Метод и измерительная система неразрушающего теплового контроля структурных переходов в полимерных материалах

• Автор: Никулин, Сергей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 187 с. : ил.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И АББРЕВИАТУРЫ

1 ОБЗОР МЕТОДОВ И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРНО-ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СТРУКТУРНЫХ ПЕРЕХОДОВ В ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛАХ

1.1 Структура полимеров и структурные превращения

в полимерных материалах

1.1Л Структура полимеров

1Л .2 Структурные превращения в полимерных материалах

1.2 Методы исследования структуры и структурных превращений

в полимерных материалах. Сравнительный анализ методов

1.2.1 Методы исследования структуры полимеров

1.2.2 Термический анализ

1.3 Приборы и информационно-измерительные системы

для теплофизического контроля
1.3.1 Приборы для исследования теплофизических свойств твердых материалов и регистрации температурно-временных характеристик структурных переходов в полимерах
1.3.2 Информационно-измерительные системы теплофизического контроля
1.4 Современные аналитические методы решения краевых задач нестационарной теплопроводности
в областях с движущимися границами
1.5 Постановка задач исследования

2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ СТРУКТУРНЫХ ПЕРЕХОДОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАКОНА ДВИЖЕНИЯ ГРАНИЦЫ ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА В ПОЛИМЕРНОМ МАТЕРИАЛЕ
2Л Выбор направления исследования
2.2 Теоретические основы метода неразрушающего определения закона движения границы фазового перехода
2.3 Теоретическое обоснование метода неразрушающего контроля структурных переходов в полимерных материалах. Расчетные зависимости при определении температурных характеристик структурных переходов
2.4 Выводы и результаты
3 ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТЕПЛОПЕРЕНОСА С УЧЕТОМ ВОЗМОЖНОГО СТРУКТУРНОГО ПЕРЕХОДА В ПОЛИМЕРЕ
3.1 Модель тепловой системы с поверхностным сферическим нагревателем
3.2 Модель тепловой системы с плоским круглым нагревателем
3.3 Имитационное исследование влияния теплового режима воздействия источника тепла на закон движения границы фазового перехода в полимерном материале
4 ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА НЕРАЗРУШАЮЩЕГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СТРУКТУРНЫХ ПЕРЕХОДОВ
В ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛАХ
4.1 Состав информационно-измерительной системы
4.2 Алгоритм функционирования информационно-измерительной системы
5 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ПРОВЕРКИ РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДОВ И ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ СТРУКТУРНЫХ ПЕРЕХОДОВ В ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛАХ
5.1 Характеристики материалов, использованных для исследований разработанных методов контроля структурных переходов в полимерах
5.2 Неразрушающий контроль температурно-временных характеристик структурных переходов в полимерных материалах
по изменениям скорости нагрева или остывания
5.3 Определение закона движения границы фазового перехода
в полимерном материале
5.4 Метрологическая оценка погрешностей и их характеристик при неразрушающем контроле температурных характеристик структурных переходов в полимерных материалах
Заключение
Список использованных источников
Приложения

Появление на рынке недорогих, малогабаритных, быстродействующих микропроцессорных устройств позволяет проектировать на их основе современные ИИС, отличающиеся высокими функциональными возможностями, способные оперативно и эффективно решать задачи контроля [96-98, 108- 110, 144, 179- 183, 206]. К данному классу можно отнести микропроцессорные устройства серии Zila, выпускаемые фирмой ZILA Elektronik GmbH (Германия) [111, 112].
В Тамбовском государственном техническом университете создан ряд ИИС, в состав которых включены микропроцессорные устройства серии Zila. Так, Zila-1000 реализована на базе 8-битного микроконтроллера P80CL580 с тактовой частотой 11 МГц фирмы “Texas Instruments”. В состав Zila-1000 также входят: аналого-цифровой преобразователь (АЦП) на 16 каналов, устройства ввода-вывода информации, память, набор аналоговых, цифровых и релейных портов, блок питания и управления нагревом [111,112].
В 1999 году создана ИИС для определения температурозависимых теплофизических свойств различных материалов. Данная измерительная система включала в себя микропроцессорное устройство Zila-1000, измеритель теплопроводности ИТ-А.-400 и персональный компьютер [92, 93, 130, 132, 135, 184]. Действие ИИС заключалось в создании режима монотонного разогрева образца, усилении исходных сигналов от термопар и датчика теплового потока до уровня входных напряжений АЦП, аналого-цифровом преобразовании полученных сигналов и обработке информации в соответствии с математической моделью по рабочим алгоритмам, обеспечивающим совместно с датчиками теплоизмерительной ячейки способ контроля температурных зависимостей теплофизических характеристик (теплопроводности - X и теплоемкости - с) материалов.
Модернизация измерителя ИТ-к-400 позволила автоматизировать процесс измерений и фиксировать теплопроводность и теплоемкость