Устройство для теплового контроля изделий

Устройство для теплового контроля изделий

Реферат

 

Изобретение относится к приборам теплового неразрушающего контроля, а более конкретно к приборам тепловой толщинометрии. Сущность: устройство содержит лазер для нагрева изделия с источником питания, объектив, модулятор, приемник излучения с электронно-усилительным блоком и индикатором. Кроме того, устройство дополнительно содержит таймер и установленную на выходном окне лазера и оптически сопряженную с приемником излучения приставку. При этом приставка включает коллиматор с оптической насадкой, перед которой установлено два зеркала под углом 45°. Одно из зеркал установлено с возможностью перемещения с помощью механизма перемещения. Вход таймера соединен с лазером, а выход соединен с механизмом перемещения зеркала. Технический результат: расширение функциональных возможностей за счет обеспечения контроля остаточной толщины каналов в изделиях при одностороннем доступе. 1 ил.

Изобретение относится к приборам теплового неразрушающего контроля, а более конкретно к приборам тепловой толщинометрии.

Оно может быть использовано в специальных целях, строительстве и машиностроении для контроля структуры материала и ее изменения при одностороннем доступе к объекту с агрессивной средой, исключающей возможность сквозного сверления и повреждения внутреннего покрытия.

Известны приборы-дефектоскопы, работающие по принципу измерения температуры поверхности изделий при их нагреве.

Наиболее близким по техническому решению является устройство, описанное в авторском свидетельстве СССР №2544849, работающее по принципу измерения распределения температуры изделий и материалов при их нагреве [1].

Недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет определять остаточную толщину изделий и материалов при сверлении каналов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства и повышения точности определения остаточной толщины.

Для этого устройство, содержащее лазер, объектив, модулятор, приемник излучения, электронно-усилительный блок (ЭУБ) и индикатор, дополнительно содержит таймер, а лазер на выходном окне снабжен приставкой, в центре которой установлен коллиматор с оптической насадкой, перед которой установлено два зеркала под углом 45°, причем одно установлено с возможностью перемещения в плоскости основания насадки. Диаметр коллиматора должен соответствовать диаметру рабочего канала.

Авторам неизвестны технические решения, имеющие свойства, совпадающие со свойствами заявляемого технического решения, а также признаки, сходные с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа. Поэтому они считают, что заявляемое техническое решение обладает существенными отличиями, позволяющими при его практическом использовании расширить функциональные возможности и повысить точность определения остаточной толщины.

Основными элементами устройства являются лазер, приставка с коллиматором и оптической насадкой, объектив, модулятор, электронно-усилительный блок, индикатор и таймер.

Принцип работы устройства основан на нагреве лазерным лучом торца канала и измерении теплового излучения торца. Принципиальная схема устройства приведена на чертеже. Луч лазера 1 проходит в канал таким образом, что не соприкасается со стенками и нагревает только торец канала. Время нагрева регулируется с помощью таймера 2. С помощью коллиматора 3 с оптической насадкой 4 устанавливается диаметр луча лазера в соответствии с диаметром рабочего канала. При выключении лазера 1 (срабатывании таймера) зеркало 5 перемещается с верхнего положения в положение, отмеченное на чертеже пунктиром, и тепловое излучение из торца канала, отражаясь от него, попадает на неподвижное зеркало 6. Тепловое излучение, далее отраженное зеркалом, попадает в объектив 7, который фокусирует его на приемник излучения 8. Модулятор 9 служит для модуляции излучения с требуемой частотой (частота зависит от свойств приемника излучения). С помощью электронно-усилительного блока 10 сигнал с выхода приемника усиливается, обрабатывается и поступает на индикатор 11. Индикатор фиксирует временную зависимость величины (амплитуды) сигнала (на экране осциллографа, посредством самописца и т.д.). Поскольку излучение исходит из узкого длинного канала 12, спектр излучения соответствует спектру черного тела (коэффициент излучения близок к 1). Нагрев торца канала производится до температуры 50-300°С. Диаметр коллиматора подбирается в соответствии с диаметром канала и практически размещается внутри него.

Критерием оценки остаточной толщины является зависимость интенсивности теплового излучения от остаточной толщины. Эта зависимость может быть снята экспериментально для данного материала или рассчитана теоретически. Расчеты легко выполняются посредством ЭВМ в соответствии с теорией теплопроводности. Устройство обеспечивает повышение точности определения остаточной толщины изделий, при этом точность растет с уменьшением толщины, что весьма важно для практических случаев.

Формула изобретения

Устройство для теплового контроля изделий, содержащее лазер для нагрева изделия с источником питания, объектив, модулятор, приемник излучения с электронно-усилительным блоком и индикатором, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения контроля остаточной толщины каналов в изделиях при одностороннем доступе, устройство дополнительно содержит таймер и установленную на выходном окне лазера и оптически сопряженную с приемником излучения приставку, включающую коллиматор с оптической насадкой, перед которой установлено два зеркала под углом 45°, одно из которых установлено с возможностью перемещения с помощью механизма перемещения, причем вход таймера соединен с лазером, а выход соединен с механизмом перемещения зеркала.

РИСУНКИ