Устройство для разбраковки изделий из электропроводящих материалов
Полезная модель относится к области диагностики однородных и многослойных электропроводящих материалов. Цель - расширение области применения. Устройство для разбраковки изделий из электропроводящих материалов содержит нагреватель, нагреваемый термоэлектрод, холодный термоэлектрод, представляющий эталонный или контролируемый материал, подключенный к термоэлектродам датчик термоЭДС, который на выходе через аналоговый усилитель связан с входом регистратора. Устройство дополнительно снабжено блоком механического перемещения нагреваемого электрода и вычислительным устройством, к входу которого подключен выход регистратора.
Полезная модель относится к области диагностики однородных и многослойных электропроводящих материалов, а также изделий из них, например биметаллических мембран.
Известны термоэлектрические устройства для контроля металлов и сплавов по авторским свидетельствам СССР №1536191 (15.01.1990 Бюл. №2) и №1749803 (23.07.1992 Бюл. №27), содержащие нагреваемый термоэлектрод, нагреватель, холодный электрод и измеритель термоЭДС. Общим недостатком этих устройств является низкая эффективность контроля многослойных электропроводящих материалов.
Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемой полезной модели является устройство для разбраковки металлических изделий по патенту РФ №2255331 (заявка 2004107222/28, 10.03.2004; дата публикации: 27.06.2005), содержащее нагреватель, нагреваемый термоэлектрод, холодный термоэлетрод, представляющий эталонное или контролируемое изделие, измеритель термоЭДС, аналоговый усилитель и индикатор, при этом 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 устройства является его низкая эффективность при контроле многослойных электропроводящих материалов, например, биметаллических мембран, что сужает область использования, так как в устройстве по патенту РФ №2255331 для хранения сигнала эквивалентному эталонному изделию используется лишь значение термоЭДС, зафиксированное компенсатором. Расширить область применения устройства можно увеличив количество информативных параметров сигнала при переходе к регистрации динамических сигналов.
Технической задачей предлагаемого устройства для разбраковки изделий из электропроводящих материалов является расширение области применения, а именно разбраковка не только однородных металлов и сплавов, но и многослойных электропроводящих материалов.
Технический результат достигается тем, что устройство для разбраковки изделий из электропроводящих материалов, содержащее нагреватель, нагреваемый термоэлектрод, холодный термоэлектрод, представляющий эталонный или контролируемый материал, подключенный к термоэлектродам датчик термоЭДС, который на выходе через аналоговый усилитель связан с входом регистратора, имеет блок механического перемещения нагреваемого электрода и вычислительное устройство, к входу которого подключен выход регистратора.
На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства для разбраковки изделий из электропроводящих материалов.
Устройство содержит нагреватель 1, нагреваемый термоэлектрод 2 и холодный термоэлектрод 3, подключенные к входам датчика термоЭДС 4, аналоговый усилитель 5, регистратор 6, вычислительное устройство 7 и блок механического перемещения 8 нагреваемого термоэлектрода 2.
Устройство работает следующим образом.
Работа устройства делится на два этапа: настройка и разбраковка.
На первом этапе нагреваемый 2 и холодный 3 термоэлектроды не контактируют между собой. В качестве холодного термоэлектрода 3 используется эталонный образец материала. На выходе датчика термоЭДС 4 в результате электромагнитных помех и шумов присутствует напряжение (U 1), которое, усиленное аналоговым усилителем 5, через регистратор 6 поступает в вычислительное устройство 7. Нагреватель 1 начинает повышать температуру нагреваемого термоэлектрода 2 до требуемого значения. По достижении необходимой температуры нагреваемого термоэлектрода 2 блок механического перемещения 8 приводит нагреваемый 2 и холодный 3 термоэлектроды в соприкосновение. В результате на выходе датчика термоЭДС 4 напряжение скачкообразно изменится от напряжения U1 до напряжения U 2, равного термоэлектродвижущей силе, возникшей
между нагреваемым 2 и холодным 3 термоэлектродами из-за разности их температур. Резкое изменение напряжения на выходе датчика термоЭДС 4 будет усилено аналоговым усилителем 5 и поступит через регистратор 6 в вычислительное устройство 7, которое после детектирования изменения входных значений напряжения от U1 до U2 начнет запись поступающих данных. После соприкосновения термоэлектродов 2 и 3 сразу начинается процесс взаимной теплопередачи: нагреваемый термоэлектрод 2 постепенно охлаждается, а холодный термоэлектрод 3 постепенно нагревается. В результате уменьшения разности температур термоэлектродов 2 и 3 напряжение на выходе датчика термоЭДС 4 начнет плавно изменяться до значения U3. Вычислительное устройство 7 непрерывно ведет запись поступающих новых данных до тех пор, пока процесс теплопередачи не замедлится до некоторой заданной величины. Таким образом, вычислительным устройством создается эталонная база данных значений напряжения Uэт (t), отображающая переходный процесс изменения термоЭДС между нагреваемым термоэлектродом 2 и холодным термоэлектродом 3, являющимся эталонным образцом материала после их соприкосновения в течение некоторого периода времени t. Значения Uэт (t) определяются химическим и структурным составом эталонного материала, в том числе количеством слоев и их толщиной.
На втором этапе работы устройства в качестве холодного электрода 3 вместо эталонного материала используют контролируемый материал, который необходимо подвергнуть разбраковке. В дальнейшем производят последовательно действия, совершенные на первом этапе. Вычислительное устройство формирует новые значения Uк(t), характерные для контролируемого материала и отображающие переходный процесс изменения термоЭДС между нагреваемым термоэлектродом 2 и контролируемым материалом - холодным термоэлектродом 3. Сравнивая значения Uк(t) и Uэт (t) по амплитудным и временным характеристикам с учетом допуска возможных отклонений, делают вывод об идентичности или не идентичности контролируемого материала эталонному.
Предлагаемое устройство для разбраковки изделий из электропроводящих материалов было изготовлено на Орловском ЗАО «ОРЛЭКС» и успешно прошло лабораторные испытания.
Устройство для разбраковки изделий из электропроводящих материалов, содержащее нагреватель, нагреваемый термоэлектрод, холодный термоэлектрод, представляющий эталонный или контролируемый материал, подключенный к термоэлектродам датчик термоЭДС, который на выходе через аналоговый усилитель связан со входом регистратора, отличающееся тем, что оно снабжено блоком механического перемещения нагреваемого электрода и вычислительным устройством, к входу которого подключен выход регистратора.
