устройство контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий

Формула изобретения

Устройство контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий, содержащее нагреватель, воздействующий на нагреваемый электрод, холодный электрод, контролируемое изделие, аналоговый усилитель, связанный с индикатором, отличающееся тем, что холодный электрод подсоединен к усилителю, к которому последовательно подключены первый компаратор и второй индикатор, а регулятор порога соединен с первым компаратором, генератор переменного тока подключен к нагреваемому электроду, холодному электроду и избирательному усилителю, к которому последовательно подключены детектор, второй компаратор и индикатор прижима, причем регулятор прижима соединен с вторым компаратором.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области неразрушающей диагностики металлов и сплавов, а также изделий, выполненных из них методом измерения термоЭДС.

Известны термоэлектрические устройства для контроля металлов и сплавов (патенты РФ № 2134875, № 2119661 и № 96112058), содержащие нагреваемый и холодный электроды, нагреватель и измеритель термоЭДС.

Известно устройство для разбраковки металлических изделий (патент РФ № 2255331, МПК 7 G01N 25/32, опубл. 27.06.2005 г.), выбранное в качестве прототипа, содержащее нагреватель, нагреваемый электрод, холодный электрод, контролируемое изделие, измеритель термоЭДС, аналоговый усилитель, связанный с индикатором. Выход измерителя термоЭДС соединен с первым входом сумматора, ко второму входу которого подключен выход регулируемого компенсатора ЭДС, а выход сумматора через усилитель подключен к регистратору и индикатору.

Недостатком известных устройств являются низкая точность измерения термоЭДС, в результате чего недостаточна достоверность контроля металлических изделий. Этот недостаток обусловлен зависимостью величины термоЭДС от сопротивления контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием (А.А.Лухвич, А.С.Каролик, В.И.Шарандо. Структурная зависимость термоэлектрических свойств и неразрушающий контроль, Минск.: Наука и техника, 1990. - С.170, рис.4.10).

В изобретении решается задача создания устройства, обеспечивающего высокую точность измерения термоЭДС для быстрой оценки качественного состава материала металлического изделия и, как следствие, повышение достоверности контроля изделий.

Поставленная задача решена за счет того, что устройство контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий, так же как в прототипе, содержит нагреватель, воздействующий на нагреваемый электрод, холодный электрод, контролируемое изделие и усилитель, соединенный с индикатором.

Согласно изобретению устройство контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий дополнительно содержит холодный электрод, подсоединеный к усилителю, к которому последовательно подключены первый компаратор и второй индикатор, а регулятор порога соединен с первым компаратором, генератор переменного тока подключен к нагреваемому электроду, холодному электроду и избирательному усилителю, к которому последовательно подключены детектор, второй компаратор и индикатор прижима, причем регулятор прижима соединен с вторым компаратором.

За счет использования предложенной схемы обеспечивается возможность контроля контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием и, как следствие, получение высокой точности измерения термоЭДС и повышение достоверности контроля.

На фиг.1 представлена схема устройства контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий.

На фиг.2 представлена фотография устройства контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий

Устройство контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий содержит последовательно соединенные нагреваемый электрод 1, контролируемое изделие 2, холодный электрод 3. Нагреватель 4 воздействует на нагреваемый электрод 1. Входы усилителя 5 подключены к нагреваемому электроду 1 и холодному электроду 3. Выход усилителя 5 подключен к первому индикатору 6 и первому входу первого компаратора 7. Второй вход первого компаратора 7 подключен к регулятору порога 8. Выход первого компаратора 7 подключен ко второму индикатору 9. Первый выход генератора переменного тока 10 подключен к нагреваемому электроду 1 и к первому входу избирательного усилителя 11, второй выход генератора переменного тока 10 подключен к холодному электроду 3 и к второму входу избирательного усилителя 11, выход усилителя 11 подсоединен к детектору 12, выход которого соединен с первым входом второго компаратора 13, второй вход которого подключен к регулятору прижима 14, выход второго компаратора 13 подключен к индикатору прижима 15.

Нагреватель 4 может быть стандартным мощностью 25 ватт, усилитель 5 должен быть с малым дрейфом напряжения смещения нуля, например, К140УД17, первый 7 и второй 13 компараторы могут быть стандартными, например К554САЗ, регулятор порога 8 выполнен на многооборотном резисторе, например, СП23-В, первый индикатор 6 может быть выполнен на светодиодах АЛС324А, второй индикатор 9 может быть выполнен на светодиодах АЛ307Г. Генератор переменного тока 10 может быть выполнен по типовой схеме на операционном усилителе широкого применения, например, К140УД6, избирательный усилитель 11 может быть выполнен по типовой схеме на операционном усилителе широкого применения, например К140УД6, и должен иметь резонансную частоту, равную частоте генератора 10, детектор 12 может быть выполнен по типовой схеме на операционном усилителе, например К140УД6, регулятор прижима 14 выполнен на многооборотном резисторе, например, СП23-В, индикатор прижима 15 может быть выполнен на светодиоде АЛ307Г.

Нагреватель 4 воздействует на нагреваемый электрод 1. Между нагреваемым электродом 1, контролируемым изделием 2 и холодным электродом 3 возникает термоЭДС, которая поступает на усилитель 5, который усиливает термоЭДС, с выхода усилителя 5 термоЭДС поступает на первый индикатор 6, который отображает величину термоЭДС, и на первый вход первого компаратора 7, который осуществляет сравнение измеренной термоЭДС с величиной порога, на второй вход первого компаратора 7 подается напряжение с регулятора порога 8. Если величина термоЭДС больше установленного порога, то второй индикатор 9 отображает «брак», если же величина термоЭДС меньше установленного порога, то второй индикатор 9 отображает «норма», генератор переменного тока 10 вырабатывает переменный ток высокой частоты, который поступает на избирательный усилитель 11, при отсутствии измерения или при плохом прижиме величина сопротивления контактов цепи нагреваемый электрод 1, контролируемое изделие 2, холодный электрод 3 - большая и величина переменного напряжения на этом сопротивлении, получаемая от протекания тока генератора переменного тока 10, также большое. Избирательный усилитель 11 пропускает на выход только переменную составляющую входного напряжения. Выходное напряжение избирательного усилителя поступает на вход детектора 12, выпрямленное напряжение с выхода детектора 12 сравнивается с напряжением регулятора прижима 14 с помощью второго компаратора 13. Если усилие прижима мало, то напряжение на выходе детектора 12 больше напряжения регулятора прижима 14 и на выходе второго компаратора 13 напряжение равно низкому уровню и индикатор прижима 15 не светится. Если усилие прижима в норме, то напряжение на выходе детектора 12 меньше напряжения регулятора прижима 14 и на выходе второго компаратора 13 напряжение равно высокому уровню и индикатор прижима 15 светится. Экспериментально установлено, что для того, чтобы ошибка измерения термоЭДС не превышала 1%, напряжение порога определяется для каждого типа металлов и сплавов исходя из соотношения

U _пор=U_ТЭДС/100,

где U _ТЭДС - величина термоЭДС между нагреваемым электродом и контролируемым изделием.