Способ тепловой дефектоскопииизделий

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ . К АВТОВСКОМУ СВИ ЕТВЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23027 9 (2) ) 27 28883/18-25

Союз Советских

Социалистических

Рвспублик

«i>817567 (я)м. к,.з

Q 01 N 25/72 с присоединением заявки Й9Гесуддретвенный «винтет

СССР

«в делам нзобретеннй н открытнй (23) Приоритет

Опубликовано 300381,Бюллетень й9 12 (53) УДК 536.6 (088. 8) Дата опубликования описания 300381 (72) Автор изобретения (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 jl)

Недостатками данного способа определения дефектов являются необходимость создания специальных условий 15 (вакуум), что существенно снижает производительность контроля,и низ-. кая точность измерений, связанная с визуальным сопротивлением наличия дефектов в изделии. 20

Наиболее близким техническим решением является способ тепловой дефектоскопии изделий путем нагрева поверхности изделия с помощью термо чувствительного элемента, через кото- 35 рый пропускают электрический ток, скачкообразно уменьшающийся по величине, и регистрации интервала времени между моментами скачкообразного уменьшения тока и установления про- 30 цесса изменения температуры термочувствительного элемента, по которому судят о наличии дефектов и их размерах (2).

Недостатком известного способа является невысокая производительность контроля дефектов, так как необходимо ждать конца переходного процесса.

Цель изобретения - повышение производительности при определении внутренних дефектов.

Поставленная цель достигается за счет того, что в способе тепловой дефектоскопии изделий путем нагрева поверхности изделия с помощью термочувствительного элемента, через который пропускают электрический ток, и регистрации изменений во времени температуры термочувствительного элемента, термочувствительный элемент нагревают при скачкообразном увеличении тока до температуры, меньшей по величине максимальной температуры

его разогрева, после чего ток умень» шают и при снижении температуры разогрева термочувствительного элемента до значения,.превышающего температуру поверхности изделия до нагрева, снова увеличивают ток через термочувствительный элемент с последующей

j . «

A.Ô.Poìàí÷åHKo f

E) 5 ."" 11 .л, Ф уфимский авиационный институт им. бньйкйдзе": l

817567 регистрацией частоты следования импульсов изменения температуры термочувствительного элемента, по которой судят о наличии и величине дефектов.

На чертеже приведена диаграмма изменени Р во. времени температуры термочувствительного элемента.

При скачкообразном увеличении .тока Хт через термочувствительный элемент последний начинает разогреваться, стремясь достичь максимальной температуры Т© (участок 1), определяемой величиной тока Ъ . Однако при достижении температуры разогрева

T термочувствительного элемента величины Т скачкообразно уменьшают ток, протекающий через термочувствительный элемент. При скачкообразном уменьшении тока Т температура нагрева T термочувствительного элемента начинает снижаться, стремясь достичь своего минимального значения (участок 2), которое равно температуре поверхности изделия до его нагрева. При достижении температуры нагрева термочувствительного элемента значения Т скачкообразно увеличивают ток 3 че« . рез термочувствительный элемент. После этого цикл разогрева термочувствительного элемента до температуры . Т(повторяется, а при достижении температуры термочувствительного элемента значения T снова осуществляется скачкообразное уменьшение тока 9 о.

Период Т одного изменения температуры Т термочувствительного элемента, а следовательно,и частота f .следования импульсов Uo с термочувствительного элемента, характеризует- ся крутизной кривой переходного процесса (участок 1) изменения температуры Т термочувствительного элемента между уровнями Т и Т . Крутизна кривой переходного процесса изменения температуры термочувствительного элемента определяется коэффициентом рассеяния Н термочувствительного элемента, однозначно связанного с его тепловой постоянной времени ь.

Г TAG

Ь = — р

Н где % — тепловая постоянная времени термочувствительного элемента;

m — масса нагретого уч стка тела; с - удельная теплоемкость материала контролируемого изделия;

Н вЂ” коэффициент рассеяния термочувствительного элемента.

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

/. постоянной времени .Тепловая постоянная времени определяет время остывания t0 места контакта термочувствительного элемента и контролируемой поверхности при скачкообразно уменьшающемся токе 3 через термочувствительный элемент.

5 С едовательно, при появлении дефекта в теле изделия коэффициент рассеяния

Н изменится на аН, что приведет к изменению времени остывания tocr на

ht . Это, в свою очередь, приведет к изменению крутизны кривой переходного процесса остывания термочувствительного элемента между уровнями Т < и Т его температуры. Как . следствие, изменится составляющая

15 времени 6< периода колебаний, приводя к измейению периода T.n следования импульсов (частота следования) падения напряжения U на термочувствительном элементе.

Таким образом, при определении наличия дефектов в теле контролируемого иэделия достаточно осуществлять контроль процесса разогрева только в одной точке поверхности контроли-, руемого иэделия. Осуществлять конт25 роль температурного режима на поверхности изделия в близлежащих точках не требуется, что существенно повышает производительность определения. дефектов в теле изделий ° Это являет30 ся важным при больших партиях контролируемых изделий. В этом случае выходной сигнал при измерениях (падение напряжения Uo на термочувствительном элементе) носит частный ха35 рактер. По величине изменения часто,ты выходного сигнала можно судить о величине и характере дефекта. Данное обстоятельство упрощает процесс обработки выходных данных при измере40 ниях на ЦВМ.

Так для случая применения в ка честве термочувствительного элемента платиновой пленки толщиной 1 мкм, разогреваемой током 300 MA(R> 30 Ом)

45 до максимальной температуры Т 300оС, изменение коэффициента рассеяйия Н на 10% за счет наличия внутРенних дефектов в теле изделия, приводит к изменению начальной частоты f a

1500 Гц выходного сигнала Uo с термочувствительного элемента на 300 Гц (Т -Т2 =20 С). При этом время контроля. йаличия дефектов определяется временем периода Т импульсов и сос55 тавляет 1/1500 с.

Предлагаемый способ тепловой дефектоскопии изделий обеспечивает частотный выходной сигнал при измерениЯ ях и повышает производительность при определении внутренних дефектов в теле изделий. Сложность, стоимость аппаратуры, реализующей данный способ, снижается ориентировочно в 265 3 раза °

817567

Составитель С.Беловодченко

Редактор Е.Дичинская Техред Н..Келушак

Корректор М.Вигула

Заказ 1336/58 Тираж 907

ВНИИПИ Государственного комитета СССР цо делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, Формула изобретения

Способ тепловой дефектоскопин из- делий путем нагрева поверхности с помощью термочувствительного элемента, через который пропускают электрический ток, и регистрации изменений во времени температуры термочувствительного элемента, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения производительности при определении внутренних дефектов, термочувствительный элемент нагревают при скачкообразном увеличении тока до температуры, меньшей . по величине максимальной температуры его разогрева, после чего ток уменьшают и при снижении температуры разогрева термочувствительного элемента до значения, превышающего температуру поверхности изделия до нагрева, снова увеличивают ток через термочувствительный элемент с последующей ре5 гистрацией частоты следования импульсов изменения температуры термочувствительного элемента, по-которой судят о наличии и величине дефектов.

t0 Источники информации,,принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

9 312192, кл. С 01 N 25/72, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 273972/18-25, з кл. 0 Ol N 25/72, 1979 (прототип).