверхностью максимальной температуры, а также момент времени, соответствующий последующему перегибу на графике переходного процесса, который обусловлен прогревом внутренней поверхности контролируемого листового материала. По длительности измеренного временного интервала между указанными моментами времени определяют толщину материала или расчетным путем, или по градуировочным кривым, полученным на эталонных образцах. 3 ил.

1395939

Изобретение относится к измерительной технике.и может быть использовано для измерения толщины листовых теплопроводных материалов.

Цель изобретения — повьппение точности и производительности измерений за счет использования для определения толщины некоторых характерных точек графика переходного процесса 1п нагрева и охлаждения контролируемого материала и исключения необходимости определения точных значений величин температуры на его поверхности.

На фиг.l представлено устройство для реализации способа;на фиг.2 и 3— графики переходного процесса измене-, ния температуры поверхности контролируемого объекта в функции времени в линейном .и логарифмическом масшта- 2g бах соответственно.

Устройство для реализации способа измерения толщины листового материала содержит импульсный источник 1 тепла, например лазер., и термочувст- 2S вительный элемент 2, предназначенный для измерения температуры поверхности исследуемого материала 3, находящегося в тепловом контакте с вещест вом 4, имеющим отличную от материала 3О

3 теплопроводность. Сигналы с термо чувствительного элемента 2 поступают на блок 5 его измерения и преобразо вания. Работа источника 1 и блока 5 управляется командами с блока б управления. .Способ осуществляют следующим образом.

Внутреннюю поверхность контролируемого материала 3 предварительно 4О вводят в тепловой контакт с веществом 4, в качестве которого может быть выбран, например, теплоизолятор, Наружную поверхность материала 3 по команде блока 6 импульсно нагревают 45 тепловым потоком, испускаемым;источником 1 тепла.

При этом происходит нагрев внешней поверхности листового материала

3 и передача тепла в зоне облучения от нее вглубь исследуемого материала. С помощью термочувствительного элемента 2 производят измерение температуры поверхности листового материала и регистрация графика переходного процесса изменения температуры поверхности в функции времени.

При постоянстве теплофизических свойств исследуемого материала уменьшение температуры поверхности, нагретой импульсным воздействием, после достижения ею максимального значения в момент t,. времени происходит по экспоненциальному закону (фиг.2).

В логарифмическом масштабе этот процесс изображается в виде прямой линии (фиг.3). Линейность графика нарушается при достижении тепловым потоком внутренней поверхности листового материала 3. При этом на графике переходного процесса появляется точка перегиба, соответствующая моменту времени t . Для повьппения контрастности излома на графике переходного процесса вещество 4 должно иметь теплопроводность, как можно более отличающуюся по величине от теплопроводности контролируемого материала.

На практике в качестве вещества 4 может быть использована полимерная пленка, кремнийорганическая жид-кость и др. С помощью блока 5 измерения и преобразования сигнала определяют длительность интервала

6t"t, -tz между указанными моментами времени, которая однозначно связана с толщиной листового материала. Связь между длительностью временного интервала и толщиной листового материала может быть получена расчетным путем, но для повышения точности и достоверности ее лучше предварительно определить экспериментально на образцах материала известной толщины.

Экспериментальная градуировка позволяет учесть реальные неоднородности теплофизических свойств контролируемого материала.

Таким образом, при определении тдлщины листового материала отсутствует необходимость в точном измерении температуры поверхности, что существенно повьппает точность измерений. Для проведения измерений не" обходимо использовать только часть переходного теплового процесса, что повышает производительность контроИспользование блока 6 управления, запускающего лазера для облучения контролируемого материала и управляющего работой блока 5 измерения, позволяет создать для реализации способа автоматизированные установки большой производительности.

13

Формула изобретения

Составитель Л.Гуськов

Техред А.Кравчук

Редактор H.Øâûäêàÿ

Корректор Г.Решетник

Заказ 2485/40 Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Способ измерения толщины листового материала, заключающийся .в том, что импульсно нагревают одну из его поверхностей, регистрируют переходный процесс изменения ее температуры во времени и по полученному гра фику судят о толщине, о т л и ч а ющ и Й с я тем, что, с целью повышения точности и производительности

95939 измерения, другую поверхность материала приводят в тепловой контакт с веществом, имеющим отличную от конт5 ролиуемого материала теплопроводность, а о толщине материала судят по длине временного интервала между моментом достижения нагреваемой поверхностью максимального значения

ip температуры и последующим моментом, соответствующим перегибу на графике переходного процесса.