автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Методы и измерительные средства неразрушающего контроля теплофизических свойств и температурных переходов термопластов

На правах рукописи

РОЖНОВА Лидия Ивановна

МЕТОДЫ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СРЕДСТВА НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПЕРЕХОДОВ ТЕРМОПЛАСТОВ

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 на кафедре "Криминалистика и информатизация правовой деятельности" Тамбовского государственного технического университета.

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор, Чернышев Владимир Николаевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Герасимов Борис Иванович

кандидат технических наук, доцент Федоров Николай Павлович

Ведущая организация

АООТ НИИ "Электромера", г. Санкт-Петербург

Защита диссертации состоится 22 декабря 2005 г. в 15 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, скрепленные 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 21 ноября 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

А.А. Чуриков

0955

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Ежегодно во всем мире производятся и перерабатываются в изделия офомное количество различных полимеров. Почти все технологические процессы их производства и переработки связаны с подводом или отводом тепла. Поэтому знание теплофизических свойств (ТФС) полимеров (тепло- и температуропроводности, теплоемкости) необходимо для рационального выбора теплового режима переработки, направленного на повышение его эффективности и улучшение качественных показателей изделий из полимеров. Кроме того, теплофизические свойства весьма важны для установления эксплуатационных характеристик полимеров, применяемых в ряде отраслей техники, народном хозяйстве и быту.

Одним из высокопроизводительных и эффективных методов получения изделий и деталей из термопластов является формование их в твердом состоянии (твердой фазе), которая ведется в температурном интервале, заключенном между комнатной температурой и температурой стеклования Гс для аморфных полимеров или плавления ТШ[ для кристаллизующихся. Для задания температурных режимов формования необходима информация о релаксационном поведении и температурных переходах термопластов в указанном интервале температур. Существующие методы определения температурных переходов у термопластов: линейная дилатометрия, термомеханика, температурные зависимости тангенса угла ^ 5) от механических и диэлектрических потерь, имеют ряд недостатков, основными из которых являются необходимость изготовления специальных модельных образцов из термопластов установленной формы и размеров, что исключает возможность определения ТФС и температурных переходов исследуемых объектов без нарушения их целостности и эксплуатационных характеристик, длительность времени контроля и необходимость использования сложного дорогостоящего оборудования.

Для решения этой задачи наиболее перспективными с точки зрения оперативности, достоверности, точности и информативности являются тепловые методы и средства неразрушающего контроля (НК) ТФС и температурных переходов исследуемых термопластов, которые позволяют осуществлять контроль этих свойств без нарушения целостности и эксплуатационных характеристик как самих термопластов, так и готовых изделий их них. В этой связи весьма актуальной задачей является разработка новых неразрушающих методов и реализующих их средств определения в производственных условиях ТФС и температурных переходов термопластов с целью задания оптимальных режимов формования термопластов в твердой фазе и получения высококачественных полимерных изделий.

Цель работы. Разработка, исследование и внедрение в практику контактного и бесконтактного методов и реализующих их микропроцессорных систем, позволяющих осуществлять рТ)®^ЛЩйМШ?§'Щ1ных пеРе"

I БИБЛИОТЕКА I СП * «а

ходов термопластов как при их производстве, так и эксплуатации с необходимой для теплофизических измерений оперативностью и точностью.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- разработать физико-математические модели теплопереноса в полубесконечных в тепловом отношении твердых телах при контактном и бесконтактном тепловом воздействии на них от линейного или подвижного точечного источника тепла, адекватно описывающие тепловые процессы в контролируемых объектах и позволяющих определить ТФС и температурные переходы термопластов;

- на основе полученных физико-математической моделей разработать и исследовать новый контактный метод контроля ТФС и температурных переходов термопластов без нарушения их целостности и эксплуатационных характеристик, отличительной особенностью которого является возможность оперативного и точного определения в производственных условиях всех температурных переходов и ТФС непосредственно на заготовках из термопластов с целью задания оптимальных тепловых режимов формования в твердой фазе изделий из них;

- разработать бесконтактный метод неразрушающего контроля ТФС и температурных переходов термопластов, обладающий высокой производительностью измерений и возможностью контролировать с необходимой для технологии точностью весь комплекс ТФС и температурных переходов термопластов движущихся или вращающихся заготовок из термопласта, а также готовых изделий сложной формы и с различной кривизной их поверхности;

- разработать микропроцессорные информационно-измерительные системы (ИИС), реализующие созданные контактный и бесконтактный методы НК ТФС и температурных переходов исследуемых термопластов;

- провести метрологический анализ разработанных методов и средств НК ТФС и температурных переходов термопластов с рекомендациями повышения их метрологического уровня.

Методы и методики исследования. Результаты исследований, включенные в диссертацию, базируются на аналитической теории теплопроводности, математической физике, математическом моделировании, метрологии и метрологическом эксперименте, на результатах научно-исследовательских работ кафедры "Криминалистика и информатизация правовой деятельности" Тамбовского государственного технического университета, Тамбовского областного отделения "Российское общество по неразрушающему контролю и технической диагностике", а также ряда промышленных и научно-исследовательских организаций.

Научная новизна диссертационной работы заключается в том, что на основе разработанных физико-математических моделей теплопереноса в полубесконечных в тепловом отношении твердых телах при контактном и

бесконтактном тепловом воздействии на них от линейного или подвижного точечного источника тепла созданы новые, защищенные патентами на изобретения, методы НК ТФС и температурных переходов термопластов, имеющие достаточную для технологического контроля точность и оперативность, обеспечивающие полную гарантию сохранения целостности и эксплуатационных характеристик исследуемых объектов.

Созданные на основе этих методов ИИС полностью автоматизируют и существенно упрощают процесс измерений при высоком метрологическом уровне результатов контроля, который обеспечивается тем, что в системах адаптивно в процессе теплофизического эксперимента устанавливается такой режим теплового воздействия на исследуемые термопласты (темп нагрева), при котором, во-первых, повышается чувствительность и разрешающая способность обнаружения температурных переходов в исследуемых термопластах, во-вторых, с высокой для теплофизических измерений точностью определяются и ТФС исследуемых полимеров, в-третьих, высокая помехозащищенность и достоверность результатов контроля за счет усреднения измерительной информации о температурно-временных изменениях в большом количестве точек поверхности исследуемых объектов.

Отличительной особенностью разработанных методов и реализующих их микропроцессорных измерительных средств является возможность контроля не только ТФС исследуемых термопластов, но и всех их релаксационных переходов в интервалах температур от комнатной Тх до температуры стеклования Тс аморфных и температуры плавления Тш кристаллических термопластов.

Проведен метрологический анализ разработанных методов и средств НК ТФС и температурных переходов термопластов и даны рекомендации по повышению их метрологического уровня.

Практическая ценность работы заключается в том, что на основе разработанных контактного и бесконтактного методов НК ТФС и температурных переходов термопластов, которые защищены патентами РФ на изобретения № 1778658, № 2250453, созданы и внедрены в производство микропроцессорные ИИС с соответствующим алгоритмическим, программным и метрологическим обеспечением. Создана методика контроля в производственных условиях ТФС и температурных переходов термопластов, позволяющая назначать оптимальные температурные режимы формования заготовок различной конфигурации. Работоспособность ИИС и созданных методов контроля показаны при исследованиях ТФС и температурных переходов в диапазоне температур от комнатной Тк до температуры стеклования Тс полиметилметакрилата ПММА (оргстекло) и температуры плавления Тт полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) и политетрафторэтилена ПТФЭ (фторопласт Ф-4). Результаты диссертационной работы приняты к использованию в ОАО "Тамбовполимермаш" (г. Тамбов),

ОАО "Завод подшипников скольжения" (г. Тамбов), а также в учебном процессе ТГТУ.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на IX научной конференции ТГТУ (Тамбов, 2004 г.); Пятой Международной теплофизической школе "Теплофизиче-ские измерения при контроле и управлении качеством" (Тамбов, 2004 г.); Международной конференции "Наука на рубеже тысячелетий" (Тамбов, 2004 г.); Всероссийской научно-технической конференции "Энергосбережение и энергоэффективные технологии - 2004" (Липецк, 2004 г.).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы изложены в 9 печатных работах, в том числе 5 статьях в центральных и региональных научных журналах, 2 патентах на изобретения.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка используемой литературы и приложений. Основная часть диссертации изложена на 122 страницах машинописного текста и содержит 26 рисунков, 12 таблиц. Список литературы включает 108 наименований.

Автор выражает глубокую благодарность канд. техн. наук, доценту Радько Юрию Михайловичу за консультативную помощь при подготовке диссертации.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели и задачи работы, раскрыты научная новизна и практическая ценность, приведены результаты апробации и реализации работы.

В первой главе диссертации проведен информационный обзор и сравнительный анализ методов и измерительных средств НК ТФС и температурных переходов термопластов, которые позволяют сделать следующие выводы.

Проведенный информационный анализ показал, что в большом многообразии методов и средств НК ТФС и температурных переходов термопластов практически отсутствуют измерительные средства, позволяющие осуществлять контроль этих основных теплофизических параметров термопластов без нарушения их целостности и эксплуатационных характеристик, а также позволил сделать вывод, что наиболее перспективными по оперативности, объему измерительной информации о ТФС объектов исследования, точности и простоте реализации на основе микропроцессорной техники являются методы с импульсно-динамическим тепловым воздействием на исследуемые образцы. Кроме того, анализ работ, в которых авторы сделали попытку проконтролировать ТФС и температурные переходы термопластов без нарушения их целостности, показал, что в этих работах нет корректного обоснования адекватности используемых физико-математических моделей, описывающих физические процессы в исследуемых твердых телах, отсутствует или проведен не полный метрологический анализ, что не позволяет оценить достоверность получаемых резуль-

татсв измерений. Поэтому создание новых эффективных в метрологическом отношении методов и реализующих их средств НК ТФС и температурных переходов термопластов является актуальной задачей технической теплофизики, решение которой имеет важное значение для многих отраслей техники и промышленного производства.

Во второй главе представлены разработанные контактный и бесконтактный методы неразрушающего контроля ТФС и температурных переходов термопластов.

В первом разделе этой главы описан новый метод контактного НК ТФС и температурных переходов термопластов, сущность которого заключается в следующем.

На исследуемую заготовку из термопласта (см. рис. 1), предназначенную для формования в твердой фазе, помещают малогабаритный измерительный зонд 2, внутри корпуса которого находится охранный теплоизо-лятор 3, на контактной поверхности которого закрепляют подложку 4. На внешней поверхности подложки помещен линейный нагреватель 5 (источник тепла) и на линии его действия, а также на заданных расстояниях по обе стороны от линии источника и симметрично ей закреплены термобатареи 6 из полупроводниковых терморезисторов. Выводы от каждой термобатареи с помощью коммутационной схемы подсоединяют к разъему 7, закрепленному на вну тренней поверхности теплоизолятора.

Вначале осуществляют тепловое воздействие на термопласт от источника тепла единичным тепловым импульсом заданной мощностью q0 и определяют время релаксации температурного поля тр<!Л и начальную частоту подачи импульсов Fmm = 1/Тр«,л. Далее осуществляют тепловое воздействие от источника тепла, увеличивая частоту подачи импульсов в соответствии с зависимостями:

F^F^+AF,, (1)

1 Г' d AF, = АГ.ДТ,{т)+— \^{x)dT + К3 _ [дт; (г)Ц , (2)

2 «7-1

где АТ, = Гмд - Г(т) - разность между заданным и текущим значением контролируемой температуры в i-e моменты времени, Кх ... Къ- коэффициенты пропорциональности.

При этом контролируют температуру с помощью термобатареи в точках, расположенных по обе стороны от нагревателя на ближайшем расстоянии от него (например, x¡ = 1 мм при j = 1). Изменение во времени значения Гмд устанавливается таким образом, чтобы скорость нагрева исследуемого образца не была бы выше определенной величины, например, 1 °С в минуту. Это обеспечивает более полное протекание релаксационных процессов в термопластах и гарантирует точное определение температурных переходов.

Рис. 1 Схема контактного метода неразрушающего контроля ТФС и температурных переходов термопластов

Увеличение частоты следования тепловых импульсов в начальной стадии нагрева в соответствии с заданным (установленным) законом ((1) -(2)) осуществляется до тех пор, пока не выполнится условие АТ, - Тмя -7ЦЧ) < е, где £ < 0,01 °С, при этом источник тепла будет подавать импульсы с частотой а искомые ТФС определяют по соотношениям:

где ТХ{Х], тО и Тг(хр т2) - соответственно температура в х} точке контроля в заданные моменты времени ц = /^Ат и т2 = пгАт, Ат = 1//^ - интервал времени между тепловыми импульсами.

При достижении температур релаксационных переходов у термопластов происходит скачкообразное изменение их тегогофизических характеристик и изгиб термограммы нагрева (изменение угла наклона) и, соответственно, темпа нагрева. По этому отклонению термограммы от заданной траектории определяется температура и время наступления релаксационного перехода у исследуемого термопласта вначале на расстоянии х\ от линии нагрева. В процессе нагрева исследуемой заготовки температурные переходы обнаруживаются в точках контроля последовательно удаленных

(3)

(4)

Рис. 2 Температурные переходы при нагреве термопластов

от источника тепла, т.е. по мере достижения тепловой волны температурных переходов в каждой из контролируемых точек х1 (рис. 2).

Чувствительность метода повышается за счет того, что изменение контролируемой избыточной температуры на одну единицу обуславливает изменение, например, коэффициента температуропроводности на 5 - 7 единиц. Поэтому, вычисление ТФС по формулам (3) и (4) до изменения темпа нагрева и после, позволяют более точно определить момент и температуру релаксационных переходов в исследуемых термопластах. Полученная при этом информация о температурных переходах, дает возможность определить оптимальные температурные режимы формования деталей и изделий из термопластов в твердой фазе.

Описанные выше измерительные процедуры осуществляют для всех термобатарей, заканчивая самой удаленной от нагревателя парой. Для повышения достоверности результатов контроля температурных переходов в исследуемых термопластах полученные значения температурных переходов и ТФС для всех точек контроля усредняются.

По мере нагрева исследуемой заготовки, производя изложенные выше процедуры, определяют следующий температурный переход и т.д. (рис. 2) (если они имеются) вплоть до температуры стеклования Гс стеклообразных или температуры плавления кристаллических термоплатов, а полученные результаты фиксируют в оперативной памяти микропроцессора.

Основным преимуществом разработанного метода по сравнению с известными методами является возможность оперативного и точного определения в производственных условиях всех температурных переходов и ТФС непосредственно на заготовках из термопластов без нарушения их целостности и эксплуатационных характеристик.

В следующем разделе этой главы рассматривается бесконтактный метод НК ТФС температурных переходов термопластов, сущность которого заключается в следующем.

На рис. 3 приведена схема расположения источника тепловой энергии и термоприемников относительно исследуемого тела в процессе измерения. Схема включает точечный источник тепловой энергии / и термоприемники инфракрасного излучения 2 и 3, регистрирующие температуру поверхности исследуемого тела по электромагнитному излучению, перемещаемые относительно исследуемого образца 4. В качестве точечного источника тепловой энергии используется лазер, сфокусированный на поверхность исследуемого образца. Экраны 5 и б, расположенные с зазорами от поверхности образца на высоте гй, обеспечивают отсутствие влияния источника энергии на результаты измерений температуры из-за прямого воздействия на термоприемник частично отраженного от поверхности объекта лазерного луча. Перемещение термоприемников 2 и 3 осуществляется по прямым А и В, параллельным оси х. Изменение мощности теплового воздействия от лазера осуществляют оптическим затвором 7 за счет варьирования частотой тепловых импульсов точечного источника тепла.

Включают источник энергии 7 и начинают перемещение его и термоприемников 2 и 3 над исследуемым изделием 4 с постоянной скоростью V, величина которой берется такой, чтобы при выбранной начальной мощности источника <7о> избыточная температура исследуемого тела была небольшой (5-8 °С). Термоприемники 2 и 3, движущийся при этом

4 2 5 3 6 1 7

Рис. 3 Схема расположения источника теплового излучения и термоприемников в бесконтактном методе НК ТФС и температурных переходов термопластов

по линиям А и В, параллельным линии перемещения источника энергии с отставанием от него, будут регистрировать предельную избыточную температуру нагреваемой поверхности, соответствующую установившемуся квазистационарному режиму нагрева, причем зависимость избыточной температуры поверхности от расстояния между термоприемником и источником энергии для различных мощностей источника тепла будут иметь вид, представленный на рис. 4. Затем меняют расстояние между точкой контроля избыточной температуры первого термоприемника и центром пятна нагрева источника энергии до тех пор, пока контролируемая избыточная температура в точке ее регистрации достигнет максимального значения 7,тах(/?пгтт1). При этом перемещение термоприемника осуществляется до тех пор, пока разность контролируемых избыточных температур А Г,(Л) = Тт6(Я) - Тт5{К,.\) = 0. Это будет соответствовать экстремуму функции Тте(/?), т.е. в точке Тт^(Яогп\) (см. рис. 4). Аналогичные процедуры производят для второго термоприемника 3 и находят при этом экстремум функции 7,тах2(Лопт2).

Затем постепенно увеличивают мощность точечного источника тепла по линейному закону и контролируют при этом температуры в максимально теплонагруженных точках /?ош1 и Яот2 поверхности исследуемого образца.

Искомые ТФС определяют при этом по соотношениям:

„ _ -*;>)~(Я0Пт1 -*!)]

а _ --}

* тзу 1 Л«,

21п

' тах 1 -"от 1

^шах2^опт 2

*'(т) ехр 2л7тах,/гопт!

(-^опт 1 _Х1)

2а

(6)

где д,(х) - мощность источника; йопт1 и Лопт2 - расстояния от пятна нагрева до точек контроля температуры; х, и х2 - расстояния между центром пятна нагрева поверхности изделия и проекцией точки контроля температуры на линию движения источника энергии; и Ттах2 - контролируемые избыточные температуры в максимально теплонагруженных точках поверхности исследуемых изделий; V - скорость перемещения источника и термоприемника относительно изделия.

Увеличение мощности точечного источника тепла устанавливается таким образом, чтобы скорость нагрева исследуемого образца в самых теплонагруженных его точках при таком виде теплового воздействия не превышала бы определенной заранее заданной величины, например, 1 °С в минуту. Такой темп нагрева исследуемых термопластов обеспечивает полное протекание релаксационных процессов в них и гарантирует точное определение температуры релаксационных переходов.

Рис. 4 Адаптивный поиск максимально теплонагруженных точек поверхности исследуемых термопластов

При увеличении мощности теплового воздействия повышается температура в контролируемых точках и при достижении значений температур, соответствующих релаксационным переходам у термопластов, происходит скачкообразное изменение контролируемой термограммы, т.е. изменение угла наклона термограммы и изменение темпа нагрева. Это четко фиксируется путем непрерывного дифференцирования термограммы с заданным шагом дискретизации. При наличии у исследуемых термопластов нескольких температурных переходов они все фиксируются по соответствующим изгибам термограммы нагрева.

Предложенный метод по сравнению с известными техническими решениями обладает широкими функциональными возможностями, так как позволяет контролировать с необходимой для технологией точностью весь комплекс теплофизических характеристик и температурных переходов термопластов дистанционно, т.е. движущихся или вращающихся заготовок, а также готовых изделий сложной формы и с изменяющейся кривизной их поверхности. Кроме того, сканирование измерительной головки над исследуемым изделием с определенной скоростью позволяет контролировать в разработанном бесконтактном методе большой объем (поверхность) исследуемых изделий, при этом получаются усредненные по всему объему значения ТФС и температурных переходов, что существенно повышает достоверность результатов измерений за счет значительного уменьшения случайной составляющей общей погрешности измерений.

В третьей главе дано описание микропроцессорных систем, реализующих разработанные контактный и бесконтактный методы НК ТФС и температурных переходов термопластов.

тг г, ( Пр

Рис. 5 Микропроцессорная система НК ТФС и температурных переходов термопластов

На рис. 5 представлена схема микропроцессорной измерительной системы, реализующая разработанный контактный разработанный метод. Основным блоком разработанной ИИС является системный процессор СП, включающий в себя контролер СК, процессор Пр, постоянное запоминающее устройство ПЗУ, оперативное запоминающее устройство ОЗУ, дешифратор адресов ДА, порты ввода-вывода Порт-1 и Порт-2, аналого-

цифровые преобразователи АЦП-1 и АЦП-2, цифровой индикатор ЦИ и тактовый генератор ТГ. Измерительная система имеет два основных канала, по первому из которых поступает измерительная информация с термобатарей, расположенных слева от линии нагревателя, а по второму - справа от нагревателя. Выходы термобатарей из полупроводниковых терморезисторов через специальные прецизионные коммутаторы СПК-1 и СПК-2 подключены к измерительным мостам ИМ-1 и ИМ-2, сигналы с которых через АЦП-1, АЦП-2 и порта поступают в системный процессор СП.

Питание измерительных мостов осуществляется стабилизированным источником питания ИСП, а импульсный источник напряжения ИИН является источником питания для линейного нагревателя. Управляемый делитель частоты УДЧ по команде с процессора СП изменяет частоту подачи напряжения с ИИН на линейный нагреватель.

Математическое, алгоритмическое и программное обеспечение представленной ИИС разработано на основе контактного метода НК ТФС и температурных переходов термопластов, описанного выше.

Реализуемые в системах адаптивные измерительные процедуры позволяют задать в исследуемых образцах из термопластов такой тепловой режим их нагрева (темп нагрева), при котором обеспечивается полное протекание релаксационных процессов в исследуемых термопластах, что обеспечивает достоверное и точное определение их температурных переходов. Использование в термозонде разработанной контактной ИИС термобатарей из полупроводниковых терморезистов, позволяет существенно (не менее, чем на порядок) повысить чувствительность реализуемого метода контроля температурных переходов термопластов, что в итоге повышает и метрологический уровень созданной ИИС.

На рис. 6 представлена схема ИИС бесконтактного неразрушающего контроля ТФС и температурных переходов термопластов.

Отличительной особенностью разработанной бесконтактной ИИС перед известными системами данного назначения является адаптивный поиск в процессе теплофизического эксперимента таких расстояний между источниками тепла и термоприемниками, при которых контролируется самая высокая температура нагрева исследуемых образцов (Ттзх), что позволяет обеспечить полную гарантию сохранения целостности заготовок и изделий из них, а высокий уровень контролируемых измерительных сигналов, поступающих от термоприемников в процессор, существенно повышает точность прямых температурных измерений в системе, и, в итоге, разрешающую способность обнаружения температуры релаксационных переходов исследуемых термопластов. Кроме того, разработанная микропроцессорная ИИС автоматически задает такой тепловой режим нагрева в контролируемых образцах, при котором обеспечивается полное протекание релаксационных процессов в исследуемых термопластах, что гарантирует определение в них всех температурных переходов с высокой точностью и достоверностью.

ч

1 - точечный источник тепла; 2,3- инфракрасные термоприемники; 4 - образец из термопласта; 5 - микропроцессор; 6 - индикатор; 7 - клавиатура; 8 - фотозатвор; 9 - порт ввода-вывода; 10 - датчик положения термоприемников;

11- усилитель мощности; 12 - реверсивный двигатель; 13 - механизм перемещения термоприемников; 14 - двигатель постоянного тока; 15 - механизм перемещения измерительной головки; 16 - блок питания; 17- блок управления фокусировкой; 18 - механизм фокусировки; 19- блок питания лазера

В четвертой главе проведен анализ погрешности результатов измерений по разработанным контактному и бесконтактному методам на базе аналитических соотношений, полученных с использованием математических моделей объектов измерений. Для названных выше методов 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 алгоритмической коррекции результатов измерений.

В заключительном разделе этой главы приведены результаты экспериментальных исследований разработанных методов и микропроцессорных систем ПК ТФС и температурных переходов термопластов на основе метрологического эксперимента. Проведенные экспериметальные исследования разработанных методов и средств подтвердили корректность основных теоретических выводов, положенных в основу создания этих средств контроля, а также эффективность их практического применения в области теплофизических измерений.

В приложениях приведены конструкции измерительных зондов разработанных систем, компьютерные программы расчетов для определения доминант при анализе погрешностей на аналитической основе и на основе метрологического эксперимента, экспериментальные данные и акты о внедрении результатов работы.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

Основные результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1 Проведенный информационный анализ показал, что в большом многообразии методов и средств НК ТФС и температурных переходов термопластов практически отсутствуют измерительные средства, позволяющие осуществлять контроль этих основных теплофизических параметров термопластов без нарушения их целостности и эксплуатационных характеристик, а также позволил сделать вывод, что наиболее перспективными по оперативности, объему измерительной информации о ТФС объектов исследования, точности и простоте реализации на основе микропроцессорной техники являются методы с импульсно-динамическим тепловым воздействием на исследуемые образцы.

2 Разработаны физико-математические модели теплопереноса в полубесконечных в тепловом отношении твердых телах при контактном и бесконтактном тепловом воздействии на них от линейного или подвижного точечного источника тепла, адекватно описывающие тепловые процессы в контролируемых объектах и позволяющие определить ТФС и температурные переходы термопластов.

3 На основе полученных физико-математических моделей разработаны новые, защищенные патентами на изобретения, более эффективные в метрологическом отношении контактный и бесконтактный методы контроля ТФС и температурных переходов термопластов без нарушения их целостности и эксплуатационных характеристик, а именно:

- контактный метод неразрушающего контроля ТФС и температурных переходов термопластов, отличительной особенностью которого является возможность оперативного и точного определения в производственных условиях всех температурных переходов и ТФС непосредственно на заготовках из термопластов с целью задания оптимальных тепловых режимов формования в твердой фазе изделий из них;

- бесконтактный метод неразрушающего контроля ТФС и температурных переходов термопластов, обладающий высокой производительностью измерений и возможностью контролировать с необходимой для технологии точностью весь комплекс ТФС и температурных переходов термопластов движущихся или вращающихся заготовок из термопласта, а также готовых изделий сложной формы и с различной кривизной их поверхности. Кроме того, сканирование измерительной головки над исследуемым изделием с определенной скоростью позволяет контролировать в разработанном бесконтактном методе большой объем (поверхность) исследуемых изделий, при этом получаются усредненные по всему объему значения ТФС и температурных переходов, что существенно повышает достоверность результатов измерений за счет значительного уменьшения случайной составляющей общей погрешности измерений.

4 Разработаны микропроцессорные ИИС, реализующие созданные методы НК ТФС и температурных переходов термопластов, позволяющие определять весь комплекс искомых тегаюфизических характеристик термопластов без нарушения их целостности и эксплуатационных характеристик с высокой для теплофизических измерений точностью. Реализуемые в системах адаптивные измерительные процедуры позволяют задать в исследуемых образцах из термопластов такой темп их нагрева, при котором обеспечивается полное протекание релаксационных процессов в исследуемых термопластах, что обеспечивает достоверное и точное определение их температурных переходов. Использование в термозонде разработанной контактной ИИС термобатарей из полупроводниковых терморезистов, позволяет существенно (не менее, чем на порядок) повысить чувствительность реализуемого метода контроля температурных переходов термопластов, что в итоге повышает и метрологический уровень созданной ИИС.

5 Проведен анализ погрешности результатов измерений по разработанным контактному и бесконтактному методам на базе аналитических соотношений, полученных с использованием математических моделей объектов измерений. Для созданных методов НК ТФС и температурных переходов термопластов 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 погрешностей.

6 Проведены экспериментальные исследования разработанных методов и средств НК ТФС и температурных переходов термопластов. Результаты метрологических экспериментов показали корректность основных теоретических выводов, положенных в основу разработанных методов. Микропроцессорная система, реализующая контактный метод НК ТФС и температурных переходов термопластов внедрена в промышленное производство.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1 Рожнова, Л.И. Метод и устройство неразрушающего контроля теп-лофизических характеристик и температурных переходов термопластов / Л.И. Рожнова, Ю.М. Радько, В.Н. Чернышов // Контроль. Диагностика. 2005. № 4. С. 35 - 43.

2 Рожнова, Л.И. Неразрушающий метод определения теплофизиче-ских характеристик и температурных переходов термопластов / Л.И. Рожнова, Ю.М. Радько, В.Н. Чернышев // Измерительная техника. 2005. № 5. С. 59-61.

3 Пат. 2250453 РФ, Cl, G 01 N 25/18. Способ неразрушающего контроля теплофизических характеристик и температурных переходов термопластов / Л.И. Рожнова, В Н Чернышев, Ю.М. Радько; заявитель и патентообладатель ТГТУ; № 2504111221/28; заяв. 12.04.2004; опубл. 20.04.2005; Бюл. №11.

4 Рожнова, Л.И. Экспресс-метод неразрушающего контроля тепло-физических характеристик и температурных переходов термопластов / Л.И. Рожнова // Теплофгоические измерения при контроле и управлении качеством : материалы Пятой Междунар. теплофиз. шк. : в 2 ч. Тамбов, 20 -24 сент., 2004. Ч. 1. С. 267 - 268.

5 А. с. № 1778658 СССР, МКИ G 01 N 25/18. Способ бесконтактного контроля теплофизических характеристик материалов / В.Н. Чернышов, Л.И. Рожнова. № 4866121/25, заявл. 14.09.90; опубл. 30.11.92; Бюл. № 44. 8 с.

6 Рожнова, Л.И. Оперативный контроль температурных переходов у термопластов по их теплофизическим характеристикам / Л.И. Рожнова, Ю.М. Радько // Энергосбережение и энергоэффективные технологии -2004 : сб. докл. Всерос. науч.-техн. конф. Липецк, 2004. Ч. 2. С. 37 - 38.

7 Рожнова, Л.И. Определение температурных переходов термопластов методом экспресс-контроля их теплофизических характеристик / Л.И. Рожнова, Ю.М. Радько // Наука на рубеже тысячелетий : сб. науч ст. Междунар. конф. Тамбов, 2004. Т. 1. С. 146 - 147.

8 Рожнова, Л.И. Метод определения температурных переходов и теплофизических характеристик термопластов / Л.И. Рожнова // IX научная конференция ТГТУ : сб. тез. докл. Тамбов, 2004. С. 108 - 109.

9 Рожнова, Л.И. Анализ погрешностей неразрушающего контроля ТФС и температурных переходов термопластов на основе математических моделей объектов и процедур измерения / Л.И. Рожнова // Наука на рубеже тысячелетий: сб. науч. ст. Междунар. конф. Тамбов, 2005. Т. 2. С. 86 - 88.

Подписано к печати 17.11.2005 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. 805

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

8?23 4 70

РНБ Русский фонд

2006-4 27953

Перечень наиболее часто употребляемых условных обозначений.

ВВЕДЕНИЕ.

1 ИНФОРМАЦИОННЫЙ ОБЗОР И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СРЕДСТВ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ТФС И ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПЕРЕХОДОВ ТЕРМОПЛАСТОВ.

1.1 Структурное строение аморфных и кристаллических термопластов.

1.2 Релаксационные процессы в термопластах.

1.3 Методы контроля теплофизических характеристик и температурных переходов термопластов.

1.4 Постановка задачи исследования.

1.5 Выводы.

2 МЕТОДЫ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПЕРЕХОДОВ ТЕРМОПЛАСТОВ.

2.1 Контактный метод неразрушающего контроля ТФС и температурных переходов термопластов.

2.2 Бесконтактный метод неразрушающего контроля ТФС и температурных переходов термопластов.

2.3 Выводы.

3 МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ СИСТЕМЫ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ТФС И ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПЕРЕХОДОВ ТЕРМОПЛАСТОВ.

3.1 Микропроцессорная система неразрушающего контактного контроля ТФС и температурных переходов термопластов.

3.2 Микропроцессорная система бесконтактного контроля ТФС и температурных переходов термопластов.

3.3 Термозонд для контактного метода неразрушающего контроля ТФС и температурных переходов исследуемых термопластов

3.4 Выводы.

4 МЕТРОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КОНТАКТНОГО И БЕСКОНТАКТНОГО МЕТОДОВ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ТФС И ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПЕРЕХОДОВ ТЕРМОПЛАСТОВ.

4.1 Анализ погрешности контактного метода.

4.2 Анализ погрешности бесконтактного метода НК ТФС и температурных переходов термопластов.

4.3 Экспериментальные исследования методов и измерительной системы НК ТФС и температурных переходов термопластов

4.4 Выводы.

Ежегодно во всем мире производятся и перерабатываются в изделия огромные количества различных полимеров. Почти все технологические процессы их производства и переработки связаны с подводом или отводом тепла. Поэтому знание теплофизических свойств полимера (теплопроводности, теплоемкости, температуропроводности) необходимо для рационального выбора теплового режима переработки, направленного на повышение его эффективности и улучшение качественных показателей. С другой стороны, теплофизические свойства весьма важны для установления эксплуатационных характеристик полимеров, применяемых в ряде отраслей техники, народном хозяйстве и быту.

Интерес к проблеме в настоящее время исключительно велик. С теоретической точки зрения весьма важно выяснить основные закономерности процесса теплопроводности в полимерах исходя из современных представлений о макромолекулах и надмолекулярных структурах [1].

С инженерной точки зрения для промышленности переработки пластмасс важно машинное оформление процессов, разработка технологических режимов (сюда относятся вопросы контроля качества исходного материала, определение оптимальных сочетаний энергетических параметров, например температурных областей переработки и т.д.) [2].

Анализ методов переработки пластмасс (формование, соединение, модифицирование), отличающихся сочетанием физических и химических процессов, позволяет выделить ряд свойств пластмасс, знание которых дает возможность грамотно решать задачи проектирования технологических процессов, их интенсификации, рационализации и оптимизации. Комплекс этих свойств принято называть технологическим. При этом наиболее важными являются свойства, позволяющие определить технологические условия переработки (температурные области переработки).

Одним из высокопроизводительных и эффективных методов получения изделий и деталей из термопластов является формование их в твердом состоянии (твердой фазе) [3, 4], обеспечивающее следующие технико-экономические преимущества:

- технологические циклы формования могут быть заметно сокращены и упрощены за счет исключения стадии охлаждения (в два - пять раз по сравнению с литьем под давлением);

- качество изделий может быть заметно повышено за счет физико-химических процессов, протекающих в материале при пластическом деформировании под давлением;

- можно перерабатывать полимеры с очень высокой молекулярной массой и термически нестойкие, не поддающиеся обычным способам переработки;

- стоимость технологической оснастки при производстве многих изделий может быть значительно снижена, чем при литье под давлением (в два -три раза).

В основе всех процессов переработки полимеров в твердом состоянии лежит пластическая (вынужденно-эластическая) деформация, которая носит обратимый характер [5].

Формование ведется в температурном интервале, заключенном между комнатной температурой и температурой стеклования Тс для аморфных полимеров или плавления Тпл для кристаллизующихся [6-8].

Поэтому для назначения температурных режимов формования необходима информация о релаксационном поведении и температурных переходах термопластов в указанном интервале температур.

Существуют различные методы определения температурных переходов у термопластов: линейная дилатометрия, термомеханика, температурные зависимости тангенса угла (tg 8) от механических и диэлектрических потерь

4].

Хорошие результаты дают также теплофизические методы исследования полимеров, позволяющие определять температурные переходы по соответствующим изломам на температурных зависимостях теплофизических свойств (ТФС), например коэффициентов теплопроводности X и температуропроводности а [2; 9].

Все эти методы имеют ряд недостатков, которые препятствуют их использованию в реальных производственных условиях для оперативной корректировки технологических режимов формования термопластов в твердой фазе с целью получения качественных изделий.

К наиболее существенным недостаткам следует отнести:

- необходимость изготовления специальных модельных образцов из термопласта установленной формы и размеров, что исключает возможность определения температурных переходов в производственных условиях у исходных заготовок, предназначенных для формования в твердой фазе, и готовых изделий без их разрушения;

- необходимость применения эталонных образцов, усложняющих аппаратурное оформление реализации способа, а также, снижающих точность измерений, так как ТФС теплофизических эталонов определяются с погрешностью не менее 5-7%, что существенно увеличивает общую погрешность;

- непригодность для использования в реальных производственных условиях сложной и громоздкой теплоизолированной камерой с жидкостью и перемешивающим устройством для создания заданного режима нагрева исследуемого образца и эталона.

В этой связи весьма актуальной задачей является разработка оперативных и точных методов и реализующих их средств определения в производственных условиях ТФС и температурных переходов у заготовок из термопластов без нарушения их целостности и эксплуатационных характеристик с целью задания оптимальных режимов формования термопластов в твердой фазе.

Цель работы

Разработка, исследование и внедрение в практику контактного и бесконтактного методов и реализующих их микропроцессорных систем, позволяющих осуществлять неразрушающий контроль ТФС и температурных переходов термопластов с необходимой для теплофизических измерений оперативностью и точностью.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- разработать физико-математические модели теплопереноса в полубесконечных в тепловом отношении твердых телах при контактном и бесконтактном тепловом воздействии на них от линейного или подвижного точечного источника тепла, адекватно описывающие тепловые процессы в контролируемых объектах;

- на основе полученных физико-математической моделей разработать и исследовать новый контактный метод контроля ТФС и температурных переходов термопластов без нарушения их целостности и эксплуатационных характеристик, отличительной особенностью которого является возможность оперативного и точного определения в производственных условиях всех температурных переходов и ТФС непосредственно на заготовках из термопластов с целью задания оптимальных тепловых режимов формования в твердой фазе изделий из них;

- разработать бесконтактный метод неразрушающего контроля ТФС и температурных переходов термопластов, обладающий высокой производительностью и широкими функциональными возможностями, т.к. позволяет контролировать с большой точностью весь комплекс ТФС и температурных переходов термопластов движущихся или вращающихся заготовок и изделий различной формы;

- разработать микропроцессорные информационно-измерительные системы, реализующие созданные контактный и бесконтактный методы НК ТФС и температурных переходов исследуемых термопластов.

- провести метрологический анализ разработанных методов и средств НК ТФС и температурных переходов термопластов с рекомендациями повышения их метрологического уровня.

Методы и методики исследования. Результаты исследований, включенные в диссертацию, базируются на аналитической теории теплопроводности, математической физике, математическом моделировании, метрологии и метрологическом эксперименте, на результатах научно-исследовательских работ кафедры "Криминалистика и информатизация правовой деятельности" Тамбовского государственного технического университета, Тамбовского областного отделения "Российское общество по неразрушающему контролю и технической диагностике", а также рядя промышленных и научно-исследовательских организациях.

Научная новизна диссертационной работы заключается в том, что на основе разработанных физико-математических моделей теплопереноса в полубесконечных в тепловом отношении твердых телах при контактном и бесконтактном тепловом воздействии на них от линейного или подвижного точечного источника тепла созданы новые, защищенные патентами на изобретения, методы НК ТФС и температурных переходов термопластов, имеющих достаточную для технологического контроля точность и оперативность, обеспечивающих полную гарантию сохранения целостности и эксплуатационных характеристик исследуемых объектов.

Созданные на основе этих методов микропроцессорные информационно-измерительные системы (ИИС) существенно упрощают процесс измерений при высоком метрологическом уровне результатов контроля, которые обеспечиваются тем, что в системах адаптивно в процессе теплофизического эксперимента устанавливается такой режим теплового воздействия на исследуемые термопласты (темп нагрева), при котором, во-первых, обеспечивается наибольшая чувствительность и разрешающая способность обнаружения температурных переходов в исследуемых термопластах с высокой для теп-лофизических измерений точностью контроля при этом и их ТФС, во-вторых, высокая помехозащищенность и достоверность результатов контроля за счет усреднения измерительной информации о температурно-временных изменениях в большом количестве точек поверхности исследуемых объектов.

Отличительной особенностью разработанных методов и реализующих их микропроцессорных измерительных средств является возможность контроля не только ТФС исследуемых термопластов, но и всех их релаксационных переходов в интервалах температур от комнатной Тк до температуры стеклования Тс аморфных и температуры плавления Тпл кристаллических термопластов.

Практическая ценность работы заключается в том, что на основе разработанных контактного и бесконтактного методов РЖ ТФС и температурных переходов термопластов, которые защищены патентами РФ на изобретения N1778658, №2250453, созданы и внедрены в производство микропроцессорные ИИС с соответствующим алгоритмическим, программным и метрологическим обеспечением. Создана методика контроля в производственных условиях ТФС и температурных переходов термопластов, позволяющая назначать оптимальные температурные режимы формования заготовок различной конфигурации. Работоспособность ИИ С и созданных методов контроля показаны при исследованиях ТФС и температурных переходов в диапазоне температур от комнатной Тк до температуры стеклования Тс поли-метилметакрилата ПММА (оргстекло) и температуры плавления Тш полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) и политетрафторэтилена ПТФЭ (фторопласт Ф-4).

Реализация результатов работы заключается в создании и внедрении при непосредственном участии автора информационно-измерительных систем и методик контактного и бесконтактного неразрушающего контроля ТФС и температурных переходов термопластов. Результаты диссертационной работы приняты к использованию в ОАО "Тамбовполимермаш" (г. Тамбов), ОАО "Завод подшипников скольжения" (г. Тамбов), а также в учебном процессе ТГТУ.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на: IX научной конференции ТГТУ (Тамбов, 2004 г.); пятой Международной теплофизической школе "Теплофизические измерения при контроле и управлении качеством" (Тамбов, 2004 г.); Международной конференции "Наука на рубеже тысячелетий" (Тамбов, 2004 г.); Всероссийской научно-технической конференции "Энергосбережение и энергоэффективные технологии - 2004" (Липецк, 2004 г.).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы изложены в 9-х печатных работах, в том числе 5-и статьях в центральных и региональных научных журналах, 2-х патентах на изобретения.

Личный вклад автора. Во всех работах, опубликованных в соавторстве, при непосредственном участии автора были разработаны основные идеи методов, получены теоретические результаты, предложено математическое, алгоритмическое, программное и метрологическое обеспечения созданных процессорных измерительных средств, проведены теплофизические эксперименты и осуществлено доказательство достоверности полученных результатов и эффективности использования предложенных методов и микропроцессорных систем.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка используемой литературы и приложений. Основная часть диссертации изложена на 115 страницах машинописного текста и содержит 26 рисунков, 6 таблиц. Список литературы включает 108 наименований.

Основные результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Проведенный информационный анализ показал, что в большом многообразии методов и средств НК ТФС и температурных переходов термопластов практически отсутствуют измерительные средства, позволяющие осуществлять контроль этих основных теплофизических параметров термопластов без нарушения их целостности и эксплуатационных характеристик, а также позволил сделать вывод, что наиболее перспективными по оперативности, объему измерительной информации о ТФС объектов исследования, точности и простоте реализации на основе микропроцессорной техники являются методы с импульсно-динамическим тепловым воздействием на исследуемые образцы.

2. Разработаны физико-математические модели теплопереноса в полубесконечных в тепловом отношении твердых телах при контактном и бесконтактном тепловом воздействии на них от линейного или подвижного точечного источника тепла, адекватно описывающие тепловые процессы в контролируемых объектах.

3. На основе полученных физико-математической моделей разработаны новые, защищенные патентами на изобретения, более эффективные в метрологическом отношении контактный и бесконтактный методы контроля ТФС и температурных переходов термопластов без нарушения их целостности и эксплуатационных характеристик, а именно:

- контактный метод неразрушающего контроля тФС и температурных переходов термопластов, отличительной особенностью которого является возможность оперативного и точного определения в производственных условиях всех температурных переходов и ТФС непосредственно на заготовках из термопластов с целью задания оптимальных тепловых режимов формования в твердой фазе изделий из них;

- бесконтактный метод неразрушающего контроля тФС и температурных переходов термопластов, обладающий высокой производительностью и широкими функциональными возможностями, т.к. позволяет контролировать с большой точностью весь комплекс ТФС и температурных переходов термопластов движущихся или вращающихся заготовок и изделий различной формы. Кроме того, сканирование измерительной головки над исследуемым изделием с определенной скоростью позволяет контролировать в разработанном бесконтактном методе большой объем (поверхность) исследуемых изделий, при этом получаются усредненные по всему объему значения ТФС и температурных переходов, что существенно повышает достоверность результатов измерений.

4. Разработаны микропроцессорные ИИС, реализующие созданные методы НК ТФС и температурные переходы термопластов, позволяющие определять весь комплекс искомых теплофизических характеристик термопластов без нарушения их целостности и эксплуатационных характеристик с высокой для теплофизических измерений точностью. Реализуемые в системах адаптивные измерительные процедуры позволяют задать в исследуемых образцах из термопластов такой темп их нагрева, при котором обеспечивается полное протекание релаксационных процессов в исследуемых термопластах, что обеспечивает достоверное и точное определение их температурных переходов. Использование в термозонде разработанной контактной ИИС термобатарей из полупроводниковых терморезистов, позволяет существенно (не менее, чем на порядок) повысить чувствительность реализуемого метода контроля температурных переходов термопластов, что в итоге повышает и метрологический уровень созданной ИИС.

5. Проведен анализ погрешности результатов измерений по разработанным контактному и бесконтактному методам на базе аналитических соотношений, полученных с использованием математических моделей объектов измерений. Для созданных методов НК ТФС и температурных переходов термопластов 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 погрешностей.

6. Проведены экспериментальные исследования разработанных методов и средств НК ТФС и температурных переходов термопластов. Результаты метрологических экспериментов показали корректность основных теоретических выводов, положенных в основу разработанных методов. Микропроцессорная система, реализующие контактный метод НК ТФС и температурных переходов термопластов внедрена в промышленное производство.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Новиченок Л.Н., Шульман З.П. Теплофизические свойства полимеров. Минск, "Наука и техника", 1971, 120 с.

2. Богданов В.В. Методы исследования технологических свойств пластмасс. Учебное пособие. Л., Изд-во Ленинг. ун-та, 1978, 176 с.

3. Радько Ю.М. Исследование в области переработки термопластов в стеклообразном и кристаллическом состоянии: Автореф. дис. . канд. техн. наук. М., 1979. 16 с.

4. Баронин Г.С., Кербер М.Л., Минкин Е.В., Радько Ю.М. Переработка полимеров в твердой фазе (физико-химические основы): Монография. М.: Изд-во Машиностроение 1, 2002. 320 с.

5. Аскадский А.А. Деформация полимеров. М.: Химия, 1973. 448 с.

6. А.с. СССР, МКИ 2. В29С 17/00 №722016. Способ формования термопластов. Радько Ю.М. и др./откр., изобр., пром. образцы и тов. знаки. -, 1980, -№ 10.

7. А.с. СССР, МКИ 2. В29С 17/00 №761518. Способ формования изделий из политетрафторэтилена. Радько Ю.М. и др./откр., изобр., пром. образцы и тов. знаки.-, 1980.-№33.

8. А.С. СССР, МКИ 2 В29С 17/00. №952633. Способ формования изделий из полиэтилена высокой плотности. Радько Ю.М. и др.

9. Годовский Ю.К. Теплофизические методы исследования полимеров. /Ю.К.

10. Годовский. М.: Химия, 1976. - 216 с.

11. Тагер А.А. Физико-химия полимеров / А.А. Тагер. М.: Химия, 1978.- 544 с.

12. Кацнельсон М.Ю. Полимерные материалы: Справочник / М.Ю. Кацнель-сон, Г.А. Балаев. JL: Химия, 1982. - 317 с.

13. Бартенев Г.М. Релаксационные свойства полимеров / Г.М. Бартенев, А.Г. Бартенева. М.: Химия, 1992. - 384 с.

14. Бартенев Г.М. Физика полимеров / Г.М. Бартенев, С.Я.Френкель. Л.: Химия, 1990.-429 с.

15. Бартенев Г.М. Физика и механика полимеров / Г.М. Бартенев, Ю.В. Зеленев. М.: Высшая школа, 1983. - 391 с.

16. Бартенев Г.М. Структура и релаксационные свойства эластомеров / Г.М. Бартенев, М.: Химия, 1979. - 288 с.

17. Аскадский А.А. Химическое строение и физические свойства полимеров / А.А. Аскадский, Ю.И. Матвеев. М.: Химия, 1983. - 248 с.

18. Кулезнев В.Н. Химия и физика полимеров / В.Н. Кулезнев, В.А. Шершнев. М.: Высш. шк., 1988. - 312 с.

19. Ван Кревелен Д.В. Свойства и химическое строение полимеров / Пер. с англ. под ред. А.Я. Малкина. М.: Химия, 1976. - 416 с.

20. Привалко В.П. Молекулярное строение и свойства полимеров / В.П. При-валко- Д.: Химия, 1986. 240 с.

21. Вундерлих Б. Физика макромолекул. Кристаллическая структура, морфология, дефекты: Пер. с англ. / Б. Вундерлих. М.: Мир, 1976.-623 с.

22. Трилор Л. Введение в науку о полимерах: Пер. с англ. / JI. Трилор. М.: Мир, 1973.-238 с.

23. Тагер А.А. Метастабильные полимерные системы / А.А. Тагер // Высокомолекулярные соединения. 1988. - Т. 30, № 7. - с. 1347 - 1356.

24. Жидкокристаллический порядок в полимерах: Пер. с англ. / Под ред. А. Блюмштейна. М.: Мир, 1981. - 352 с.

25. Перепечко И.И. Введение в физику полимеров / И.И. Перепечко. М.: Химия, 1978.-312 с.

26. Стенли Г. Фазовые переходы и критические явления: Пер. с англ. / Г. Стенли. М.: Мир, 1973. - 419 с.

27. Браут Р. Фазовые переходы: Пер. с англ. / Р. Браут. М.: Мир, 1967.-288 с.

28. Берштейн В.А. Общий механизм (3 перехода в полимерах / В.А. Бер-штейн, В.М. Егоров // Высокомолекулярные соединения - 1985, - Т. 27, №11.-С. 2440-2449.

29. Шутилин Ю.Ф. О термодинамическом описании сегментального движения в полимерах и их смесях /Ю.Ф. Шутилин //Журнал физической химии -1989,-Т. 63, №1.-С. 44-50.

30. Кобеко П.П. Аморфные вещества / П.П. Кобеко. JL: Изд. АН СССР, 1952. -432 с.

31. Нильсен Л. Механические свойства полимеров и полимерных композиций: Пер с англ./Л.Нильсен, Е.Лоуренс. М.: Химия, 1978.-310 с.

32. Перепечко И.И. Свойства полимеров при низких температурах / И.И. Перепечко. М.: Химия, 1977. - 271 с.

33. Релаксационные явления в полимерах / Под ред. Г.М. Бартенева и Ю.В. Зеленева. Л.: Химия, 1972. - 376 с.

34. Перепечко И.И. Акустические методы исследования полимеров / И.И. Перепечко. М.: Химия, 1973. - 296 с.

35. Бойер Р.Ф. Переходы и релаксационные явления в полимерах: Пер. с англ. /Р.Ф. Бойер-М.: Мир, 1968.-384 с.

36. Bartenev G.M. // Acta Polymerica. 1980. Bd. 31 № 3. S. 187 190.

37. Электрические свойства полимеров / Под ред. Б.И. Сажина. JL: Химия, 1977.- 192 с.

38. Сажин Б.И. Электропроводность полимеров / Б.И. Сажин. М. - Л.: Химия, 1965.- 160 с.

39. Бартенев Г.М. Курс физики полимеров / Г.М. Бартенев, Ю.В. Зеленев. -М.: Химия, 1976.-288 с.

40. Переработка полимеров в твердой фазе: Учеб. пособие / Г.С. Баронин, М.Л. Кербер, Е.В. Минкин, П.С. Беляев. Тамбов: изд-во Тамб. гос. техн. унта, 2005. 88 с.

41. Тейтельбаум Б.Я. Термомеханический анализ полимеров / Б.Я. Тейтельба-ум. М.: Наука, 1979. - 234 с.

42. Френкель С.Я., Бартенев Г.М. Физика полимеров. Л.: Химия, 1990. 432 с.

43. Уэндландт У. Термические методы анализа: Пер с англ. / У. Уэндландт. -М.: Мир, 1978.-526 с.

44. Берштейн В.А. Дифференциальная сканирующая калориметрия в физико-химии полимеров/ В.А. Берштейн, В.М. Егоров. Л.: Химия, 1990. - 255 с.

45. Кальве Э. Микрокалориметрия: Пер. с фр. / Э. Кальве, А. Пратт. М.: Из-датинлит, 1963. - 477 с.

46. Хеммингер В. Калориметрия. Теория и практика: Пер с англ./ В. Хеммин-гер, Г. Хене. М.: Химия, 1990. - 176 с.

47. Буравой СЕ. Теория, методы и средства определения теплофизических характеристик материалов холодильной и криогенной техники при комбинированных тепловых воздействиях: Автореф. дис. на . д-ра техн. наук: 05.11.13/СЕ. Буравой.-Спб., 1996.-31 с.

48. Анализ и синтез измерительных систем/ СВ. Мищенко, Ю.Л. Муромцев, Э.И. Цветков, В.Н. Чернышов. Тамбов: ТГТУ, - 1995. - 238 с.

49. Чуриков А.А. Методы и средства неразрушающего контроля теплофизических свойств изделий и образцов из неоднородных твердых материалов: Автореф. дис. на . д-ра техн. наук: 05.11.13 / А.А. Чуриков. Тамбов, 2000. - 32 с.

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

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

52. Козлов В.П. Двумерные осесимметричные нестационарные задачи теплопроводности / В.П. Козлов. Минск: Наука и техника, 1986. - 392 с.

53. Многомодельные методы в микропроцессорных системах неразрушающего контроля теплофизических характеристик материалов / СВ. Мищенко, Ю.Л. Муромцев, Н.П. Жуков, Н.Ф. Майникова, И.В. Рогов; Под ред. СВ. Мищенко. Тамбов: ТГТУ, 2001. - 112 с.

54. Чернышова Т.Н. Методы и средства неразрушающего контроля теплофизических свойств материалов / Т.И. Чернышова, В.Н. Чернышов. М.: Машиностроение, - 2001. - 240 с.

55. Пат. 2161301 РФ, G 01 N 25/18. Способ неразрушающего определения теплофизических свойств материалов / Жуков Н.П., Муромцев Ю.Л., Майникова Н.Ф., Рогов И.В., Балашов А.А. № 99104568/28; Заявл. 03.03.99; Опубл. 27.12.2000 // Бюл. № 36.

56. Патент РФ N93018749/25. Способ неразрушающего контроля теплофизических характеристик материалов / Чернышов В.Н. и др. Заявл. 24.04.94; Опубл. 11.04.96.

57. N1481656 СССР, МКИ G01 N25/18. Способ бесконтактного контроля теп-лофизических характеристик материалов / В.Н.Чернышов и др. -N4244740/31-25; Заявл. 13.05.87; Опубл. 23.05.89, Бюл.Ш9. 6 с.

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

59. Пат. № 96120497/25 РФ. Способ определения теплофизических характеристик материалов.

60. А.с. N1402892 СССР, МКИ G01N 25/18. Способ неразрушающего контроля теплофизических характеристик материалов и устройство для его осуществления / В.Н.Чернышов и др. N4129719/31-25; Заявл. 26.06.86; Опубл. 15.06.88, Бюл. N22. - 12с.

61. Метод и устройства неразрушающего контроля теплофизических свойств материалов массивных тел / В.В. Власов, Ю.С. Шаталов, Е.Н. Зотов, А.А. Чуриков, Н.А. Филин // Измерительная техника. 1980. - № 6. - С. 42- 46.

62. Неразрушающий контроль, зависящих от температуры коэффициентов тепло- и температуропроводности /В.В. Власов, Ю.С. Шаталов, А.А. Чуриков, Е.Н. Зотов // Промышленная теплотехника. 1981. - Т. 3. № 3. - С. 43 -52.

63. Патент № 2208778. Способ бесконтактного контроля ТФС материалов / Чернышов В.Н., Чернышов А.В., Сысоев Э.В. Зарегистрир. 20.07.2003.

64. Патент № 2251098. Способ бесконтактного неразрушающего контроля теплофизических свойств материалов / Чернышов В.Н., Сысоев Э.В., Попов Р.В. Заявлено 17.11.2003; Опубликовано 7.04.2005.- 11 с.

65. Патент № 2250454. Способ неразрушающего контроля теплофизических характеристик твердых материалов / Чернышов В.Н., Фокин В.М., Бойков Г.П. Заявл. 12.04.2004; Опубл. 20.04.2005.

66. А.с. N1388703 СССР, МКИ G01B 21/08. Термозонд для определения толщины покрытия изделий / В.Н.Чернышов и др. N4123889 /25-28; Заявл. 25.05.86; Опубл. 15.04.88. - Бюл. N14.

67. Патент РФ N94042102/28. Термозонд для неразрушающего контроля толщины защитных пленочных покрытий. /Чернышов В.Н. и др. Заявл. 22.11.94; Опубл. 18.11.96.

68. Герасимов Б.И., Глинкин Е.И. Микропроцессоры в приборостроении. М.: Машиностроение, 2000. - 388 с.

69. Мищенко СВ. Метод неразрушающего контроля при исследовании температурной зависимости теплофизических характеристик массивных образцов / СВ. Мищенко, А.А. Чуриков, В.Е. Подольский // Вестник ТГТУ. -1995. Т. 1, № Ъ-Л. - С. 246 - 254.

70. Сенкевич А.Ю. Метод и автоматизированная система многостадийного неразрушающего контроля теплофизических свойств твердых теплоизоляционных материалов: Дис. на . канд. техн. наук / А.Ю. Сенкевич. Тамбов, 2000.- 168 с.

71. Вавилов В.П., Горбунов В.И., Епифанов Б.И. Некоторые теоретические и экспериментальные вопросы тепловых методов неразрушающего контроля //Дефектоскопия. 1975.-N6-C. 67-75.

72. Платунов Е.С. Теплофизические измерения в монотонном режиме / Е.С. Платунов. JL: Энергия, 1973. - 143 с.

73. Платунов Е.С. Метод скоростного измерения температуропроводности теплоизоляционных и полупроводниковых материалов в широком интервалетемператур // Известия высших учебных заведений СССР. Приборостроение. 1961.-Т. 4,№ 1-С. 84-93.

74. Осипова В.А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена / В.А. Осипова. М.: Энергия, 1979. - 320 с.

75. Волохов Г.М. некоторые методы и приборы для исследования теплофизических характеристик / Г.М. Волохов, А.Г. Шашков, Ю.Е. Фрайман // Инженерно-физический журнал. 1967. - Т. 13, № 15. - С. 663 - 689.

76. Подольский В.Е. Разработка и исследование методов, устройств и автоматизированной системы контроля характеристик тепло- и массопереноса дисперсных материалов: Автореф. дис. на . канд. техн. наук: 05.11.13 / В.Е. Подольский. Тамбов, 1996. - 16 с.

77. Власов В.В. Разработка методики и прибора для неразрушающего контроля теплофизических свойств неметаллических материалов на изделиях. Заключительный отчет / В.В. Власов. № 75043309. - Тамбов, 1975. - 85 с.

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

79. Камья Ф.М. Импульсная теория теплопроводности. М.: Энергия, 1972. -271 с.

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

81. Коздоба JI.A. Методы решения нелинейных задач теплопроводности. М.: Наука, 1975. - 228 с.

82. Козлов В.П., Станкевич А.В. Методы неразрушающего контроля при исследовании теплофизических характеристик твердых материалов // Инж. физ. журн. 1984. - Т47, N2. - С. 250-255.

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

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

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

86. Максимей И.В. Имитационное моделирование на ЭВМ. М.: Радио и связь, 1985.-78 с.

87. Курепин В.В., Козин В.М., Левочкин Ю.В. Приборы для теплофизических измерений с прямым отсчетом // Пром. теплотехника. 1982. - Т. 20, N6. -С. 91-97.

88. Варганов И.С., Лебедев Г.Т., Конков В.В. Современное состояние и основные проблемы тепловых методов неразрушающего контроля // Пром. теплотехника. 1983. - Т. 5, N3. - С. 80-93.

89. Васильев Л.А., Фрайман Ю.Е. Теплофизические свойства плохих проводников тепла. Минск: Наука и техника, 1971. - 173 с.

90. Чех А.С. Метод и автоматизированная система неразрушающего контроля температурно-временных характеристик структурных превращений в полимерных материалах: Дис. канд. техн. наук. Тамбов, 2004. - 170 с.

91. Патент РФ №2250453 CI, G 01 N 25/18. Способ неразрушающего контроля теплофизических характеристик и температурных переходов термопластов / Чернышов В.Н., Рожнова Л.И., Радько Ю.М.; Опубл. 20.04.05; Бюл. №11. -12 с.

92. Рожнова Л.И. Неразрушающий метод определения теплофизических характеристик и температурных переходов термопластов / Л.И. Рожнова, Ю.М. Радько, В.Н. Чернышев // Измерительная техника. 2005. № 5. С. 5961.

93. Рожнова Л.И. Метод и устройство неразрушающего контроля теплофизических характеристик и температурных переходов термопластов / Л.И. Рожнова, Ю.М. Радько, В.Н. Чернышев // Контроль. Диагностика. 2005. №4. С. 35 43.

94. Рожнова Л.И. Метод определения температурных переходов и теплофизических характеристик термопластов / Л.И. Рожнова // IX научная конференция ТГТУ: сб. тез. докл. Тамбов, 2004. С. 108 109.

95. А.с. N1778658 СССР, МКИ G01N 25/18. Способ бесконтактного контроля теплофизических характеристик материалов / В.Н.Чернышов, Л.И. Розанова. -N4866121/25; Заявл. 14.09.90; Опубл. 30.11.92, Бюл. N44. 8 с.

96. Цветков Э.И. Алгоритмические основы измерений. Л.: Энергоатомиз-дат, 1992. - 254 с.

97. Цветков Э.И. Процессорные измерительные средства. Л.: Энергоатом-издат, 1989. - 233 с.

98. 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. -11 с.