Патент на изобретение №2331064

(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ НАЛИЧИЯ КОНТАКТА НАГРЕВАЕМОГО ЭЛЕКТРОДА С КОНТРОЛИРУЕМЫМ ИЗДЕЛИЕМ ПРИ РАЗБРАКОВКЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области неразрушающей диагностики металлов и сплавов. 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, 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. Техническим результатом изобретения является повышение точности контроля. 1 ил.

Изобретение относится к области неразрушающей диагностики металлов и сплавов, а также изделий, выполненных из них методом измерения термоЭДС.

При разбраковке металлических изделий переносными устройствами неразрушающего контроля металлов и сплавов методом измерения термоЭДС нет способов контроля наличия контакта нагреваемого электрода и контролируемого изделия, следствием этого является низкая точность измерения. Это обусловлено наличием высокого сопротивления контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием, на котором выделяется некоторая часть возникающей термоЭДС, а на индикаторе отображается результат, зависящий от усилия прижима нагреваемого электрода к контролируемому изделию (А.А.Лухвич, А.С.Каролик, В.И.Шарандо Структурная зависимость термоэлектрических свойств и неразрушающий контроль, Минск: Наука и техника, 1990. С.170, рис.4.10).

В изобретении решается задача создания способа, обеспечивающего контроль наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий и за счет этого повышение точности измерения термоЭДС.

Поставленная задача решена за счет того, что в способе контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий 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.

За счет пропускания переменного тока через контакт нагреваемого электрода с контролируемым изделием и измерения падения напряжения на контакте нагреваемого электрода с контролируемым изделием, обеспечивается возможность контроля качества 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 разбраковки металлов и сплавов, реализующее предлагаемый способ, содержит нагреваемый электрод 1, контролируемое изделие 2, находящиеся в контакте между собой, и холодный электрод 3. Нагреватель 4 воздействует на нагреваемый электрод 1. Входы усилителя 5 подключены к нагреваемому электроду 1 и холодному электроду 3. Выход усилителя 5 подключен к первому индикатору 6 и первому входу первого компаратора 7. Второй вход первого компаратора 7 подключен к регулятору порога 8. Выход первого компаратора 7 подключен ко второму индикатору 9. Первый выход генератора переменного тока 10 подключен к нагреваемому электроду 1 и к первому входу избирательного усилителя 11, второй выход генератора переменного тока 10 подключен к холодному электроду 3 и к второму входу избирательного усилителя 11. Выход усилителя 11 подсоединен к детектору 12, выход которого соединен с первым входом второго компаратора 13, второй вход которого подключен к регулятору прижима 14. Выход второго компаратора 13 подключен к индикатору прижима 15.

Нагреватель 4 может быть стандартным мощностью 25 ватт, усилитель 5 должен быть с малым дрейфом напряжения смещения нуля, например К140УД17, первый 7 и второй 13 компараторы могут быть стандартными, например К554СА3, регулятор порога 8 выполнен на многооборотном резисторе, например СП23-В, первый индикатор 6 может быть выполнен на светодиодах АЛС324А, второй индикатор 9 может быть выполнен на светодиодах АЛ307Г. Генератор переменного тока 10 может быть выполнен по типовой схеме на операционном усилителе широкого применения, например К140УД6, избирательный усилитель 11 может быть выполнен по типовой схеме на операционном усилителе широкого применения, например К140УД6, и должен иметь резонансную частоту, равную частоте генератора 101, детектор 12 может быть выполнен по типовой схеме на операционном усилителе, например К140УД6, регулятор прижима 14 выполнен на многооборотном резисторе, например СП23-В, индикатор прижима 15 может быть выполнен на светодиоде АЛ307Г.

Нагреватель 4 воздействует на нагреваемый электрод 1. Между нагреваемым электродом 1, контролируемым изделием 2 и холодным электродом 3, возникает термоЭДС, которая поступает на усилитель 5, который усиливает термоЭДС, с выхода усилителя 5 термоЭДС поступает на первый индикатор 6, который отображает величину термоЭДС, и на первый вход первого компаратора 7, который осуществляет сравнение измеренной термоЭДС с величиной порога, на второй вход первого компаратора 7 подается напряжение с регулятора порога 8. Если величина термоЭДС больше установленного порога, то второй индикатор 9 отображает «брак», если же величина термоЭДС меньше установленного порога, то второй индикатор 9 отображает «норма», генератор переменного тока 10 вырабатывает переменный ток высокой частоты, который поступает на избирательный усилитель 11, при отсутствии измерения или при плохом прижиме величина сопротивления контактов цепи нагреваемый электрод 1, контролируемое изделие 2, холодный электрод 3 большая и величина переменного напряжения на этом сопротивлении, получаемая от протекания тока генератора переменного тока 10, также большая. Избирательный усилитель 11 пропускает на выход только переменную составляющую входного напряжения. Выходное напряжение избирательного усилителя поступает на вход детектора 12, выпрямленное напряжение с выхода детектора 12 сравнивается с напряжением регулятора прижима 14 с помощью второго компаратора 13. Если усилие прижима мало, то напряжение на выходе детектора 12 больше напряжения регулятора прижима 14 и на выходе второго компаратора 13 напряжение равно низкому уровню и индикатор прижима 15 не светится. Если усилие прижима в норме, то напряжение на выходе детектора 12 меньше напряжения регулятора прижима 14 и на выходе второго компаратора 13 напряжение равно высокому уровню и индикатор прижима 15 светится.

Экспериментально установлено, что для того, чтобы ошибка измерения термоЭДС не превышала 1%, напряжение порога определяется для каждого типа металлов и сплавов, исходя из соотношения:

U_пор=U_ТЭДС/100,

где: U_ТЭДС – величина термоЭДС контролируемого изделия.

Величину термоЭДС для каждого типа металлов можно найти в литературе, например, Б.Г.Лившиц, B.C.Крапошин, Я.Л.Липецкий. Физические свойства металлов и сплавов, Москва.: Металлургия, 1980. – С.232, Таблица 35, С.243, Таблица 39 или Термоэлектродвижущая сила металлов, пер. с английского И.А.Магидсона, под редакцией Д.К.Белащенко, Москва.: Металлургия, 1980. – С.191, Таблица 15.

Формула изобретения

Способ контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий, отличающийся тем, 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.

РИСУНКИ