Устройство контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий

Авторы патента:

Цехановский Сергей Александрович (RU)

Владельцы патента RU 2329493:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет (RU)

Изобретение относится к области неразрушающей диагностики металлов и сплавов. Изобретение заключается в подключении холодного электрода к усилителю, к которому последовательно подключены первый компаратор и второй индикатор, а регулятор порога соединен с первым компаратором, генератор переменного тока подключен к нагреваемому электроду, холодному электроду и избирательному усилителю, к которому последовательно подключены детектор, второй компаратор и индикатор прижима, причем регулятор прижима соединен с вторым компаратором. Техническим результатом является получение высокой точности измерения термоЭДС и повышение достоверности контроля. 2 ил.

Изобретение относится к области неразрушающей диагностики металлов и сплавов, а также изделий, выполненных из них методом измерения термоЭДС.

Известны термоэлектрические устройства для контроля металлов и сплавов (патенты РФ № 2134875, № 2119661 и № 96112058), содержащие нагреваемый и холодный электроды, нагреватель и измеритель термоЭДС.

Известно устройство для разбраковки металлических изделий (патент РФ № 2255331, МПК 7 G01N 25/32, опубл. 27.06.2005 г.), выбранное в качестве прототипа, содержащее нагреватель, нагреваемый электрод, холодный электрод, контролируемое изделие, измеритель термоЭДС, аналоговый усилитель, связанный с индикатором. Выход измерителя термоЭДС соединен с первым входом сумматора, ко второму входу которого подключен выход регулируемого компенсатора ЭДС, а выход сумматора через усилитель подключен к регистратору и индикатору.

Недостатком известных устройств являются низкая точность измерения термоЭДС, в результате чего недостаточна достоверность контроля металлических изделий. Этот недостаток обусловлен зависимостью величины термоЭДС от сопротивления контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием (А.А.Лухвич, А.С.Каролик, В.И.Шарандо. Структурная зависимость термоэлектрических свойств и неразрушающий контроль, Минск.: Наука и техника, 1990. - С.170, рис.4.10).

В изобретении решается задача создания устройства, обеспечивающего высокую точность измерения термоЭДС для быстрой оценки качественного состава материала металлического изделия и, как следствие, повышение достоверности контроля изделий.

Поставленная задача решена за счет того, что устройство контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий, так же как в прототипе, содержит нагреватель, воздействующий на нагреваемый электрод, холодный электрод, контролируемое изделие и усилитель, соединенный с индикатором.

Согласно изобретению устройство контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий дополнительно содержит холодный электрод, подсоединеный к усилителю, к которому последовательно подключены первый компаратор и второй индикатор, а регулятор порога соединен с первым компаратором, генератор переменного тока подключен к нагреваемому электроду, холодному электроду и избирательному усилителю, к которому последовательно подключены детектор, второй компаратор и индикатор прижима, причем регулятор прижима соединен с вторым компаратором.

За счет использования предложенной схемы обеспечивается возможность контроля контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием и, как следствие, получение высокой точности измерения термоЭДС и повышение достоверности контроля.

На фиг.1 представлена схема устройства контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий.

На фиг.2 представлена фотография устройства контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий

Устройство контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий содержит последовательно соединенные нагреваемый электрод 1, контролируемое изделие 2, холодный электрод 3. Нагреватель 4 воздействует на нагреваемый электрод 1. Входы усилителя 5 подключены к нагреваемому электроду 1 и холодному электроду 3. Выход усилителя 5 подключен к первому индикатору 6 и первому входу первого компаратора 7. Второй вход первого компаратора 7 подключен к регулятору порога 8. Выход первого компаратора 7 подключен ко второму индикатору 9. Первый выход генератора переменного тока 10 подключен к нагреваемому электроду 1 и к первому входу избирательного усилителя 11, второй выход генератора переменного тока 10 подключен к холодному электроду 3 и к второму входу избирательного усилителя 11, выход усилителя 11 подсоединен к детектору 12, выход которого соединен с первым входом второго компаратора 13, второй вход которого подключен к регулятору прижима 14, выход второго компаратора 13 подключен к индикатору прижима 15.

Нагреватель 4 может быть стандартным мощностью 25 ватт, усилитель 5 должен быть с малым дрейфом напряжения смещения нуля, например, К140УД17, первый 7 и второй 13 компараторы могут быть стандартными, например К554САЗ, регулятор порога 8 выполнен на многооборотном резисторе, например, СП23-В, первый индикатор 6 может быть выполнен на светодиодах АЛС324А, второй индикатор 9 может быть выполнен на светодиодах АЛ307Г. Генератор переменного тока 10 может быть выполнен по типовой схеме на операционном усилителе широкого применения, например, К140УД6, избирательный усилитель 11 может быть выполнен по типовой схеме на операционном усилителе широкого применения, например К140УД6, и должен иметь резонансную частоту, равную частоте генератора 10, детектор 12 может быть выполнен по типовой схеме на операционном усилителе, например К140УД6, регулятор прижима 14 выполнен на многооборотном резисторе, например, СП23-В, индикатор прижима 15 может быть выполнен на светодиоде АЛ307Г.

Нагреватель 4 воздействует на нагреваемый электрод 1. Между нагреваемым электродом 1, контролируемым изделием 2 и холодным электродом 3 возникает термоЭДС, которая поступает на усилитель 5, который усиливает термоЭДС, с выхода усилителя 5 термоЭДС поступает на первый индикатор 6, который отображает величину термоЭДС, и на первый вход первого компаратора 7, который осуществляет сравнение измеренной термоЭДС с величиной порога, на второй вход первого компаратора 7 подается напряжение с регулятора порога 8. Если величина термоЭДС больше установленного порога, то второй индикатор 9 отображает «брак», если же величина термоЭДС меньше установленного порога, то второй индикатор 9 отображает «норма», генератор переменного тока 10 вырабатывает переменный ток высокой частоты, который поступает на избирательный усилитель 11, при отсутствии измерения или при плохом прижиме величина сопротивления контактов цепи нагреваемый электрод 1, контролируемое изделие 2, холодный электрод 3 - большая и величина переменного напряжения на этом сопротивлении, получаемая от протекания тока генератора переменного тока 10, также большое. Избирательный усилитель 11 пропускает на выход только переменную составляющую входного напряжения. Выходное напряжение избирательного усилителя поступает на вход детектора 12, выпрямленное напряжение с выхода детектора 12 сравнивается с напряжением регулятора прижима 14 с помощью второго компаратора 13. Если усилие прижима мало, то напряжение на выходе детектора 12 больше напряжения регулятора прижима 14 и на выходе второго компаратора 13 напряжение равно низкому уровню и индикатор прижима 15 не светится. Если усилие прижима в норме, то напряжение на выходе детектора 12 меньше напряжения регулятора прижима 14 и на выходе второго компаратора 13 напряжение равно высокому уровню и индикатор прижима 15 светится. Экспериментально установлено, что для того, чтобы ошибка измерения термоЭДС не превышала 1%, напряжение порога определяется для каждого типа металлов и сплавов исходя из соотношения

U_пор=U_ТЭДС/100,

где U_ТЭДС - величина термоЭДС между нагреваемым электродом и контролируемым изделием.

Устройство контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий, содержащее нагреватель, воздействующий на нагреваемый электрод, холодный электрод, контролируемое изделие, аналоговый усилитель, связанный с индикатором, отличающееся тем, что холодный электрод подсоединен к усилителю, к которому последовательно подключены первый компаратор и второй индикатор, а регулятор порога соединен с первым компаратором, генератор переменного тока подключен к нагреваемому электроду, холодному электроду и избирательному усилителю, к которому последовательно подключены детектор, второй компаратор и индикатор прижима, причем регулятор прижима соединен с вторым компаратором.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля изделий. .

Термоэлектрическое устройство для контроля неоднородности поверхностного слоя металлов и сплавов // 2307345

Изобретение относится к области неразрушающего контроля, а точнее к устройствам, предназначенным для измерения неоднородности поверхностного слоя металлов и сплавов, и может быть использовано в металлообрабатывающей и машиностроительной промышленности для контроля качества поверхностных слоев изделий.

Термоэлектроимпульсное устройство для контроля неоднородности поверхностного слоя металлов и сплавов // 2306553

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля. .

Установка для исследования теплопроводности теплоизоляционных материалов // 2289126

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано для экспериментального определения тепловых характеристик материалов, входящих в состав транспортных упаковочных комплектов в качестве элементов теплоизоляции и амортизации.

Способ определения анизотропии биметаллических материалов // 2269769

Изобретение относится к теплофизике. .

Устройство для разбраковки металлических изделий // 2255331

Изобретение относится к области диагностики металлов и сплавов, а также изделий, выполненных из них. .

Устройство для термоэлектрического контроля режущей кромки металлорежущего инструмента // 2247972

Изобретение относится к области неразрушающего контроля металлов и сплавов. .

Термоэлектрическое устройство для контроля толщины слоев двухслойных проводящих материалов // 2233441

Изобретение относится к измерительной технике. .

Термоэлектрический способ контроля неоднородности металлов и сплавов // 2229703

Изобретение относится к области неразрушающего контроля металлов и сплавов. .

Термоэлектрический способ контроля металлических материалов // 2229117

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано в металлургической и машиностроительной промышленности для контроля различных свойств металлических материалов, коррелирующих с их абсолютной дифференциальной термоЭДС.

Способ контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий // 2331064

Изобретение относится к области неразрушающей диагностики металлов и сплавов

Устройство измерения интенсивности лучистых потоков при тепловакуумных испытаниях космических аппаратов и способ его эксплуатации // 2354960

Изобретение относится к измерительной технике

Установка для определения эффективной теплопроводности порошково-вакуумной и экранно-вакуумной теплоизоляций // 2356038

Датчик для определения реакционной способности газообразных и конденсированных продуктов // 2456583

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для контроля химической активности газообразных и конденсированных продуктов

Устройство для разбраковки металлических изделий // 2495410

Изобретение относится к области неразрушающего контроля изделий и может быть использовано для контроля физико-химических свойств поверхностных слоев металла контролируемого изделия, подвергнутого термической или химикотермической обработке, а также для выявления степени пластической деформации. Заявлено устройство для разбраковки металлических изделий, содержащее нагреватель, воздействующий на два нагреваемых электрода, выполненных из одного материала, эталонный образец, электрически контактирующий со своим нагреваемым электродом и контролируемым изделием, контактирующим с другим нагреваемым электродом. Нагреваемые электроды подключены к дифференциальному усилителю, к которому последовательно подсоединены аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер и индикатор. Блок управления нагревателем связан с нагревателем и микроконтроллером, к которому подключен датчик температуры. Технический результат: устранение влияния температуры контролируемого образца на величину разностной термоЭДС электродов. 1 ил., 2 табл.

Планарный термокаталитический сенсор горючих газов и паров // 2593527

Использование: для газового анализа горючих газов и паров. Сущность изобретения заключается в том, что микрочип планарного термокаталитического сенсора горючих газов и паров состоит из общей, для рабочего и сравнительного чувствительных элементов, пористой подложки из анодного оксида алюминия с расположенным на ней платиновым тонкопленочным конфигурированным покрытием, части которого находятся на противоположных сторонах подложки и выполненны в форме меандра, служат микронагревателями-измерителями и обеспечивают нагрев активных зон микрочипа до рабочих температур и дифференциальное измерение выходного сигнала, при этом размеры микронагревателей-измерителей ограничены до значений, при которых обеспечивается пленочный режим теплоотвода. Технический результат: обеспечение возможности улучшения параметров чувствительных элементов и характеристик сенсора. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 ил.

Способ неразрушающего контроля шероховатости поверхностного слоя металла // 2619798

Предлагаемое изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля шероховатости поверхностного слоя металла контролируемого изделия. Способ неразрушающего контроля шероховатости поверхностного слоя металла заключается в измерении термоЭДС, возникающей при контакте нагреваемых электродов с контролируемым изделием, и сопоставлении с термоЭДС эталонного образца, используют два одинаково нагретых электрода из одного материала, устанавливаемых на контролируемое изделие и эталонный образец. Одновременно с измерением термоЭДС измеряют температуру нагреваемых электродов через заданный промежуток времени. Определяют разность температур между первым и вторым нагреваемыми электродами и по ее значению судят о шероховатости поверхностного слоя, а по термоЭДС судят о соответствии материала эталонного образца контролируемому изделию. Технический результат - контроль шероховатости поверхностного слоя металла разных плавок. 1 ил., 1 табл.

Устройство для неразрушающего контроля шероховатости поверхностного слоя металла // 2624787

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля шероховатости поверхностного слоя металла контролируемого изделия. Устройство для неразрушающего контроля шероховатости поверхностного слоя металла содержит нагреватель с возможностью теплового контакта с первым и вторым нагреваемыми электродами и последовательно соединенные первый нагреваемый электрод, эталонный образец, контролируемое изделие, второй нагреваемый электрод. Электроды подключены к гальванометру. Первый нагреваемый электрод подключен к первому блоку измерения температуры, который соединен с микроконтроллером. Второй нагреваемый электрод соединен с вторым блоком измерения температуры, который соединен с микроконтроллером, первый выход которого подключен к блоку управления нагревателем, выход которого подключен к нагревателю. Второй выход микроконтроллера подключен к индикатору. Технический результат - контроль шероховатости поверхностного слоя металла разных плавок. 2 ил., 1 табл.

Устройство и способ по определению теплоты сгорания топлива // 2635843

Изобретение относится к устройству для определения теплоты сгорания топлива. Устройство содержит топливоподводящий патрубок для подачи в него измеряемого топлива. Для подачи кислородсодержащего газа в устройство предусмотрен газоподводящий патрубок. Устройство также содержит блок сгорания, соединенный с топливоподводящим патрубком и газоподводящим патрубком, при этом блок сгорания содержит камеру сгорания для сжигания измеряемого топлива. Газоотводящий патрубок, соединенный с камерой сгорания, позволяет выпускать отработанный газ. Устройство согласно настоящему изобретению содержит блок расходомера, предпочтительно Кориолисова типа, расположенный между топливоподводящим патрубком и камерой сгорания. Технический результат – повышение точности и достоверности получаемых результатов. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 3 ил.

Устройство для измерения коэффициента термоэлектродвижущей силы материалов // 2646537

Изобретение относится к области измерения параметров материалов, в частности термоЭДС. Устройство для измерения термоэлектродвижущей силы материалов содержит исследуемую и измерительную термопары, делитель напряжения и источник питания к нему в виде одной из термопар. Оно дополнительно снабжено петлей отрицательной обратной связи, состоящей из последовательно соединенных усилителя, генератора управляемой частоты и преобразователя частоты в напряжение, выход, которого подключен к потенциометру. Ползунок потенциометра со второй термопарой, а нижним вывод потенциометра (клемма) - с входом усилителя и через его входное сопротивление с общей точкой сопротивлений делителя напряжений. Выход генератора связан также с выходом устройства. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение быстродействия и точности измерений. 1 ил.