ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения технологической разработки

Термозонд содержит (фиг.1) цилиндрический корпус, состоящий из двух частей 1 и 2, соединенных с помощью четырех винтов 3, на которые установлены пружины 4, обеспечивающие постоянную степень прижатия измерительной головки, имеющей возможность возвратно-поступательного движения в цилиндрической полости корпуса 1-2, к поверхности исследуемого объекта 5 с пленочным покрытием 6. Измерительная головка состоит из держателя 7 с размещенными на нем эластичной пластиной 8 и теплоизоляционной подложкой 9. На поверхности теплоизоляционной подложки, контактирующей с объектом 5, имеется канавка, в которую помещен нагреватель 10 из микропровода с высоким электрическим сопротивлением (нихром), постоянное натяжение которого обеспечивается пружинами 11. На заданном расстоянии по обе стороны от линии нагревателя 10 и параллельно ему расположены спаи рабочих 12,13 и вспомогательных 14,15 термобатарей. Причем расстояние от нагревателя до вспомогательных термобатарей взято больше, чем расстояние от нагревателя до рабочих термобатарей. Такое расположение рабочих и вспомогательных термобатарей, а также выбор моментов снятия с них измерительной информации гарантирует то, что тепловая волна не достигнет спаев вспомогательных термобатарей, достигнув рабочих. Обычно расстояние до рабочих термопар берется 2-3 мм, а до вспомогательных - 20 мм. Рабочие термобатареи 12,13, как и вспомогательные термобатареи 14,15, соединены последовательно, но рабочие термобатареи включены дифференциально относительно вспомогательных термобатарей (см. фиг. 3). Количество термопар в термобатареях выбирается с учетом требуемого выходного напряжения, характеристик устройств унификации измерительного сигнала и устройств обработки измерительной информации.

Термозонд работает следующим образом. В процессе измерения термозонд прижимается к объекту контроля, контактной поверхностью измерительной головки. При этом пружины 4 обеспечивают постоянное усилие прижатия термобатарей 12-15 и нагревателя 10 к объекту контроля, причем использование эластичной пластины обеспечивает плотное прилегание без воздушных зазоров контактной поверхности измерительной головки как к плоским, так и к имеющим небольшой радиус кривизны объектам контроля. После подачи теплового импульса от нагревателя разностная ЭДС, пропорциональная толщине пленочного покрытия, получаемая от рабочих и вспомогательных термобатарей, в заранее заданные два момента t1 и t2 поступает на измерительно-вычислительное микропроцессорное устройство 16, где в соответствии с алгоритмом измерения, построенным на основе математической модели тепловых процессов в исследуемом объекте, производится вычисление толщины пленочного покрытия. Момент времени t1 и t2 задаются такими, чтобы для исследуемых классов материалов изделий тепловая волна от воздействия теплового импульса достигла спаев рабочих термобатарей, но не доходила до спаев вспомогательных термобатарей.

Предложенный термозонд по сравнению с известными техническими решениями имеет значительные преимущества в точности определения искомой толщины покрытия изделий из-за уменьшения погрешностей температурно-временных измерений, упрощения конструкции и всего процесса измерения, т.к. исключено эталонирование.