автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Метод и измерительное устройство бесконтактного оперативного неразрушающего контроля теплофизических свойств твердых материалов

На правах рукописи

ПОПОВ Роман Владимирович

МЕТОД И ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО БЕСКОНТАКТНОГО ОПЕРАТИВНОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ

05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тамбов 2005

Работа выполнена в Тамбовском государственном техническом университете на кафедре «Криминалистика и информатизация правовой деятельности»

Научный руководитель: Доктор технических наук, профессор

Чернышев Владимир Николаевич

Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профессор

ДмитриевДмитрий Ачександрович

Кандидат технических наук, доцент Сенкевич Алексей Юрьевич

Ведущая организация: АООТ НИИ «Электромера»,

г. Санкт-Петербург

Защита диссертации состоится 1 июля 2005 г. в 11 часов на заседании диссертационного совета Д 212.260 01 Тамбовского государственного технического университета по адресу: г. Тамбов, ул. Советская, 106, ТГТУ, Большой зал.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять по адресу: 392000, г. Тамбов, ул. Советская, 106, ТГТУ, ученому секретарю совета Д 212.260.01.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тамбовского государственного технического университета.

Автореферат разослан 31 мая 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

А.А. Чуриков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Развитие многих отраслей промышленности требует применения не только уже известных материалов с заданными физико-химическими свойствами, но и создания и применения большого количества новых конструкционных, электроизоляционных, тепло- и хладостойких материалов, обладающих по сравнению с известными более высокими качественными свойствами и эксплуатационными характеристиками. В случаях, когда применение изделий связано с протеканием в них тепловых процессов, необходимо иметь информацию о их теплофизи-ческих свойствах (ТФС), так как они являются параметрами, определяющими качество готового изделия. В практике определения ТФС материалов наибольшее развитие и распространение получили тепловые методы неразрушающе го контроля (НК), характеризующиеся оперативностью и экономичностью. Когда применение контактных методов контроля ТФС затруднено либо невозможно, то наиболее целесообразно использовать бесконтактные методы оперативного НК, отличительной особенностью которых является высокая оперативность и производительность измерений, возможность широкого применения в автоматизированных системах управления (АСУ) технологическими процессами (ТП). Достоверность и точность результатов измерения с помощью этих методов и средств зависят от многих немаловажных факторов, в частности, от выбора точек контроля избыточных температур на поверхности исследуемых объектов, от решения задач, связанных с учетом тепловых потерь в окружающую среду с поверхности контролируемых материалов и изделий и т.д. Гарантия сохранения целостности исследуемых объектов зависит от задания тепловых режимов при проведении теплофизического эксперимента. Поэтому актуальной задачей является создание методов и устройств, позволяющих учесть влияние данных факторов и тем самым повысить точность контроля ТФС.

Кроме того, как известно, теплофизические измерения отличаются сложностью и трудоемкостью проведения измерительного эксперимента. Поэтому разработка новых бесконтактных методов и реализующих их устройств на базе микропроцессорной техники, позволяющих автоматизировать процесс контроля, повысить точность, оперативность, гарантирующих сохранение целостности исследуемых объектов, является актуальной задачей.

Цель работы. Разработка и внедрение в практику нового, эффективного с метрологической точки зрения, бесконтактного метода и реализующего его микропроцессорного устройства НК ТФС твердых материалов, позволяющего повысить оперативность и точность контроля искомых свойств. Для достижения поставленной цели необходимо:

- разработать математическую модель тепловых процессов в исследуемом объекте при бесконтактном тепловом воздействии на него от неподвижного точечного источника тепла, которая учитывает тепловые потери, оказывающие существенное влияние на температурное поле исследуемого объекта при таком виде воздействия;

- определить диапазоны изменения основных параметров этой модели, при которых она адекватно описывает физический процесс распространения тепла в исследуемом объекте;

- разработать и исследовать на основе полученной физико-математической модели новый, более эффективный в метрологическом отношении бесконтактный метод НК ТФС твердых материалов;

- разработать микропроцессорное устройство, реализующее этот бесконтактный метод НК ТФС твердых материалов;

- провести метрологический анализ метода и устройства НК ТФС твердых материалов;

- осуществить экспериментальную проверку результатов работы и внедрить их в промышленное производство.

Методы исследования. Результаты исследований, включенные в диссертацию, базируются на аналитической теории теплопроводности, математической физике, операционном исчислении, математическом моделировании, метрологии и метрологическом эксперименте с использованием эталонных образцов материалов, а также на результатах выполнения научно-исследовательских работ на базах кафедры «Криминалистика и информатизация правовой деятельности» Тамбовского государственного технического университета, Тамбовского областного отделения «Российское общество по неразрушающему контролю и технической диагностике» (РОНКТД), а также ряда промышленных и научно-исследовательских организаций.

Научная новизна:

- разработана математическая модель тепловых процессов в исследуемых объектах при бесконтактном тепловом воздействии на них от неподвижного точечного источника тепла, позволяющая учитывать тепловые потери с поверхности исследуемых объектов, оказывающие существенное влияние на их температурное поле при указанном виде теплового воздействия, и определена область применения этой модели;

- разработан новый бесконтактный метод контроля ТФС, имеющий достаточную для технологического контроля точность, большую оперативность, полную гарантию сохранения целостности объекта исследования и позволяющий значительно уменьшить влияние на результаты эксперимента состояния поверхности исследуемого объекта, ее степени черноты и происходящих с нее тепловых потерь;

— проведен метрологический анализ разработанного метода на аналитической основе.

Практическая ценность работы заключается в том, что для реализации в лабораторных и производственных условиях разработанного метода бесконтактного оперативного НК ТФС твердых материалов, который защищен патентом РФ на изобретение № 2251098, создано микропроцессорное устройство с соответствующим алгоритмическим и программным обеспечением, позволяющее контролировать ТФС широкого класса твердых материалов с высокой для теплофизических экспериментов точностью.

Реализация результатов. При непосредственном участии автора работы создано и внедрено измерительное устройство бесконтактного оперативного неразрушающего контроля теплофизических свойств материалов. Результаты диссертационной работы приняты к использованию в ОАО «Завод подшипников скольжения» (г. Тамбов) и ОАО «Тамбовполи-мермаш» (г. Тамбов).

Апробация работы. Основные научные и практические результаты исследований по теме диссертации докладывались на XV Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» (Тамбов, 2002), VIII научной конференции ТГТУ (Тамбов, 2003), Школе-семинаре молодых ученых «Метрология, стандартизация, сертификация и управление качеством продукции» (Тамбов, 2003), на IX научной конференции ТГТУ (Тамбов, 2004), 3-й Международной конференции «Нераз-рушающий контроль и техническая диагностика в промышленности» (Москва, 2004), Всероссийской научно-технической конференции «Энергосбережение и энергоэффективные технологии-2004» (Липецк, 2004), Пятой международной теплофизической школе «Теплофизические измерения при контроле и управлении качеством» (Тамбов, 2004).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, в том числе получен патент РФ на изобретение № 2251098.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, списка используемых источников. Работа изложена на 125 страницах, содержит 13 рисунков, четыре таблицы и 72 наименования библиографического указателя.

Автор благодарит кандидата технических наук Э.В. Сысоева за кон-., сультации при работе над диссертацией.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели и задачи исследования, раскрыты научная новизна и практическая ценность, показаны результаты апробации и реализации теоретических и практических исследований.

В первой главе проведен литературный обзор и анализ существующих методов и измерительных средств бесконтактного НК ТФС материалов и изделий. Проведенный сравнительный анализ показал, что для контроля качества продукции перспективными являются нестационарные и квазистационарные методы и средства, позволяющие оперативно контролировать необходимые ТФС без нарушения эксплуатационных свойств исследуемых объектов. При этом существующие методы и средства обладают рядом серьезных недостатков, главными из которых являются невысокая точность, обусловленная отсутствием учета тепловых потерь, оказывающих существенное влияние на температурное поле исследуемого объекта при бесконтактном воздействии на его поверхность, и влияния состояния поверхности на результаты измерений; отсутствие метрологического анализа.

В последние годы появились методы, основанные на использовании подвижных источников тепла, лишенные вышеперечисленных недостатков, однако их общим недостатком является недостаточно высокая точность определения теплофизических свойств исследуемого материала, обусловленная тем, что в процессе измерений при движении измерительной головки происходит изменение свойств поверхности образца (шероховатости, степени черноты) в зависимости от местоположения пятна нагрева, вносящее дополнительные погрешности в результаты измерений. Кроме того, наличие механически подвижных узлов также вносит погрешности в результаты измерений (за счет дребезга, люфта), а также повышает стоимость измерительного устройства.

В результате проведенного анализа определены цели и задачи исследования.

Во второй главе представлена математическая модель тепловых процессов в исследуемом объекте при бесконтактном тепловом воздействии на него от неподвижного точечного источника тепла, которая учитывает тепловые потери, оказывающие существенное влияние на температурное поле исследуемого объекта при таком виде воздействия, а также определены диапазоны изменения основных параметров этой модели, при которых она адекватно описывает физический процесс распространения тепла в исследуемом объекте.

Процесс распространения теплоты непрерывного точечного источника мощностью q, выделяющейся на поверхности полубесконечного в тепловом отношении тела, описывается зависимостью (см. Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. - М.: Наука, 1964. -487 с):

где 7"(/?,т) — температура в рассматриваемой точке А, К (рис. 1); 7"с - температура окружаютттей спелы. К; т - время с момента начала действия источника тепла, с; й=-|д;2 ту2 - расстояние от источника тепла 7 до рассматриваемой точки поверхности тела с координатами (х, у), м; а- коэффициент температуропроводности, м2/с; X - коэффициент теплопроводности, Вт/(м • К); Ф - функция интеграла вероятности (интеграл вероятности, или функция вероятности ошибок).

Как показали исследования, расчетные значения температур, определяемые по выражению (1), имеют значительные расхождения с реальными значениями (до 40 % и более).

Данное обстоятельство можно объяснить тем, что в уравнении (1) не учитываются тепловые потери, происходящие в окружающую среду и оказывающие существенное влияние на температурное поле исследуемых тел при указанном выше виде теплового воздействия. Эти потери обуслов-

лены неполным поглощением тепловой энергии источника тепла поверхностью исследуемого объекта, а также конвективным и лучистым теплообменом поверхности исследуемого тела с окружающей средой. Кроме того, часть тепла поглощается окружающей средой при прохождении через нее излучения от источника тепла до объекта исследования в результате молекулярного поглощения и рассеяния на частицах пыли и воды, содержащихся в окружающей среде (атмосфере).

Условие теплового баланса, учитывающее эти потери, можно записать следующим образом:

где qm - мощность точечного источника тепла; qm - потери тепловой мощности из-за поглощения окружающей средой части энергии излучения источника тепла; д0Тр — потери тепловой мощности из-за отражения энергии излучения источника тепла от поверхности исследуемого объекта вследствие того, что исследуемый материал имеет коэффициент поглощения, отличающийся от единицы; - потери тепловой мощности в окружающую среду за счет конвективного и лучистого теплообмена; q - мощность, распространяемая в исследуемом теле за счет кондуктивной теплопроводности.

Используя известные в теории теплопроводности соотношения для каждого из слагаемых выражения (2), после несложных математических преобразований получаем выражение, описывающее распределение температуры в полубесконечном в тепловом отношении теле при действии на него неподвижного точечного источника тепла и учитывающее тепловые потери из-за поглощения окружающей средой части энергии излучения источника тепла и тепловые потери с поверхности этого тела в окружающую среду:

где - коэффициент излучения поверхности нагретого тела; р - прозрачность окружающей среды.

Как видно из выражения (3), на температурное поле то или иное влияние оказывают новые параметры, появившиеся в математической модели - £, Р и <7КЛ. Причем наибольшее влияние оказывает коэффициент излучения тела е, поскольку для различных видов твердых непрозрачных материалов его значение изменяется в широких пределах от 0,1 до 0,9.

9 ИТ = Чт + ?отр + Чкг. + <1,

(2)

Кроме того, величина Б зависит также и от состояния поверхности тела, которое определяется видом ее обработки.

В большинстве задач теплового контроля эффект поглощения окружающей средой части энергии излучения источника тепла (параметр Р) несущественен ввиду малого расстояния до объекта. Однако при технологических измерениях на реальных промышленных объектах существенное влияние на результаты теплового контроля оказывает атмосфера горячих, влажных, запыленных или загрязненных помещений.

Кроме того, такие параметры, как коэффициент излучения тела г, потери тепловой мощности в окружающую среду за счет конвективного и лучистого теплообмена (которые пропорциональны коэффициентам конвективного и лучистого теплообмена), зависят также и от температуры. Так как эти параметры весьма трудно измерить с требуемой для теплофизического эксперимента точностью, то основной задачей при разработке бесконтактных методов НК ТФС материалов является уменьшение и, если возможно, устранение влияния этих параметров на результаты измерений при определении искомых свойств.

Использование выражений (1) и (3) для теплофизических измерений в том виде, в котором они представлены, является затруднительным из-за невозможности выразить из них в аналитически явном виде коэффициент температуропроводности а.

Как показали проведенные исследования, для материалов с коэффициентом температуропроводности а> Ю-7 м2/с эту задачу можно решить

условия поскольку при этом погрешность вычисления

т) по формуле (1) не превышает 1 %.

Таким образом, варьируя продолжительностью эксперимента (время ) и выбором точек контроля температуры на поверхности тела (расстояние Л), можно получить приемлемую точность результатов измерений.

С учетом сказанного выше, выражение (3), описывающее процесс распространения тепла при действии непрерывного точечного источника тепла на поверхность полуограниченного в тепловом отношении тела, учитывающее тепловые потери и пригодное для использования в теплофи-зических измерениях, запишется в следующем виде:

путем аппроксимации функции интеграла вероятности

ношениях (1) и (3) более простым выражением

Я

при выполнении

Я

Адекватность как модели (1), так и модели (4) физике тепловых процессов, происходящих в исследуемых телах, зависит от правильного выбора диапазонов изменения следующих основных ее параметров: расстояния Я от пятна источника тепла до рассматриваемой точки тела, времени т с начала воздействия источника тепла и радиуса г0 пятна точечного источника тепла. Первый параметр определяет выбор точки контроля, а остальные два параметра - степень теплового воздействия на исследуемый объект.

Экспериментальные исследования показали, что расчетные значения температур, определяемые на основании выражения (4) на расстояниях Я, близких по значению к радиусу пятна точечного источника тепла, имеют значительные расхождения с реальными значениями температур даже при малых тепловых потерях. Их расхождения тем больше, чем меньше Я, и могут достигать при измерениях 40%. Это объясняется тем, что при таких расстояниях Я источник тепла нельзя рассматривать как точечный источник. В этой области значения температур получаются при решении уравнения теплопроводности уже в рамках модели кругового источника тепла. При увеличении расстояния Я до величины, равной восьмикратному значению диаметра пятна точечного источника, расхождение между реальными и расчетными значениями температур, определяемых по выражению (4), составляет не более 5 %. Источник тепла можно считать точечным, когда его размеры (диаметр пятна - составляют не более 10 % расстояния между источником и точкой контроля.

Таким образом, выражение (4) справедливо при расстоянии Я от пятна источника тепла до рассматриваемой точки тела, большем, чем десятикратное значение диаметра пятна точечного источника Кроме того, как уже было сказано выше, одним из главных критериев достижения адекватности моттели физике тепловых процессов является выполнение условия —= < 0,0003 . Расчеты показали, что несоблюдение данного условия \/т

ведет к значительным расхождениям реального и приближенного значений функции интеграла вероятности и, соответственно, к расхождению реально измеренных температур и температур, полученных по модели.

С другой стороны, необходимо правильно выбрать значение диаметра луча используемого лазера. Правильный выбор данного параметра позволяет уменьшить величину Я до значений, удовлетворяющих ограничениям,

накладываемым на модель (4) в связи с заменой функции ошибок ее приближенным значением.

Ограничения, накладываемые на параметры модели (4), необходимо учитывать непосредственно при реализации разрабатываемых бесконтактных методов неразрушающего контроля ТФС материалов.

В третьей главе представлен разработанный метод, отличающийся высокой производительностью измерений и точностью, обусловленной существенным уменьшением влияния на результаты измерений тепловых потерь с поверхности исследуемых объектов в окружающую среду и устранением недостатков, присущих методам, использующим подвижные источники тепла.

Сущность данного метода заключается в следующем. Над исследуемым образцом / помещают точечный источник тепловой энергии 2 и два термоприемника 3 и 4, сфокусированных на поверхность, подверженную тепловому воздействию (рис 2).

Рис. 2 - Схема расположения точечного источника энергии и термоприемников относительно исследуемого образца

В качестве точечного источника тепловой энергии используется лазер, сфокусированный на поверхность исследуемого образца. В качестве термоприемников могут использоваться первичные измерительные преобразователи (например, датчик инфракрасного излучения «ПМ-4»), осуще-

ствляющие контроль температуры поверхности изделия по электромагнитному излучению. Причем, источник энергии 2 и термоприемники 3, 4 жестко связаны друг с другом и представляют собой измерительную головку.

Сначала термоприемником 4 измеряют температуру поверхности исследуемого объекта. Одновременно с этим, используя высокоточный электрический термометр, измеряют температуру окружающей среды. В результате, используя отношение средней температуры, измеренной термоприемником на поверхности исследуемого объекта, к температуре окружающей среды, определяют коэффициент к, учитывающий потери, обусловленные поглощением части энергии лазерного луча окружающей средой, а также частичным отражением лазерного луча от поверхности исследуемого объекта.

Далее включают источник энергии 2 и производят нагрев. Мощность источника выбирается такой, чтобы температура в центре пятна нагрева не превышала 80 % от температуры термодеструкции исследуемого материала.

В момент времени т, =.-( термоприемниками 3, 4 производят

измерение избыточных температур Тх, Т2 в точках контроля, расположенных на расстояниях R и R2 соответственно от центра пятна нагрева.

Затем продолжают нагрев до тех пор, пока в некоторый момент времени tv термоприемник 4 не зафиксирует увеличение избыточной температуры в точке Ri до величины Ti^—m 7\. Коэффициент m задается перед началом эксперимента таким, чтобы, с одной стороны, разница между температурами Т^ад и Tj была приблизительно на порядок выше чувствительности измерительной аппаратуры а с другой - чтобы коэффициент m не превышал 1,15. Невыполнение последнего условия ведет к увеличению времени измерений и снижению их точности.

Искомые теплофизические свойства определяют по следующим зависимостям:

1 (V,(r,-r2)y

где к = £ Р .

Основным преимуществом предложенного метода по сравнению с методами, использующими подвижный источник тепла, является повышение точности измерения теплофизических свойств, обусловленное тем, что в разработанном методе из-за неподвижности источника излучения и термоприемников все измерительные процедуры производятся на одном и том же участке поверхности. Перемещение измерительной головки над поверхностью образца в способах измерения с подвижным источником тепла приводит к тому, что в процессе измерений при движении измерительной головки над поверхностью образца происходит изменение свойств поверхности образца (шероховатости, степени черноты) в зависимости от местоположения пятна нагрева, вносящее дополнительные погрешности в результаты измерений. Использование же в предложенном методе неподвижно закрепленных источника излучения и термоприемников позволяет устранить данные погрешности, поскольку в ходе эксперимента свойства исследуемого материала (шероховатость, степень черноты) в точке измерений не изменяются.

Кроме того, повышение точности измерений в предложенном методе обусловлено исключением погрешностей, возникающих из-за необходимости перемещения измерительной головки с определенной скоростью над поверхностью образца (погрешность, возникающая из-за отклонения скорости перемещения от заданного значения, а также погрешность при измерении скорости значительно влияют на точность определения ТФС)

Помимо этого, отсутствие необходимости перемещения измерительной головки над поверхностью образца позволяет уменьшить его минимально допустимые размеры, что расширяет функциональные возможности данного метода.

Разработанный метод позволяет значительно повысить точность результатов измерения по сравнению с известными методами, а также по-

зволяет упростить измерительную установку и значительно снизить ее стоимость за счет исключения точной механики.

По сравнению с известными «неподвижными» методами предложенный метод обладает более высокой точностью за счет учета тепловых потерь, рассмотрение которых было проведено выше.

В четвертой главе дано описание микропроцессорного устройства, реализующего разработанный метод Представлены рекомендации по выбору типов источника тепла и термоприемников при разработке измерительного устройства, реализующего бесконтактный метод НК ТФС материалов. Приводятся структурная схема и алгоритм работы микропроцессорного измерительного устройства, позволяющего максимально автоматизировать весь процесс измерения

Рис. 3 - Структурная схема устройства, реализующего бесконтактный метод НК ТФС твердых материалов

В пятой главе проведен анализ погрешности результатов измерений по разработанному бесконтактному методу на базе аналитических соотношений Для этого метода контроля ТФС получены структуры полной погрешности измерений

Полученные соотношения для полных погрешностей позволили оценить их характеристики и выделить в них доминирующие параметры. Анализ результатов влияния параметров на погрешность определения искомых ТФС показал, что доминирующий вклад в общую погрешность определения ТФС (как а, так и X) при помощи разработанного метода вносят погрешности измерения температуры, имеющие следующий вид:

Причем больший вклад вносит погрешность определения температуры в точке, расположенной на большем расстоянии (Я.) от центра пятна нагрева. Проведенный анализ создал предпосылки для целенаправленного воздействия на источники погрешности, а также коррекции результатов измерений.

Кроме того, в пятой главе приведены результаты экспериментальных исследований бесконтактного метода и микропроцессорного устройства НК ТФС твердых материалов.

Для проведения метрологического эксперимента были выбраны материалы, теплофизические свойства которых в настоящее время хорошо изучены и рекомендованы в качестве стандартных образцов для поверки и тарировки приборов и систем измерений ТФС. В экспериментах по определению погрешностей и их характеристик при измерении ТФС в качестве образцов использовались полиметилметакрилат (ПММ) ТУ № 26-54, РИПОР, стекло ТФ-1 ГОСТ 15130-69. Эти материалы были выбраны в качестве объекта исследования в связи с тем, что их теплофизические свойства в настоящее время хорошо изучены и рекомендованы в качестве стандартных образцов с допуском - 4) % для поверки и тарировки приборов и систем измерений ТФС. В качестве основных характеристик погрешностей измерения ТФС определялись математическое ожидание (систематическая погрешность) и среднеквадратическое отклонение (СКО) случайной составляющей погрешности результата измерений.

Проведены экспериментальные исследования бесконтактного метода и микропроцессорного устройства НК ТФС твердых материалов, подтвердившие корректность основных теоретических выводов, положенных в основу их создания, а также эффективность их практического применения в области теплофизических измерений.

Результаты экспериментальных исследований дали возможность определить области наиболее целесообразного использования разработанного метода и устройства НК ТФС по диапазонам и классам исследуемых материалов.

В приложении приведены расчетные данные по влиянию аппроксимации функции интеграла вероятности ошибок более простым выражением на точность вычисления температуры; экспериментальные данные по влиянию соотношения между Л и т на адекватность математической модели; компьютерная программа и результаты математического моделирования тепловых потерь, происходящих с поверхности исследуемого объекта при бесконтактном тепловом воздействии на нее от неподвижного источника тепла; компьютерные программы и результаты выделения доминант в бесконтактном методе НК ТФС материалов; акты о внедрении результатов работы.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

Основные результаты диссертационной работы заключаются в следующем.

1 Разработана математическая модель тепловых процессов в исследуемых объектах при бесконтактном тепловом воздействии на них от неподвижного точечного источника тепла, позволяющая учитывать тепловые потери с поверхности исследуемых объектов, оказывающие существенное

влияние на их температурное поле при указанном виде теплового воздействия, и определена область применения этой модели.

2 Определены диапазоны изменения основных параметров этой модели, при которых она адекватно описывает физический процесс распространения тепла в исследуемом объекте.

3 На основе полученной математической модели разработан новый, более эффективный в метрологическом отношении метод бесконтактного оперативного НК ТФС твердых материалов.

4 Проведен анализ погрешностей результатов измерений с помощью разработанного бесконтактного метода на базе аналитических соотношений. Для названного выше метода контроля ТФС получены структуры полной погрешности измерений, проведена оценка вклада каждой компоненты в соответствующую характеристику указанной погрешности и выделены доминанты в составе полной погрешности. Проведенный анализ создал предпосылки для целенаправленного воздействия на источники погрешности, а также коррекции результатов измерений.

5 Разработано и внедрено в производство микропроцессорное устройство, реализующее новый метод бесконтактного НК ТФС твердых материалов, позволяющее в автоматическом режиме провести эксперимент, внести необходимую коррекцию и выполнить расчет искомых ТФС, представить результаты измерений в удобной форме.

6 Проведены экспериментальные исследования разработанного метода НК ТФС и реализующего его микропроцессорного устройства. Результаты метрологических экспериментов показали корректность и эффективность разработанного метода.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1 Попов, Р.В. Метод бесконтактного неразрушающего контроля те-плофизических свойств материалов и устройство для его осуществления / Р.В. Попов, В.Н. Чернышов // Контроль. Диагностика. - 2004. - № 12. -С. 37-42.

2 Пат. 2251098 Российская Федерация, С1, в 01 N 25/18. Способ бесконтактного неразрушающего контроля теплофизических свойств материалов / Попов Р.В., Чернышов В.Н., Сысоев Э.В.; заявитель и патентообладатель ТГТУ. - № 2003133331/28; заявл. 17.11.2003; опубл. 27.04.2005, Бюл. № 12. - 11 с.

3 Попов, Р.В. Метод бесконтактного неразрушающего контроля те-плофизических свойств материалов / Р.В. Попов. Э.В. Сысоев // Теплофи-зические измерения при контроле и управлении качеством : материалы

Пятой междунар. теплофиз школы : в 2 ч. Тамбов, 20 - 24 сентября 2004 г. -Тамбов, 2004. - Ч. 1. - С. 268 - 270.

4 Попов, Р. В. Метод бесконтактного неразрушающе го контроля теплофизических свойств твердых материалов / Р.В. Попов, В.Н. Черны-шов // Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности : 3-я Междунар. выставка и конф.: программа конф. и тез. докл.

17-18 марта 2004. - Москва, 2004. - С. 37.

5 Попов, Р.В. Метрологическое обеспечение метода бесконтактного неразрушающего контроля теилофизических свойств твердых материалов / Р.В. Попов, Э.В. Сысоев // Труды ТГТУ : сб. науч. ст. молодых ученых и студентов. - Тамбов, 2004. - Вып. 15. - С. 241 - 244.

6 Попов, Р.В. Модель тепловых процессов при бесконтактном воздействии точечным источником тепла на исследуемые объекты (тезисы) / Р.В. Попов, В.Н. Чернышов // Энергосбережение и энергоэффективные технологии-2004 : сб. докл. Всерос. науч.-техн. конф. Липецк, 2004. -Липецк : ЛГТУ, 2004. - Ч. I. - С. 127 - 128.

7 Попов, Р.В. Моделирование тепловых процессов в объектах бесконтактного неразрушающего контроля их теплофизических свойств / Р.В. Попов, В.Н. Чернышов // Математические методы в технике и технологиях : сб. тр. XV Междунар. науч. конф. Тамбов, 2002. - Тамбов, 2002.-Т. 7.-С 40-42.

8 Попов, Р.В. Метрологическое обеспечение метода бесконтактного неразрушающего контроля теплофизических свойств твердых материалов и изделий из них / Р.В. Попов, Э.В. Сысоев // Метрология, стандартизация, сертификация и управление качеством продукции : программа, материалы шк.-семинара молодых ученых. - Тамбов, 2003. - С. 132 - 134.

9 Попов, Р.В. Математическая модель тепловых процессов в исследуемых объектах при бесконтактном воздействии на них точечного источника тепла / Р.В. Попов. Э.В. Сысоев // VIII научная конференция ТГТУ : пленарные докл. и краткие тез. - Тамбов, 2003. - Ч. 1. - С. 251 - 252.

10 Попов, Р.В. Бесконтактный метод неразрушающего контроля теплофизических свойств твердых материалов / Р.В. Попов, Э.В. Сысоев // IX научная конференция ТГТУ : пленарные докл. и краткие тез. - Тамбов, 2004.-С. 111-112.

Подписано к печати 30.05.2005. Гарнитура Times New Roman Формат 60 х 84/16 Бумага офсетная. Печать офсетная Объем: 0,93 усл. печ. л.: 0,9 уч.-изд. л Тираж 100 экз. С. 414

Издательско-полиграфический центр ТГТУ 392000. Тамбов. Советская, 106, к. 14

15 um 2005

, Ь*.

/ ö.UWi.tmn, 4

I 3»b»*nu I

ВВЕДЕНИЕ.

1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ БЕСКОНТАКТНОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ТФС МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ.

1.1 Общая характеристика проблемы измерения теплофизических свойств (ТФС) твердых материалов.

1.2 Обзор и анализ измерительных средств бесконтактного неразрушающего контроля ТФС твердых материалов.

1.3 Постановка задачи исследования.

1.4 Выводы.

2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В ИССЛЕДУЕМЫХ ОБЪЕКТАХ ПРИ БЕСКОНТАКТНОМ ТЕПЛОВОМ В03ДЕЙСТВИИ НА НИХ ОТ НЕПОДВИЖНОГО ТОЧЕЧНОГО ИСТОЧНИКА ТЕПЛА.

2.1 Математическая модель температурного поля с учетом тепловых потерь в окружающую среду.

2.2 Адекватность математической модели температурного поля в зависимости от области изменений основных ее параметров.

2.3 Выводы.

3 МЕТОД БЕСКОНТАКТНОГО ОПЕРАТИВНОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ.

4 МИКРОПРОЦЕССОРНОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО БЕСКОНТАКТНОГО ОПЕРАТИВНОГО НК ТФС ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ.

4.1 Общие рекомендации по выбору типов источника тепла и термоприемников при разработке систем, реализующих бесконтактные методы НК ТФС материалов.

4.2 Микропроцессорное устройство бесконтактного оперативного

НК ТФС твердых материалов.

4.3 Алгоритм работы микропроцессорного устройства.

4.4 Выводы.

5 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕТОДА БЕСКОНТАКТНОГО ОПЕРАТИВНОГО НК ТФС ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ.

5.1 Анализ погрешностей разработанного метода.

5.2 Экспериментальные исследования метода и измерительного устройства бесконтактного оперативного НК ТФС твердых материалов.

5.3 Выводы.

Развитие многих отраслей промышленности требует применения не только уже известных материалов с заданными физико-химическими свойствами, но и создания и применения большого количества новых конструкционных, электроизоляционных, тепло- и хладостойких материалов, обладающих по сравнению с известными более высокими качественными свойствами и эксплуатационными характеристиками.

Сложность и большой объем экспериментальных исследований по определению качества, долговечности и надежности синтезированных материалов, а также готовых изделий, требуют как совершенствования традиционных, так и создания новых, более эффективных методов и средств контроля.

Актуальность работы. В случаях, когда применение изделий связано с протеканием в них тепловых процессов, необходимо иметь информацию о их теплофизических свойствах (ТФС), т.к. они являются параметрами, определяющими качество готового изделия. В практике определения ТФС материалов наибольшее развитие и распространение получили тепловые методы неразрушающего контроля (НК), характеризующиеся оперативностью и экономичностью. когда применение контактных методов контроля ТФС затруднено, либо невозможно, то наиболее целесообразно использовать бесконтактные методы оперативного НК, отличительной особенностью которых является высокая оперативность и производительность измерений, возможность широкого применения в автоматизированных системах управления (АСУ) технологического процесса (ТП). Достоверность и точность результатов измерения с помощью этих методов и средств зависят от многих немаловажных факторов, в частности, от выбора точек контроля избыточных температур на поверхности исследуемых объектов, от решения задач, связанных с учетом тепловых потерь в окружающую среду с поверхности контролируемых материалов и изделий и т.д. Гарантия сохранения целостности исследуемых объектов зависит от задания тепловых режимов при проведении теп-лофизического эксперимента. Поэтому актуальной задачей является создание методов и устройств, позволяющих учесть влияние данных факторов и тем самым, повысить точность контроля ТФС.

Кроме того, как известно, теплофизические измерения отличаются сложностью и трудоемкостью проведения измерительного эксперимента. Поэтому разработка новых бесконтактных методов и реализующих их устройств на базе микропроцессорной техники, позволяющих автоматизировать процесс контроля, повысить точность, оперативность, гарантирующих сохранение целостности исследуемых объектов, является актуальной задачей.

Надежность, работоспособность, а в итоге качество готовых изделий в наиболее ответственных отраслях техники (ракетостроение, космическое ап-паратостроение, атомная энергетика и т. д.) зависят от теплофизических параметров, так как здесь тепловые режимы в объектах контроля строго регламентируются и получение оперативной информации о теплозащитных параметрах становится уже необходимым условием применения и эксплуатации этих изделий. Поэтому разработка новых методов, позволяющих решать эту задачу, также является актуальной.

Цель работы. Разработка и внедрение в практику нового бесконтактного метода и реализующего его микропроцессорного устройства НК ТФС твердых материалов, позволяющего повысить оперативность и точность контроля искомых свойств.

Основные задачи работы

Для достижения поставленной цели необходимо:

- провести литературный обзор существующих методов и средств бесконтактного неразрушающего контроля теплофизических свойств;

- разработать математическую модель тепловых процессов в исследуемом объекте при бесконтактном тепловом воздействии на него от неподвижного точечного источника тепла, которая учитывает тепловые потери, оказывающие существенное влияние на температурное поле исследуемого объекта при таком виде воздействия;

- определить диапазоны изменения основных параметров этой модели, при которых она адекватно описывает физический процесс распространения тепла в исследуемом объекте;

- разработать и исследовать на основе полученной физико-математической модели новый, более эффективный в метрологическом отношении бесконтактный метод НК ТФС твердых материалов;

- разработать микропроцессорное устройство, реализующее этот бесконтактный метод НК ТФС твердых материалов;

- провести метрологический анализ метода и устройства НК ТФС твердых материалов;

- осуществить экспериментальную проверку результатов работы и внедрить их в промышленное производство.

Методы и методики исследования

Результаты исследований, включенные в диссертацию, базируются на аналитической теории теплопроводности, математической физике, операционном исчислении, математическом моделировании, метрологии и метрологическом эксперименте с использованием эталонных образцов материалов, а также на результатах выполнения научно-исследовательских работ на базах кафедры "Криминалистика и информатизация правовой деятельности" Тамбовского государственного технического университета, Тамбовского областного отделения "Российское общество по неразрушающему контролю и технической диагностике" (РОНКТД), а также ряда промышленных и научно-исследовательских организаций.

Научная новизна диссертационной работы заключается в том, что на основе разработанной математической модели тепловых процессов в исследуемом объекте при бесконтактном тепловом воздействии на него от неподвижного точечного источника тепла, разработан новый бесконтактный метод контроля ТФС, имеющий достаточную для технологического контроля точность, большую оперативность, полную гарантию сохранения целостности объекта исследования и позволяющий значительно уменьшить влияние на результаты эксперимента состояния поверхности исследуемого объекта, ее степени черноты и происходящих с нее тепловых потерь; проведен метрологический анализ разработанного метода на аналитической основе.

Практическая ценность работы заключается в том, что для реализации в лабораторных и производственных условиях разработанного метода бесконтактного оперативного НК ТФС твердых материалов, который защищен патентом РФ на изобретение № 2251098, создано микропроцессорное устройство с соответствующим алгоритмическим и программным обеспечением, позволяющее контролировать ТФС широкого класса твердых материалов с высокой для теплофизических экспериментов точностью.

Реализация результатов. При непосредственном участии автора работы создано и внедрено измерительное устройство бесконтактного оперативного неразрушающего контроля теплофизических свойств материалов. Результаты диссертационной работы приняты к использованию в ОАО «Завод подшипников скольжения» (г. Тамбов) и ОАО «Тамбовполимермаш» (г. Тамбов).

Апробация работы. Основные научные и практические результаты исследований по теме диссертации докладывались на XV Международной научной конференции "Математические методы в технике и технологиях" (Тамбов, 2002), VIII научной конференции (Тамбов, 2003), Школе-семинаре молодых ученых "Метрология, стандартизация, сертификация и управление качеством продукции" (Тамбов, 2003), на IX научной конференции (Тамбов,

2004), 3-й международной конференции "Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности" (Москва, 2004), Всероссийской научно-технической конференции «Энергосбережение и энергоэффективные технологии - 2004» (Липецк, 2004), Пятой Международной теплофизической школе "Теплофизические измерения при контроле и управлении качеством" (Тамбов, 2004).

Публикации, По теме диссертации опубликовано 10 работ, в том числе получен патент РФ на изобретение № 2251098.

Структура работы.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, списка используемых источников, работа изложена на 125 страницах, содержит 13 рисунков, 4 таблицы и 72 наименования библиографического указателя.

Основные результаты диссертационной работы заключаются в следующем.

1. Разработана математическая модель тепловых процессов в исследуемых объектах при бесконтактном тепловом воздействии на них от неподвижного точечного источника тепла, позволяющая учитывать тепловые потери с поверхности исследуемых объектов, оказывающие существенное влияние на их температурное поле при указанном виде теплового воздействия, и определена область применения этой модели.

2. Определена область применения разработанной модели и даны рекомендации по выбору диапазонов и соотношений основных ее параметров, при которых модель адекватна физике тепловых процессов в исследуемых объектах.

3. На основе полученной физико-математической модели разработан новый, более эффективный в метрологическом отношении метод бесконтактного оперативного НК ТФС твердых материалов, отличающийся более высокой точностью, обусловленной отсутствием в измерительной установке подвижных элементов, вносящих дополнительные погрешности в результаты измерений.

4. Проведен анализ погрешности результатов измерений по разработанным бесконтактным методам на базе аналитических соотношений, полученных с использованием математических моделей объектов измерений.

5. Для названного выше метода контроля ТФС получены структуры полной погрешности измерений, проведена оценка вклада каждой компоненты в соответствующую характеристику указанной погрешности и выделены доминанты в составе полной погрешности. Подобный подход создает предпосылки для целенаправленного воздействия на источники погрешности, а также коррекции результатов измерений.

6. Разработано и внедрено в производство микропроцессорное устройство, реализующее новый метод бесконтактного оперативного НК ТФС твердых материалов, позволяющее в автоматическом режиме провести теп-лофизический эксперимент, выполнить расчет искомых ТФС, внести необходимую коррекцию в результаты измерений и представить эти результаты в удобной форме.

7. Проведены экспериментальные исследования разработанного метода НК ТФС и реализующего его микропроцессорного устройства. Результаты метрологических экспериментов показали корректность и эффективность разработанного метода.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. А.с. №1081507 СССР, МКИ G01N 25/18. Способ определения тепло-и температуропроводности материалов / В.Н. Чернышев и др. -№3568145/18-25; Заявл. 28.04.83; Опубл. 23.03.84, Бюл. №11.-4 с.

2. Вавилов В.П., Горбунов В.И., Епифанов Б.И. Некоторые теоретические и экспериментальные вопросы тепловых методов неразрушающего контроля // Дефектоскопия. 1975.-№6-С. 67-75.

3. Варганов И.С., Лебедев Г.Т., Конков В.В. Современное состояние и основные проблемы тепловых методов неразрушающего контроля // Пром. теплотехника. 1983. - Т. 5, № 3. - С. 80-93.

4. Потапов А.И., Пеккер Ф.Т. Неразрушающий контроль конструкций из композиционных материалов. Л.: Машиностроение, 1978.-240 с.

5. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник / Под ред. Клюева В.В. М.: Машиностроение, 1976. - Т2, 182 с.

6. Тепловые методы неразрушающего контроля изделий и элементов радиоэлектроники // Измерения, контроль, автоматизация. 1979. - №5 - С. 13-24.

7. Потапов А.И. Контроль качества и прогнозирование надежности конструкций из композиционных материалов. М.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1980. - 260 с.

8. Тепловой контроль качества многослойных изделий / Ю.А. Попов, Е.А. Карпельсон, В.А. Строков и др. Дефектоскопия, 1978, №8. - С. 76-86.

9. Волькенштейн B.C. Скоростной метод определения теплофизических характеристик материала. М.: Энергия, 1971. - 145 с.

10. Беляев Н.М., Рядно А.А. Методы нестационарной теплопроводности. М.: Высш. шк., 1978. - 328 с.

11. Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. М.: Наука, 1964.-487 с.

12. Кондратьев Г.М. Регулярный тепловой режим. М.: Гостехиздат, 1954.-408 с.

13. Кондратьев Г.М. Тепловые измерения. M.-JL: Машгиз, 1956.-253 с.

14. Коротков П.А., Лондон Г.Е. Динамические контактные измерения тепловых величин. Л.: Машиностроение, 1974. - 222 с.

15. Кулаков М.В., Макаров Б.И. Измерение температуры поверхности твердых тел. М.: Энергия, 1977. - 96 с.

16. Лыков А.В. Теория теплопроводности. М.: Высш. шк., 1967.-599 с.

17. МИ 202-80. Методика. Метрологические характеристики измерительных систем. Принципы регламентации и контроля // Метрологическое обеспечение информационно-измерительных систем. М.: Издательство стандартов, 1984. - С. 51-67.

18. Платунов Е.С. и др. Теплофизические измерения и приборы. Л.: 1986.-256 с.

19. Платунов Е.С. Теплофизические измерения в монотонном режиме. -Л.: Энергия, 1973.- 143 с.

20. Филиппов П.И. Приложение теории теплопроводности к теплофи-зическим измерениям. Новосибирск, 1973. - 64 с.

21. Шашков А.Г., Волохов Г.М., Абраменко Т.Н., Козлов В.П. Методы определения теплопроводности и температуропроводности. Л.: Энергия, 1973.-242с

22. Шлыков Ю.П., Гарин Е.А. Контактный теплообмен. М.-Л.: Энергия, 1963.- 144 с.

23. Шнейдер П. Инженерные проблемы теплопроводности. М.: Из-во литературы, 1960. - 478 с.

24. Ярышев Н.А. Теоретические основы измерения нестационарных температур. Л.: Энергия, 1967. - 298 с.

25. Волохов Г.М., Шашков А.Г., Фрайман Ю.Е. Некоторые методы и приборы для исследования теплофизических характеристик // Инж. физ. журн. 1967. - Т.13, № 15 - С. 663-689.

26. Лыков А.В., Михайлов Ю.А. Теория тепло- и массопереноса. М.: Госэнергоиздат, 1963. - 535 с.

27. Исаченко В.Л., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. М.: Энергоиздат, 1991. - 292 с.

28. А.с. №1056015 СССР, МКИ G01N 25/18. Способ определения теплофизических свойств материалов / Ю.А. Попов, В.В. Березин, В.М. Коро-стелев и др.; Заявл. 30.04.82; Опубл. 23.11.83, Бюл. №43.- Зс.

29. А.с. №1117512 СССР, МКИ G01N 25/18. Способ определения теплофизических характеристик материалов / В.Н. Чернышов и др.; Заявл. 29.06.83; Опубл. 7.10.84, Бюл. №37. 6 с.

30. А.с. №1122955 СССР, МКИ G01N 25/18. Способ определения теплофизических характеристик материалов / В.Н. Чернышов и др.; Заявл. 29.06.83; Опубл. 7.11.84, Бюл. №41. 4 с.

31. Попов Ю.А. Некоторые особенности применения активного теплового метода контроля при одностороннем расположении источника и приемной части теплового дефектоскопа // Дефектоскопия. 1975. - №2. - С. 55-63.

32. Патент РФ №2059230. Способ ИК-дефектоскопии / Берников Е.В., Гапонов С.С., Туринов В.И. Заявл. 27.11.92; Опубл. 27.04.96 г.

33. А.с. №1032382 СССР, МКИ G01N 25/18. Способ определения теплопроводности материалов / Ю.А. Попов, В.В. Березин, В.М. Коростелев и др.; Заявл. 31.12.81; Опубл. 30.07.83, Бюл. №28. 4 с.

34. А.с. №1040392 СССР, МКИ G01N 25/18. Способ определения теплофизических свойств материалов / Ю.А. Попов; Заявл. 19.05.82; Опубл. 07.09.83, Бюл. №33.-6 с.

35. А.с. № 1163235 СССР, МКИ G01N 25/18. Устройство для определения теплофизических характеристик материалов / Ю.А. Попов, В.В. Березин, В.М. Коростелев и др.; Заявл. 17.06.83; Опубл. 23.06.85, Бюл. №23. 4 с.

36. А.с. №1193555 СССР, МКИ G01N 25/18. Способ комплексного определения теплофизических характеристик материалов без нарушения их целостности / В.Н. Чернышов и др.; Заявл. 16.05.84; Опубл. 23.11.85, Бюл. №43. -4 с.

37. А.с. № 1481656 СССР, МКИ G01N 25/18. Способ бесконтактного контроля теплофизических характеристик материалов / В.Н. Чернышов и др.; Заявл. 13.05.87; Опубл. 23.05.89, Бюл. №19. 6 с.

38. Бекешко Н.А. Сравнение контактных и бесконтактных методов теплового контроля //Дефектоскопия. 1978. -№8. - С. 96-100.

39. Патент РФ №2072516. Способ измерения коэффициента температуропроводности материала и устройство для его осуществления / Гапонов С.С., Туринов В.И. Заявл. 01.03.93; Опубл. 27.01.97 г.

40. Патент РФ №2073851. Устройство для бесконтактного неразрушающего контроля материалов / Гапонов С.С., Туринов В.И. Заявл. 24.11.92; Опубл. 20.02.97 г.

41. Попов Ю.А., Коростелев В.М., Березин В.В. Новые установки для экспрессных измерений методом оптического сканирования // Тез. междунар. теплофиз. шк. Теплофизические проблемы промышленного производства. -Тамбов, 1992. С. 85-86.

42. Патент РФ №2011977. Способ бесконтактного измерения теплофизических характеристик материалов и устройство для его осуществления / Чернышов В.Н., Чернышова Т.И. Заявл. 23.07.91; Опубл. 30.04.94 г.

43. Патент РФ № 2168168. Способ бесконтактного контроля теплофизических характеристик материалов/ Сысоев Э.В., Чернышов В.Н., Чернышова Т.И. Заявл. 4.08.1999; Опубл. 27.05.2001.

44. Патент РФ № 2166188. Бесконтактный адаптивный способ неразрушающего контроля теплофизических характеристик материалов/ Чернышов В.Н., Чернышова Т.И., Сысоев Э. В., Заявл. 5.01.2000; Опубл. 27.04.2001.

45. Патент РФ № 2208778. Способ бесконтактного контроля теплофизических свойств материалов/Сысоев Э.В., Чернышов В.Н. , Чернышов А.В. -Заявл. 12.01.2001; Опубл. 20.07.2003.

46. Патент РФ № 2211446. Способ бесконтактного контроля теплофи-зических свойств материалов и устройство для его осуществления/Сысоев Э.В., Чернышов А.В. Заявл. 26.06.2001; Опубл. 27.08.2003.

47. Рыкалин Н. Н. Расчеты тепловых процессов при сварке. М.: Маш-гиз, 1951-296 с.

48. Попов Р. В., Сысоев Э. В. Бесконтактный метод неразрушающего контроля теплофизических свойств твердых материалов // IX научная конференция: Пленарные докл. и краткие тез. Тамб. гос. тех. ун-т, 2004. С. 111 -112.

49. Попов Р. В., Чернышов В. Н., Сысоев Э. В. Метод бесконтактного неразрушающего контроля теплофизических свойств материалов и устройство для его осуществления // Контроль. Диагностика. М, 2004 - № 12 (78). -С. 37 - 42.

50. Патент РФ № 2251098. Способ бесконтактного неразрушающего контроля теплофизических свойств материалов / Попов Р. В., Чернышов В. Н., Сысоев Э. В. Заявл. 17.11.2003; Опубл. 27.04.2005.

51. Анго А. Математика для электро- и радиоинженеров. М: Наука, 1964.-772 с.

52. Якушенков Ю.Г. Основы оптико-электронного приборостроения. -М: Сов. радио, 1977. 272с.

53. Вавилов В.П. Тепловые методы контроля композиционных структур и изделий радиоэлектроники. М.: Радио и связь, 1984. - 152 с.

54. Вавилов В.П. Тепловые методы неразрушающего контроля: Справочник. М.: Машиностроение, 1991. - 240 с.

55. Лазерная техника и технология. В 7 кн. Кн. 3. Методы поверхностной лазерной обработки: учеб. пособие для вузов / А.Г. Григорьянц, А.Н. Сафонов; под ред. А.Г. Григорьянца. М.: Высш. шк., 1987. - 191 с.

56. Криксунов Л.З. Справочник по основам инфракрасной техники. -М.: Сов. радио, 1978. 274 с.

57. Хадсон Р. Инфракрасные системы: пер. с англ. М.: Мир, 1972.536 с.

58. Справочник по лазерной технике: пер. с нем. М.: Энергоатомиз-дат, 1991.-544 с.

59. Линевег Ф. Измерение температур в технике: Справочник. М.: Металлургия, 1980. 544 с.

60. Стороженко В.А., Вавилов В.П., Волчек А.Д. Неразрушающий контроль промышленной продукции активным тепловым методом. Киев: Техника, 1988.- 170 с.

61. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. В 2-х книгах. Кн. 1 / Под ред. В.В. Клюева. 2-е изд. - М.: Машиностроение, 1986.-488 с.

62. Цветков Э.И. Алгоритмические основы измерений. Спб.: Энерго-атомиздат, 1992. - 254 с.

63. МИ 1317-86. ГСИ. Результаты и характеристики погрешностей измерений. Формы представления. Способы использования при испытании образцов продукции и контроля их параметров. М.: Издательство стандартов, 1986.-25 с.

64. Методика поверки рабочих средств измерения теплопроводности, удельной теплоемкости и температуропроводности твердых тел. МИ-115-77 / Сост. Ю.А. Чистякова, Л.П. Левина. М.: Издательство стандартов, 1978. -11с.