Термоэлектрическая установка для испытания листов на однородность

Термоэлектрическая установка для испытания листов на однородность

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сова Советских

Социалистических

Республик

oi) 748710

Ф . °

„л л

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл 2

Н 01 Ь 35/32

G 01 N 33/20 (22) Заявленб 11,05,78 (21) 2619786/18-25 с присоединением заявки №

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 1507.80. Бюллетень ¹ 26

Дата опубликования описания 1507,80 (53) УДК (088. 8) (72) Авторы изобретения

С.A. Бышевой, В.С, Копань, В.A. Магдик и С.Л. Рево

Киевский ордена Ленина государственный университет им. Т.Г. Шевченко (7!) Заявитель (5 4) ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ

ИСПЫТАНИЯ ЛИСТОВ НА ОДНОРОДНОСТЬ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в пром)шленности для входного контроля на однородность заготовок, а также для пооперационного испытания на идентичность полуфаб-. рикатов.

Известны ультразвуковые, рентгеновские, реэистивные н другие ус4 тановки для контроля материалов на неоднородность (1).

Установки непригодны для обнаружения деформированных участков ,и ликваций с концентрацией приме-. сей 0,1-0,01 ат.Ф. Тугоплазкие металлы (молибден, вопьфрам, рений, хром и др.) .охрупчиваются при содержании в них газовых примесей меньше 0,1-0,01ат.%. По Этой причине появляется брак при изготовлении де« талей из тугоппавких листов при малейшем отклонении от технологии npe" изводства листов и деталей. В связи с этим возникла необходимость разработки установки для испытания листов на однородность распределения деформированных участков и примесей в диапазоне 0,1-0,01ат.Ф.Столь малые концентрации примесей можнс обнаружить в металлах на установках, принцип действия которых основан на измерении термоЭДС.,Известная установка регистрирует распределение неоднородностей только на проволоках и непригодна для заводских условий.

Известны термоэлектрические установки для испытания жести на однородность толщины цинкового покрытия и для определения содержания углерода в стали. В установках име« ется нагреватель клемж, измерительный прибор(2),)

Известна термоэлектрическая установка (3), выбранная за прототип, содержащая блок создания градиента температуры, выполненный в виде медного щупа при 60-100 С и блок измерения термоЭДС,. Щуп соприкасает ся с испытуемой стальйой поверхностьют Поэтому создается градиент температуры по нормали к поверхности, возникает термоЭДС, зависящая .от распределения углерода в приповерхностном слое. ТермоЭДС измеряют гальванометром, включенным в цепы медный щуп - деталь-подводящие провода.

748710

Недостатком прототипа является низкая чувствительность (0,5-1ат.%), обусловленная тем, что прибор измеряет суммарную термоЭДС, состоящую иэ шумовой термоЭДС пары сталь-медь (14 мкв/град) и полезной термоЭДС сталь-обезуглероженная сталь (12мкв/град). Поскольку полезные сигналы в десять раз меньше шумовых, то полезную термоЭДС. по которой судят об однородности металлической поверхности, измеряют с ошибкой

20-30%. При замене медного щупа стальЭДС, блок создания градиента температуры выполнен из горячего и холодного теплопроводов, каждый из двух симметричных половинг подвижной верхней, укрепленной на калиброванной пружине, и неподвижной нижней. При этом торцами теплопроводов зажаты испытуемый и эталонный листы, между которыми в области холодного теплопровода расположена клемма, состоящая из двух медных фольг с изоляционной прослойкой между ними, к которым подключен измерительный прибор.

Применение теплопроводов, состоящих из двух симметричных половин, устраняеТ градиент температуры по нормали к йспытуемому листу. Этим уменьшается шумовая термоЭДС, в 10100раз.

Применение калиброванной пружины обеспечивает постоянство теплового потока. Клемма иэ двух склеенных фольг, благодаря малой толщине и расположению между испытуемым и эталонным листами, не дает шумовой термоЭДС . Все это в целом обеспечивает чувствительность установки к локальным. деформациям и приMecaM go 10 -10 т ат %.

$ На фиг.1 изображена предлагаемая установка, разрез) на фиг.2— то же,разрез А-А.

На фиг.l,2

1 2 — верхняя и нижняя половины горячего теплопровода соответственно

3,4 — верхняя и нижняя половины холодного теплопровода соответственно

5,6 — калиброванная пружина 7 — испытуемый лист 8 — эталонный лист

40

50

d0

° ным остаются ошибки, обусловленные нестабильностью теплового контакта. Поэтому установка-прототип нечувствительна к обнаружению локаль- 15 ных химических неоднородностей с концентрацией примесей 10 -10 % ат., а также неоднородностей в деформационном наклепе.

Цель изобретения — увеличение 20 чувствительности к обнаружению неоднородностей.

Укаэанная цель достигается тем,, что в термоэлектрической установке для испытания листов на однородность, содержащей блок создания градиента температуры и блок измерения термо

9 — стол.из изолятора; 10 — изолирующая вставка в калиброванную пружину1 11 — винт; 12 — шкала усилий;

13 — нагрев ающая жидкость; 14-15 клемма, склеенная из двух медных фольг; 16 — изоляционная прослойка)

17 — измерительный прибор; 18-19 винты; 20 — охлаждающая жидкость.

Предлагаемая установка состоит из блока создания градиента температуры (детали 1-4) и блока измерения термоЭДС (детали 14-17) .

Установка работает следующим образом. По теплопроводам циркулируют жидкости 13 и 20 (ток жидкости показан пунктирной стрелкой), создавая на торцах горячего теплопровода температуру 100-200 С, на торцах холодного от 20 до -170 С. Полоска от эталонного материала, признанного по всем показателям лучшим, размещена на торцах нижних половин теплопроводов под клеммой 14-15.

Сверху размещен испытуемый лист 7.

Степень прижатия торцов верхних половин отрегулирована винтом 11 по шкале усилий 12, Теплопроводы изолированы от массы. Поэтому на прибор 17 поступает термоЭДС. зависящая от градиента температуры вдоль листов и величины неоднородности в испытуемой области листа 7. -Так как усилие прижатия половин теплопроводов и токи циркулирующих жидкостей постоянны, то величина термоЭДС пропорциональна величине деформационного наклепа испытуемого участка или скоплению примеси. в нем. Торцы соприкасающихся половин теплопроводов отличаются по температуре не больше,чем на 0,01-0,02 С, а толщина клеммы не превышает 0,05-0,1мм.

Поэтому шумрвая термоЭДС пары медь.испытуемый металл мала и составляет 3-5% от значений термоЭДС, соответствующих концентрациям приме- сей 10 -10 ат.%. Это позволяет применить для измерения термоЭДС высокочувствительный прибор, например низкоомный гальванометр.

За счет уменьшения шумовой термоЭДС повышена чувствительность установки к обнаружению неоднородностей ° Участки испытуемого листа, содержащие значительные неоднородности, метят и отбраковывают при производстве деталей. На анализ одного участка требуется 1-5мин. в диапазоне толщин листов от 0,05 до 0,5мм.

Термоэлектрическая установка для испытания листов на однородность имеет следующие преимущества перед известными установками: а) чувствительность предлагаемой установки ггревышавт чувствительность установки-прототипа в

10-100разу

748710

У аЮ

Корректор Г.Назарова

Составитель О. Федотов

РеДактоР Т. ОРловскаЯ ТехРеД М, Петко

Подписное

Заказ 4256/45 Тираж 844

ЦИНИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35 Раушская наб., д. 4/5

Филиал Illltl Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 б) обеспечивает испытание листов на неоднородность распределения примесей прн их концентрации

0,1-0,01ат.Ъу в)установка способна обнаруживать деформированные участки ° 5

Формул а из обретения

Термоэлектрическая установка для испытания листов на однородность, содержащая блок создания градиента g температуры и блок измерения термоЭДС,отличающаяся тем, что, с целью увеличения чувствительности к обнаружению неоднородностей, блок созданИя градиента температу15 ры выполнен нэ горячего и холодного теплопроводов, каждый из двух симметричных полонин-подвижной верхней, 2 1/ укрепленной на калиброванной пружине, и неподвижной нижней, причем торцами теплопроводов зажаты испытуемый и эталонный листы, между которыми в области холодного теплопровода расположена клемма, состоящая из двух медных фольг с изоляционной прослойкой между ними, к которым подключен измерительный прибор .

Ксточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Клюев В.В. Приборы для нераэрушаемого контроля материалов и иэделий, т. 1-2, Машиностроение,1976.

2. Авторское свидетельство СССР

М 84875, кл. G 01 N 33/20, 1949.

3. Авторское свидетельство СССР

9 364895, кл. G 01 N 33/20, 1974(прототип) .