RU2313082C1

RU2313082C1 - Metallic product inspection method

Info

Publication number: RU2313082C1
Application number: RU2006121313/28A
Authority: RU
Inventors: Алексей Иванович Солдатов (RU); Алексей Иванович Солдатов; Сергей Александрович Цехановский (RU); Сергей Александрович Цехановский; Юрий Петрович Егоров (RU); Юрий Петрович Егоров; Игорь Алексеевич Солдатов (RU); Игорь Алексеевич Солдатов
Priority date: 2006-06-15
Filing date: 2006-06-15
Publication date: 2007-12-20

Abstract

FIELD: non-destruction flaw detection of metallic articles.

SUBSTANCE: apparatus includes heater acting upon heated electrode; cold electrode being inspected article; analog amplifier connected with indicator. Second cold electrode being reference sample has electric contact with second heated electrode and with inspected article that has contact with first heated electrode thermally connected with heater. Both heated electrodes are connected to analog amplifier whose outlet is connected with comparator and second indicator connected in series. Threshold value regulator is connected with comparator.

EFFECT: improved reliability of inspecting metallic articles.

2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области неразрушающей диагностики металлов и сплавов, а также изделий, выполненных из них.The invention relates to the field of non-destructive diagnostics of metals and alloys, as well as products made from them.

Известны термоэлектрические устройства для контроля металлов и сплавов (патенты РФ №2134875, №2119661 и №96112058), содержащие нагреваемый и холодный электроды, нагреватель и измеритель термоЭДС.Known thermoelectric devices for monitoring metals and alloys (RF patents No. 2134875, No. 2119661 and No. 96112058) containing heated and cold electrodes, a heater and a thermoEMF meter.

Известно устройство для разбраковки металлических изделий (патент РФ №2255331, МПК 7 G01N 25/32, опубл. 27.06.2005 г.), выбранное в качестве прототипа, содержащее нагреватель, нагреваемый электрод, холодный электрод, представляющий эталонное или контролируемое изделие, измеритель термоЭДС, аналоговый усилитель и индикатор. Выход измерителя термоЭДС соединен с первым входом сумматора, ко второму входу которого подключен выход регулируемого компенсатора ЭДС, а выход сумматора через усилитель подключен к регистратору и индикатору.A device for sorting metal products is known (RF patent No. 2255331, IPC 7 G01N 25/32, published on June 27, 2005), selected as a prototype, comprising a heater, a heated electrode, a cold electrode representing a reference or controlled product, a thermoEMF meter , analog amplifier and indicator. The output of the thermoEMF meter is connected to the first input of the adder, to the second input of which the output of the adjustable emf compensator is connected, and the output of the adder through an amplifier is connected to the recorder and indicator.

Недостатками известных устройств являются ограниченность области использования при контроле качества разнородных металлов и низкая производительность при выполнении операции разбраковки изделий из однородных металлов и сплавов. Первый недостаток обусловлен конструктивными особенностями данного устройства, а именно тем, что величина термоЭДС зависит от разности температур горячего и холодного электродов (Б.Г.Лившиц, B.C.Крапошин, Я.Л.Линецкий. Физические свойства металлов и сплавов. - М.: Металлургия, 1980, стр.230, формула 233), а при контакте горячего электрода с образцом температура горячего электрода уменьшается, а температура холодного электрода увеличивается, следовательно, изменяется величина термоЭДС. Второй обусловлен тем, что при смене контролируемого образца необходимо перенастраивать прибор.The disadvantages of the known devices are the limited area of use when controlling the quality of dissimilar metals and low productivity when performing the operation of sorting products from homogeneous metals and alloys. The first drawback is due to the design features of this device, namely the fact that the value of thermopower depends on the temperature difference between the hot and cold electrodes (B.G. Livshits, BCKraposhin, Ya.L. Linetsky. Physical properties of metals and alloys. - M.: Metallurgy , 1980, p. 230, formula 233), and when the hot electrode contacts the sample, the temperature of the hot electrode decreases and the temperature of the cold electrode increases, therefore, the value of thermopower changes. The second is due to the fact that when changing the controlled sample, it is necessary to reconfigure the device.

В изобретении решается задача создания устройства, обеспечивающего высокую повторяемость результатов измерения при быстрой оценке качественного состава материала, проверке на соответствие эталона и образца и, как следствие, повышение достоверности контроля изделий.The invention solves the problem of creating a device that provides high repeatability of the measurement results with a quick assessment of the qualitative composition of the material, checking for compliance with the standard and the sample and, as a result, increasing the reliability of product control.

Поставленная задача решена за счет того, что устройство для разбраковки металлических изделий, также как в прототипе, содержит нагреватель, воздействующий на нагреваемый электрод, первый холодный электрод, представляющий собой контролируемое изделие, аналоговый усилитель, связанный с индикатором.The problem is solved due to the fact that the device for sorting metal products, as in the prototype, contains a heater acting on the heated electrode, the first cold electrode, which is a controlled product, an analog amplifier associated with the indicator.

Согласно изобретению устройство дополнительно содержит второй холодный электрод, представляющий собой эталонный образец, имеющий электрический контакт с вторым нагреваемым электродом и контролируемым изделием, которое контактирует с первым нагреваемым электродом, при этом второй нагреваемый электрод имеет тепловую связь с нагревателем, оба нагреваемых электрода подключены к аналоговому усилителю, к выходу которого подключены последовательно связанные компаратор и второй индикатор, а регулятор порога соединен с компаратором, причем первый и второй нагреваемые электроды выполнены из одного материала.According to the invention, the device further comprises a second cold electrode, which is a reference sample having electrical contact with a second heated electrode and a controlled product, which is in contact with the first heated electrode, while the second heated electrode has a thermal connection with the heater, both heated electrodes are connected to an analog amplifier , the output of which is connected in series to the comparator and the second indicator, and the threshold regulator is connected to the comparator, m first and second heatable electrodes are made of the same material.

За счет использования второго нагреваемого электрода, второго холодного электрода, представляющего эталонный образец, регулятора порога, компаратора измерения термоЭДС цепи, состоящей из последовательно соединенных первого нагреваемого электрода, эталонного образца, контролируемого изделия и второго нагреваемого электрода, выполненного из того же материала, что и первый нагреваемый электрод, и имеющего одинаковую температуру с первым нагреваемым электродом, в соответствии с правилом аддитивности, термоЭДС определяется только величиной ЭДС, возникающей при непосредственном контакте эталонного образца с контролируемым изделием, которые имеют температуру окружающей среды (Б.Г.Лившиц, B.C.Крапошин, Я.Л.Линецкий. Физические свойства металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1980, стр.230-231), чем и обеспечивается возможность получения высокой повторяемости результатов при многократных измерениях и увеличение производительности контроля.Through the use of a second heated electrode, a second cold electrode representing a reference sample, a threshold regulator, a comparator for measuring the thermoEMF of a circuit consisting of a series of connected first heated electrode, a reference sample, a controlled product and a second heated electrode made of the same material as the first heated electrode, and having the same temperature as the first heated electrode, in accordance with the rule of additivity, thermoEMF is determined only by other EMF arising from direct contact of a reference sample with a controlled product that has an ambient temperature (B.G. Livshits, BCKraposhin, Ya.L. Linetsky. Physical properties of metals and alloys. M: Metallurgy, 1980, p. 230 -231), which ensures the possibility of obtaining high repeatability of results in repeated measurements and an increase in the control performance.

На фиг.1 представлена схема устройства для разбраковки металлов и сплавов.Figure 1 presents a diagram of a device for sorting metals and alloys.

На фиг.2 представлена фотография прибора для разбраковки металлов и сплавов.Figure 2 presents a photograph of a device for sorting metals and alloys.

Устройство для разбраковки металлов и сплавов содержит последовательно соединенные первый нагреваемый электрод 1, эталонный образец 2, контролируемое изделие 3, второй нагреваемый электрод 4. Нагреватель 5 воздействует на электроды 1 и 4. Входы усилителя 6 подключены к первому и второму нагреваемым электродам 1 и 4. Выход усилителя 6 подключен к первому индикатору и первому входу компаратора 7. Второй вход компаратора 7 подключен к регулятору порога 8. Выход компаратора 7 подключен ко второму индикатору 10.A device for sorting metals and alloys contains a series-connected first heated electrode 1, a reference sample 2, a controlled product 3, a second heated electrode 4. The heater 5 acts on the electrodes 1 and 4. The inputs of the amplifier 6 are connected to the first and second heated electrodes 1 and 4. The output of the amplifier 6 is connected to the first indicator and the first input of the comparator 7. The second input of the comparator 7 is connected to the threshold regulator 8. The output of the comparator 7 is connected to the second indicator 10.

Первый и второй нагреваемые электроды 1 и 4 выполнены из одного материала, например меди, нагреватель 5 может быть стандартным мощностью 25 ватт, усилитель 6 должен быть с малым дрейфом напряжения смещения нуля, например К140УД17, компаратор 7 может быть стандартным, например К554СА3, регулятор порога 8 выполнен на многооборотном резисторе, например СП23-В, первый индикатор может быть выполнен на светодиодах АЛС324А, второй индикатор 10 может быть выполнен на светодиодах АЛ307Г.The first and second heated electrodes 1 and 4 are made of the same material, for example, copper, the heater 5 can be a standard power of 25 watts, the amplifier 6 must be with a small drift of the zero bias voltage, for example K140UD17, the comparator 7 can be standard, for example K554CA3, a threshold regulator 8 is made on a multi-turn resistor, for example SP23-V, the first indicator can be made on ALS324A LEDs, the second indicator 10 can be made on AL307G LEDs.

Нагреватель 5 воздействует на нагреваемые электроды 1 и 4. В качестве холодных электродов используется эталонный образец 2 и контролируемое изделие 3. Между нагреваемыми 1, 4 и холодными 2, 3 электродами возникает термоЭДС, которая поступает на усилитель 6, который усиливает термоЭДС, с выхода усилителя 6 термоЭДС поступает на первый индикатор 9, который отображает величину термоЭДС, и на первый вход компаратора 7, который осуществляет сравнение измеренной термоЭДС с величиной порога, на второй вход компаратора 7 подается напряжение с регуляора порога 8. Если величина термоЭДС больше установленного порога, то второй индикатор 10 отображает «брак», если же величина термоЭДС меньше установленного порога, то второй индикатор 10 отбражает «норма».The heater 5 acts on the heated electrodes 1 and 4. As cold electrodes, a reference sample 2 and a controlled product 3 are used. Between the heated 1, 4 and cold 2, 3 electrodes, thermoEMF occurs, which is fed to amplifier 6, which amplifies thermoEMF from the output of the amplifier 6 thermoEMF is supplied to the first indicator 9, which displays the value of thermoEMF, and to the first input of the comparator 7, which compares the measured thermoEMF with the threshold value, voltage is supplied to the second input of the comparator 7 threshold 8. If the thermopower value is greater than the set threshold, then the second indicator 10 displays “defect”; if the thermopower value is less than the set threshold, then the second indicator 10 displays “normal”.

В таблице приведены значения термоЭДС при многократных измерениях.The table shows the values of thermopower for repeated measurements.

Время измерения составляло 3 секунды, паузы - 5 секунд. Эталонный образец 2 выполнен из стали ШХ15, а в качестве контролируемого изделия - изделие из стали XI 2М. Из таблицы видно, что применение заявляемого устройства позволяет получить высокую повторяемость результатов измерения. Отклонение термоЭДС не превышает 3,3%.The measurement time was 3 seconds, pauses - 5 seconds. The reference sample 2 is made of ШХ15 steel, and as a controlled product - a product of steel XI 2М. The table shows that the use of the claimed device allows to obtain high repeatability of the measurement results. The deviation of thermopower does not exceed 3.3%.

Claims

A device for sorting metal products, including a heater acting on the first heated electrode, a first cold electrode, which is a controlled product, and an analog amplifier associated with the first indicator, characterized in that it further comprises a second cold electrode, which is a reference sample having an electric contact with the second heated electrode and the controlled product, which is in contact with the first heated electrode, while the second heated elec the electrode has thermal connection with the heater, both heated electrodes are connected to an analog amplifier, the output of which is connected to a comparator and a second indicator, and the threshold regulator is connected to the comparator, and the first and second heated electrodes are made of one material.