Метод и измерительно-вычислительная система неразрушающего контроля теплофизических свойств твердых материалов

• Автор: Селиванова, Зоя Михайловна
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 222 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
1 ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ (ТФСМ)
1.1 Общая характеристика проблемы создания методов и средств
неразрушающего контроля (Ж) ТФСМ
1.2 Краткий обзор и анализ адаптивных методов и средств неразрушающего контроля (НК) ТФСМ
1.3 Постановка задачи исследования
Выводы
2 РАЗРАБОТКА МЕТОДА И ОПЕРАТИВНОГО Ж ТФСМ
2.1 Метод НК ТФС твердых материалов
2.2 Алгоритм, уравнение измерений, структура измерительной цепи, реализующей метод НК ТФСМ
2.3 Термозонд для осуществления метода НК ТФСМ
Выводы
3 АДАПТИВНАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА (ИВС) Ж ТФСМ
3.1 Анализ дестабилизирующих факторов, воздействующих на ИВС
Ж ТФСМ
3.1.1 Разработка адаптивных стратегий для ИВС НК ТФСМ
3.2 Описание адаптивной измерительно-вычислительной системы "Термис - А" Ж ТФСМ
3.2.1 Структурная схема ИВС Ж ТФСМ "Термис-А"
3.2.2 Функциональная схема ИВС "Термис-А"
Выводы
4 МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИВС Ж ТФСМ

4.1 Оценка погрешностей результатов измерений на основе мате
матических моделей объекта и процедур измерений
4.2 Выделение доминирующих компонент в составе полных погрешностей результатов измерения тепло- и температуропроводности
Выводы
5 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АДАПТИВНОЙ ИВС "ТЕРМИС-А"
5.1 Определение ТФСМ и изделий с использованием адаптивной ИВС НК "Термис - А"
5.2 Обработка экспериментальных данных с анализом их погрешно-
стей
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Принципиальная электрическая схема устройства программного управления разработанной ИВС НК ТФСМ "Тер-
мис-А"
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Результаты экспериментальных исследований
адаптивной ИВС НК ТФСМ
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Программы расчета параметров теплофизических измерений, аппроксимации зависимостей теплопроводности от влажности, температуры, контактного термосопротивления и шероховатости поверхности исследуемых объектов и таблицы расчетных
значений определяемых параметров
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Внедрение ИВС "Термис" НК ТФСМ на предприятиях
ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
Я - коэффициент теплопроводности;
Ср - объёмная теплоёмкость; т - время;
Т - температура;
В - коэффициент тепловой активности;
Q - количество тепла; а - коэффициент температуропроводности; іег/с(х) - функция ошибок Гаусса;
Рд - критерий Фурье;
Р - мощность источника тепла;
- частота следования импульсов теплового воздействия;
Тизм - значение избыточной температуры в точке контроля;
Тзад ~ наперед заданное значение температуры;
А Г - разность значений температур;
дн - теплота, поглощённая нагревателем, единичной длины; дл- количество теплоты, выделившееся в течение импульса на участке источника единичной длины;
£, - дестабилизирующие факторы;
и(т) - статическая характеристика преобразования датчика температуры;
Тн(и) - градуировочная характеристика термоприёмника;
Ак_Т - интервалы квантования;
< > - числовой результат измерительного преобразования выполненного в цифровой форме;
дц,2і’—’Япі» ' характеристики округления, зависящие от заданной в процессоре разрядности;

дования тепловых импульсов по указанной зависимости до тех пор, пока установившееся значение избыточной температуры во второй точке контроля *2 станет равным наперед заданному значению Т за02 и определяют соответствующую этому тепловому режиму частоту следования тепловых импульсов 2.
Установившееся значение температуры достигается в точках контроля тогда, когда очередной импульс не изменяет температуру в этих точках. По найденным значениям частот Пх] и Рх2 и интервалам химп и т.имп2 (времени релаксации ТП при действии одиночного импульса), рассчитывают искомые теплофизические характеристики исследуемого материала.
Рассмотрим метод НК ТФХ, который основан на реализации следующего алгоритма измерения [87].
На поверхность исследуемого тела помещают источник тепла и осуществляют тепловое воздействие ОДНИМ тепловым импульсом МОЩНОСТЬЮ бшах = О терм > гДе О. терм ~ мощность, при которой температура тела
на линии действия источника тепла достигает значения температуры термодеструкции исследуемого материала и измеряют интервал времени от
момента подачи теплового импульса до момента, когда температура в точке контроля, расположенной на заданном расстоянии х от линии действия источника тепла, станет равной ее первоначальному значению или на 1-2% будет превышать это значение.
Затем осуществляют воздействие импульсом мощностью <2гшгр гДе 0тт минимальная мощность источника, при которой в точке контроля в точке X; появляется избыточная температура и определяют интервал времени тбш1п от момента п°Дачи импульса до момента, когда температура в контролируемой точке сравняется с ее первоначальным значением, т.е. будет отсутствовать избыточная температура.