Устройство для контроля химическогосостава и структуры металлов

 

О П И С А Н И Е (>847168

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскнх

Соцнапнстнчесннх

Реснубпнн

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. санд-ву 14 655950

{22)Заявлено 15.02.78(21) 2580816/18 25 (51)М. Кд. с присоединением заявки %в

G01 N25/32

Гесудврствеквй ююет СССР ю диан кмбреввй в вткрнтвй (23) Приоритет—

Опубликовано 15.07.81 Бюллетень М 26 (53) УДК539.219. . 1(088.8) Дата опубликования опнсания 17 ° 07 81

А. А. Лухвич, М. А. Симонов, В. Л. Цукерм " "" = - 3, - .";=,-,. и В, И. Ыарандо

r — I

f =-у (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель

Отдел физики нераэрушающего контроля

АН Белорусской ССР (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРСЙЯ ХИМИЧЕСКОГО

СОСТАВА И СТРУКТУРЫ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к средствам нераэрушающего контроля.

По основному авт. св. М 655950 известно устройство для контроля химического состава и структуры металлов, которое содержит две пары электродов иэ

5 двух различных металлов, два измерителя термоЭДС, измеритель отношения нацря- жений, подключенный к выходам измерителей термо-ЭДС, две пары ключей, вклю-10 ченных между парами электродов и выходами соответствующих измерителей термоЭДС, и управляющий генератор с двумя нротивофазными выходами. Один выход генератора соединен с цепью управления одной парой ключей и соответствующим измерителем термо-ЭДС, другой выходс цепью. управления другой парой ключей и соответствующим измерителем, термоЭДС,. При этом два электрода из разных пар имеют одну температуру, а двадругую, отличную от нее. С помощью измерителей термо-3 и измерителя отношения напряжений определяют отноше2 ние термо-ЭДС, полученных в этих парах в контакте с контролируемым материалом. Оно не зависит от разности температур электродов и является характеристихой химического состава и структуры контролируемого иэделия.

Данное устройство обладает следующими недостатками. В промежутках между измерениями, когда электроды не контактируют с контролируемым изделием, пары ключей производят периодическое размыкание входов измерителей термо- ЭДС, что приводит к резкому смещению нуля измерителей термо-ЭДС и их перегрузке.

Смещение нуля, вызванное суммарным дрейфом измерителей термо-ЭДС во времени, существует также в период измерения, т.е. когда электроды контактируют с контролнруемым изделием; полная компенсация этого смещения (коррекция нуля) невозможна ни при контакте с контроли— чуемым иэделием (вследствие имеющейся ЭДС в парах электродов), ни при

3 847 1 отсутствии этого контакта (из-еа перег рузки измерителей термо-ЭДС).

Величина смещения нуля зависит та же от величин входных и проходных емкостей, токов утечки и остаточных параметров

5 выбранных в качестве ключей электронных приборов (например, МОП-транзисторов), ia также от величины полного сопротивления источника сигнала и особенно его реактивной составляющей Последняя обус- 10 ловлена емкостью между проводниками, соединяющими электроды с парами ключей.

Указанные явления приводят к снижению точности измерений, особенно при 15 малых значениях термо-1ДС, а также . к увеличению продолжительности анализа на время, необходимое для выхода измерителей термо-ЗДГ из режима перегрузки.

Цель изобретения — повышение точнос- 20 ти и экспресности контроля. о Для этого предлагаемое устройство для контроля химического состава и структуры металлов снабжено замыкателем электродов, расположенным в зоне одинако-25 вых температур электродов.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Электроды 1 и 2 из одного металла и 3, 4 иэ другого металла приведены 30 в соприкосновение с контролируемым изделием 5. Между электродами 1 — 4 включен замыкатель 6. Обе пары электродов 1 и 2 и 3 и 4 соединены с парами ключей, например механических 7 и 8 . 35 или электронных 9 и 10, находящимися на входах измерителей термо-BQC 11 и 12. Один выход генератора 13 подключен к цепи управления ключами 7 и 8 и к измерителю термо-AC ll, другой, 40 противофазный, выход — к цепи управления ключами 9 и 10 и к измерителю термо-ЭДС 12. К выходу измерителей термо-ЗДС подключен измеритель отношения напряжений 14.

Устройство работает следующим образом..

В контактах пар электродов 1 и 2 и

3 и 4 с контролируемым изделием 5 создается разность температур T - Т 2, 50 соединения электродов с проводами имеют температуру Т- . В парах возникают ЭДС, пропорциональные разности абсолютных дифференциальных термо1ДС материала контролируемого изделия и материала соответствующей пары электродов, а также разности температур T< - Tg. С выхоцов управляющего генератора 13 в цепи

68 Ф

:. управления парами ключей 7 и 8 и 9 и 10 поступает переменное напряжение, например йрямоугольные импульсы. Эти же импульсы поступают в цепи управления соответствующими измерителями термо-ЭДС 11 и 12, обеспечивая их синхронную с ключами работу. На входах измерителей термоЭДС появляются импульсы прямоугольного напряжения, равные по амплитуде термо-ЭДС в соответствующей паре и по фазе смещенные один относительно другого, что во время дейст вия импульса на входе одного измерителя термо1ДС импульс на входе другого измерителя термо- ДС равен нулю, цепь соответствующей пары электродов оказывается разомкнутой. При этом не проиоходит замыкания входов измерителей термо- ДС через контролируемое иэделие и нулевой провод и появления на входах измерителей паразитных сигналов, обусловленных наличием термо-ЭДС между имеющими разную температуру электродами из разных материалов, имеет место при прямом подключении электродов к измерителям термо-ЭДС или использовании на входе каждого измерителя одного ключа, а также при непротивофаэной работе пар ключей.

Сигналы с измерителй термо- ЭДС поступают на измеритель отношения напряжений 14. Определение химического состава и-структуры материала контролируемого изделия производится по отношению ЭДС на основании предварительной градуировки по образцам с заданными свойствами.

При размыкании электродов 1 - 4 с контролируемым изделием 5 замыкатель

6 замыкает электроды 1 — 4 между собой в зоне одинаковых температур Ч .

В результате этого работа пар ключей

7 — 10 не приводит к периодическому размыканию входов измерителей термоЭДС 11„12, смещению вследствие этого нуля и перегрузке измерителей термоЭДС. Установка и последующими коррекция нуля измерителей термо-BQC соответствует аналогичной операции при короткозамкнутом входе, так как размещение замыкателя 6 в зоне одинаковых температур электродов 1 — — 4 исключает появление паразитных термо-ЭДС в местах контакта и попадание их на входы измерителей термо- ЭДС 11, 12.

Размещение замыкателя в непосредственном контакте с электродами позволяет при установке и коррекции нуля

847 1 учесть полное сопротивление источника сигнала, т.е. устранить смещение нуля„ обусловленное наличием паразитной емкости между проводниками, соединяющими электроды с парами ключей. Размещение замыкателя 6 непосредственно на входе ключей 7 - LO не позволяет точно установить нуль измерителей термо-ЭДС.

Использование предлагаемого устройся о ва позволяет повысить точность и экс68 Ь пресность контроля изделий из металлов и сплавов. ! формула изобретения

Устройство для контроля химического, состава и структуры металлов по авт. св. Ж 655950, о т л и ч а ю— щ e e c я тем, что, с пелью повышения точности и экспресности контроля, оно снабжено замыкателем электродов, расположенным в зоне одинаковых температур электродов.

Составитель С. Беловодченко

Редактор Н. Воловик Техред А. Ач . Корректор С. Корниенко

Заказ 5474/68 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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