RU2624787C1 - Устройство для неразрушающего контроля шероховатости поверхностного слоя металла - Google Patents
Устройство для неразрушающего контроля шероховатости поверхностного слоя металла Download PDFInfo
- Publication number
- RU2624787C1 RU2624787C1 RU2016132020A RU2016132020A RU2624787C1 RU 2624787 C1 RU2624787 C1 RU 2624787C1 RU 2016132020 A RU2016132020 A RU 2016132020A RU 2016132020 A RU2016132020 A RU 2016132020A RU 2624787 C1 RU2624787 C1 RU 2624787C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heated
- heater
- microcontroller
- heated electrode
- roughness
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/20—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity
- G01N25/22—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on combustion or catalytic oxidation, e.g. of components of gas mixtures
- G01N25/28—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on combustion or catalytic oxidation, e.g. of components of gas mixtures the rise in temperature of the gases resulting from combustion being measured directly
- G01N25/30—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on combustion or catalytic oxidation, e.g. of components of gas mixtures the rise in temperature of the gases resulting from combustion being measured directly using electric temperature-responsive elements
- G01N25/32—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on combustion or catalytic oxidation, e.g. of components of gas mixtures the rise in temperature of the gases resulting from combustion being measured directly using electric temperature-responsive elements using thermoelectric elements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/72—Investigating presence of flaws
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля шероховатости поверхностного слоя металла контролируемого изделия. Устройство для неразрушающего контроля шероховатости поверхностного слоя металла содержит нагреватель с возможностью теплового контакта с первым и вторым нагреваемыми электродами и последовательно соединенные первый нагреваемый электрод, эталонный образец, контролируемое изделие, второй нагреваемый электрод. Электроды подключены к гальванометру. Первый нагреваемый электрод подключен к первому блоку измерения температуры, который соединен с микроконтроллером. Второй нагреваемый электрод соединен с вторым блоком измерения температуры, который соединен с микроконтроллером, первый выход которого подключен к блоку управления нагревателем, выход которого подключен к нагревателю. Второй выход микроконтроллера подключен к индикатору. Технический результат - контроль шероховатости поверхностного слоя металла разных плавок. 2 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля шероховатости поверхностного слоя металла контролируемого изделия.
Известно устройство неразрушающего контроля качества поверхностного слоя металла (SU 670868 А1, МКП 5 G01N 25/32, опубл. 30.06.1979 г.), выбранное в качестве прототипа, содержащее две группы одинаково нагреваемых электродов из одного материала, одна из которых установлена на необработанную поверхность контролируемого изделия, а другая - на обработанную поверхность этого изделия. Электроды заключены в единый нагреватель и подключены к гальванометру. По величине термоЭДС судят о шероховатости поверхности.
Недостатком этого устройства является низкая повторяемость результатов контроля, обусловленная вариациями термоЭДС для изделий из разных плавок, и даже при незначительном отклонении химического состава эталонного образца и контролируемого изделия абсолютные значения термоЭДС могут отличаться значительно и превосходить абсолютные значения термоЭДС от обработанной и необработанной поверхности изделия. Поэтому таким устройством возможен контроль изделий только из одной плавки. Это вносит существенные ограничения в использование устройства для контроля шероховатости поверхностного слоя металла.
Задачей изобретения является расширение арсенала технических средств аналогичного назначения.
Предложенное устройство для неразрушающего контроля шероховатости поверхностного слоя металла, так же как в прототипе, содержит нагреватель, два одинаково нагреваемых электрода из одного материала, первый нагреваемый электрод установлен на поверхность контролируемого изделия, причем электроды подключены к гальванометру.
Согласно изобретению последовательно соединены второй нагреваемый электрод, эталонный образец, контролируемое изделие, первый нагреваемый электрод. Нагреватель размещен с возможностью теплового контакта с первым и вторым нагреваемыми электродами. Первый блок измерения температуры, имеющий тепловой контакт с первым нагреваемым электродом, соединен с микроконтроллером. Второй блок измерения температуры, имеющий тепловой контакт со вторым нагреваемым электродом, соединен с микроконтроллером, первый выход которого подключен к блоку управления нагревателем, выход которого подключен к нагревателю. Второй выход микроконтроллера подключен к индикатору.
Предложенное устройство обеспечивает возможность мониторинга температуры нагреваемых электродов, что позволяет по разности их температур судить о шероховатости поверхности контролируемого изделия.
На фиг. 1 представлена схема устройства для неразрушающего контроля шероховатости поверхностного слоя металла.
На фиг. 2 приведена зависимость разностной температуры нагреваемых электродов от шероховатости.
В таблице 1 приведены результаты контроля шероховатости трех контролируемых образцов.
Устройство для неразрушающего контроля шероховатости поверхностного слоя металла (фиг. 1) содержит последовательно соединенные первый нагреваемый электрод 1, эталонный образец 2, контролируемое изделие 3, второй нагреваемый электрод 4. Нагреватель 5 размещен с возможностью теплового контакта с первым и вторым нагреваемыми электродами 1 и 4 соответственно. Гальванометр 6 подключен к первому и второму нагреваемым электродам 1 и 4. Первый блок измерения температуры 7, имеющий тепловой контакт с первым нагреваемым электродом 1, соединен с микроконтроллером 8. Второй блок измерения температуры 9, имеющий тепловой контакт со вторым нагреваемым электродом 4, соединен с микроконтроллером 8. Первый выход микроконтроллера 8 подключен к блоку управления нагревателем 10, выход которого подключен к нагревателю 5. Второй выход микроконтроллера 8 подключен к индикатору 11.
Первый и второй нагреваемые электроды 1 и 4 выполнены из одного материала, например из меди. Нагреватель 5 может быть стандартным мощностью 25 ватт. Гальванометр 6 может быть стандартным, например, М2031/2. Микроконтроллер 8 может быть стандартным, например ATMEGA 16. Индикатор 11 может быть выполнен на светодиодах АЛС324А. Блоки измерения температуры 7 и 9 могут быть стандартными, например, DS1820. Блок управления нагревателем 10 может быть выполнен на транзисторе, например, КТ818Г. Эталонный образец 2 должен быть изготовлен из того же материала, что и контролируемое изделие 3.
Предлагаемым устройством был проведен контроль шероховатости девяти контролируемых изделий, изготовленных из трех разных партий стали 12Х18Н10Т, по три образца в каждой партии. В качестве эталонного образца 2 использовали образец, изготовленный из этой же стали с шероховатостью Rz 0,6.
Процедуру контроля проводили следующим образом.
Вначале с помощью блоков измерения температуры 7 и 9 измеряли температуру первого 1 и второго 4 нагреваемых электродов и передавали данные в микроконтроллер 8, сигнал которого поступал в блок управления нагревателем 10, который поддерживал заданную температуру нагревателя 5. 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 (температура была задана в 100°С), микроконтроллер 8 выдавал сигнал на индикатор 11, сигнализируя о готовности прибора к измерению.
При контроле шероховатости первый нагреваемый электрод 1 установили на эталонный образец 2, а второй нагреваемый электрод 4 поочередно устанавливали на контролируемое изделие 3, причем эталонный образец 2 и контролируемое изделие 3 имели электрический контакт друг с другом, при этом между первым нагреваемым электродом 1 и эталонным образцом 2 возникала первая термоЭДС 1, которая поступала на первый вход гальванометра 6. Между вторым нагреваемым электродом 4 и контролируемым изделием 3 также возникала вторая термоЭДС 2, которая поступала на второй вход гальванометра 6. Гальванометр 6 регистрировал разностную термоЭДС. Одновременно с измерением термоЭДС проводили измерение температуры первого 1 и второго 4 нагреваемых электродов в течение заданного времени - 5 сек. Полученные данные с первого и второго блоков измерения температуры 7 и 9 поступали в микроконтроллер 8. Микроконтроллер 8 определял разность температур между первым 1 и вторым 4 нагреваемыми электродами и по этой разнице температур определял шероховатость контролируемого изделия 3 по зависимости разностной температуры нагреваемых электродов 1 и 4 от шероховатости (фиг. 2), предварительно построенной для образцов из стали 12Х18Н10Т с известной шероховатостью (например, Rz 1, Rz 10, Rz 20, Rz 50 и т.д.). Для других марок сталей и сплавов необходимо предварительно построить аналогичную зависимость, по которой можно определить шероховатость.
Шероховатость контролируемого изделия 3 отображалась на индикаторе 11.
Результаты контроля приведены в таблице 1, из которой видно, что использование заявляемого устройства для неразрушающего контроля шероховатости поверхностного слоя металла позволяет устранить влияние разброса химического состава на результат контроля. Результаты контроля шероховатости трех контролируемых изделий, изготовленных из второй партии, по дифференциальной термоЭДС приводят к неправильным выводам о завышенной шероховатости. Так, первое контролируемое изделие из второй партии имеет шероховатость Rz 20, а по результатам измерения термоЭДС с помощью прототипа шероховатость составила Rz 25. Второе контролируемое изделие из второй партии имеет шероховатость Rz 5, а по результатам измерения термоЭДС с помощью прототипа - Rz 8. Третье контролируемое изделие из второй партии имеет шероховатость Rz 2,5, а при измерении прототипом - Rz 4.
Claims (1)
- Устройство для неразрушающего контроля шероховатости поверхностного слоя металла, содержащее нагреватель, два одинаково нагреваемых электрода из одного материала, первый нагреваемый электрод установлен на поверхность контролируемого изделия, причем электроды подключены к гальванометру, отличающееся тем, что последовательно соединены второй нагреваемый электрод, эталонный образец, контролируемое изделие, первый нагреваемый электрод, а нагреватель размещен с возможностью теплового контакта с первым и вторым нагреваемыми электродами, первый блок измерения температуры, имеющий тепловой контакт с первым нагреваемым электродом, соединен с микроконтроллером, второй блок измерения температуры, имеющий тепловой контакт со вторым нагреваемым электродом, соединен с микроконтроллером, первый выход которого подключен к блоку управления нагревателем, выход которого подключен к нагревателю, второй выход микроконтроллера подключен к индикатору.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016132020A RU2624787C1 (ru) | 2016-08-03 | 2016-08-03 | Устройство для неразрушающего контроля шероховатости поверхностного слоя металла |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016132020A RU2624787C1 (ru) | 2016-08-03 | 2016-08-03 | Устройство для неразрушающего контроля шероховатости поверхностного слоя металла |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2624787C1 true RU2624787C1 (ru) | 2017-07-06 |
Family
ID=59312853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016132020A RU2624787C1 (ru) | 2016-08-03 | 2016-08-03 | Устройство для неразрушающего контроля шероховатости поверхностного слоя металла |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2624787C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU670868A1 (ru) * | 1977-06-17 | 1979-06-30 | В. Н. Белов | Способ неразрушающего контрол качества поверхностного сло металла |
| US4542345A (en) * | 1983-05-09 | 1985-09-17 | Technicorp | Multi-element thermoelectric non-destructive testing device and method |
| SU1529092A1 (ru) * | 1987-06-25 | 1989-12-15 | Минский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Конструкторско-Технологического Института Подшипниковой Промышленности | Способ термоэлектрического контрол поверхностных слоев материалов |
| RU2307345C1 (ru) * | 2006-04-10 | 2007-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) | Термоэлектрическое устройство для контроля неоднородности поверхностного слоя металлов и сплавов |
| RU2331064C1 (ru) * | 2007-03-26 | 2008-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Способ контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий |
| RU2498281C1 (ru) * | 2012-04-23 | 2013-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Термоэлектрический способ неразрушающего контроля качества поверхностного слоя металла |
-
2016
- 2016-08-03 RU RU2016132020A patent/RU2624787C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU670868A1 (ru) * | 1977-06-17 | 1979-06-30 | В. Н. Белов | Способ неразрушающего контрол качества поверхностного сло металла |
| US4542345A (en) * | 1983-05-09 | 1985-09-17 | Technicorp | Multi-element thermoelectric non-destructive testing device and method |
| SU1529092A1 (ru) * | 1987-06-25 | 1989-12-15 | Минский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Конструкторско-Технологического Института Подшипниковой Промышленности | Способ термоэлектрического контрол поверхностных слоев материалов |
| RU2307345C1 (ru) * | 2006-04-10 | 2007-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) | Термоэлектрическое устройство для контроля неоднородности поверхностного слоя металлов и сплавов |
| RU2331064C1 (ru) * | 2007-03-26 | 2008-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Способ контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий |
| RU2498281C1 (ru) * | 2012-04-23 | 2013-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Термоэлектрический способ неразрушающего контроля качества поверхностного слоя металла |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Matvienko et al. | Determination of composition based on thermal conductivity by thermistor direct heating method | |
| Abouellail et al. | Surface inspection problems in thermoelectric testing | |
| RU2624787C1 (ru) | Устройство для неразрушающего контроля шероховатости поверхностного слоя металла | |
| RU2538419C1 (ru) | Способ определения предела прочности при растяжении диэлектрических материалов при индукционном нагреве | |
| RU2498281C1 (ru) | Термоэлектрический способ неразрушающего контроля качества поверхностного слоя металла | |
| RU2331064C1 (ru) | Способ контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий | |
| RU2313082C1 (ru) | Устройство для разбраковки металлических изделий | |
| RU2561014C1 (ru) | Способ неразрушающего контроля степени исчерпания защитных свойств фильтрующе-поглощающих изделий | |
| Burmester et al. | A comprehensive study on thermophysical material properties for an innovative coffee drying process | |
| Bär et al. | Combined lock-in thermography and heat flow measurements for analysing heat dissipation during fatigue crack propagation | |
| RU2659195C1 (ru) | Способ определения коэффициента диффузии растворителей в массивных изделиях из капиллярно-пористых материалов | |
| RU2619798C1 (ru) | Способ неразрушающего контроля шероховатости поверхностного слоя металла | |
| RU2307345C1 (ru) | Термоэлектрическое устройство для контроля неоднородности поверхностного слоя металлов и сплавов | |
| Abouellail et al. | Research of thermocouple electrical characteristics | |
| Bär | Determination of dissipated Energy in Fatigue Crack Propagation Experiments with Lock-In Thermography and Heat Flow Measurements | |
| RU148273U1 (ru) | Устройство для контроля теплопроводности пластин из алюмонитридной керамики | |
| Pavlasek et al. | Base metal thermocouples drift rate dependence from thermoelement diameter | |
| Shi et al. | Study on relationships between the spectral emissivity of DC01 steel and temperature in an oxidizing environment | |
| RU2523760C1 (ru) | Способ измерения тепловых эффектов дифференциальным модуляционным сканирующим калориметром и калориметр для его осуществления | |
| RU2495410C1 (ru) | Устройство для разбраковки металлических изделий | |
| Douellou et al. | Fatigue characterization of 3D-printed maraging steel by infrared thermography | |
| Abdel-Goad | Rheological Properties of Polyvinylacetate: Compliance and Relaxation Spectrum | |
| RU2569933C1 (ru) | Способ измерения относительной теплопроводности при внешнем воздействии | |
| SU855464A1 (ru) | Способ определени коэффициента температуропроводности твердых тел | |
| RU2674562C1 (ru) | Способ неразрушающего контроля химического состава и структуры металлов и сплавов |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190804 |