Информационно-измерительная система неразрушающего контроля температурных характеристик структурных переходов в полимерных материалах

• Автор: Балашов, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 245 с. : ил.

Основные обозначения и аббревиатуры

1 Обзор методов и средств контроля структурных переходов

в полимерных материалах

1.1 Структура и структурные переходы полимеров. Методы исследования структуры полимерных материалов
1.2 Методы неразрушающего контроля температурозависимых теплофизических характеристик материалов

1.3 Информационно-измерительные системы теплофизического контроля

1.3.1 Информационно-измерительные системы, их развитие

и области применения

1.3.2 Автоматизированные системы контроля на базе центральной ЭВМ и информационно-измерительные системы теплофизического контроля

1.4 Постановка задач исследования

2 Теоретические основы метода контроля структурных переходов

в полимерах
2.1 Выбор направления исследования
2.2 Теоретические основы метода
2.3 Определение условий адекватности модели распространения тепла
в плоском полупространстве реальному процессу
2.4 Расчетные выражения и основные операции при реализации метода неразрушающего контроля температурных характеристик структурных переходов в полимерных материалах
2.5 Имитационное исследование процесса теплопереноса в методе контроля структурных переходов в полимерных материалах

2.5.1 Имитационное моделирование процесса теплопереноса в системе: исследуемое изделие - зонд с учетом возможного
структурного перехода
2.6 Определение температуры середины рабочего участка
3 Информационно-измерительная система неразрушающего контроля структурных переходов в полимерных материалах
3.1 Состав информационно-измерительной системы
3.2 Функциональная модель метода неразрушающего контроля температурных характеристик структурных переходов
в полимерах
3.3 Определение границ рабочего участка термограммы
3.4 Последовательность действий при калибровке информационноизмерительной системы
3.5 Алгоритм функционирования информационно-измерительной системы
4 Экспериментальные исследования информационно-измерительной системы неразрушающего контроля температурных характеристик структурных переходов в полимерных материалах
4.1 Характеристики полимерных материалов, использованных для исследования структурных переходов разработанной информационно-измерительной системой
4.2 Неразрушающий контроль структурных переходов в полимерных материалах по аномалиям коэффициента тепловой активности
4.3 Исследование структурных переходов в полимерных материалах
без проведения калибровочных экспериментов
4.4 Исследование релаксационных переходов в полимерных материалах
4.5 Определение принадлежности значений тепловой активности материала на рабочем участке термограммы нормальному распределению

4.5.1 Применение системы кривых Пирсона для выбора теоретического распределения по статистическому ряду
4.5.2 Предварительная оценка выбранного распределения
4.5.3 Проверка гипотезы о нормальном распределении величины
е* с помощью критерия согласия Пирсона х2
4.5.4 Проверка гипотезы о нормальном распределении величины
е* с помощью Х-критерия Колмогорова
4.6 Использование критериев однородности для доказательства неслучайности аномалии значений тепловой активности
4.7 Определение принадлежности нормальному распределению температуры структурного перехода в полимере
4.8 Погрешности измерения температуры структурного перехода
4.8.1 Инструментальна погрешность измерения температуры
4.8.2 Методическая погрешность
Заключение
Список использованных источников
Приложения
Приложение А. Программа регистрации структурных превращений в полимерных материалах по изменениям тепловой
активности
Приложение Б. Программа определения тепловой активности материалов по модели плоского полупространства при регуляризации тепловых потоков в локальной
зоне исследуемого изделия
Приложение В. Дифференциально-термический анализ полимеров
и композиционных материалов на их основе
Приложение Г. Термограммы и скорости изменения температур
для полимерных материалов

В 1999 г. разработана измерительно-вычислительная система (ИВС) для неразрушающего контроля ТФХ и ряда физико-механических свойств композиционных материалов [83]. Данная ИВС не предназначалась для НК структурных переходов в ПМ.
В 2001 г. создана ИИС «Термоанализатор» многостадийного неразрушающего контроля теплофизических свойств твердых теплоизоляционных материалов [100]. Конструкцией и программным обеспечением ИИС предусмотрены возможности, фиксировать термограммы как на стадии нагрева, так и на стадии остывания после отключения нагревателя. Из-за многостадийности метода, реализуемого ИИС, регистрация структурных переходов в полимерных материалах не может быть осуществлена.
В работе [11] описан контактный метод НК структурных переходов в ПМ по изменениям их ТФХ с ростом температуры на рабочих участках термограмм при тепловом воздействии от круглого источника тепла постоянной мощности при регуляризации тепловых потоков на модели сферического полупространства. Однако тепловой процесс, соответствующий стадии регуляризации в этом методе, реализуется после прохождения стадии распространения тепла в плоском полупространстве.
Таким образом, дальнейшие исследования целесообразно направлять на создание таких методов и приборов, которые позволяют в ходе одного краткосрочного эксперимента осуществлять неразрушающий контроль теплофизических характеристик и фиксировать температурные характеристики структурных переходов в полимерных материалах.
В связи с этим, разработка информационно-измерительной системы (ИИС), реализующей метод НК структурных переходов в ПМ, основанный на модели распространении тепла в плоском полупространстве, позволит уменьшить время активной части эксперимента, а при сочетании известного [11] и разработанного методов, расширить диапазон температур, в котором исследуются структурные переходы, повысить точность и достоверность результатов исследования.