RU2670365C1 - Устройство контроля электрического контакта электродов с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий - Google Patents
Устройство контроля электрического контакта электродов с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2670365C1 RU2670365C1 RU2017137573A RU2017137573A RU2670365C1 RU 2670365 C1 RU2670365 C1 RU 2670365C1 RU 2017137573 A RU2017137573 A RU 2017137573A RU 2017137573 A RU2017137573 A RU 2017137573A RU 2670365 C1 RU2670365 C1 RU 2670365C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- indicator
- electrodes
- detector
- amplifier
- microcontroller
- Prior art date
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области неразрушающей диагностики металлов и сплавов, а также изделий, выполненных из них, при разбраковке металлических изделий. Предложено устройство для контроля контакта электродов с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий, которое содержит нагреватель, воздействующий на нагреваемый электрод, холодный электрод, связанные с контролируемым изделием и усилителем постоянного тока, который соединен с первым индикатором и компаратором. Компаратор соединен с вторым индикатором и регулятором порога. Коммутатор связан с нагреваемым и холодным электродами и последовательно соединенными первым генератором переменного тока, первым избирательным усилителем, первым детектором, первым АЦП и микроконтроллером, а также последовательно соединенными вторым генератором переменного тока, вторым избирательным усилителем, вторым детектором, вторым аналого-цифровым преобразователем, микроконтроллером и индикатором прижима. Техническим результатом является 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
Известно устройство контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий (RU 2329493 С1, МПК G01N 25/32, опубл. 20.07.2008), выбранное в качестве прототипа содержащее нагреватель, воздействующий на нагреваемый электрод, холодный электрод, контролируемое изделие, аналоговый усилитель, связанный с индикатором, холодный электрод подсоединен к усилителю, к которому последовательно подключены первый компаратор и второй индикатор, а регулятор порога соединен с первым компаратором, генератор переменного тока подключен к нагреваемому электроду, холодному электроду и избирательному усилителю, к которому последовательно подключены детектор, второй компаратор и индикатор прижима, причем регулятор прижима соединен с вторым компаратором.
Недостатком известного устройства 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. - Москва: 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<<R a , то:
Следовательно, RЭКВ=XC<<R a
Если XC>>R a , то:
Следовательно, RЭКВ=XC>>R a
Если XC≅R a , то:
При использовании электродов с площадью контактов S=10 мм2 и при наличии окисной пленки толщиной d=0,l 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 устройства, обеспечивающего повышение точности измерения термоЭДС.
Поставленная задача решена за счет того, что в устройстве для контроля контакта электродов с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий, содержащее нагреватель, воздействующий на нагреваемый электрод, холодный электрод, связанные с контролируемым изделием и усилителем постоянного тока, который подключен к первому индикатору и компаратору, который соединен с вторым индикатором и регулятором порога, и последовательно соединенные первый генератор переменного тока, первый избирательный усилитель и первый детектор.
Согласно изобретению первый генератор переменного тока подключен к коммутатору, который имеет связь с усилителем постоянного тока, холодным и нагреваемым электродам, второй генератор переменного тока связь с коммутатором и последовательно соединенными второй избирательный усилитель, второй детектор, второй аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер и индикатор прижима, причем микроконтроллер имеет связь с первым аналого-цифровым преобразователем, который соединен с первым детектором.
За счет использования коммутатора, к которому подключен первый и второй генераторы переменного тока и последовательно соединенные второй избирательный усилитель, второй детектор, второй аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер и индикатор прижима, а также первого аналого-цифрового преобразователя, соединенного с первым детектором и микроконтроллером обеспечивается возможность контроля емкостной составляющей сопротивления контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием и в конечном итоге получение высокой точности результатов измерения.
На фиг. 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 нагреваемому электроду 1 и холодному электроду 3. Выход усилителя постоянного тока (УПТ) 5 подключен к первому индикатору 6 и первому входу компаратору 7, выход которого соединен с вторым индикатором 8. Второй вход компаратора 7 соединен с регулятором порога 9. Входы усилителя постоянного тока (УПТ) 5 соединены с выходами коммутатора 10, который имеет связь с выходами первого генератора переменного тока 11 и выходами второго генератора переменного тока 12. Выходы первого генератора переменного тока 11 подключены к входам первого избирательного усилителя 13, выход которого подсоединен к первому детектору 14. Выход первого детектора 14 соединен с входом первого аналого-цифрового преобразователя 15 (АЦП), выход которого связан с микроконтроллером 16. Выходы второго генератора переменного тока 12 подключены к входам второго избирательного усилителя 17, выход которого подсоединен к второму детектору 18. Выход второго детектора 18 соединен с входом второго аналого-цифрового преобразователя 19 (АЦП), выход которого связан с микроконтроллером 16. Выход микроконтроллера 16 соединен с коммутатором 10. Микроконтроллер 16 имеет связь с индикатором прижима 19.
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, УПТ5 должен быть с малым дрейфом напряжения смещения нуля, например, ОР177, первый аналого-цифровой преобразователь 15 (АЦП) и второй аналого-цифровой преобразователь 19 (АЦП) выполнены по типовой схеме на микросхеме AD876 фирмы Analog Devices. Первый индикатор 6 может быть выполнен на типовом индикаторе напряжения, например N 24Т фирмы LUMEL, второй индикатор 8 может быть выполнен на светодиодах АЛ307Г. Первый 11 и второй 12 генераторы переменного тока могут быть выполнены по типовой схеме на операционном усилителе широкого применения, например К140УД6, первый 13 и второй 17 избирательные усилители могут быть выполнены по типовой схеме на операционном усилителе широкого применения, например К140УД6, и должны иметь полосу пропускания для первого избирательного усилителя 13 с резонансной частотой равной частоте первого генератора переменного тока 11, для второго избирательного усилителя 17 с резонансной частотой равной частоте второго генератора переменного тока 12, первый 14, второй 18 детекторы могут быть выполнены по типовой схеме на операционном усилителе, например К140УД6, микроконтроллер 16 может быть выбран любым, например, ATMEGA 16, коммутатор 10 выполнен на микросхеме К590КН2, индикатор прижима может быть выполнен на выполнен на светодиодах АЛС324А.
При контроле нагреватель 4 воздействует на нагреваемый электрод 1. Между нагреваемым электродом 1, контролируемым изделием 2 и холодным электродом 3 возникает термоЭДС, которая поступает на УПТ5, который усиливает термоЭДС, с выхода УПТ5 термоЭДС поступает на первый индикатор 6, который отображает величину термоЭДС. Первый генератор переменного тока 11 вырабатывает переменный ток частоты f1, который протекает по цепи: первый генератор переменного тока 11 - коммутатор 10 - нагреваемый электрод 1 - контактное сопротивление - контролируемый образец 2 - контактное сопротивление - холодный электрод 3 - первый генератор переменного тока 11. Напряжение, полученное в результате протекания этого тока через контактное сопротивление, поступает на первый избирательный усилитель 13, который усиливает только переменную составляющую входного напряжения частотой f1. Выходное напряжение первого избирательного усилителя 13 поступает на вход первого детектора 14, выпрямленное напряжение с выхода первого детектора 14 поступает на первый аналого-цифровой преобразователь 15 (АЦП) и затем в микроконтроллер 16. Второй генератор переменного тока 12 вырабатывает переменный ток частоты f2, который протекает по цепи: второй генератор переменного тока 12 - коммутатор 10 - нагреваемый электрод 1 - контактное сопротивление - контролируемый образец 2 - контактное сопротивление - холодный электрод 3 - второй генератор переменного тока 12. Напряжение, полученное в результате протекания этого тока через контактное сопротивление, поступает на второй избирательный усилитель 17, который усиливает только переменную составляющую входного напряжения частотой f2. Выходное напряжение второго избирательного усилителя 17 поступает на вход второго детектора 18, выпрямленное напряжение с выхода второго детектора 18 поступает на второй аналого-цифровой преобразователь 19 (АЦП) и затем в микроконтроллер 16, 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 19 (АЦП) и первого аналого-цифрового преобразователя 15 (АЦП) мало и индикатор прижима 20 светится. В противном случае индикатор прижима 20 не светится.
Claims (1)
- Устройство для контроля контакта электродов с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий, содержащее нагреватель, воздействующий на нагреваемый электрод, холодный электрод, связанные с контролируемым изделием и усилителем постоянного тока, который подключен к первому индикатору и компаратору, который соединен с вторым индикатором и регулятором порога, и последовательно соединенные первый генератор переменного тока, первый избирательный усилитель и первый детектор, отличающееся тем, что первый генератор переменного тока подключен к коммутатору, который имеет связь с усилителем постоянного тока, холодным и нагреваемым электродами, второй генератор переменного тока имеет связь с коммутатором и последовательно соединенными вторым избирательным усилителем, вторым детектором, вторым аналого-цифровым преобразователем, микроконтроллером и индикатором прижима, причем микроконтроллер имеет связь с первым аналого-цифровым преобразователем, который соединен с первым детектором.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017137573A RU2670365C1 (ru) | 2017-10-26 | 2017-10-26 | Устройство контроля электрического контакта электродов с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017137573A RU2670365C1 (ru) | 2017-10-26 | 2017-10-26 | Устройство контроля электрического контакта электродов с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2670365C1 true RU2670365C1 (ru) | 2018-10-22 |
Family
ID=63923450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017137573A RU2670365C1 (ru) | 2017-10-26 | 2017-10-26 | Устройство контроля электрического контакта электродов с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2670365C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU742780A1 (ru) * | 1978-03-28 | 1980-06-25 | Пензенский Филиал Всесоюзного Научно- Исследовательского Технологического Института Приборостроения | Устройство дл контрол состава сплавов методом термо-эдс |
| WO1997033161A1 (en) * | 1996-03-08 | 1997-09-12 | Holometrix, Inc. | Heat flow meter instruments |
| RU2255331C1 (ru) * | 2004-03-10 | 2005-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ГОУВПО "КнАГТУ") | Устройство для разбраковки металлических изделий |
| 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
- 2017-10-26 RU RU2017137573A patent/RU2670365C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU742780A1 (ru) * | 1978-03-28 | 1980-06-25 | Пензенский Филиал Всесоюзного Научно- Исследовательского Технологического Института Приборостроения | Устройство дл контрол состава сплавов методом термо-эдс |
| WO1997033161A1 (en) * | 1996-03-08 | 1997-09-12 | Holometrix, Inc. | Heat flow meter instruments |
| RU2255331C1 (ru) * | 2004-03-10 | 2005-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ГОУВПО "КнАГТУ") | Устройство для разбраковки металлических изделий |
| 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 |
|---|---|---|
| JP4090077B2 (ja) | 流れ媒体中の伝導率分布を測定する格子センサ及びそれらの測定信号を得る方法 | |
| Abouellail et al. | Surface inspection problems in thermoelectric testing | |
| Suster et al. | A circuit model of human whole blood in a microfluidic dielectric sensor | |
| RU2331064C1 (ru) | Способ контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий | |
| Soldatov et al. | Control system for device «thermotest» | |
| RU2670365C1 (ru) | Устройство контроля электрического контакта электродов с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий | |
| JP4474550B2 (ja) | 熱電素子の特性評価方法 | |
| US2805394A (en) | Alternating-current volt-ammeters | |
| RU2652657C1 (ru) | Способ контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий | |
| RU2313082C1 (ru) | Устройство для разбраковки металлических изделий | |
| Abouellail et al. | Research of thermocouple electrical characteristics | |
| CN109613054B (zh) | 一种直接通电纵向导热系数测试方法 | |
| RU2329493C1 (ru) | Устройство контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий | |
| Widodo et al. | Double layer impedance analysis on the electrical impedance measurement of solution using a parallel plate | |
| WO2010101006A1 (ja) | 導電性試料の比熱容量及び半球全放射率の測定方法及び装置 | |
| US1291409A (en) | Method of determining melting-points. | |
| CN105785102B (zh) | 微尺度样品的热电势测量电路、平台及方法 | |
| JP2023005270A (ja) | 電子部品試験装置 | |
| US3443220A (en) | Dielectric materials gauging system with input signal frequency automatically variable in response to a variation from a selected phase shift in the detected signal | |
| JPS5871423A (ja) | 温度測定用回路装置 | |
| Tupta | Resistivity measurements using a four-point collinear probe. | |
| JPS6290528A (ja) | ガス検出方法 | |
| Ates et al. | Three omega probe with auto-zeroing | |
| RU2716466C1 (ru) | Способ контроля теплофизических свойств материалов и устройство для его осуществления | |
| Haraszti | Thermographic inspection in the electric industry |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201027 |