×
25.08.2017
217.015.cd9c

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ МЕТАЛЛА

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Предлагаемое изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля шероховатости поверхностного слоя металла контролируемого изделия. Способ неразрушающего контроля шероховатости поверхностного слоя металла заключается в измерении термоЭДС, возникающей при контакте нагреваемых электродов с контролируемым изделием, и сопоставлении с термоЭДС эталонного образца, используют два одинаково нагретых электрода из одного материала, устанавливаемых на контролируемое изделие и эталонный образец. Одновременно с измерением термоЭДС измеряют температуру нагреваемых электродов через заданный промежуток времени. Определяют разность температур между первым и вторым нагреваемыми электродами и по ее значению судят о шероховатости поверхностного слоя, а по термоЭДС судят о соответствии материала эталонного образца контролируемому изделию. Технический результат - контроль шероховатости поверхностного слоя металла разных плавок. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля шероховатости поверхностного слоя металла контролируемого изделия.

Известен способ неразрушающего контроля качества поверхностного слоя металла (SU 670868 Α1, МКП 5 G01N 25/32, опубл. 30.06.1979 г.), выбранный в качестве прототипа, заключающийся в измерении термоЭДС, возникающий при контакте нагреваемых электродов с контролируемым изделием, и сопоставлении с термоЭДС эталонного образца. Используют две группы одинаково нагреваемых электродов из одного материала, устанавливаемых на обработанную и необработанную поверхность контролируемого изделия, а о качестве поверхностного слоя судят по величине суммарной термоЭДС электродов.

Недостатком этого способа является необходимость наличия обработанной и необработанной поверхностей в контролируемом изделии и измерение шероховатости одной из поверхности контролируемого изделия, выполняющей функцию эталонного образца, другим способом, например профилометром. Эту процедуру контроля шероховатости другим способом одной из поверхностей контролируемого изделия необходимо проводить для каждого контролируемого изделия. Для изделий из разных плавок 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 при таком способе возможен контроль изделий только из одной плавки. Это вносит существенные ограничения в методику контроля качества поверхностного слоя металла.

Задачей изобретения является расширение арсенала технических средств аналогичного назначения.

Предложенный способ неразрушающего контроля шероховатости поверхностного слоя металла так же, как в прототипе, заключается в измерении термоЭДС, возникающей при контакте нагреваемых электродов с контролируемым изделием, и сопоставлении с термоЭДС эталонного образца. Используют два одинаково нагретых электрода из одного материала, устанавливаемых на контролируемое изделие и эталонный образец.

Согласно изобретению одновременно с измерением термоЭДС измеряют температуру нагреваемых электродов через заданный промежуток времени, определяют разность температур между первым и вторым нагреваемыми электродами и по ее значению судят о шероховатости поверхностного слоя, а по термоЭДС судят о соответствии материала контролируемого изделия эталонному образцу, причем используют один эталонный образец.

При тепловом контакте нагреваемого электрода с контролируемым изделием температура нагреваемого электрода зависит от теплового потока, передающего энергию нагреваемого электрода контролируемому изделию [Брюханов О.Н. Тепломассообмен: Учебное пособие. / О.Н. Брюханов, С.Н. Шевченко - М.: АСВ, 2005. - С. 129, 137]:

где - тепловой поток, ккал/ч;

m - масса нагреваемого электрода, кг;

α - коэффициент теплопроводности, Вт/(м⋅°С);

В свою очередь, тепловой поток зависит от площади контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием:

Q=k⋅S⋅τ,

где S - поверхность теплообмена (площадь контакта), м2;

τ - движущая сила процесса теплопередачи;

k - коэффициент теплопередачи, Вт/(м2⋅К).

С учетом выражения 1 получаем

.

Площадь контакта зависит от шероховатости: чем выше шероховатость, тем меньше площадь контакта; чем меньше площадь контакта, тем меньше изменение температуры нагреваемого электрода. За счет прямой зависимости изменения температуры нагреваемого электрода от площади контакта, которая также зависит от шероховатости, появилась возможность контроля шероховатости. Следовательно, предложенный способ позволяет проводить неразрушающий контроль шероховатости поверхностного слоя металла разных плавок.

На фиг. 1 представлена схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

В таблице 1 приведены результаты контроля шероховатости трех контролируемых образцов.

Способ неразрушающего контроля шероховатости поверхностного слоя металла осуществлен с помощью устройства (фиг. 1), содержащего последовательно соединенные первый нагреваемый электрод 1, эталонный образец 2, контролируемое изделие 3, второй нагреваемый электрод 4. Нагреватель 5 размещен с возможностью воздействия на первый и второй нагреваемые электроды 1 и 4 соответственно. Входы дифференциального усилителя 6 подключены к первому и второму нагреваемым электродам 1 и 4. Выход дифференциального усилителя 6 подключен к первому аналого-цифровому преобразователю 7 (АЦП1), выход которого подключен к первому входу микроконтроллера 8, к первому выходу которого подключен индикатор 9. Первый датчик температуры 10, имеющий тепловой контакт с первым нагреваемым электродом 1, соединен с первым усилителем 11, выход которого подключен к входу второго аналого-цифрового преобразователя 12 (АЦП2), выход которого подключен ко второму входу микроконтроллера 8. Второй датчик температуры 13, имеющий тепловой контакт со вторым нагреваемым электродом 4, соединен со вторым усилителем 14, выход которого подключен к входу третьего аналого-цифрового преобразователя 15 (АЦП3), выход которого подключен к третьему входу микроконтроллера 8. Второй выход микроконтроллера 8 подключен к блоку управления нагревателем 16, выход которого подключен к нагревателю 5.

Первый и второй нагреваемые электроды 1 и 4 выполнены из одного материала, например из меди. Нагреватель 5 может быть стандартным мощностью 25 Вт. Дифференциальный усилитель 6 должен быть с малым дрейфом напряжения смещения нуля, например К140УД17. Первый и второй усилители 11 и 14 должны быть с малым дрейфом напряжения смещения нуля, например К140УД17. Аналого-цифровые преобразователи 7, 12, 15 (АЦП1-АЦП3) могут быть стандартными, например К1113ПВ1, микроконтроллер 8 может быть стандартным, например ATMEGA 16. Индикатор 9 может быть выполнен на светодиодах АЛС324А. Датчики температуры 10 и 13 могут быть стандартными, например термопара хромель-алюмель. Блок управления нагревателем 16 может быть выполнен на транзисторе, например КТ 818Г. Эталонный образец 2 должен быть изготовлен из того же материала, что и контролируемое изделие 3.

Предлагаемым способом был проведен контроль шероховатости трех контролируемых образцов, изготовленных из стали 12Х18Н10Т. В качестве эталонного образца использовали образец, изготовленный из этой же стали, с шероховатостью Rz 0,6.

Процедуру контроля проводили следующим образом: вначале с помощью датчиков температуры 10 и 13 измеряли температуру первого 1 и второго 4 нагреваемых электродов, усиливали первым и вторым усилителями 11 и 14, преобразовывали в цифровой код вторым и третьим аналого-цифровыми преобразователями 12 (АЦП2) и 15 (АЦП3) и передавали данные в микроконтроллер 8, сигнал которого поступал в блок управления нагревателем 16, который устанавливал 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 (в нашем примере температура была задана в 130°С), микроконтроллер 8 выдавал сигнал на индикатор 9, сигнализируя о готовности прибора к измерению. При контроле шероховатости между первым нагреваемым электродом 1 и эталонным образцом 2 возникала первая термоЭДС 1, которая поступала на первый вход дифференциального усилителя 6. Между вторым нагреваемым электродом 4 и контролируемым изделием 3 также возникала вторая термоЭДС 2, которая поступала на второй вход дифференциального усилителя 6. Дифференциальный усилитель 6 вычитал термоЭДС 1 из термоЭДС 2. Разностная термоЭДС усиливалась дифференциальным усилителем 6 и поступала на первый аналого-цифровой преобразователь 7 (АЦП1), который преобразовывал аналоговую величину в цифровой код, который поступал в микроконтроллер 8. Микроконтроллер 8 преобразовывал этот двоичный код в семисегментный код. Этот код поступал на индикатор 9, который отображал величину термоЭДС. Одновременно с измерением термоЭДС проводили измерение температуры первого 1 и второго 4 нагреваемых электродов в течение заданного времени - 5 с. Полученные данные с первого и второго датчиков температуры 10 и 13 поступали на первый и второй усилители 11 и 14, преобразовывались в цифровой код вторым и третьим аналого-цифровыми преобразователями 12 (АЦП2) и 15 (АЦП3) и поступали в микроконтроллер 8. Микроконтроллер 8 определял разность температур между первым 1 и вторым 4 нагреваемыми электродами и передавал их на индикатор 9 для отображения. В качестве эталонного образца 2 использовали образец из стали 12Х18Н10Т с шероховатостью Rz 0,6.

Результаты контроля приведены в таблице 1, из которой видно, что использование заявляемого способа позволяет устранить влияния 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, изготовленное из второй партии, имеет шероховатость Rz 20, а по результатам измерения термоЭДС способом-прототипом шероховатость составила Rz 25. Второе контролируемое изделие, изготовленное из второй партии, имеет шероховатость Rz 5, а по результатам измерения термоЭДС с помощью способа-прототипа - Rz 8. Третье контролируемое изделие, изготовленное из второй партии, имеет шероховатость Rz 2,5, а при измерении способом-прототипом - Rz 4.

Способ неразрушающего контроля шероховатости поверхностного слоя металла, заключающийся в измерении термоЭДС, возникающей при контакте нагреваемых электродов с контролируемым изделием, и сопоставлении с термоЭДС эталонного образца, используют два одинаково нагретых электрода из одного материала, устанавливаемых на контролируемое изделие и эталонный образец, отличающийся тем, что одновременно с измерением термоЭДС измеряют температуру нагреваемых электродов через заданный промежуток времени, определяют разность температур между первым и вторым нагреваемыми электродами и по ее значению судят о шероховатости поверхностного слоя, а по термоЭДС судят о соответствии материала эталонного образца контролируемому изделию, причем используют один эталонный образец.
СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ МЕТАЛЛА
СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ МЕТАЛЛА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 131-140 из 269.
19.01.2018
№218.016.03b9

Устройство для защиты трехфазного электродвигателя

Использование: в области электротехники. Технический результат - расширение функциональных возможностей путем выявления междуфазных замыканий и обрыва фаз внутри электродвигателя. Устройство для защиты трехфазного электродвигателя содержит исполнительный орган, подключенный к выходу элемента...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630422
Дата охранного документа: 07.09.2017
19.01.2018
№218.016.0414

Устройство для изготовления витражей

Изобретение относится к области изготовления особых декоративных изделий, обеспечивающих декоративный эффект под световым воздействием, и может быть использовано для выполнения витражей из цветного стекла разной сложности и размера. Устройство для изготовления витражей содержит двухкоординатный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630636
Дата охранного документа: 11.09.2017
19.01.2018
№218.016.043e

Устройство для определения стойкости изоляции эмалированных проводов к коронным разрядам

Изобретение относится к кабельной технике. Сущность: устройство содержит термошкаф, в котором размещен испытуемый образец в виде стандартной скрутки эмалированного провода, один конец которого и термошкаф заземлены. Источник питания соединен с автоматом защиты, который через счетчик времени...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630549
Дата охранного документа: 11.09.2017
19.01.2018
№218.016.0487

Интегральный микромеханический гироскоп

Изобретение относится к гироскопическим приборам, а именно к датчикам угловой скорости, основанным на Кориолисовых силах, и может быть использовано для измерения угловой скорости. Интегральный микромеханический гироскоп, выполненный из полупроводникового материала, содержит рамку, закрепленную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630542
Дата охранного документа: 11.09.2017
19.01.2018
№218.016.0559

Устройство пожаротушения

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к тушению пожаров при возгораниях на больших площадях, и может быть использовано для локализации и ликвидации крупных лесных пожаров, а также при подавлении возгораний промышленных и общественных объектов. Устройство пожаротушения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630653
Дата охранного документа: 11.09.2017
19.01.2018
№218.016.0817

Стенд для изучения характеристик горения и сжигания витающей капли органоводоугольного топлива

Изобретение относится к экспериментальному оборудованию, а именно к исследованию процессов тепломассопереноса, фазовых превращений и химического реагирования при зажигании одиночных капель различных по компонентному составу органоводоугольных топлив в газовой среде окислителя. Стенд для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631614
Дата охранного документа: 25.09.2017
19.01.2018
№218.016.0866

Электроимпульсное буровое долото

Изобретение относится к электроимпульсному буровому долоту. Техническим результатом является повышение эффективности бурения. Электроимпульсное буровое долото содержит коаксиально расположенные и разделенные высоковольтным сплошным изолятором заземленную и высоковольтную коронки, причем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631749
Дата охранного документа: 26.09.2017
19.01.2018
№218.016.0885

Способ защиты параллельных линий

Использование: в области электротехники. Технический результат: повышение надежности защиты параллельных линий. Способ защиты параллельных линий заключается в измерении мгновенных значений токов i и i в одноименных фазах первой и второй линий при нарастании токов и сравнении их с заданной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631679
Дата охранного документа: 26.09.2017
20.01.2018
№218.016.12d9

Способ изготовления мишени из гидроксиапатита для ионно-плазменного напыления покрытий

Изобретение относится к способу изготовления мишени из гидроксиапатита для ионно-плазменного напыления покрытий и может быть использовано для напыления кальций-фосфатных покрытий на поверхность медицинских имплантатов. Способ включает использование порошка синтетического гидроксиапатита...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634394
Дата охранного документа: 26.10.2017
20.01.2018
№218.016.1c09

Устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме пульсирующего движения

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводам переменного тока периодического движения, и может быть использовано при создании вибрационных электроприводов сканирования, техники измерения, контроля и управления, а также в автоматизированных электроприводах механизмов с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640352
Дата охранного документа: 28.12.2017
Показаны записи 131-140 из 181.
19.01.2018
№218.016.03b9

Устройство для защиты трехфазного электродвигателя

Использование: в области электротехники. Технический результат - расширение функциональных возможностей путем выявления междуфазных замыканий и обрыва фаз внутри электродвигателя. Устройство для защиты трехфазного электродвигателя содержит исполнительный орган, подключенный к выходу элемента...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630422
Дата охранного документа: 07.09.2017
19.01.2018
№218.016.0414

Устройство для изготовления витражей

Изобретение относится к области изготовления особых декоративных изделий, обеспечивающих декоративный эффект под световым воздействием, и может быть использовано для выполнения витражей из цветного стекла разной сложности и размера. Устройство для изготовления витражей содержит двухкоординатный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630636
Дата охранного документа: 11.09.2017
19.01.2018
№218.016.043e

Устройство для определения стойкости изоляции эмалированных проводов к коронным разрядам

Изобретение относится к кабельной технике. Сущность: устройство содержит термошкаф, в котором размещен испытуемый образец в виде стандартной скрутки эмалированного провода, один конец которого и термошкаф заземлены. Источник питания соединен с автоматом защиты, который через счетчик времени...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630549
Дата охранного документа: 11.09.2017
19.01.2018
№218.016.0487

Интегральный микромеханический гироскоп

Изобретение относится к гироскопическим приборам, а именно к датчикам угловой скорости, основанным на Кориолисовых силах, и может быть использовано для измерения угловой скорости. Интегральный микромеханический гироскоп, выполненный из полупроводникового материала, содержит рамку, закрепленную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630542
Дата охранного документа: 11.09.2017
19.01.2018
№218.016.0559

Устройство пожаротушения

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к тушению пожаров при возгораниях на больших площадях, и может быть использовано для локализации и ликвидации крупных лесных пожаров, а также при подавлении возгораний промышленных и общественных объектов. Устройство пожаротушения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630653
Дата охранного документа: 11.09.2017
19.01.2018
№218.016.0817

Стенд для изучения характеристик горения и сжигания витающей капли органоводоугольного топлива

Изобретение относится к экспериментальному оборудованию, а именно к исследованию процессов тепломассопереноса, фазовых превращений и химического реагирования при зажигании одиночных капель различных по компонентному составу органоводоугольных топлив в газовой среде окислителя. Стенд для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631614
Дата охранного документа: 25.09.2017
19.01.2018
№218.016.0866

Электроимпульсное буровое долото

Изобретение относится к электроимпульсному буровому долоту. Техническим результатом является повышение эффективности бурения. Электроимпульсное буровое долото содержит коаксиально расположенные и разделенные высоковольтным сплошным изолятором заземленную и высоковольтную коронки, причем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631749
Дата охранного документа: 26.09.2017
19.01.2018
№218.016.0885

Способ защиты параллельных линий

Использование: в области электротехники. Технический результат: повышение надежности защиты параллельных линий. Способ защиты параллельных линий заключается в измерении мгновенных значений токов i и i в одноименных фазах первой и второй линий при нарастании токов и сравнении их с заданной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631679
Дата охранного документа: 26.09.2017
20.01.2018
№218.016.12d9

Способ изготовления мишени из гидроксиапатита для ионно-плазменного напыления покрытий

Изобретение относится к способу изготовления мишени из гидроксиапатита для ионно-плазменного напыления покрытий и может быть использовано для напыления кальций-фосфатных покрытий на поверхность медицинских имплантатов. Способ включает использование порошка синтетического гидроксиапатита...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634394
Дата охранного документа: 26.10.2017
20.01.2018
№218.016.1c09

Устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме пульсирующего движения

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводам переменного тока периодического движения, и может быть использовано при создании вибрационных электроприводов сканирования, техники измерения, контроля и управления, а также в автоматизированных электроприводах механизмов с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640352
Дата охранного документа: 28.12.2017
+ добавить свой РИД