RU2652657C1 - Способ контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий - Google Patents
Способ контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2652657C1 RU2652657C1 RU2017108676A RU2017108676A RU2652657C1 RU 2652657 C1 RU2652657 C1 RU 2652657C1 RU 2017108676 A RU2017108676 A RU 2017108676A RU 2017108676 A RU2017108676 A RU 2017108676A RU 2652657 C1 RU2652657 C1 RU 2652657C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- contact
- voltage
- controlled product
- heated electrode
- electrode
- 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
Abstract
Изобретение относится к области неразрушающей диагностики металлов и сплавов, а также изделий, выполненных из них при разбраковке металлических изделий. Способ заключается в том, что между нагреваемым электродом и контролируемым изделием измеряют термоЭДС, усиливают ее и отображают, сравнивают с пороговым значением и через контакт нагреваемого электрода с контролируемым изделием пропускают переменный ток и измеряют величину падения напряжения на контакте нагреваемого электрода с контролируемым изделием на двух частотах. Полученное напряжение выделяют с помощью двух избирательных усилителей с резонансными частотами f1 и f2. Детектируют эти напряжения и сравнивают их между собой и при их равенстве делают заключение об отсутствии емкостной составляющей контактного сопротивления. Технический результат - повышение точности измерения термоЭДС. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области неразрушающей диагностики металлов и сплавов, а также изделий, выполненных из них методом измерения термоЭДС.
Известен способ контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий (RU 2331064 С1, МПК G01N 25/32, опубл. 10.08.2008), выбранный в качестве прототипа, в котором измеряют термоЭДС между нагреваемым электродом и контролируемым изделием, усиливают ее и отображают, сравнивают с пороговым значением и через контакт нагреваемого электрода с контролируемым изделием пропускают переменный ток и измеряют величину падения напряжения на контакте нагреваемого электрода с контролируемым изделием, полученное напряжение выделяют с помощью избирательного усилителя, детектируют и сравнивают с пороговым значением напряжения, составляющего не более 1% от номинального значения термоЭДС, если напряжение на выходе детектора меньше порогового напряжения, то делают вывод о наличии контакта.
Недостатком известного способа является низкая точность измерения, обусловленная возможным появлением емкостной составляющей сопротивления контактов (например, за счет окисной или масляной пленок на поверхности контролируемого изделия или электродов), включенной параллельно активной составляющей. В результате параллельного соединения двух сопротивлений результирующее сопротивление при измерении его на переменном токе, как предложено в прототипе, будет равно или меньше каждой из составляющих и, как следствие, напряжение на выходе детектора будет меньше порогового напряжения.
При параллельном соединении двух сопротивлений результирующее сопротивление рассчитывается по формуле [О.П. Новожилов. Электротехника и электроника: учебник для бакалавров / О.П. Новожилов; Московский государственный индустриальный университет (МГИУ). - 2-е изд., испр. и доп. – М.: Юрайт, 2013. - 653 с.: ил. - Бакалавр. Базовый курс. - Библиогр.: с. 632-635]:
где Ra - активная составляющая сопротивления контактов, XC - емкостная составляющая сопротивления контактов, 
ω - круговая частота, на которой проводится измерение, С - емкость между электродом и контролируемым изделием. Если XC << Ra, то:
Следовательно, RЭKB = XC << Ra
Если XC >> Ra, то:
Следовательно, RЭKB = XC >> Ra
Если 
, то:
При использовании электродов с площадью контактов S=10 мм2 и при наличии окисной пленки толщиной d=0,1 микрон емкостная составляющая сопротивления на частоте 10 МГц, определяемая по формуле:
может составить менее 0,2 Ом, при ε=100.
При этом активная составляющая сопротивления может быть очень большой, а эквивалентное сопротивление менее 0,2 Ома. В результате появляется погрешность в определении наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием, и соответственно появляется погрешность в измерении термоЭДС.
В изобретении решается задача создания способа, обеспечивающего повышение точности измерения термоЭДС.
Поставленная задача решена за счет того, что в способе контроля контакта электродов с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий между электродами и контролируемым изделием измеряют термоЭДС, усиливают ее и отображают, сравнивают с пороговым значением и через контакт нагреваемого электрода с контролируемым изделием пропускают переменный ток и измеряют величину падения напряжения на контакте нагреваемого электрода с контролируемым изделием, полученное напряжение выделяют с помощью избирательного усилителя, детектируют и сравнивают с пороговым значением напряжения, составляющего не более 1% от номинального значения термоЭДС, если напряжение на выходе детектора меньше порогового напряжения, то делают вывод о наличии контакта.
Согласно изобретению через контакт нагреваемого электрода с контролируемым изделием поочередно пропускают переменный ток на двух частотах, измеряют величину падения напряжения на контакте нагреваемого электрода с контролируемым изделием на двух частотах, полученное напряжение выделяют с помощью избирательного усилителя, детектируют на двух частотах, преобразуют в цифровой код и сохраняют в памяти микроконтроллера. Полученные значения напряжения на двух частотах сравнивают между собой и при их равенстве делают вывод об отсутствии емкостной составляющей сопротивления контактов.
За счет использования двух частот при пропускании переменного тока через контакт нагреваемого электрода с контролируемым изделием и измерения падения напряжения на контакте нагреваемого электрода с контролируемым изделием на двух частотах обеспечивается возможность контроля емкостной составляющей сопротивления контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием и в конечном итоге получение высокой точности результатов измерения.
На чертеже представлена схема устройства, иллюстрирующая предлагаемый способ.
Устройство для контроля контакта электродов с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий, реализующее предлагаемый способ, содержит нагреваемый электрод 1, контролируемое изделие 2, находящиеся в контакте между собой и холодный электрод 3, имеющий контакт с контролируемым изделием 2. Нагреватель 4 воздействует на нагреваемый электрод 1. Входы усилителя постоянного тока (УПТ) 5 подключены к горячему электроду 1 и холодному электроду 3. Выход УПТ 5 подключен первому к аналого-цифровому преобразователю (АЦП 1) 6, выход которого соединен с микроконтроллером 7, который имеет связь с индикатором ЭДС 8. Входы усилителя постоянного тока (УПТ) 5 соединены с выходами коммутатора 9, который имеет связь с выходами первого генератора 10 и выходами второго генератора 11. Выходы первого генератора 10 подключены к входам первого усилителя 12, выход которого подсоединен к первому детектору 13. Выход первого детектора 13 соединен с входом второго аналого-цифрового преобразователя 14 (АЦП 2), выход которого связан с микроконтроллером 7. Выходы второго генератора 11 подключены к входам второго усилителя 15, выход которого подсоединен к второму детектору 16. Выход второго детектора 16 соединен с входом третьего аналого-цифрового преобразователя 17 (АЦП 3), выход которого связан с микроконтроллером 7. Выход микроконтроллера 7 соединен с индикатором контакта 18
Нагреваемый 1 и холодный 3 электроды выполнены из одного материала с хорошей электро- и теплопроводностью, например из меди. Нагреватель 4 может быть стандартным мощностью 25 ватт, УПТ 5 должен быть с малым дрейфом напряжения смещения нуля, например, ОР177, первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП 1) 6, второй аналого-цифровой преобразователь (АЦП 2) 14 и третий аналого-цифровой преобразователь (АЦП 3) 17 выполнены по типовой схеме на микросхеме AD876 фирмы Analog Devices. Индикатор ЭДС 8 может быть выполнен на светодиодах АЛС324А, индикатор контакта 18 может быть выполнен на светодиодах АЛ307Г. Первый 10 и второй 11 генераторы могут быть выполнены по типовой схеме на операционном усилителе широкого применения, например К140УД6, первый 12 и второй 15 усилители могут быть выполнены по типовой схеме на операционном усилителе широкого применения, например К140УД6, и должны иметь полосу пропускания для первого усилителя 12 с резонансной частотой, равной частоте первого генератора 10, для второго усилителя 15 с резонансной частотой, равной частоте второго генератора 11, первый 13, второй 16 детекторы могут быть выполнены по типовой схеме на операционном усилителе, например К140УД6, микроконтроллер 7 может быть выбран любым, например ATMEGA 16, коммутатор 9 выполнен на микросхеме К590КН2.
При контроле нагреватель 4 воздействует на нагреваемый электрод 1. Между горячим электродом 1, контролируемым изделием 2 и холодным электродом 3 возникает термоЭДС, которая поступает на УПТ 5, который усиливает термоЭДС, с выхода УПТ 5 термоЭДС поступает на АЦП 6, а с его выхода на микроконтроллер 7 и затем на индикатор ЭДС 8, который отображает величину термоЭДС. Первый генератор 10 вырабатывает переменный ток частоты f1, который протекает по цепи: первый генератор 10 - коммутатор 9 - нагреваемый электрод 1 - контактное сопротивление - контролируемый образец 2 - контактное сопротивление - холодный электрод 3 - первый генератор 10. Напряжение, полученное в результате протекания этого тока через контактное сопротивление, поступает на первый усилитель 12, который усиливает только переменную составляющую входного напряжения частотой f1. Выходное напряжение первого усилителя 12 поступает на вход первого детектора 13, выпрямленное напряжение с выхода первого детектора 13 поступает на второй аналого-цифровой преобразователь (АЦП 2) 14 и затем в микроконтроллер 7. Второй генератор 11 вырабатывает переменный ток частоты f2, который протекает по цепи: второй генератор 11 - коммутатор 9 - нагреваемый электрод 1 - контактное сопротивление - контролируемый образец 2 - контактное сопротивление - холодный электрод 3 - второй генератор 11. Напряжение, полученное в результате протекания этого тока через контактное сопротивление, поступает на второй усилитель 15, который усиливает только переменную составляющую входного напряжения частотой f2. Выходное напряжение второго усилителя 15 поступает на вход второго детектора 16, выпрямленное напряжение с выхода второго детектора 16 поступает на третий аналого-цифровой преобразователь (АЦП 3) 17 и затем в микроконтроллер 7, который сравнивает эти напряжения. В случае равенства напряжений делается заключение об отсутствии емкостной составляющей контактного сопротивления. Если сопротивление контактов мало, то напряжение на выходе второго аналого-цифрового преобразователя (АЦП 2) 14 и третьего аналого-цифрового преобразователя (АЦП 3) 17 мало и индикатор контакта 21 светится. В противном случае индикатор контакта 21 не светится.
Claims (1)
- Способ контроля наличия контакта горячего электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий, заключающийся в том, что между нагреваемым электродом и контролируемым изделием измеряют термоЭДС, усиливают ее и отображают, сравнивают с пороговым значением и через контакт нагреваемого электрода с контролируемым изделием пропускают переменный ток и измеряют величину падения напряжения на контакте нагреваемого электрода с контролируемым изделием, полученное напряжение выделяют с помощью избирательного усилителя, детектируют и сравнивают с пороговым значением напряжения, составляющего не более 1% от номинального значения термоЭДС, если напряжение на выходе детектора меньше порогового напряжения, то делают вывод о наличии контакта, отличающийся тем, что через контакт нагреваемого электрода с контролируемым изделием поочередно пропускают переменный ток на двух частотах, измеряют величину падения напряжения на контакте нагреваемого электрода с контролируемым изделием на двух частотах, полученное напряжение выделяют и усиливают с помощью двух избирательных усилителей, детектируют, преобразуют в цифровой код, сохраняют в памяти микроконтроллера, сравнивают между собой и при их равенстве делают вывод об отсутствии емкостной составляющей сопротивления контактов.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017108676A RU2652657C1 (ru) | 2017-03-15 | 2017-03-15 | Способ контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017108676A RU2652657C1 (ru) | 2017-03-15 | 2017-03-15 | Способ контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2652657C1 true RU2652657C1 (ru) | 2018-04-28 |
Family
ID=62105311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017108676A RU2652657C1 (ru) | 2017-03-15 | 2017-03-15 | Способ контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2652657C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997033161A1 (en) * | 1996-03-08 | 1997-09-12 | Holometrix, Inc. | Heat flow meter instruments |
| RU59254U1 (ru) * | 2006-06-13 | 2006-12-10 | Закрытое акционерное общество "ОРЛЭКС" | Устройство для разбраковки изделий из электропроводящих материалов |
| RU2313082C1 (ru) * | 2006-06-15 | 2007-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Устройство для разбраковки металлических изделий |
| RU2329493C1 (ru) * | 2007-02-05 | 2008-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Устройство контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий |
| 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 |
-
2017
- 2017-03-15 RU RU2017108676A patent/RU2652657C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997033161A1 (en) * | 1996-03-08 | 1997-09-12 | Holometrix, Inc. | Heat flow meter instruments |
| RU59254U1 (ru) * | 2006-06-13 | 2006-12-10 | Закрытое акционерное общество "ОРЛЭКС" | Устройство для разбраковки изделий из электропроводящих материалов |
| RU2313082C1 (ru) * | 2006-06-15 | 2007-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Устройство для разбраковки металлических изделий |
| RU2329493C1 (ru) * | 2007-02-05 | 2008-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Устройство контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий |
| 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 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Downey et al. | Characterization of thermoelectric elements and devices by impedance spectroscopy | |
| JP6757038B2 (ja) | 高速ホール効果測定システム | |
| Abouellail et al. | Surface inspection problems in thermoelectric testing | |
| JP7071723B2 (ja) | 複素誘電率測定用回路、複素誘電率測定装置及び複素誘電率の測定方法 | |
| RU2331064C1 (ru) | Способ контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий | |
| RU2652657C1 (ru) | Способ контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий | |
| D’Aucelli et al. | Uncertainty evaluation of the Unified Method for thermo-electric module characterization | |
| JP2024055910A (ja) | 熱検出器の計測値を正規化する方法 | |
| US10935507B2 (en) | Thermal conductivity detector for gas mixtures having at least three components | |
| EP3387400B1 (en) | A temperature measuring apparatus and a method of measuring temperature | |
| RU2313082C1 (ru) | Устройство для разбраковки металлических изделий | |
| RU2670365C1 (ru) | Устройство контроля электрического контакта электродов с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий | |
| CN109613054B (zh) | 一种直接通电纵向导热系数测试方法 | |
| JPH0356848A (ja) | 表面亀裂測定方法および装置 | |
| Abouellail et al. | Research of thermocouple electrical characteristics | |
| Bera et al. | A modified Schering bridge for measurement of the dielectric parameters of a material and the capacitance of a capacitive transducer | |
| RU2329493C1 (ru) | Устройство контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий | |
| Abouellail et al. | Mathematical simulation of thermocouple characteristics | |
| US20210140907A1 (en) | Sensing apparatus and sensing method | |
| Nowicki et al. | Relative Seebeck coefficient differences used for metal sorting | |
| JP4007484B2 (ja) | 抵抗率測定方法及び固有抵抗率計 | |
| JPH09222403A (ja) | 物性値測定装置 | |
| RU2699931C1 (ru) | Устройство для измерения температурных полей | |
| Haraszti | Thermographic inspection in the electric industry | |
| JP2022078455A (ja) | 非破壊検査装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200316 |