автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Частотно-импульсные методы и средства контроля теплофизических характеристик твердых материалов
Автореферат диссертации по теме "Частотно-импульсные методы и средства контроля теплофизических характеристик твердых материалов"
Государственный комитет Российской Федерации по высшему образованию
МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ХИМИЧЕСКОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ
РГБ ОД-
.. „ На правах рукописи
- 3 РЛ'Т
МАТА Ш КО В СЕРГЕЙ СЕМЕНОВИЧ
ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНЫЕ МЕТОДЫ И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ
Специальность 05.11.13 — Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Москва — 1995
Работа выполнена в Московской государственной академии химического машиностроения и Тамбовском высшем военном авиационном инженерном училище им. Ф. Э. Дзержинского.
Научные руководители: доктор технических наук, профессор | КУЛАКОВ М. В. 1; доктор технических наук, профессор ФЕСЕНКО А. И.
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор УЛЫБИН С. А. (г. Москва); кандидат технических" наук, доцент ГРУЗДЕВ С. В. (г. Рязань).
Ведущая организация — Тамбовский государственный технический университет.
Защита диссертации состоится »¿//С/ь^г^Л-^ 199^> г.
в « » час. на заседании диссертационного совета Д0063.44.02 Московской Государственной академии химического машиностроения по адресу: 107884, ГСП. Москва, Б-66, ул. Старая Басманная, д 21/4, МГАХМ,
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии.
Автореферат разослан » С^У
» х
Ученый секретарь диссертационного совета к. т. и., доцент
ШНШОБ Г. Д.
(ШЛЯ ХЛРЛКТВГИНПГК.Д ГЛ^ГШ
актуальность рв<5отц. Отлгг'чтельноЯ чертой пощл^^нкиго ровня техники ЯВЛЙ9ГС/1 ЯСПОЛЬЗООйда?» 33 ПЭДЙЛИЯХ в>?СОК<ЖН'^','Т-еншх йпТериапов. Отсюда штек.чвТ неойюдаиопть контроля чх мяйчесн?!х свойств для определения на соответстрми ттредъпгшнэ -мм требованиям.
ВвЖНО» М9СТО 8 »ТОЙ Офчрг .лЭЯТОЛЬНООГН ЯЯМИМЛЯТ ИПМ(»)>и»1»0 ! контроль те пластических хзрйнтертотмк 1Ти''Х) трпрдих материн-¡оз. Так кок б ряда олучаоп надежная :>нсплуятп)в?ч средптв аяро-:осМйчес1соЯ технгасй", внвргэгтда. мподияо- и приборостроения » шачителыюй степени-зависит от тешгафязи (егких овогютв приме-¡яешх материалов и конструкций >< делом.
(Тпецяфтеа производства, осо оеюю мяссопого» треОует на ля лл иадежинх методов и средств оперативного контроля 'ГФХ тнер-материалов, не приподнятое к нерумени» целостности изделий и :арчктери&уяишхся малим временен цикля проподимнх шм^репвя, 5НС0К0Й ТОЧНОСТЬЮ К НИЗКОЙ трудоемкостью. В СВЯЗИ С ОТИМ пядями ктвргсоиствоввния суадствуюуа 'л разработка новях методов я гродетв не теряют вктувдъпооти.
Отмочестше асооеиноота присущ методам иеряярукнмдого контроля тък твврднХ материалов пз основе иснолъвдвачия ймпульснмх есточников тешгв.
Необходимость проводенля п^грчрипнчг. сравдаггелышх оценок ижтродафувмнх параметров, точное тштгоо вииол-
ютт эаданкнх соотношений и окстрпя смена последовательности ЧствпА предопределяет необходимость вчсокоЛ степени нвтомнтм-шщта технологических операций процессов кзм^рг.икй яр« исяюль-ювйшш укаааяшх методов, -Наличие в настоящее время мачивтлр-ых, недорогостаягщх внчислательимх средств открывает широте» зозмояиости для решения этой проблем» в создания нокпшсгинх тргЮорои о малкмл чпссогаОяряткнмн характеристикам'* и милкой грудоемкостыо в ькстхлуатяцик.
Дйссвргвцкогаоя работа поевга^на решении указанных вопросов ы выполнена в соответствии с ме*~>у80всм>й научно-техкиче е-{Ой программой Госоорозовония РСХЕ-СР "Создание вноокоэ<*фэ1тшныг
методов я пригаров анализа веществ и материалов" па ¿990-1993 гг. и заданными ГК ВВС НИР "Излучатель 91" и "Излучатель 93" на 199Г-Т995 годы.
Поль рйОотн. Создание мэтодов и средств теплового йеразру-шээдвго &кспресс-ксвтроля качества твердых материалов по тепло-фкпмччским свойствам, отличающаяся повышенной точностью, высокой отештыо автоматизации и информативности.
Эядвчи работы. Для достижения цел» нвооходймо решить следу * ¡щи е пэдачм: ггровэсти информационный анализ существующих методов и средств контроля ТФХ материалов; разработать математическое оскнпгеччние для создания новых методов контроля; разработать новы« способы определения ТФ)С твердых мнтериалой; провести математическое моделирование процессов контроля для оцейкй принятых допущения и выявлен э условий испытаний; разработать средства для реализации предложенных споаооов Контроля-, провести екетгерименталънне доследования.
Научная новизна. Получено аналитическое выражение Температурного поля на граница раздела двух сред с мгновенным линейным источником тепла, а такие выражение для температурного поля па плоской поверхности голуогрениченной в тепловом отношении среда с мгновенным и импульсным источником тепла в олу1»й воздействия последовательностью тепловых импульоов равной эйер-гии через равные интервалы времени.
Разработан иовМ споооО определения ТФ/. твердых материалов, защищенный авторским свидетельством ССОР на изоорвтеИйе, эяключамцийся в частотио-импульсном воздействии мгновенным линейным источником тепла б плоскости шлуограниченной в тепловом отношении среды и измерении частоты еле;.звания тепловых импульсов, отличащийся повышенной точностью измерений.
Корректность предложенной модели тепловых испытаний под-1 тварждена результатами теоретических исследований методами на- • е\инного моделирования и результатами ш<одаришнта.яъ1йых исследований.
Практическая значимость работы. Предложенный спосоо определения /1'Х материалов, разработанные автоматическое устройство для его реализации, программное обеспечение и методика провэде-
узд твдлрвух испытания, результаты теорьтичаскмх исолодовнния ЮТУТ слукить основанием для разработки и производства промыт -лешшх приборов для нврааруишц&го вкепры;о-контроля качества тонлофлзнчвских свойств тапрдых материалов шшшинноа точности, и низкой трудоемкости.
Предложенные новые технические решения по топлоьой дефектоскопии твердых материалов могут служить для практической реализации. частотно-импульсного телломвтричаского ды&актоекопа и дефектоскопа на основа потенциалоокопа, работающего и решме вычитание, очличвющихся. добыч»энной степенью информатиьногти.
Результаты диссертация исполъаовмш в научно-исследовательских работах "Излучатель уIя и "излучатель УЗ", проьодин-вихся п ТББАИУ им Ф.Э.Дзбрхинского. Прчк'.'мческая значимость работа подтварздается внедрением результатов исследований в в/ч 42834, а также двуия авторскими свидетельствами и патентом но изобретения.
Апробация работы. материалы диссертационной работы доложены и обсухдаш на Всесоюзной и мэяфаспублннансг.ой коррекциях "Яовыавийв &ф£вктитшости средств обработки информации. на базе математического и машинного моделирования" (Тамбов-1УУ1, 1993); на Есесошной конференции по математическому и машинному моделировании (Воронеж - 19у1).
Публикации. По тема диссертации опубликовано ь работ.
Структура н оОЫ'Ы дассгртоцшь Диссертация состоит ни ьы>-денйя, четирах глав, зшслгчонил, оттиска литературу и нрилоед-нна, излож&на на ПУ страницах маашюписного текста, содержит 24 расуниа» 5 таблиц и накивновоння литература.
ООДКРНШШЕ РАБОТУ
В<>. аввдешш. обоснована ектуэлш>с?ь у указннн нанравлани.ч разработки методов и ор&дотв иороарушавдего ¡»конриис - контроля твшюфюичоских характеристик твердое. ?гатериалов, дана краткая характеристика. содержания работы но глинам.
В перьоЗ- глава лроваден краткий оозер оущеотвуяцих маго-дм* и средств определения я контроля одиофшичесюи. -лйрактари-
атак ыагориаша. и оОаорь иышшзмруигся спшчн'голь&ив особенности иора^руйьбии^а методов по характеру взаимодействия физически?. 110Л6Л ШШ ИбЩеОТ*! С КОН'ПчО^фубЬШ^ объектом, 110 типу регистрируем« марлмчя^х аарылнтров, до способу их регистрации т характеру иротеннния теплового процесса, проведена классификация наразрушамцмх мчтодо« койтродя материалов, дана классификация и ^арвктвриотика ньотациоиарних методов контроля ть&рдш матьриалов по виду •/•видового воядаЯстшж
|>нрод«.!!11ннШ\ интарвс дш ыси^юос-контроли ТФХ. материала*
ПрвДОТаВЛИИТ методы С »5 С Л! О Л Ь 'ОО Ь ¡) Н'Й в .V) ИМПУЛЬСНОГО МОТОЧШШЬ Тв-
плв ввиду хй|№К«ч>[.иого ддй щ'.к малого времена проведения измерений. Случай я|дам»нышя ыгнои&нпого источника на поььрхиосщ гкщограшчинн&го а тепловом отниашш материала ирышшкве! осоооа вилыатш, тыс мш температурной пола яра атом -ошаиаааг-оя доь"га?ч>чао простоя проотренатабаш-ьрауэяноЯ футсщшО«
дадьньйюае р&звктпб мазгода кот-роля па основа шпульсиогс «с очника получила а овнти с моподьаоиаиавм для иш&сншя аоаму-кйяйй 1юиле>дойвтедьнот1вй тдшгошх типульсоь, то ьоть о использований».«. частотно-агульского •¿,епж>вого воадаастшя.Метода, основанные на ма.^улайхлз маато-хи слбдовчыи импульсов, соотватст-иумг случая хаютчжратаого шьтор&шхй 'мештгашЯ аз аю»еациально н»сут ьозьюанооть хювддеши» гочаоатв мзыарашь.
1!ря рвалиэ&цал чаотодаю-ммпулмишк методов тр&оуатоя высокая стенаю» еитоаатизвщш яроц&сиа иймараиий. -йлажиа ааруоек-»шх а отвчэотабинйх татиюйааач&склх приборов эзшю&а цаоохода-шсгь дальн&йииа раоот а атси ¡направлена«.,.
Тикш оораас/м» й реьультате иройадбншро .шхалиаа сделав выьод, что дапьлийыой осшершвпстшванив матодоа норазрушазац&гс зкопрэсс-коцтродд тбшю£йзич1»ских саойсэд тьардих -материалов г,о:аю ожидать в частности в ^ослаохи частотно-шлульошх методов наыьряайой частоту, в сьяаи о чем Ошш шсташюша аадачн иа исследование .
Иггор&я гд&ьь июсведыш разраооткэ «яюрвтичвоюи ос >в частотно-импульсных. штодоь иаразрушающего акспрасс-коитроля тап-ло£г*'«ич&1:ких. ¡характеристик '/ььрдих материалов.
^асаматрива&тоя система ла дьух (шлуиространота, гра:шча-
«их в некоторой пжкжооти, о коефрици-энтвми тволо- и температуропроводности , , и Кг, в? соответственно. Система координат внбряяа гт, чтооч граничная плоскость совпадала о плоско-отмв ХОУ. Вдоль оси ОУ расположен линвЯнмй источник топлй о бесконечно малым поперечным печением, и начальный момент времени температура во всех точках системы одинакона, а источник тепла нндоляет иг* ояхзконвчтю малый промежуток времени рявномер-ро по всей длин«» некоторое количество тепля. Очитая, что теплоемкость источника овсконччно мал», вадача твплопроподноот, о систем« описывается уравнениями:
вг
- л.
дъ
при а<0, -о <я< о», Иг О;
гт«
(ЦШЬвдЗЛ +
а%
при а<0, -та <х< «I, ть О,
гдэ т- температуря, т- время, *(х,в,т>- о ф(я10,я);/н,
О- количество тепла а рпгттэ на единицу длины, сц$)~ дельт«-
фуккция Дираки, I)-» ^ ® ® [о'е]*- хаР»кт01«стич9с-
квя фуикцмя интервала (0,8 И при начальном ц граничнаи уолоои-
,\( щ си- ' 0 ^ «
1»ра воздействии пооледоватольность» тепловых кмпульооо равной энергии ^зэрео равяно интервалы времени, применяя принцгти супоршзмцки к рчйэпйю сшзтекн уравнений, можно получить внра-кепиэ для рэау-кыгагрукцзго температурного пола в граличноя шюо~ кости сред
Т1х,'1) ® --• 2 иц
» "'а ' и-1
г ,
а
к еху (- 4в^ч^(к-г)тг<г } к ( а4 ~ 0 )* * 4
* / «**>[-( а4~ 1 ] ГГт^Лк-П'с'Т ]а£ -
о
X .
М 5,- В ) / **[-[ I) ) пт-(£-ГРсЧ ]*< •
п *
г > (п-1)т'.
где и
к' л*
* —_----___ щц УСЛОВИИ — ^ ~
я; г
где К - 'I ... - порядковый номер импульса теплового воа-
двйотьия.
при - о, о, то есть в олучье дейсаши мгноьешюго линьшюго источника тепла на поверхности иолу ограниченной в тешюшм ач'иса&ш) среда температурное пол« оииоивьвхоя ьиражь-нием
« ,
г > т - 1 .
а случае действия на поверхности полуогранмченнои в тепловом отношении среды имдульгного линейного источника тепла задача теплопроводности описывается диф^решдаалышм уравнением
. и (" а"? , ¿1
дХ " * 1 - а -.„а I ах аъ
i-да < x < to, -to < я < <r>, О < T < to),
2я q
Дх.й.-п » —Чг Pit) 0(ж) б(я), X. т
m) « { 1 I О
1 при Тс [0,Т ), При Т > 't",
Т(Х.Й.О) в О,
При воздействии после до в )гг r ль но с т ь ю тепловых импульсов равной энергии череп равные интервалу времени, применяя принцип супярпопиции к роюмшг уравнения, можно получить выражение для
рчаультирущого температурного поля на плоской поверхности среди
о
т
п
TU.t)---^ Г -—
Л I
гхкх <~» J x-(k-i)T*-s
я nsp ¿---¿--- y , t >[in-l )T + O (3J
-]«,
*
4«, [T-(lt-1 )1'~í)
fía основании выражения (2) предложен choco о определения тяилофимичооких характеристик материалов, эаклулпщийся в воздействии мгновенного линейного источьикв последовательностью твклопкк шякульоов равной энергии на поверхности полуогрнш1Ч»н-ного а тепловом отношети материала. Первый импульо подается п начальный момент времени т = О, э вс» поиладуупдоа - в моменты достегмания папер&д поданных соотношений тегаератур на лиши действия источнике и на линии, удаленной от ьего на расстояние х, которые заранее рассчитываются по фэрмуле
I
1 Е
а - —^------• (4)
V ¿ e:cp[- ¿ ]
При атом вамь;яотся частота еледоаанмя тышоаих импульсов и факсируютоя аиачанлй температур на расстоянии х от источника при достижении а ад ыших соотношений, а ташюаизичыокиа коы^фи-цаанты рассчитыватся по (формулам
Г •
2*в1?
(6)
1»
I.
гдо ¥ - частота следования ш/гульоов; аафйкоировашиа
значения температуры; к® 1,..., п,- 1» 1,...,к.
Предварительное ьталонирование позволяет исключить влиянии оистьматич&оки! погрешностей, связанных о погрешностями "адания величин * и £}, на результаты игзыервниЯ, Ь втом случае твшкф'.-зичвокие коафцщиенты испытуемого матери?"ч рассчитываются по формулам *
Г
*е Г
Э*. 1'
я. V
В
где иадьы) "в4 означает иринадлбшооть параметра »талонному материалу.
Третья глава посещена теоретическому анализу уолоьий проведения тепловых испытаний.
При числе импульсов теплового воздействия равном п время проведения мвмьрений
" 4а* '
Для ряда твердых матер«алоь, шпорив находят широкое при-манйние в технике, эначьния коьоцмциентов тьмпературоироводно-оти лежат ч пределах, от 10~7ма/с до 1СГйм*/с, а значения коэффициентов теплопроводности - от о,о& Ьт/м■К до 1,3 Ьт/м•К.
Наследована аависммооть времени проведения тепловых испытаний от числа импульсов теплового воздействия при раинах величинах расстояния между коат|юльншш точками испытуемого оораа-ца. Исходя иа требования оперативности кпнт|юли, и учетом характера зависимости случайной ооотаыыщей погрешности измор«-кий от числа тепловик импульсов, в также о учетом п]/бнаореш>ния теплоемкостью линейного источника для пооьедания ьксперимен--тальнух Исследований обоснован вноор .величин а - 2,5-10"*ы и п 1 Ю.
Величину анергия импульса теплоъсго воздействия одадует вадаьать иа условия, что к моманту достижения первого виданного соотношения температур избыточная температура на расстоянии х от источника додам а превышать величину нижнего предела намерения
а * О.бкарОх1'^ П ,
где Т>о4п- нигаий предел измерения температуры; р - коы£ц ¡^яент запаса (р > 1), б - ожидаемое значение теплоемкости,испытуемого материала.
0 другой отороиц избыточная температура на лшши разыеще-Ш1Я источника тепла к моменту окончания намерения не додана превышать верхнего предела намерения , отсюда
%С1 'Г
2 £ 4
величину т^ и Тжви задаются о учетом ряда технических параметров устройства реализации способа, погрешностей датчиков, а также иа отремлония избежать фиаико-химических изменений структуры испытуемых материалов при тепловом воздействии.
Предлояенний способ определения №Х твердых материалов подразумевает наличие мгновенного линейного источника тепла, ь реальных условиях при использовании импульсного источника тепла температурное поле на поверхности шлуограничениого в тепловом отношении материала онисива&тся выражением <,и).Ио атой причине
необходимо оценить методическую погрешность, возникпшую в ре-зуль'рлт" использования расчэтннд выражений, выведенных вэ основании представления о мгновенном источнике, при Проведении ио-IMTfi шГ. в реяшгнх условиях.
0 ртой цолью проводилось машинное моделирование способа определения 'ГФХ материалов для случал полуограниченного п теп-попом отношения испытуемого материала при воздействии мгновенным источником ТеПЛО и для случая воздействии импульсным источником топлп.
Раочет температур в контрольных точках осуществлялся на основании выражения (2) н первом случае и (Я) во втором случае с учетом выпадания наперед заданных соотиошев^ч, рассчитанных по фрмуле (4).
В процессе моделирования определялась частота следования тепловых импульсов, на основании выражений (5),(Ь) производился расчет тепжлЗиэичвских коэффициентов в обоих случаях, а затем вычислялись относительные величины их разностей тю формулам
0а а f'íL-^Ü: 100 % ; СК = 1С0 % ,
Зм м
где индексы "и", "м" означают соответственно случал использо-впния импульсного и мгновенного источников.
Исследования показали, что зависимости величин ба и ÜA от длительности теплового импульса х* носят одинаковый характер и графики их полностью совпадают. Имеет место зависимость величин от температуропроводности материала, в то же вро^ия зависимость от теплопроводности материала не наблюдается.
Проведен соответствующий анализ полученных результатов ло-оледовдаш я.
¡ ¡редложаьннй способ опоеделения ТФХ материалов продиоляга-ет наличие контакта исшггуемсго материала с идеальным теогоизо-лятором. О технической точки зрения реализовать такую систему для ексггресс-конгроля представляется весьма проблематичном.
Решение етоЯ проблемы ледат через введение ь контакт о испытуемым материалом плоского образца материала-подложки с высокими тэплоизоляциришми свойствами, однако в атом случае тем-
аратураое пиле на границе рьадела двух сред описывается согла-НО выражения И), а 116 12).
Но этой причин« неоолодимо оценить матидичоскую ногрош-ооть, иоьникающум а результата использования расчетных ßupastj-ий, бшлдкшшх на основании представления оо идеальной модели, ри ироьединии испытаний и реальных условиях.
ü а той целью проъодилось машинное моделирование процессов амьроний ТФХ материалов с учетом идеальной и рнальний моделей олуограничьвного ь тепловом отпошыши материала. насчет темпа-атур ь контрольных точках, осуществлялся на основании выражения 2) для идеальной модйли и (1) для реальной модели.
В процессе моделирования определялась частота следовании епловше' импульсов, на оиновапши шракинмй ib),vb) производился асчет тыиюфиаичиских ки^^^цииитой в оооих случаях, а затем ычислялись с тносйтелыше ььллчини их рааносаей по формулам
а - а К — К
<Эа ¡¡л Л----L -1QO а ; ÖA. = —- 100 % ,
bi ла
де индексы "в", "« " о и на чаш' ^ответственно cjii чаи испольао-ания реальной и идеальной моделей тепловых испытаний»
b качестве храктеристик магврлала-нодлокки оыли аыО{ ны оличины тешюфиаичэскйх коыэдищиентов конкретного образца ри-ора аи= 3,13- 10"V/c и А^- 0,026 Вт/м-К.
На рис.! приведены транши зависимости величины 6а от ье-ичины отношеш1Я к теппопроводиостей испытуемого материала и атериала-подложки для рнда значений температуропроводности ис-итуемого материала.
При а график вависшиоти является прямой, совпадаю-
ей с осью восцисо. То есть flu становится равной нулю при лю-ых значениях К, а ьначит не аавиеит от соотношения тенлопро-одностей материалов, находящихся в контакте, при а < а[( вели-ина ди принимает полоасительнш значения, а при а > а,( -- отри-ателыша.
ha рис.2 приьедин 1'рафшс аааисимооти величины ол от не липни отношения теилонроьодностей к. Как показали иссльдования, еличина тампературопроиоднооги испытуемого материала на харак-
тер завжжмостц на влияет.
Проведен соответствуйте* анализ порученных результатов Мс-следоввагл.
Че-гаартак глаиа тюевадзна вопросам разредотго,! специализированных устройств для вкспрвсс-нонтраад твплофшичаских характеристик и тепловой дефектоскопии твердых. материалов.
Разработано и наготовлено автоматическое устройство, раэ-ляауидоо предложенный способ определения ТФХ твердых материа-лоа на базе персонального Мши--ксмт,ш'бра "Вектор''.
Устройство состоят из периферийного устройстваь вюшчаш;е-го ЯамаритвлышЯ зонд ИЗ, источник тока ИТ, управляемый ключ УК, два уоя.пителя постоянного тока У1ГГ, аналоговый коммутатор ДК, аналогоцифронов преобразователь дЦП и индйкатор И, ^ ком-хштера, включавшего ¡«крепроце ссор!ша но дуль, программируемый таймер Т, параллельная периферийный вдаятер Ш1А, опарвтивноэ запо&ашащев устройство ОЗУ, постоянное запоминающее устройство ПЗУ и устройство ручного ввода В,
В КЗ вг'онг.гровааа матеряал-подлоааса, на поверхности которой" размещены в качестве датчиков тешвратуры параллельно друг . другу дае хромель-копаловые термопара, свараншк встык, одна йз которых одаоврвшнно явеяэтоя лина]|йшм электрические нагронате-лэм, а татгае две коленсациодаиь термопары, шдгмешша попарно о Езмярительными по дифференциально!* схемл. Конструкция иоцда обеспечивает постоянную плотность контакта поверхности подлогам о поверхность®» испытуемого материала.
УК слугсит для формирования алоктраческого цмпульса трвоуа-кой длительности, гштащего магрэвателъ от источника тока, н включает два цепи ко?,«мутации. Первая цепь, реализованная герконоьых рала обеспечивает развязку по току регамои награвэ а измерения, вторая, реализованная не транзисторах, является времязадащей.
Тармо-в.д.о. датчиков тешшратур подвергаются уошюндо о
УНТ.
.АК осуществляет поочередную ко?.эдтацов уошюгашх сигналов на лЩ. Врекишше интервалы кедд? ио;?ентсм" кешутацим АН ка правыящит 60 но. Цифровые коды о ДЦП через 01 и поступают на яш
ну дещш мши-компи-^ри. Управление процессоу цсщтаэдш ос^-щасталяется микропроцессором по црограше, хранящийся в ОЗА'. Здесь не размещайся променуточные результаты, значения исходных данных, некоторые константы к результат иймэршщЗ.
'Гайдар т служит для фиксации характерных щхмэвшх щтер-валов, индикатор И - для отоора&ешщ хода и результатов рспута.--1Шй, а № - для ввода данных в ОЗУ, текста, управлдрдеф црорран-щ и аапуска устройства.
Эксперимьат&льшь исследования проьрдаллсъ ь вдэучд-
ния ойойотв разраооташшго цриоора 1?. щюварад результатов теоретических доследований.
ь качества подложки цсрол^зовался оорьрец, рщора, харадте-ряотики которох'о учитывались пру, мадашоу моделировании, в, 8, качества образцовых мер - ряд м&тьруадрл. о аддас^нздад, уаплрф-зйчасвдми коэффициентами.
Анализ результатов, ирказад, что, едаЕод$щ доавдъзоаащю. цри измерениях последовательности. десяти тдплрйвд. щрульсое величину случайной составлялся, погрешности удалось снда.кжь в даз рааа. ;
Сопоставление зависимости величин, систематической состеь-ля*<цбй погрешности от, величин отношения теплопраьодностей и рааностей тешерагуропроводностей, цспуууамрго материала и подложи с результатами машинного моделирования подтверждает доо-тоиершсть теоретических исследований.
Хотя материал ряпор по своим твяжнэдэлческиы свойствам н относится к хорошим теллоазоляторам, он на моиат ооесиечмть в достаточной степами реализаций «одела среды папуограиичеиной в тепловом отяоишнщ дли ряда вшатуемых мат&риалов. Но&тоыу для. получении доот.овэрцых результатов измерений нрмшо аависашст&г методических погрешностей, подучоущв пр«1 машинном модалирова-нии т^рнолмруит, нанрпйир, иавдошм. лагранаа и оформляя? в Ы1,1.у подпрограмм ь пашем компьютера. ь зависимости о* рвауль-тата измерений происходят ввтоматича.оицэ ооращеша к соотватс»?-вуюц&й подщограша, вычисление и ънмеакае поправки. Ира итог. *»<?личина суммаряий относительной погрешности измерений соотаьи'.? ае оол&а Вй.
При работе над диссертацией были Предложены для дефектоскопии твердых материалов нойне частотт-гёшульоннй термометрический дефектоскоп и теПло'вйзиоПНнЙ дефектоскоп на остове поте йцййлос!копв , работящего в рбшме вычитания, отличапяиеоя но-ййшейно'Й степень» ин^ор^атййности.
ОСНОВНЫЕ РЕЗМЪТАГи РАБОТЫ
1.На основания рейейий задач теплопроводности для системы Двух Нолуогрягйиченшх сред с разными теплофизическимй свойствами с йгнойенным линейным источником тепла в Плоскости контакта и ДЛя среды, полуограниченной й 1гвпЛовом отношении, о ймпульо-йкМ ЛййеЙным источником полученУ выражения, описыващие томпе-О'аТурШе ¡поле в граничной плоскости сред для случая многократного воздействие тепловыми импульсами равной энергии через рвв-ейе интервалы времени. Полученные выражения являются математи-4йЬкйМ обеспечением для рвзрабопт нового способа определения гйПЯЬфйзйЧеских характеристик материалов.
¿.Предложен новый способ определения ТФХ твердых Материа-йоё С йсПользовакиэм линейного источника тепла часготно-мм-йуЛьснОго воздействия на теплоизолированной Поверхности исПыту эмого материала, отличающийся Повышенной тбЧйооГью измерений, защищенный ойторским свидетельством На Изобретение.
3.Нй бсйовб Теоретического йнвййзй ооосйовп» выбор оптй-лальнм уьЛовйй провейеййя йзме|>енйй.
4.Исследованы зависймостй методических погрешностей опрэ-зйределенмя тешгофизическкх коэффициентов материалов о* хорак-йристик реальной модели тепловых испытаний, проведен анализ й игре делены рекомендации по С1*ияешю погрешностей.
б.Предлояено и изготовлено автоматическое устройство Нй , >еновв тли-ЭВМ, реализующее способ оперативного определений Ш. твердых материалов, разработано программное обеспечение. 1роведенн акспершенталыше исследования характеристик ряда гериалов, подтверлдакхциэ возможность сюшеяия случайной состйп-1яидой погрешности а два роза и проведения измерений о общей югреппюстыз нэ более бй.
ь.Iip£'длолзкы йовне частотно-шпульсння теплокетричеокий и то шю ни з и Ol' ннй дефектоскопы твердая материалов, отличввдиооя повышенной степень») информативности, зпщвденше патентом а авторским свидетельством на изобретения.
(ю теме дисовртащш опубликована следуй5цяэ работы:
1. вэсенко А.Иi, ^аташков G.Ü., Штейнбрвхер В.В. Экспресс-контроль теплофизических характеристик материалов па основа импульсного теплового генератора, /Материалы Всесоюзной конференции по математическому и машинжллу моделированию. -Вороши.: ЯТИ, 1991. С.260.
2. ©qcohko А.Й., Маташков <3.0.» Штейнбрехер С.С. Автоматическое устройство для определения ТФХ материалов./Повышение эффективно с та средств обработки информации на базе математического >1 нпшдаяого моделирования. материалы второй Всесоюзной конференции,- Тамбов: ТВВАИУ, 1991. 0.225-226.
3. ©в es »ко А. И., Матвяшоз С.-О. Автоматическое устройство для определения теплопроводности материалов.//Иовнтание 8(1фэктк-вяоста средств обработки информации на базе математического н «зэинвдго коделировнния. Материалы межреспубликанской конференции. - Тамбов: ТВВАИУ, I9S3. С. '240. •
4. A.c. I72B755 ССОР, HKi1 0 01 N 25/10. Способ определения теп-ло^азлчэсгоа характеристан материалов. /А.К.Фесенкс, S.8, Штейнбре^эр, О.С.Наташков. - Опубл, 23.04.92, 6Ш.Й15.-4 о.: I ил.
б. А,с. 1827611 СССР, МКИ а 01 К 25/10. Тошювшкошый дпфокто-скоа. /Л.И.Фэсенко, О.С.Матшков, Б.Ы.Делик, А.Н.Нахимов. -Опубл. I5.Q7.S3» От. ,№26. 2 е.: I Ш1. 6. Патент 2022262 РФ, МНИ О 01 н 25/72. Теп/юматрическиЛ дефэк-тоскоп. /А.й.оосвнко, 0.0. Маташков, В.В. Шт&анбрегэр, Б.О. Олвнкин. - Опубл. 30.10.9', 6am.JS20.-4 о.: I ел.
-
Похожие работы
- Измерительно-вычислительная система с адаптацией математического обеспечения экспресс-контроля теплофизических характеристик теплоизоляторов
- Измерительно-вычислительная система неразрушающего контроля теплофизических характеристик материалов на базе импульсных источников тепла
- Методы и средства теплофизического контроля керамических изделий электротехнического назначения
- Информационно-измерительная система для определения теплофизических свойств твердых материалов
- Микроволновые методы и реализующие их системы контроля теплофизических характеристик строительных материалов и изделий
-
- Приборы и методы измерения по видам измерений
- Приборы и методы измерения времени
- Приборы навигации
- Приборы и методы измерения тепловых величин
- Приборы и методы измерения электрических и магнитных величин
- Акустические приборы и системы
- Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы
- Радиоизмерительные приборы
- Электронно-оптические и ионно-оптические аналитические и структурно-аналитические приборы
- Приборы и методы для измерения ионизирующих излучений и рентгеновские приборы
- Хроматография и хроматографические приборы
- Электрохимические приборы
- Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий
- Технология приборостроения
- Метрология и метрологическое обеспечение
- Информационно-измерительные и управляющие системы (по отраслям)
- Приборы, системы и изделия медицинского назначения
- Приборы и методы преобразования изображений и звука