SU750357A1 - Термоэлектрическое устройство дл контрол неоднородности материалов - Google Patents

Description

(54) ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НЕОДНОРОДНОСТИ МАТЕРИАЛОВ Изобретение относитс  к неразрушающему контролю материалов и может быть использовано в промьгшлснности дл  входного контрол  на однородность заготовок , а также дл  пооперационного контрол  на идентичность полуфабрикатов Известно термоэлектрическое устройство дл  контрол  сталей на однородност науглероженного сло , содержащее блок создани  градиента температуры, состо  щий из медного щупа, нагретого до 6ОЮО С , соприкасающегос  с холодной исследуемой поверхностью, и блок измерени  термоэдс, состо щий из гальванометра с ПОДВОДЯЩИК5К проводами и щунтами l. Тепло от остри  щупа передаетс  на исследуемую поверхность, создаетс  градиент температур по нормали к повер ности, возникает термоэдс, завис ща  от расггределени  примесей. Термоэдс изме р ют и суд т по ее величине о глубине сло  с 1ф1Л1ес :ми. Перемеща  щуп но поверхности, исследуют деталь на однородность химического состава. Недостатком этого устройства  вл етс  Ш1зка  точность, обусловленна  тем, что приборы измер ют суммарную термоэдс , состо щую из шут товой термоэдс пары сталь-медь (14 мкв/град) и полезной термоэдс пары сталь-обезуглероженна  сталь ( 1-2 мкв/град); поскольку полезные сигналы в дес ть раз меньще щумовых , то полезную термоэдс, по которой суд т об однородности металлической поверхности , измер ют с ощ1тбкой в 2О-ЗО%. Наиболее близким тех1шческим решением  вл етс  термоэлектрическое устройство дл  контрол  неоднородности материалов , содержащее блок создани  градиента те шературы, состо5пций из гор чего и холодного электродов, блок измерени  термоэдс и приспособление дл  креплени  эталона и исследуемого образца 21 . Недостатками этого устройства  вл етс  непригодность дл  контрол  хрупKsx материалов и значительное врем  иэ . Целью изобретени   вл етс  обеспечение возможности контрол  хрутшх материалов и сокращение времени измерений . Дл  этого устройство дополнительно содержит перемычку из материала эталон прикрепленную к гор чему электроду, а холодный электрод вьшолнен из двух электрически изолированных друг от друга частей с полостью между ними, заполненной проточной жидкостью. Применение перемычки в гор чем электроде устран ет шумовую термоэдс медь-исследуемый материал, возникающую за счет градиента температуры в гор чем электроде, Выполнегше в холодном электроде полости , запо нешадй проточной жидкостью, сводит разность температур между част ми холодного электрода в точках креплени  образца и эталона до 0,О010 ,. За счет этого уничтожаетс  шуМова  термоэдс в холодном электроде, устран етс  необходимость изготовлени  подвод щих проводов и холодного электро да кз исследуемого материала, представл етс  возможность контрол  хрупких образцов происзвольной формы, уменьшаетс  врем  испыташш в 1О-1ОО раз по сравнению с устройством-прототипом. На чертеже изображена схема предлагаемого устройства, где 1, 2, 3 - гор чий электрод, состо щий из неподвижно части 2 и подвижных захватов 1 и 3j 4 - нагреватель у 5 - перемычка из эталонного материала, прикрепленна  к неподвижной части гор чего электрода 2; 6   7 - лева  и права  неподвижные медные части.холодного электрода, изолированные друг от электрически; 8 и 9 - подвижные захваты холодного электрода; 10 - полость, заполне1ша  проточной жидкостью; 11 - исследуемый образец; 12 - эталон; 13 - провода ) coeдиIi ющиe холодный электрод с измери тельным прибором 14; 15-18- точки упоминаемые в тексте описани . Предлагаемое устройство состоит из блока создашг  градиента температуры 2,4-7, блока измерешта термоэдс 13-14 приспособлений 1, 3, 8, 9 в виде захватов дл  креплени  эталона. 12 и исследу мого образца 11. Блок создани  градиента температуры включает: а) гор чий электрод 1,2,3, вьшолнен ный из неподвижной части 2, имеющей нагреватель 4, подвижных захватов 17, прижимающих исследуемый образец 11 и эталон 12 к неподвижной части 2, перемычки из эталонного материала 5, прикрепленной к неподвижной части 2 и осуществл ющей в области точек 15 и 16 электрический контакт между эталоном 12 и исследуемым образном 11; б) холодный электрод, выполненный из двух медных электрически изолированных друг от друга частей 6 и 7 с полостью между ними 1О, заполненной жидкостью, захватов 8 и 9, прижимающих эталон 12 и образец 11 к част м холодного электрода 6 и 7. При 7шнтроле полупроводниковых материалов и веществ с электропроводностью , сравнимой с электропроводностью полупроводников, полость 10 заполнена проточным маслом, спиртом, жидки азотом и другими слабопровод щими электричество жидкост ми. При контроле металлических материалов - проточной водой. Скорость протекани  5-10 л/мин. Чем вЫще скорость, тем меньше щумова  термоэдс медь-исследуемый материал (выще точность измерений), тем меньще врем  выхода устройства на режим контрол  (выще производительность устройства ) . Устройство работает следующим образом .. Заготовка, признанна  годной по всем показател м и выбранна  за эталонный материал, посто нно на врем  контрол  данной серии, прижата захватами 1 и 8 к гор чему электроду 2 и левой части холодногх) электрода 6. Гор чий электрод находитс  при температуре 1ОО-200°С (измеритель температуры установлен вблизи перемычки 5). Через полость 1О протекает жидкость (расход 5-10 л/сек) и уравшюает температуру между левой частью холодного электрода 6 и правой 7 так что разность температур между точками 18 и 17 не превышает С уже через 5-7 минут после включени  тока жидкости. Просвет между гор чим и холодным электродами равен (6-8)/ мм, где р - суммарна  площадь в поперечного сечени  исследуемого образца и эталона. При несоблюдении этого услови  разность температур между точками 17 и 18 превышает 10 С, возрастает шумова  термоэдс медь-исследуемый материал, снии аетс  чувствительность устройства к неоднородност м . Перемычка 5 из эталонного

материала прикручена (или прижата пруншной ) к гор чему электроду на все BpeViH испытаний. Исследуемый образец зажат зажимами 3 и 9. Через 34минуты , требующиес  дл  наступлени  теплового равновеси , измер ют тер- моэдс и разность температур между гор чим и холодным электродами. Если термоэдс по своему значению выходит за предел, устанавливаемый экспериментально дл  каждой серии исследуемых образцов, то данный участок исследуемого образца бракуют.

Испытани  показали, что предлагаемо термоэлектрическое устройство обеспечивает контроль и хрупких материалов. Врем  контрол  при переходе с одной серии материала к другой сокращено до

5мин. В устройстве - прототипе оно равн лось суткам.

Расширение функциональных возможностей и увеличение производительности термоэлектрического устройства делает его пригодным дл  пооперационного и входного контрол  материалов и полуфабрикатов в промышленности.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 364895, кл. GOIN 33/2О, 197О.

2.Герцрикен С. Д., Новиков Н. Н., Копань В. С. О природе термоэдс, возникающей при деформации металлов.Украинский физический журнал, 1959, N 3, с. 53О (прототип).