Метод и измерительная система оперативного неразрушающего контроля теплофизических свойств твердых материалов и изделий

• Автор: Пугачев, Роман Викторович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 130 с. : ил.

Ф ВВЕДЕНИЕ
1 ОБЗОР И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ИМПУЛЬСНОДИНАМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ТФС МАТЕРИАЛОВ И ГОТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ
1.1 Общая характеристика проблемы создания методов и средств неразрушающего контроля теплофизических свойств

Ф материалов

1.2 Краткий обзор и анализ адаптивных методов и средств неразрушающего контроля с импульсно-динамическим тепловым воздействием на исследуемые объекты
1.3 Обзор и сравнительный анализ измерительных зондов, реализующих методы НК ТФС материалов и готовых изделий

1.4 Постановка задачи исследования

1.5 Выводы

(* 2 РАЗРАБОТКА ОПЕРАТИВНОГО АДАПТИВНОГО МЕТОДА

НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ

2.1 Метод оперативного неразрушающего контроля теплофизических свойств твердых материалов
2.2 Термозонд, осуществляющий оперативный адаптивный метод неразрушающего контроля теплофизических свойств
•Л материалов
2.3 Выводы
3 МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО
НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ТФС МАТЕРИАЛОВ И
ГОТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ
. 3.1 Структурная схема микропроцессорной системы оперативного
неразрушающего контроля ТФС материалов

3.2 Блок-схема алгоритма работы ИИС, реализующая разработанный оперативный метод НК ТФСМ
(Ф 3.3 Выводы
4 МЕТРОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗРАБОТАННОГО ОПЕРАТИВНОГО МЕТОДА НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ТФС МАТЕРИАЛОВ И
ИЗДЕЛИЙ
4.1 анализ погрешности оперативного метода
^ 4.2 Экспериментальные исследования метода и измерительной
системы НК ТФС материалов и готовых изделий
4.3 Методика определения минимальных допустимых размеров контролируемых материалов и готовых изделий
4.4 Исследование влияний температурной зависимости теплофизических свойств на точность неразрушающего контроля
4.5 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение А. Программа математического моделирования тепловых потерь в подложку термозонда для разработанного
метода контроля
Приложение Б. Программа для выделения доминирующих составляющих в общей погрешности измерения ТФС
‘4 материалов для разработанного метода НК
Приложение В. Данные экспериментов
Приложение Г. Акты внедрения
Перечень наиболее часто употребляемых условных обозначений
Я - коэффициент теплопроводности, Вт/(м-К), а - коэффициент температуропроводности, м2/с,
С - теплоемкость, Дж/(кг-К),
Т - температура, К,
х, у, z - пространственные координаты, м, q - плотность теплового потока, Вт/м2, а - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2-К) р - плотность, кг/м3,
F - частота тепловых импульсов, Гц,
Я) - истинное значение измеряемой величины в у'-ом измерительном эксперименте,
Я/ - результат измерения ву-ом измерительном эксперименте,
ЛЛ/, Аа/ - абсолютные погрешности результатов измерений коэффициентов тепло- и температуропроводности,
М[-] - математическое ожидание,
сг[-] - среднеквадратическое отклонение (СКО),
ТФС - теплофизические свойства,
ТФСМ - теплофизические свойства материалов,
НК - неразрушающий контроль,
ТНК - тепловой неразрушающий контроль,
ПИП - первичный измерительный преобразователь,
Тп-термопара,
Tq - датчик теплового потока,
ИИС - информационно-измерительная система,
Пр - процессор,
СК - специальный контролер,
ПЗУ — постоянное запоминающее устройство,
так как именно это условие является необходимым для получения достоверных результатов в определении искомых ТФСМ. Остаточное тепло от предыдущего эксперимента, аккумулированное в подложке термозонда, вносит также дополнительную погрешность в результат измерения.
Предлагается конструкция термозонда, позволяющая устранить вышеперечисленные недостатки, то есть повысить оперативность и точность определения ТФС материалов и готовых изделий [49-51].
На рис. 2.3 представлен общий вил конструкции термозонда, а на рис. 2.3а показано расположение нагревателя, основных и вспомогательных термобатарей, датчика теплового потока в объеме подложки термозонда, на рис. 2.36 показано размещение нагревателя и основной термобатареи на поверхности подложки, а на рис. 2.3в показано размещение вспомогательной дифференциальной термобатареи на нормали к линии нагревателя в плоскости 207, проходящей через линию нагревателя и перпендикулярной контактной плоскости измерительной головки, на рис. 2.3г представлено соединение термопар в основной и вспомогательной термобатареях.
Рисунок 2.3 - Конструкция термозонда для оперативного адаптивного
метода НК ТФСМ