Способ определения толщины плоского слоя

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам определения толщины плоских слоев, преимущественно металлических, с использованием их теплофизических свойств. Цель изобретения - повышение точности, что при одностороннем импульсном тепловом воздействии на слой достигается путем непрерывной регистрации изменения температуры поверхности слоя или во время действия импульса, или после его окончания и определением толщины слоя по участку стабильности соответствующей вспомогательной функции, учитывающей плотность поглощаемого теплового потока, объемную теплоемкость материала слоя, коэффициент теплоотдачи и скорость нагрева или скорость охлаждения поверхности слоя.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (g))5 G 01 B 21/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRlvl

ПРИ ГКНТ СССР

t (21) 4346339/25-28 (22) 21.12.87 (46) 15.04.90. Бюл. И 14 (71) Белорусский политехнический институт (72) В.Н.Третьяков (53) 620.179 ° 132.6 (088.8) (56) Дефектоскопия, 198", Г 1, с. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЛЦИНЫ

ПЛОСКОГО СЛОЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам определения толщины плоских слоев, преимущественно металлических, с использованием их теплофизических

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам определения толцины плоских слоев, преимущественно металлических, с использованием их теплофизических свойств.

Цель изобретения — повышение точности путем непрерывной регистрации изменения температуры на поверхности слоя при одностороннем импульсном тепловом воздействии на слой и использования предлагаемых вспомогательных функций, по участку стабильности которых определяется искомая толцина слоя.

Способ определения толщины плоского слоя осуцествляют следующим образом.

На одну из сторон слоя воздействуют импульсным тепловым потоком, рав„„SU „„ 15574ß А 1

2 свойств. Цель изобретения - повышение точности, что при одностороннем импульсном тепловом воздействии на слой достигается путем непрерывной регистрации изменения температуры поверхности слоя или во время действия импульса, или после его окончания и определением толщины слоя по участку стабильности соответствующей вспомогательной функции, учитываюцей плотность поглощаемого теплового потока, объемную теплоемкость материала слоя, коэффициент теплоотдачи и скорость нагрева или скорость охлаждения поверхности слоя. номерно распределенным по поверхности слоя и постоянным во время его действия. Регистрируют изменение тем" пературы на одной из поверхностей слоя, выбранной исходя иэ удобства измерения температуры. При этом регистрацию изменения температуры ведут или во время действия теплового импульса, или после его окончания и определяют соответственно скорость нагрева поверхности слоя или скорость ее охлаждения. Далее вычисляют значения соответствующей вспомогательной функции, учитывающей плотность «Ь поглоцаемого теплового потока, объем- 1 ную теплоемкость материала слоя и коэффициент теплоотдачи. Плотность поглощаемого теплового потока может быть найдена, например, по результа" там фотометрических измерений с уче1557454

Ь (2) =(Q/2À С). (1+(1-Bal2 A/Q) ) Ь<(2)=(Q/2 АС,C) (1+(1 В ьА /С) 7 (В) = ((2Со(„/Â2) -gL(i t „/2) J /С, 30

LL(r ) = ((2QoL «/ВС) -О((2-2 /2)) /С, где  — скорость охлаждения поверхности слоя; л („ - длительность импульса теплового потока.

Формула изобретения

Составитель Л.Степанов

Редактор A.pãàð Техред А.Кравчук Корректор Т,Иалец

Заказ 712 Тираж 480 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Гагарина, 191 том данных по коэффициенту черноты, теплоемкость материала - из калориметрических измерений, а коэффициент теплоотдачи - с помощью критерия Нус5 сельта.

При разогреве слоя во время действия теплового импульса толщина слоя определяется стабильным значением вспомогательной функции 10 где Q — плотность поглощаемого теплового потока, Вт/м2; 15

А - скорость нагрева поверхности

/с. слоя в момент (, К/с; о(, - коэффициент теплоотдачи, Вт/м2 К;

С - объемная теплоемкость мате- 20 риала слоя, Дж/мз К; время от начала действия теплового импульса с.

При охлаждении слоя после окончания действия теплового импульса тол- 25 щина слоя определяется стабильным значением вспомогательной Функции где  — скорость охлаждения поверх. ности слоя, К/с, (1(— длительность импульса теплового потока, с.

Изобретение может быть использова- З но для оперативного контроля толщины плоских изделий в процессе их производства, а также для дефектометрических измерений, например определения глубины залегания плоских дефектов типа расслоений, непропаев и т.п.

Способ определения толщины плоско- 45 го слоя, заключающийся в том, что осуществляют одностороннее импульсное воздействие на слой тепловым потоком, постоянным во время действия импульса и равномерно распределенным по поверхности слоя, регистрируют изменение температуры на одной из поверхностей слоя и определяют его толщину с учетом плотности поглощаемого теплового потока и объемной теплоемкости материала слоя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности, регистрацию изменения температуры ведут непрерывно во время действия импульса и определяют скорость нагрева поверхности слоя, а толщину слоя определяют по участку стабильности вспомогательной Функции Е/)(с ) где Q — - плотность поглощаемого теплового потока;

А — скорость нагрева поверхности (Л

Слоя В MOMGHT u коэффициент теплоотдачи;

С - объемная теплоемкость материа" ла слоя; л время от начала действия теплового импульса, или регистрацию изменения температуры ведут непрерывно после окончания действия импульса и определяют скорость охлаждения поверхности слоя, а толщину слоя определяют по участку стабильности вспомогательной функции

)