Метод и измерительная система неразрушающего контроля температурных характеристик структурных переходов в полимерных материалах

• Автор: Бородавкин, Дмитрий Георгиевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 182 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Основные обозначения и аббревиатуры
Введение
1 Обзор методов и средств контроля структурных переходов
в полимерных материалах
1.1 Структура полимеров и структурные превращения
в полимерных материалах
1.1.1 Структура полимеров
1.1.2 Структурные превращения в полимерных материалах
1.2 Методы исследования структуры и структурных превращений в полимерных материалах. Сравнительный анализ методов
1.3 Измерительные системы теплофизического контроля, их развитие и области применения
1.4 Постановка задач исследования
2 Теоретические основы метода контроля температурных характеристик структурных переходов в полимерах
2.1 Выбор направления исследования
2.2 Теоретические основы метода
2.3 Определение условий адекватности модели распространения тепла
в цилиндрическом полупространстве реальному процессу
2.4 Расчетные выражения и основные операции при реализации метода неразрушающего контроля температурных характеристик структурных переходов в полимерных материалах
2.5 Оценка погрешности при определении теплофизических свойств
2.5.1 Случайная составляющая погрешности
2.5.2 Систематические составляющие погрешности
2.6 Имитационное исследование процесса теплопереноса в методе контроля структурных переходов в полимерных материалах

2.7 Выводы по второй главе
3 Измерительная система неразрушающего контроля температурных характеристик структурных переходов в полимерных материалах
3.1 Состав измерительной системы
3.2 Определение границ рабочего участка термограммы
3.3 Последовательность действий при калибровке измерительной системы
3.4 Функциональная модель метода неразрушающего контроля температурных характеристик структурных переходов в полимерах
3.5 Алгоритм контроля за ходом эксперимента и обработка экспериментальных данных
3.6 Выводы и результаты по третьей главе
4 Экспериментальные исследования работоспособности метода и измерительной системы неразрушающего контроля температурных характеристик структурных переходов в полимерных материалах
4.1 Полимерные материалы, использованные для исследования работоспособности измерительной системы
4.2 Неразрушающий контроль температурных характеристик структурных переходов в полимерных материалах без проведения калибровочных экспериментов
4.3 Неразрушающий контроль температурных характеристик структурных переходов в полимерных материалах по аномалиям теп-лофизических свойств
4.4 Метрологическая оценка погрешностей и их характеристик при неразрушающем контроле температурных характеристик структурных переходов в полимерах
Заключение
Список использованных источников
Приложения

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И АББРЕВИАТУРЫ
а - температуропроводность, м2/с; с - удельная теплоемкость, Дж/(кг-К);
X - теплопроводность, Вт/(м-К); р - плотность материала, кг/(м );
Ьо - коэффициент модели, °С;
Ь - коэффициент модели, °С;
к - целое положительное нечетное число большее 3;
- оценка дисперсии коэффициента Ь0, °С2;
А2, - оценка дисперсии коэффициента Ь, °С2;

Зт - оценка дисперсии температуры, °С ;
Д. - среднее значение температуры из к измеренных значений, °С;
7} - температура на у шаге измерения, °С;
Т — температура изделия по экспериментальным данным, °С;
Т - избыточная температура, °С;
Г„ - начальная температура опыта, °С;
Гп - температура структурного перехода, °С;
с„ - теплоемкость нагревателя на единицу площади, Дж/(м2-К);
V - скорость нагревания, град/мин;
д0 - тепловой поток, мощность на единицу длины нагревателя, Вт/м; с] - тепловой поток, мощность на единицу площади нагревателя, Вт/м ; ()п - теплота фазового перехода, Дж/м3; х, у, г, г - координаты, м;
1 - время, с;
Ат - временной шаг измерения температуры, с;

Информационно-
измерительная
система
' Техника
Аппаратные средства (схемы) Программное обеспечение (программы)

Наука
Математическое
обеспечение
(алгоритмы)
Метрологическое
обеспечение
(оценки)
Рис. 1.2 Компоненты информационно-измерительной системы
Имеется значительное число разновидностей автоматизированных систем контроля (АСК) теплофизического контроля. Этому вопросу посвящено большое количество литературы [90 - 103]. Для того, чтобы ориентироваться в этой информации необходимо провести классификацию АСК теплофизического контроля. Основными классификационными признаками являются следующие: область применения системы и
техническая база АСК. Техническая база АСК включает следующие системы контроля на базе: мини-ЭВМ и микро-ЭВМ; универсальных ЭВМ по типам и магистрали типа КАМАК.
Для автоматизации научных исследований теплофизического контроля применяются мини-ЭВМ. Они характеризуются, достаточным быстродействием и внешней памятью, возможностью подключения средств связи с объектами и низкой стоимостью. Это предопределило их большую популярность при автоматизации лабораторий теплофизического контроля. ЭВМ находится у одного исследователя и обслуживает одну экспериментальную установку. Такой режим очень удобен для экспериментатора, но приводит к частым простоям ЭВМ, что в некоторой степени