SU808925A1 - Способ тепловой дефектоскопиииздЕлий - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ТЕПЛОВОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ ИЗДЕЛИЙ

1

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано при вы влении внутренних дефектов (полости, инородные включени  и т.д.) как электропроводных, так и неэлектропроводных твердых тел в дефектоскопии .

Известен способ тепловой дефектоскопии путем нагрева заготовок в вакууме с последующей регистрацией характера поверхности, по которой суд т о наличии в изделии дефектов l .

Однако в данном способе необходимо создавать специальные услови  (вакуум), что существенно снижает производительность контрол , кроме того, низка  точность измерений, св занна  с визуальным определением наличи  дефектов в изделии.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  способ тепловой дефектоскопии изделий путем нагрева поверхности издели  и регистрации температурного распределени  нагретой поверхности 1.2},

Недостатком этого способа  вл етс  наличие погрешностей в результатах измерений от вариаций температуры , окружающей контролируемое изделие среды. Действительно, вариации температуры окоужгиощей изделие среды приведут к изменени м в температурных распределени х по ее поверхности и сниз т точность в вы влении внутренних дефектов издели .

Цель изобретени  - повышение точности измерений за счет устранени  погрешности от вариаций темпера0 туры окружающей среды.

Дл  достижени  этой цели поверхность издели  нагревают с помощью термочувствительного элемента, через

5 который пропускают электрический ток, скачкообразно уменьшающийс  по величине , регистрируют момент скачкообразного уменьшени  тока и момент времени установлени  процесса изме0 нени  температуры термочувствительного элемента, после чего определ ют интервал времени между этими моментами , по которому суд т о наличии дефектов и их размерах.,

5

На фиг. 1 представлен пример технической реализации предложенного способа тепловой дефектоскопии, на фиг. 2 - диаграмма изменени  во времени температуры термочувствительно0 го элемента.

Устройство состоит из термочувствительного элемента в виде тонкой металлической пленки, нанесенного на торец цилиндрической подложки 2, изготовленной из электроизол ционного материала, контактирующего с токоподводом 3 в теле подложки 2 и токоподводом 4, нанесенным на образующую (Цилиндрической подложки 2. Источник питани  5 с помощью токоподводов 3 и 4 обеспечивает протекание тока по термочувствительному элементу 1 и разогрев его в месте контакта с токоподводом 3. Термочувствительный элемент 1 контактирует с поверхностью тела издели , исследуемого на наличие в его теле дефектов.

Работа устройства осуществл ете следующим образом.

При пропускании тока через место контакта термочувствительного элемента 1 с токоподводом 3 теплова  энерги  рассеиваетс  в тело контролируемого издели . любого момента времени на термочувствительном элементе справедливо равенство

JR н(Т - Те) , (1 ) где J - ток через термочувствительный элемент;

I, электрическое сопротивление термочувствительного элемента;

Т - температура разогретого термочувствительного элемента Тс - температура поверхности контролируемого издели ; Н - коэффициент рассе ни  термочувствительного элемента. При однородной массе тела издели  коэффициент рассе ни  Н в любой точке его поверхности посто нен, при наличии в теле .издели  дефекта, например полости, мен етс  количество тепловой энергии, рассеиваемой термочувствительным элементом в тело контролируемого издели , что приводит к изменению посто нной времени t термочувствительного элемента вследствие изменени  величины коэффициента рассе ни 

л- тс/ „ ч

-„--(2)

где Р- посто нна  времени термочувствительного элемента; m - масса разогретого участка

тела;

с - удельна  теплоемкость материала контролируемого тела; Н - коэффициент рассе ни  разогретого участка тела. Коэффициент рассе ни  Н зависит от теплопроводности массы тела в месте разогрева. При наличии дефект ( полость, инородное включение и т.д.) в теле контролируемого издели  мен етс  тепловое сопротивление массы его, что приводит к изменению значени  коэффициента рассе ни  Н, а следовательно, и величины посто нной времени (см. формулу 2). Посто нна  времени Т определ ет врем  остывани  t QCT места контакта термочувствительного элемента и контролируемой поверхности при скачкообразе . ном уменьшении протекающего тока (фиг. 2) через термочувствительный элемент.

Наличие дефекта в теле издели .и его величину определ ют путем регистрации изменений времени t остывани  термочувствительного элемента , контактирующего с поверхностью контролируемого издели . Так как коэффициент рассе ни  Н не зависит от температуры окружающей изделие среды , то, следовательно, в результатах измерений (изменение ) отсутствует температурна  погрешность при вариаци х температуры окружающей среды. Изменение температуры разогрева термочувствительного элемента может контролироватьс , как видно из формулы (1), по величине электрического сопротивлени  R термочувствительного элемента.

пример. В качестве термочувствительного элемента берут платиновую пленку толщиной 1 мкм, разогревают током приблизительно 300 мА

Q (R 30 см) до температуры приблизительно . Изменение коэффициента рассе ни  приблизительно на 10% за счет наличи  внутренних дефектов в теле издели  приводит к изменению посто нной времени термочувствительного элемента также приблизительно на 10%, что приводит к изменению на 10% времени остывани  tgc термочувствительного элемента при скачкообразном уменьшении через него

0 тока.

Предлагаемый способ тепловой дефектоскопии изделий не требует дополнительных устройств дл  компенсации температурных погрешностей в

5 результатах измерений, сложность и стоимость аппаратуры снижаетс  ориентировочно в 1,5-2 раза при сохранении ее точностных характеристик в услови х значительных вариаций

Q температуры окружающей среды.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ тепловой дефектоскопии изделий путем нагрева поверхности изделий , отличаю.щийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений за счет устранени  погрешности от вариаций температуры окружающей

   среды, поверхность издели  нагревают с помощью термочувствительного элемента , через который пропускают электрический ток, скачкообразно уменьшающийс  по величине, регистрируют момент скачкообразного уменыпе