Метод и автоматизированная система многостадийного неразрушающего контроля теплофизических свойств твердых теплоизоляционных материалов

• Автор: Сенкевич, Алексей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 175 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 МЕТОДЫ И СРЕДСТВА НЕРАЗРУШАЮЩЕГО
ТЕПЛОФИЗИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ. ПОВЫШЕНИЕ
ЭФФЕКТИВНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ
1.1 Обзор методов неразрушающего теплофизического контроля
1.2 Основные направления повышения быстродействия при многократных теплофизических измерениях
1.3 Автоматизированные установки и информационноизмерительные системы теплофизического контроля
1.4 Постановка задачи исследования
2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МНОГОСТАДИЙНОГО
МЕТОДА НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ТФС
ТВЕРДЫХ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
2.1 Идеологическая основа моделирования многостадийного теплового процесса неразрушающего контроля
2.2 Математическая модель нестационарного процесса теп-лопереноса для стадии нагрева
2.3 Расчетные зависимости определения ТФС на стадии нагрева
2.4 Математическая модель нестационарного процесса теп-лопереноса для стадки остывания
2.5 Расчетные зависимости определения температуропроводности на стадии остывания
3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ И РЕЖИМНЫХ
ПАРАМЕТРОВ
3.1 Выбор и обоснование схемы измерения экспериментальной информации
3.2 Определение геометрических и режимных параметров

нагревателя зонда
3.2.1 Определение радиуса нагревателя
3.2.2 Определение мощности нагрева
3.3 Определение условий адекватности модели сферического полупространства реальному тепловому процессу
3.4 Определение минимальных допустимых размеров исследуемых образцов и измерительного зонда
3.5 Определение координат наилучшего размещения датчиков температуры поверхности измерительного зонда
3.5.1 Определение вида начального распределения температуры для стадии остывания
3.5.2 Определение вида начального распределения температуры для стадии нагрева
3.5.3 Размещение датчиков контроля начального распределения температуры
3.6 Определение временных параметров неразрушающего контроля
4 ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА НЕРАЗРУШАЮЩЕГО ТЕПЛОФИЗИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ
4.1 Технические средства ИИС неразрушающего контроля ТФС твердых материалов
4.2 Алгоритмическое обеспечение ИИС неразрушающего контроля
4.2.1 Алгоритмы определения рабочего участка термограммы нагрева
4.2.2 Анализ математического описания стадии нагрева
для алгоритмической реализации
4.2.3 Алгоритм определения ТФС для измерений в условиях производства
4.2.4 Алгоритм определения ТФС для режима лаборатор-

ных измерений
4.2.5 Последовательность действий при градуировке

4.3 Программное обеспечение ИИС неразрушающего контроля
5 МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОРАБОТКА МНОГОСТАДИЙНОГО МЕТОДА НЕРАЗРУШАЮЩЕГО ТЕПЛОФИЗИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ
5.1 Оценка случайных погрешностей многостадийного метода неразрушающего контроля ТФС
5.1.1 Проверка нормальности закона распределения результатов определения комплекса ТФС
5.1.2 Определение необходимого числа измерений
5.2 Оценка погрешностей определения ТФС на отдельных стадиях контроля
5.2.1 Инструментальная погрешность измерения температуры
5.2.2 Погрешность определения ТФС на стадии нагрева при начальном равномерном распределении температуры в образце
5.2.3 Погрешность определения температуропроводности
на стадии остывания
5.2.4 Погрешность определения ТФС на стадии нагрева с учетом начального неравномерного распределения температуры в образце
5.3 Результаты экспериментальной проверки ИИС неразрушающего контроля ТФС
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1 Аналитическое определение интеграла на-

чато в 60-70-е годы. В это время в нашей стране были разработаны измерительные приборы для раздельного или комплексного определения ТФС твердых материалов в широком диапазоне температур ИТ-400, ИТ-А.-400, ИТ-а-400, ИТС-400, ИТС-2, ИТЭМ-1, КДМ-900 и др. В 1978 г. был начат промышленный выпуск прибора для определения теплопроводности ИТ-Х.-400. Обслуживание данных установок осуществлялось оператором с последующей обработкой измерительной информации [63-66]. За рубежом хорошо себя зарекомендовала аппаратура для теплофизических исследований, выпускаемая японской фирмой БИоша Бепко К. К. Приборы этой фирмы воплотили в себе новейшие достижения современной электроники, имеют высокую точность, малые габариты и вес, надежны в эксплуатации [67].
Теплофизические измерения характеризуются большим объемом измерительной информации, высокой скоростью протекания тепловых процессов и сложностью управления ходом эксперимента. Поэтому одновременно с разработкой новых методов и средств контроля большое внимание начало уделяться уровню их автоматизации. Первые работы в нашей стране по автоматизации теплофизических измерений были проделаны в 60-е - 70-е годы [68-70]. Теплофизические установки были созданы на базе программируемых мини-калькуляторов, осуществляющих по заложенному жесткому алгоритму расчет ТФС на основе получаемой измерительной информации.
В последующих поколениях приборов были реализованы независимое от оператора управление ходом и режимами эксперимента, автоматический сбор информации и ее обработка, непосредственный тепловой отсчет измеряемых ТФС [11, 71, 72]. В настоящее время создано значительное число разновидностей автоматизированных систем контроля. Данному вопросу посвящено большое количество работ, например, [68, 69, 73-88], в которых показаны авто-