Методы и система бесконтактного неразрушающего контроля теплофизических свойств твердых материалов и изделий

• Автор: Сысоев, Эдуард Вячеславович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 158 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ БЕСКОНТАКТНОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ТФС
МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ
1.1 Обзор и анализ методов и измерительных средств бесконтактного неразрушающего контроля ТФС твердых материалов
1.2 Постановка задачи исследования
1.3 Выводы
2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В ИССЛЕДУЕМЫХ ОБЪЕКТАХ ПРИ БЕСКОНТАКТНОМ ТЕПЛОВОМ ВОЗДЕЙСТВИИ НА НИХ ОТ ПОДВИЖНОГО ТОЧЕЧНОГО ИСТОЧНИКА ТЕПЛА
2.1 Математическая модель температурного поля с учетом тепловых потерь в окружающую среду
2.2 Адекватность математической модели температурного поля в зависимости от области изменений основных ее параметров
2.3 Выводы
3 БЕСКОНТАКТНЫЕ МЕТОДЫ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ТФС МАТЕРИАЛОВ
3.1 Метод бесконтактного оперативного неразрушающего контроля ТФС материалов
3.2 Бесконтактный адаптивный метод неразрушающего контроля ТФС материалов
3.3 Метод бесконтактного неразрушающего контроля ТФС с коррекцией влияния степени черноты исследуемых материалов
3.4 Выводы

4 МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ СИСТЕМА БЕСКОНТАКТНОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ТФС МАТЕРИАЛОВ
4.1 Общие рекомендации по выбору типов источника тепла и термоприемников при разработке систем, реализующих бесконтактные методы неразрушающего контроля ТФС материалов
4.2 Микропроцессорная система бесконтактного неразрушающего контроля ТФС материалов
4.2.1 Алгоритм работы микропроцессорной системы, реализующей оперативный метод
4.2.2 Алгоритм работы микропроцессорной системы, реализующей адаптивный метод
4.2.3 Алгоритм работы микропроцессорной системы, реализующей метод с коррекцией влияния
степени черноты исследуемых материалов
4.3 Выводы
5 МЕТРОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ БЕСКОНТАКТНЫХ МЕТОДОВ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ТФС МАТЕРИАЛОВ
5.1 Анализ погрешностей разработанных методов
5.1.1 Анализ погрешности оперативного метода
5.1.2 Анализ погрешности адаптивного метода
5.1.3 Анализ метода с коррекцией влияния степени
черноты исследуемых материалов
5.2 Исследование метрологической надежности измерительной системы бесконтактного неразрушающего контроля ТФС материалов
5.2.1 Выбор нормируемой метрологической характеристики
5.2.2 Прогнозирование метрологического ресурса первого варианта ПИП

5.2.3 Прогнозирование метрологического ресурса второго варианта ПИП
5.2.4 Повышение метрологического ресурса ПИП
5.3 Экспериментальные исследования методов и измерительной системы бесконтактного неразрушающего контроля ТФС материалов
5.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1 Экспериментальные данные по влиянию основных
параметров математической модели на ее адекватность
Приложение 2 Выводы расчетных соотношений
определения ТФС
Приложение 3 Программа и результаты математического моделирования тепловых потерь, происходящих с поверхности исследуемого объекта при бесконтактном тепловом воздействии на нее от
подвижного источника тепла
Приложение 4 Программы для выделения доминирующих
составляющих в общей погрешности измерения ТФС материалов
Приложение 5 Исследование метрологической надежности системы
бесконтактного неразрушающего контроля
Приложение 6 Данные экспериментов
Приложение 7 Материалы по внедрению

источника. В этом случае при переходе к мощному быстродвижущемуся источнику, когда У-г0/а»1, уравнение распределения температуры в полубес-конечном в тепловом отношении теле имеет следующий вид [46, 48]:
где Г - время, отсчитываемое от момента, когда источник пересекает плоскость уоОг0, проведенную перпендикулярно оси движения источника через рассматриваемую точку А (рис. 2.2); уо, - неподвижные координаты точки А, связанные с телом, не отличающиеся от подвижных координат у и г.
Рис. 2.2 Схема теплового воздействия мощным быстродвижущимся точечным источником на поверхность полубесконечного тела
Уравнение (2.14) показывает, что тепловые потоки в направлении, параллельном оси Ох, незначительны по сравнению с тепловыми потоками в направлениях, параллельных осям Оу и Ог. При больших значениях параметра У-Г(,/а изотермы на поверхности хОу вытянуты вдоль оси Ох. Сопоставление этого температурного поля с температурным полем, вычисленным по формуле (2.13), показывает, что значения температур в области остывания практически одинаковы, а в центре и вокруг пятна нагрева отличаются
(2.14)