RU2495410C1 - Device for sorting of metal products - Google Patents
Device for sorting of metal products Download PDFInfo
- Publication number
- RU2495410C1 RU2495410C1 RU2012116376/28A RU2012116376A RU2495410C1 RU 2495410 C1 RU2495410 C1 RU 2495410C1 RU 2012116376/28 A RU2012116376/28 A RU 2012116376/28A RU 2012116376 A RU2012116376 A RU 2012116376A RU 2495410 C1 RU2495410 C1 RU 2495410C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heated
- heater
- microcontroller
- electrodes
- controlled product
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области неразрушающего контроля металлов и сплавов и может быть использовано для контроля физико-химических свойств поверхностных слоев металла контролируемого изделия, подвергнутого термической или химико-термической обработке, а также для выявления степени пластической деформации.The present invention relates to the field of non-destructive testing of metals and alloys and can be used to control the physicochemical properties of the surface layers of the metal of a controlled product subjected to heat or chemical-thermal treatment, as well as to determine the degree of plastic deformation.
Известно устройство для разбраковки металлических изделий (RU 2313082 C1, МПК G01N25/32 (2006/01), опубл. 20.12.2007 г.), выбранное в качестве прототипа, содержащее нагреватель, воздействующий на первый нагреваемый электрод, первый холодный электрод, представляющий собой контролируемое изделие, и аналоговый усилитель, связанный с первым индикатором. Второй холодный электрод, представляющий собой эталонный образец, имеющий электрический контакт со 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.A device for sorting metal products is known (RU 2313082 C1, IPC G01N25 / 32 (2006/01), published on December 20, 2007), selected as a prototype, containing a heater acting on the first heated electrode, the first cold electrode, which is controlled product, and an analog amplifier associated with the first indicator. The second cold electrode, which is a reference sample having electrical contact with the 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, the first and second heated electrodes being made of the same material.
Недостатком этого устройства является влияние температуры контролируемого образца на величину разностной термоЭДС электродов, в результате этого нельзя однозначно судить о качестве поверхностного слоя.The disadvantage of this device is the influence of the temperature of the controlled sample on the value of the differential thermoEMF of the electrodes, as a result of this it is impossible to unambiguously judge the quality of the surface layer.
Задачей изобретения является устранение влияния температуры контролируемого образца на величину разностной термоЭДС электродов.The objective of the invention is to eliminate the influence of the temperature of the controlled sample on the value of the differential thermoEMF of the electrodes.
Поставленная задача решена за счет того, что устройство для разбраковки металлических изделий, также как в прототипе, содержит индикатор, нагреватель, воздействующий на два нагреваемых электрода, выполненных из одного материала, эталонный образец, электрически контактирующий со своим нагреваемым электродом и контролируемым изделием, контактирующим с другим нагреваемым электродом, причем нагреваемые электроды подключены к усилителю.The problem is solved due to the fact that the device for sorting metal products, as in the prototype, contains an indicator, a heater acting on two heated electrodes made of the same material, a reference sample, electrically in contact with its heated electrode and a controlled product in contact with another heated electrode, and the heated electrodes connected to the amplifier.
Согласно изобретению датчик температуры размещен с возможностью теплового контакта с контролируемым изделием. В качестве усилителя выбран дифференциальный усилитель, к которому последовательно подсоединены аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер и индикатор. Блок управления нагревателем связан с нагревателем и микроконтроллером, к которому подключен датчик температуры.According to the invention, the temperature sensor is placed with the possibility of thermal contact with the controlled product. As an amplifier, a differential amplifier is selected, to which an analog-to-digital converter, a microcontroller and an indicator are connected in series. The heater control unit is connected to the heater and the microcontroller to which the temperature sensor is connected.
Известно, что абсолютная термоЭДС металлов и сплавов зависит от разности температур между нагреваемым и холодным электродами [В.Г. Лившиц, В.С. Крапошин, Я.Л. Линецкий. Физические свойства металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1980, стр 232, формула 235)]:It is known that the absolute thermoEMF of metals and alloys depends on the temperature difference between the heated and cold electrodes [V.G. Livshits, V.S. Kraposhin, Y.L. Linetsky. Physical properties of metals and alloys. M .: Metallurgy, 1980, p. 232, formula 235)]:
е=а+2bΔТ+3сΔТ2,e = a + 2bΔT + 3sΔT 2 ,
где a, b, c - коэффициенты уравнения;where a, b, c are the coefficients of the equation;
ΔT - разность температур между нагреваемым и холодным электродами.ΔT is the temperature difference between the heated and cold electrodes.
Разностная термоЭДС, используемая в прототипе, определяется выражением:The differential thermoEMF used in the prototype is determined by the expression:
e1-e2=(a1-a2)+2ΔT(b1-b2)+3ΔT2(c1-c2),e 1 -e 2 = (a 1 -a 2 ) + 2ΔT (b 1 -b 2 ) + 3ΔT 2 (c 1 -c 2 ),
где a1, b1, c1 - коэффициенты уравнения, определяющего термоЭДС контролируемого изделия;where a 1 , b 1 , c 1 are the coefficients of the equation that determines the thermopower of the controlled product;
а2>b2, с2 - коэффициенты уравнения, определяющего термоЭДС эталонного образца,a 2 > b 2 , c 2 are the coefficients of the equation that determines the thermopower of a reference sample,
ΔТ - разность температур между нагреваемым и холодным электродами.ΔТ is the temperature difference between the heated and cold electrodes.
Таким образом, разностная термоЭДС будет оставаться неизменной для одного контролируемого изделия, если параметры контроля неизменны, то есть разность температур между нагреваемым и холодным электродами постояннаThus, the differential thermoEMF will remain unchanged for one controlled product, if the control parameters are unchanged, that is, the temperature difference between the heated and cold electrodes is constant
На фиг.1 представлена схема устройства, иллюстрирующая предлагаемое устройство.Figure 1 presents a diagram of a device illustrating the proposed device.
В таблице 1 приведены значения дифференциальной термоЭДС, измеренные предлагаемым устройством, от деформации при различных температурах контролируемого образца.Table 1 shows the values of the differential thermoEMF measured by the proposed device from deformation at various temperatures of the controlled sample.
В таблице 2 приведены результаты измерения термоЭДС с помощью устройства-прототипа.Table 2 shows the results of measuring thermopower using a prototype device.
Заявляемое изобретение осуществлено с помощью устройства для разбраковки металлических изделий (фиг.1), содержащего последовательно соединенные первый нагреваемый электрод 1, эталонный образец 2, контролируемое изделие 3, второй нагреваемый электрод 4. Нагреватель 5 размещен с возможностью воздействия на первый и второй нагреваемые электроды 1 и 4 соответственно. Входы дифференциального усилителя 6 подключены к первому и второму нагреваемым электродам 1 и 4. Выход дифференциального усилителя 6 подключен к аналого-цифровому преобразователю 7 (АЦП). Выход аналого-цифрового преобразователя 7 (АЦП) подключен к первому входу микроконтроллера 8, к первому выходу которого подключен индикатор 9. Датчик температуры 10 подключен ко второму входу микроконтроллера с возможностью теплового контакта с контролируемым изделием 3. Второй выход микроконтроллера подключен к блоку управления нагревателем 11. Выход блока управления нагревателем 11 подключен к нагревателю 5.The claimed invention is implemented using a device for sorting metal products (Fig. 1), containing a series-connected first heated electrode 1, a reference sample 2, a controlled product 3, a second heated electrode 4. The heater 5 is placed with the possibility of acting on the first and second heated electrodes 1 and 4, respectively. The inputs of the differential amplifier 6 are connected to the first and second heated electrodes 1 and 4. The output of the differential amplifier 6 is connected to an analog-to-digital converter 7 (ADC). The output of the analog-to-digital converter 7 (ADC) is connected to the first input of the microcontroller 8, the indicator 9 is connected to its first output. The temperature sensor 10 is connected to the second input of the microcontroller with the possibility of thermal contact with the product under control 3. The second output of the microcontroller is connected to the heater control unit 11 The output of the heater control unit 11 is connected to the heater 5.
Первый и второй нагреваемые электроды 1 и 4, выполнены из одного материала, например, меди. Нагреватель 5 может быть стандартным мощностью 25 ватт. Дифференциальный усилитель 6 должен быть с малым дрейфом напряжения смещения нуля, например, К140УД17. Аналого-цифровой преобразователь 7 (АЦП) может быть стандартным, например, К1113ПВ1. Микроконтроллер 8 может быть стандартным, например, ATMEGA 16. Индикатор 9 может быть выполнен на светодиодах АЛС324А. Датчик температуры 10 может быть стандартным, например, термопара хромель-алюмель. Блок управления нагревателем 11 может быть выполнен на транзисторе, например КТ 818Г. Эталонный образец 2 должен быть изготовлен из того же материала и той же плавки, что и контролируемое изделие 3.The first and second heated electrodes 1 and 4 are made of one material, for example, copper. Heater 5 may be a standard power of 25 watts. Differential amplifier 6 should be with a small drift of the zero bias voltage, for example, K140UD17. An analog-to-digital converter 7 (ADC) can be standard, for example, K1113PV1. The microcontroller 8 can be standard, for example, ATMEGA 16. The indicator 9 can be performed on the LEDs ALS324A. Temperature sensor 10 may be standard, for example a chromel-alumel thermocouple. The control unit of the heater 11 can be performed on a transistor, for example, CT 818G. The reference sample 2 should be made of the same material and the same heat as the controlled product 3.
Предлагаемым устройством был проведен контроль качества поверхностного слоя металла девяти контролируемых изделий из трех марок сталей 12Х18Н10Т; 0,8ПС-5 и СТ3, по три образца из каждой марки.The proposed device was carried out quality control of the surface layer of the metal of nine controlled products from three grades of steel 12X18H10T; 0.8PS-5 and ST3, three samples from each brand.
Предварительно каждое контролируемое изделие 3 было подвергнуто пластической деформации на разрывной машине с компьютерным управлением. Для сравнения с результатами, полученными заявляемым способом, величину пластической деформации (абсолютное удлинение) измеряли штангенциркулем. Величина деформации составила 3,3 мм.Previously, each controlled product 3 was subjected to plastic deformation on a tensile testing machine with computer control. For comparison with the results obtained by the claimed method, the amount of plastic deformation (absolute elongation) was measured with a caliper. The strain was 3.3 mm.
Вначале термоЭДС поверхностного слоя контролируемого изделия 3 измеряли при температуре +25°C. Процедуру контроля проводили следующим образом: вначале с помощью датчика температуры 10 измеряли температуру контролируемого изделия 3, и передавали данные в микроконтроллер 8, сигнал которого поступал в блок управления нагревателем 11, который устанавливал такую температуру нагревателя 5, чтобы разность температур между нагреваемыми электродами 1, 4 и контролируемым изделием 3 и эталонным образцом 2, поддерживалась одинаковой. Нагреватель 5 воздействовал на нагреваемые электроды 1 и 4. Длительность воздействия контролировали микроконтроллером 8, и как только температура нагреваемых электродов 1 и 4 достигала требуемого значения (в примере разность температур была задана в 130°C), микроконтроллер 8 выдавал сигнал на индикатор 9, включая его для отображения величины измеренной термоЭДС. Между первым нагреваемым электродом 1 и эталонным образцом 2, изготовленным из той же марки стали и той же плавки, что и контролируемое изделие 3, возникала термоЭДС 1, которая поступала на первый вход дифференциального усилителя 6. Между вторым нагреваемым электродом 4 и контролируемым изделием 3 также возникала вторая термоЭДС 2, которая поступала на второй вход дифференциального усилителя 6. Дифференциальный усилитель 6 вычитал термоЭДС 1 из термоЭДС 2. Разностная термоЭДС усиливалась дифференциальным усилителем 6 и поступала в аналого-цифровой преобразователь 7 (АЦП), который преобразовывал аналоговую величину в цифровой код, который поступал в микроконтроллер 8. Микроконтроллер 8 преобразовывал двоичный код аналого-цифрового преобразователя 7 (АЦП) в семисегментный код. Этот код поступал в индикатор 9, который отображал величину термоЭДС.First, the thermoEMF of the surface layer of the controlled product 3 was measured at a temperature of + 25 ° C. The control procedure was carried out as follows: first, using the temperature sensor 10, the temperature of the controlled product 3 was measured, and data was transmitted to the microcontroller 8, the signal of which was sent to the heater control unit 11, which set the temperature of the heater 5 so that the temperature difference between the heated electrodes 1, 4 and controlled product 3 and reference sample 2, maintained the same. Heater 5 acted on the heated electrodes 1 and 4. The duration of exposure was controlled by microcontroller 8, and as soon as the temperature of the heated electrodes 1 and 4 reached the desired value (in the example, the temperature difference was set to 130 ° C), microcontroller 8 gave a signal to indicator 9, including it to display the value of the measured thermopower. Between the first heated electrode 1 and the reference sample 2, made of the same steel grade and the same heat as the controlled product 3, thermoEMF 1 appeared, which was fed to the first input of the differential amplifier 6. Between the second heated electrode 4 and the controlled product 3 also there was a second thermopower 2, which was fed to the second input of the differential amplifier 6. The differential amplifier 6 subtracted the thermopower 1 from the thermopower 2. The differential thermopower was amplified by the differential amplifier 6 and fed into an analog-digital oic converter 7 (ADC) that converts the analog value into a digital code which is fed to the microcontroller 8. The microcontroller 8 transformed binary code analog-to-digital converter 7 (ADC) to seven segment code. This code entered indicator 9, which displayed the value of thermopower.
Затем контролируемое изделие 3 и эталонный образец 2 охлаждали до 0°C и процедуру измерения повторяли. На третьем этапе контролируемое изделие 3 и эталонный образец 2 охлаждали до -25°C и проводили измерения термоЭДС.Then the controlled product 3 and the reference sample 2 was cooled to 0 ° C and the measurement procedure was repeated. In the third stage, the controlled product 3 and the reference sample 2 were cooled to -25 ° C and thermoEMF was measured.
Результаты контроля, приведенные в таблице 1, показывают, что использование предлагаемого устройства позволяет однозначно определить одинаковую величину деформации при разных температурах контролируемого изделия.The control results shown in table 1 show that the use of the proposed device allows you to uniquely determine the same amount of deformation at different temperatures of the controlled product.
Для сравнения в таблице 2 приведены результаты измерения термоЭДС, выполненные устройством-прототипом. Контролируемое изделие было изготовлено из стали СТ3 и предварительно было подвергнуто деформации в 3,3 мм. Деформацию (абсолютное удлинение) контролируемого образца измерили штангенциркулем. Эталонный образец был изготовлен из стали СТ3 той же плавки, что и контролируемое изделие. Из таблицы 2 видно, что при изменении температуры контролируемого изделия от -25°C до +25°C величина термоЭДС изменяется от 21 мВ до 9 мВ, в результате этого можно сделать вывод о разной степени пластической деформации поверхностного слоя, что не соответствует действительности.For comparison, table 2 shows the results of the measurement of thermopower performed by the prototype device. The controlled product was made of ST3 steel and was previously subjected to a deformation of 3.3 mm. The deformation (absolute elongation) of the controlled sample was measured with a caliper. The reference sample was made of CT3 steel of the same heat as the controlled product. From table 2 it can be seen that when the temperature of the controlled product changes from -25 ° C to + 25 ° C, the value of thermopower varies from 21 mV to 9 mV, as a result of this we can conclude that there is a different degree of plastic deformation of the surface layer, which is not true.
Результаты измерений, представленные в таблице 1, показывают, что при изменении температуры контролируемого изделия от -25°C до +25°C, отклонение термоЭДС не превышает 0,5 мВ. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет устранить влияние температуры контролируемого изделия при сезонных или других колебаниях его температуры на величину разностной термоЭДС.The measurement results presented in table 1 show that when the temperature of the controlled product changes from -25 ° C to + 25 ° C, the deviation of the thermoEMF does not exceed 0.5 mV. Thus, the proposed device allows to eliminate the influence of the temperature of the controlled product during seasonal or other fluctuations in its temperature on the value of the differential thermoEMF.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012116376/28A RU2495410C1 (en) | 2012-04-23 | 2012-04-23 | Device for sorting of metal products |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012116376/28A RU2495410C1 (en) | 2012-04-23 | 2012-04-23 | Device for sorting of metal products |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2495410C1 true RU2495410C1 (en) | 2013-10-10 |
Family
ID=49303093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012116376/28A RU2495410C1 (en) | 2012-04-23 | 2012-04-23 | Device for sorting of metal products |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2495410C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU742780A1 (en) * | 1978-03-28 | 1980-06-25 | Пензенский Филиал Всесоюзного Научно- Исследовательского Технологического Института Приборостроения | Device for investigating alloy composition by thermoelectromotive force method |
| US5940784A (en) * | 1996-03-08 | 1999-08-17 | Metrisa, Inc. | Heat flow meter instruments |
| RU2255331C1 (en) * | 2004-03-10 | 2005-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ГОУВПО "КнАГТУ") | Device for rejecting metal items |
| RU59254U1 (en) * | 2006-06-13 | 2006-12-10 | Закрытое акционерное общество "ОРЛЭКС" | DEVICE FOR DISASSEMBLING PRODUCTS FROM ELECTRICALLY CONDUCTING MATERIALS |
| RU2313082C1 (en) * | 2006-06-15 | 2007-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Metallic product inspection method |
-
2012
- 2012-04-23 RU RU2012116376/28A patent/RU2495410C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU742780A1 (en) * | 1978-03-28 | 1980-06-25 | Пензенский Филиал Всесоюзного Научно- Исследовательского Технологического Института Приборостроения | Device for investigating alloy composition by thermoelectromotive force method |
| US5940784A (en) * | 1996-03-08 | 1999-08-17 | Metrisa, Inc. | Heat flow meter instruments |
| RU2255331C1 (en) * | 2004-03-10 | 2005-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ГОУВПО "КнАГТУ") | Device for rejecting metal items |
| RU59254U1 (en) * | 2006-06-13 | 2006-12-10 | Закрытое акционерное общество "ОРЛЭКС" | DEVICE FOR DISASSEMBLING PRODUCTS FROM ELECTRICALLY CONDUCTING MATERIALS |
| RU2313082C1 (en) * | 2006-06-15 | 2007-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Metallic product inspection method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Amiri et al. | Rapid determination of fatigue failure based on temperature evolution: Fully reversed bending load | |
| De Finis et al. | Fatigue limit evaluation of various martensitic stainless steels with new robust thermographic data analysis | |
| Yusof et al. | Effect of overload on crack closure in thick and thin specimens via digital image correlation | |
| JP6142074B2 (en) | Fatigue testing equipment | |
| KR20080057363A (en) | Apparatus for detecting friction coefficient of strip | |
| RU2498281C1 (en) | Thermoelectric method of non-destructive testing of quality of surface metal layer | |
| Pandey et al. | AZ31-alloy, H13-die combination heat transfer characteristics by using inverse heat conduction algorithm | |
| RU2495410C1 (en) | Device for sorting of metal products | |
| Idzkowski et al. | Unconventional double-current circuit for deflection and temperature simultaneous measurement | |
| Walther et al. | Local cyclic deformation behavior and microstructure of railway wheel materials | |
| Gaffar et al. | Voltammetric DNA biosensor using gold electrode modified by self assembled monolayer of Thiol for detection of mycobacterium tuberculosis | |
| Bär et al. | Combined lock-in thermography and heat flow measurements for analysing heat dissipation during fatigue crack propagation | |
| RU2313082C1 (en) | Metallic product inspection method | |
| Risitano et al. | Definition of the linearity loss of the surface temperature in static tensile tests | |
| Delpueyo et al. | Measurement of mechanical dissipation in SMAs by infrared thermography | |
| Arshad et al. | Low cost, eco-friendly, homemade, graphite on paper-based wearable temperature sensor | |
| CN100498312C (en) | In site precision measuring method for material temperature and application in researching of material deformation | |
| RU2674562C1 (en) | Method of non-destructive control of chemical composition and structure of metals and alloys | |
| Bär | Determination of dissipated Energy in Fatigue Crack Propagation Experiments with Lock-In Thermography and Heat Flow Measurements | |
| RU2624787C1 (en) | Device for non-destructive testing of metal surface roughness | |
| Diniz et al. | Methodology for estimating measurement uncertainty in the dynamic calibration of industrial temperature sensors | |
| Konopka | Thermocouple dynamic errors correction for instantaneous temperature measurements in induction heating | |
| Ivakhnenko et al. | Determining High Quasihydrostatic Pressure Up to 7 GPa at a Temperature to 1,400° С Using Resistive Sensors | |
| RU2652657C1 (en) | Method of control of the heating electrode contact with inspected article under inspection of metal products | |
| RU2789611C1 (en) | Method for determining the reliability of the measurement results of a thermoelectric converter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150424 |