Способ тепловой дефектоскопииизделий

 

Сеез Советских

Социааист ические

Республюс

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОУСКОМУ С ТИЛЬСТВУ о>808925 (61) Дополни ельмое к авт. сеид»ву (22) 3аявлемо 1202.79 (21) 2723972/18-25 с присоединением заяеки l49— (511М. К„.з

G 01 и 25/72

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 28д 281.6юллетейь 89 8 (53) УДК 5Зб.б (088.8) Дата опубликоаамия описания 289231 (72) Автор изобретения

А. Ф. Романченко

Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ТЕПЛОВОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при выявлении внутренних дефектов (полости, инородные включения и т.д.) как электропроводных, так и неэлектропроводных твердых тел в дефектоскопии.

Известен способ тепловой дефектоскопии путем нагрева заготовок в вакууме с последующей регистрацией характера поверхности, по которой судят о наличии в изделии дефектов f1).

Однако в данном способе необходимо "оздавать специальные условия (вакуум), что существенно снижает, производительность контроля, кроме того, низкая точность измерений, связанная с визуальным определением наличия дефектов в изделии.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ тепловой дефектоскопии изделий путем нагрева поверхности изделия и регистрации температурного распределения нагретой поверхности 123.

Недостатком этого способа является наличие погрешностей в результатах измерений от вариаций темпера туры, окружающей контролируемое изделие среды. действительно, вариации температуры окружающей иэделие среды приведут к изменениям в температурных распределениях по ее поверхности и снизят точность в выявлении внутренних дефектов иэделия.

Цель изобретения - повышение точности измерений за счет устранения погрешности от вариаций температуры окружающей среды.

Для достижения этой цели поверхность иэделия нагревают с помощью термочувствительного элемента, через который пропускают электрический ток, скачкообразно уменьшающийся по величине, регистрируют момент скачкообразного уменьшения тока и момент времени установления процесса изменения температуры термочувствительного элемента, после чего определяют интервал времени между этими моментами, по которому судят о наличии дефектов и их размерах..

На фиг. 1 представлен пример технической реализации предложенного способа тепловой дефектоскопии, на фиг. 2 — диаграмма изменения во времени температуры термочувствительноЗ0 ro элемента.

808925

Формула изобретения

d0

Устройство состоит из термочувствительного элемента в виде тонкой металлической пленки, нанесенного на . торец цилиндрической подложки 2, изготовленной из электроизоляционного материала, контактирующего с токоподводом 3 в теле подложки 2 и токоподводом 4, нанесенным на образующую цилиндрической подложки 2. Источник питания 5 с помощью токоподводов 3 и 4 обеспечивает протекание тока по термочувствительному элементу 1 и ра. зогрев его в месте контакта с токоподводом 3. Термочувствительный элемент 1 контактирует с поверхностью тела иэделия, исследуемого на наличие в его теле дефектов.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

При пропускании тока через место контакта термочувствительного элемента 1 с токоподводом 3 тепловая энергия рассеивается в тело контролируемого изделия. Для любого момента времени на термочувствительном элементе справедливо равенство

3 R = Н (Т вЂ” T ), (1) где 3 — ток через термочувствительный элемент; (— электрическое сопротивление термочувствительного элемента;

Т вЂ” температура разогретого термочувствнтельного элемента;

Тс - температура поверхности контролируемого иэделия;

Н вЂ” коэффициент рассеяния термочувствительного элемента.

При однородной массе тела изделия коэффициент рассеяния Н в любой точке его поверхности постоянен, при наличии в теле, изделия дефекта, например полостч, меняется количество тепловой энергии, рассеиваемой термочувствительным элементом в тело контролируемого изделия, что приводит к изменению постоянной времени

Т термочувствительного элемента вследствие изменения величины коэффициента рассеяния

Ч:

Н (2) где, à — постоянная времени термочувствительного элемента;

m — масса разогретого участка тела; с — удельная теплоемкость материала контролируемого тела;

Н вЂ” коэффициент рассеяния разогретого участка тела.

Коэффициент рассеяния Н зависит от теплопроводности массы тела в месте разогрева. При наличии дефекта (полость, инородное включение и т.д.) в теле контролируемого изделия меняется тепловое сопротивление массы его, что приводит к изменению значения коэффициента рассеяния Н, а следовательно, и величины посто5

t0

45 янной времени (см. формулу 2). Постоянная времени ь определяет время остывания t ocT места контакта термочувствительного элемента и контролируемой поверхности при скачкообразном уменьшении протекающего тока (фиг. 2) через термочувствительный элемент.

Наличие дефекта в теле изделия.н его величину определяют путем регистрации измЕнений времени остывания термочувствительного элемента, контактирующего с поверхностью контролируемого изделия. Так как коэффициент рассеяния Н не зависит от температуры окружающей изделие среды, то, следовательно, в результатах измерений (изменение сб< ) отсутствует температурная погрешность при вариациях температуры окружающей среды. Изменение температуры разогрева термочувствительного элемента может контролироваться, как видно из формулы (1), по величине электрического сопротивления R термочувствительного элемента.

Пример. В качестве термочувствительного элемента берут платиновую пленку толщиной 1 мкм, разогревают током приблизительно 300 мА (й - ЗО см) до температуры приблизительно 300 С. Изменение коэффициента рассеяния приблизительно на

10Ъ за счет наличия внутренних дефектов в теле изделия приводит к изменению постоянной времени термочувствительного элемента также приблизительно на 10%, что приводит к изменению на 10% времени остывания термочувствительного элемента при скачкообразном уменьшении через него тока.

Предлагаемый способ тепловой дефектоскопии иэделий не требует дополнительных устройств для компенсации температурных погрешностей в результатах измерений, сложность и стоимость аппаратуры снижается ориентировочно .в 1,5-2 раза при сохранении ее точностных характеристик в условиях значительных вариаций температуры окружающей среды.

Способ тепловой дефектоскопии изделий путем нагрева поверхности изделий, о т л и ч а ю.шийся тем, что, с целью повышения точности измерений за счет устранения погрешности от вариаций температуры окружающей среды, поверхность изделия нагревают с помощью термочувствительного элемента, через который проп скают электрический ток, скачкообразно уменьшающийся по величине, регистрируют момент скачкообразного уменьше808925 леаюа

Ф иа.1

Составитель С. Беловодченко

Техред И.Асталош Корректор С. Щомак

Редактор К. Лембак

Заказ 401/46 Тираж 918 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам:изобретений и открытий

113035, Иосква,. X-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

I ния тока и момент времени установления процесса изменения температуры термочувствительного элемента, после чего определяют интервал времени между этими моментами, по которому судят о наличии дефектов н нх размерах.

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 312192, кл. G 01 N 25/72, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

9 546813, кл. 6 01 М 25/72, 1976 .(прототип).