Метод и измерительная система оперативного неразрушающего контроля теплофизических свойств твердых материалов и изделий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.13, кандидат технических наук Пугачев, Роман Викторович

• Пугачев, Роман Викторович
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Пугачев, Роман Викторович

Ф ВВЕДЕНИЕ.

1 ОБЗОР И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ИМПУЛЬСНО-ДИНАМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ТФС МАТЕРИАЛОВ И ГОТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ.

1.1 Общая характеристика проблемы создания методов и средств неразрушающего контроля теплофизических свойств материалов.

1.2 Краткий обзор и анализ адаптивных методов и средств неразрушающего контроля с импульсно-динамическим тепловым воздействием на исследуемые объекты.

1.3 Обзор и сравнительный анализ измерительных зондов, реализующих методы НК ТФС материалов и готовых изделий.

1.4 Постановка задачи исследования.

1.5 Выводы.

2 РАЗРАБОТКА ОПЕРАТИВНОГО АДАПТИВНОГО МЕТОДА

НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ.

2.1 Метод оперативного неразрушающего контроля теплофизических свойств твердых материалов.

2.2 Термозонд, осуществляющий оперативный адаптивный метод неразрушающего контроля теплофизических свойств материалов.

2.3 Выводы.

3 МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО

НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ТФС МАТЕРИАЛОВ И

ГОТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ.

3.1 Структурная схема микропроцессорной системы оперативного неразрушающего контроля ТФС материалов.

3.2 Блок-схема алгоритма работы ИИС, реализующая разработанный оперативный метод НК ТФСМ. $ 3.3 Выводы.

4 МЕТРОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗРАБОТАННОГО ОПЕРАТИВНОГО МЕТОДА НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ТФС МАТЕРИАЛОВ И

ИЗДЕЛИЙ.

4.1 анализ погрешности оперативного метода.

4.2 Экспериментальные исследования метода и измерительной системы НК ТФС материалов и готовых изделий.

4.3 Методика определения минимальных допустимых размеров контролируемых материалов и готовых изделий.

4.4 Исследование влияний температурной зависимости теплофизи-ческих свойств на точность неразрушающего контроля.

4.5 Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Метод и измерительная система оперативного неразрушающего контроля теплофизических свойств твердых материалов и изделий»

Одним из основных направлений повышения эффективности промышленного производства является улучшение качества используемых материалов и изделий. Показателями качества продукции в числе других технических характеристик часто являются теплофизические свойства (ТФС) - тепловая активность, тепло- и температуропроводность, теплоемкость.

В решении задачи повышения качества продукции важную роль играют также методы и средства неразрушающего контроля (НК) теплофизиче-ских свойств материалов (ТФСМ), которые повышают оперативность и точность определения ТФСМ, а также обеспечивают контроль ТФСМ готовых изделий.

Неразрушающий контроль ТФСМ позволяет получать объективные результаты теплофизических измерений без контроля и изменения формы и размеров испытуемого изделия, при этом тепловое воздействие и получение измерительной информации осуществляется на плоском ограниченном участке поверхности изделия. Следовательно, при решении задачи неразрушающего контроля ТФСМ необходима разработка новых методов теплофизических измерений и измерительных средств, реализующих эти методы.

Существующие методы и средства для измерения ТФС материалов и готовых изделий не обеспечивают необходимой оперативности, простоты и достаточной точности проведения теплофизического эксперимента и, как правило, связаны с нарушением целостности исследуемых физических объектов. Оперативность и качество проведения теплофизического эксперимента по определению ТФСМ значительно возрастают при использовании методов НК, для которых характерны оперативность и достоверность информации, а также возможность проведения контроля на всех стадиях производства и эксплуатации при приемлемых затратах средств и времени на их осуществление.

При осуществлении тепловых методов НК, позволяющих получить информацию о внутреннем состоянии структуры, прочности и качестве материалов и готовых изделий, необходимо определять тепловые и температурные поля, а также изменение плотности тепловых потоков в зависимости от тепловой активности и степени анизотропии материалов. При сложном характере протекающих тепловых процессов в исследуемом объекте, что обычно имеет место при неразрушающем контроле, основной задачей исследователей является разработка физико-математических моделей, адекватно описывающих теплофизические процессы в объекте контроля, а также моделей измерительных процедур, выполняемых при проведении НК, объектов, условий и средств измерений.

Поэтому разработка методов измерения ТФС материалов и готовых изделий без разрушения целостности и эксплуатационных характеристик исследуемых физических объектов, основанная на формировании математического описания объектов измерения, измерительных процедур, условий измерения, требований и ограничений, является важной, актуальной научно-технической проблемой.

Кроме того, отсутствие априорной информации о ТФС исследуемых изделий, что часто имеет место в теплофизических измерениях, требует введения в разрабатываемые методы адаптивных процедур с целью поиска оптимальных значений энергетических и пространственно-временных параметров теплофизического эксперимента, что, во-первых, позволяет полностью исключить возможность разрушения исследуемых объектов из-за их нагрева до температуры термодеструкции, во-вторых, повысить точность температурных измерений за счет выбора более теплонагруженных участков поверхности исследуемых изделий. Поэтому разработка адаптивных методов НК ТФСМ и реализующих их микропроцессорных средств является одним из перспективных направлений в современных методах и средствах неразру-шающего контроля и технической диагностики.

Следует отметить, что при разработке тепловых методов НК в настоящее время уделяется недостаточное внимание метрологическому анализу результатов и средств измерений. Это обусловлено рядом объективных причин, основной из которых является то, что теплофизические измерения отличаются сложностью, являются косвенными или совокупными, связанными с пространственно-временными изменениями температуры и тепловых потоков. Поэтому традиционные методы метрологического анализа, опирающиеся на метрологический эксперимент, с помощью которого устанавливаются значения нормированных характеристик погрешностей результатов измерения и метрологических характеристик средств измерений, являются труднореализуемыми и дорогостоящими. При проведении метрологического анализа необходимо широко использовать расчетные методы, основанные на использовании адекватных математических моделей объектов, процедур, условий и средств измерений.

Актуальность работы

Современное развитие промышленности характеризуется ростом номенклатуры и объема производства новых полимерных, строительных и теплозащитных материалов, что вызвало необходимость в разработке и внедрении новых оперативных, простых и достоверных методов и средств исследования и контроля качества указанных материалов. Поскольку одним из основных показателей качества большинства из вышеуказанных синтезируемых материалов являются их теплофизические свойства, то для контроля этих параметров целесообразно использовать методы теплового неразру-шающего контроля, позволяющие с высокой оперативностью, надежностью и производительностью осуществлять контроль ТФС как самих материалов, так и готовых изделий из них. Поэтому разработка и внедрение высокопроизводительных измерительных средств теплового НК ТФС как при производстве материалов и изделий, так и при их эксплуатации является актуальной задачей контрольно-измерительной техники.

Наиболее перспективными в практике теплофизических измерений по оперативности, объему измерительной информации о ТФС объектов исследования и простоте реализации на основе микропроцессорной техники являются нестационарные методы НК ТФСМ.

Однако, необходимым условием реализации методов НК ТФСМ является термостатирование измерительного зонда перед началом очередного измерения, что существенно снижает производительность методов и реализующих их средств.

Поэтому разработка новых методов НК ТФСМ, повышающих производительность измерений, а также измерительно-измерительной систем (ИИС), реализующих эти методы, является важной и актуальной научно-технической задачей.

Цель работы

Разработка, исследование и внедрение в практику оперативного адаптивного метода НК . ТФСМ и реализующей его информационно-измерительной системы, характеризующихся высокой производительностью и точностью НК ТФС твердых материалов и готовых изделий.

Основные задачи исследования

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- провести информационный обзор и сравнительный анализ существующих методов и средств НК ТФС твердых материалов и готовых изделий;

- разработать и исследовать метод НК ТФСМ, позволяющий значительно повысить производительность измерений, по сравнению с известными нестационарными методами НК ТФСМ;

- разработать термозонд, реализующий предложенный метод НК ТФСМ, который по конструкторско-технологическим и метрологическим параметрам отвечает требованиям, предъявляемым к устройствам данного назначения;

- разработать микропроцессорную ИИС, реализующую созданный метод НК ТФСМ, позволяющую определять весь комплекс искомых ТФС с высокой для теплофизических измерений оперативностью и точностью, которые обеспечиваются адаптацией энергетических параметров теплофизиче-ского эксперимента;

- провести метрологический анализ метода и реализующей его ИИС с целью выделения доминирующих компонент в составе полной погрешности результатов измерения ТФС для последующей целенаправленной коррекции результатов на выделенные доминанты;

- осуществить экспериментальную проверку результатов работы и внедрить их в промышленное производство, научные лаборатории и учебный процесс.

Связь с государственными программами и НИР

Диссертационная работа выполнялась в рамках реализации следующих государственных программ: межвузовская научно-техническая программа Госкомобразования РСФСР "Неразрушающий контроль и диагностика", раздел 4: "Оптические, радиоволновые и тепловые методы неразрушаю-щего контроля" на 1994 - 1998г.г.; программа Минвуза РФ "Комплексные системы измерений, контроля и испытаний в народном хозяйстве" на 1998 -2000 гг.; программа министерства образования РФ "Инновации высшей школы и введение интеллектуальной собственности в хозяйственный оборот" по разделу "Инновационные научно-технические проекты" 2000 г.; программа Миннауки РФ на 2000 - 2001 гг. по финансированию научных исследований и экспериментальных разработок, проект "Создание микропроцессорных приборов оперативного неразрушающего контроля термосопротивления многослойных строительных конструкций с пенополиуретановыми теплозащитными покрытиями", шифр: "Теплогидрощит".

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 "Автоматизированные приборы и системы" Тамбовского государственного технического университета, Тамбовского областного отделения "Российское общество по неразру-шающему контролю и технической диагностике", а также рядя промышленных и научно-исследовательских организациях.

Научная новизна диссертационной работы заключается в том, что на основе разработанной физико-математической модели теплопереноса в полубесконечном в тепловом отношении теле при частотно-импульсном тепловом воздействии на него от линейного источника тепла создан новый, защищенный патентом на изобретение, метод НК ТФСМ, позволяющий не менее, чем в 5-7 раз повысить производительность измерений за счет исключения длительной операции термостатирования подложки измерительного зонда, традиционной для нестационарных методов НК ТФСМ, и замены ее на более оперативную, заключающуюся в определении момента выравнивания температурных градиентов соответственно на контактной плоскости подложки термозонда и перпендикулярной ей плоскости, проходящей через линию нагревателя, а также замены традиционного теплоизоляционного материала подложки с низкой теплопроводностью на материал с более высокой теплопроводностью, что позволяет также уменьшить время температурных релаксационных процессов в подложке зонда и увеличить производительность измерений в целом.

Микропроцессорная ИИС, созданная на основе этого метода, существенно упрощают процесс измерений и повышает производительность исследований (почти на порядок) в такой сложной области неразрушающего контроля и диагностики, как теплофизические измерения, включает в себя структурно-алгоритмические методы повышения оперативности и точности результатов измерения на основе адаптивных измерительных процедур и цепей. Основным блоком разработанной ИИС является термозонд, в контактной подложке которого во взаимно перпендикулярных плоскостях размещены термобатареи, причем дифференциальное включение последних позволяет исключить в процессе эксперимента влияние на измерительную информацию аккумулированного в подложке тепла от предыдущего теплофизическо-го эксперимента.

Проведен метрологический анализ разработанного метода и системы НК ТФСМ и даны рекомендации по повышению их метрологического уровня, для чего получены структуры полной погрешности созданного метода, проведена оценка вклада каждой компоненты в соответствующую характеристику погрешности, выявлены доминанты в составе полной погрешности, что позволило целенаправленно воздействовать на источники составляющих общей погрешности.

Практическая ценность работы заключается в том, что на основе разработанного оперативного метода НК ТФСМ, защищенного патентом РФ на изобретение № 204120597, создана и внедрена в производство микропроцессорная ИИС с соответствующим алгоритмическим, программным и метрологическим обеспечением, позволившая более чем в 5-7 раз повысить оперативность определения искомых ТФСМ, на 8-10% повысить точность измерения.

Реализация результатов работы заключается в создании и внедрении при непосредственном участии автора информационно-измерительной системы оперативного НК ТФСМ. 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 научные и практические результаты исследований по теме диссертации докладывались на VIII научной конференции ТГТУ (Тамбов, 2003), IV Всероссийском с международным участием научно-практическом семинаре (Санкт-Петербург, 2003), V международной теплофизической школе "Теплофизические измерения при контроле и управлении качеством" (Тамбов, 2004), Международная конференция "Наука на рубеже тысячелетий" (Тамбов, 2004).

Публикации

Основные результаты диссертационной работы отражены в 6-х печатных работах, в том числе 4 статьях в центральных и региональных научных журналах, патенте на изобретение.

Личный вклад автора

Из 6 печатных научных работ по теме диссертации 3 работ опубликованы без соавторов. Во всех работах, опубликованных в соавторстве, при непосредственном участии автора были разработаны основные идеи метода, 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 содержит введение, 4 главы, заключение и приложения, изложенные на 112 страницах машинописного текста, 12 рисунках и 6 таблицах. Список литературы включает 62 наименований.

Заключение диссертации по теме «Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий», Пугачев, Роман Викторович

Основные результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Проведенный информационный анализ показал, что в методах и средствах НК ТФС материалов и готовых изделий наиболее перспективными по оперативности, объему измерительной информации о ТФС объектов исследования, точности и простоте реализации на основе микропроцессорной техники являются методы с частотно-импульсным тепловым воздействием на исследуемые образцы. Однако, эти методы имеют недостаточную производительность и точность результатов измерения ТФСМ, обусловленных длительностью процесса термостатирования термозонда, традиционно необходимого для проведения очередного измерения. Поэтому разработка новых методов НК ТФСМ, повышающих производительность теплофизических измерений, является важной и актуальной научно-технической задачей.

2. Разработан оперативный метод НК ТФСМ, позволяющий повысить производительность теплофизических измерений не менее чем в 5-7 раз по сравнению с известными нестационарными методами НК ТФСМ за счет повышения оперативности вывода тепловой системы в заданный режим на активном этапе теплофизического эксперимента, а также существенного сокращения времени релаксации температурного поля в подложке измерительного зонда на подготовительном этапе эксперимента. При этом для повышения оперативности первого этапа разработанного метода используются адаптивные измерительные процедуры для энергетических параметров эксперимента, а уменьшение времени подготовки системы контроля к следующему эксперименту обеспечивается за счет использования в качестве подложки термозонда материала с высокой теплопроводностью.

3. Разработана конструкция термозонда, реализующая предложенный метод НК ТФСМ, который по конструктивно-технологическим и метрологическим параметрам отвечает требованиям, предъявляемых к устройствам данного назначения и применение которого позволяет повысить оперативность теплофизического эксперимента, а также точность результатов определения ТФСМ за счет исключения влияния на измерительную информацию аккумулированного в подложке термозонда тепла от предыдущего измерения.

4. Разработана ИИС неразрушающего контроля ТФСМ, реализующая созданный новый метод неразрушающего контроля ТФС материалов и позволяющая повысить почти на порядок производительность измерений с сохранением высокой для теплофизических измерений точности результатов контроля. Отличительной особенность созданной ИИС является то, что в отсутствии априорной информации о ТФС контролируемых материалов и изделий она позволяет за счет адаптивного изменения параметров (частоты и мощности) теплового воздействия оперативно и плавно вывести тепловую систему на заданные температурные режимы. Кроме того, в созданной ИИС используется алгоритмическая коррекция результатов измерения на тепловые потери в подложку термозонда на активном этапе теплофизического эксперимента, что обеспечивает высокий метрологический уровень получаемых результатов.

5. Проведен метрологический анализ разработанных метода и ИИС, составлена структура полной погрешности результатов измерения тепло- и температуропроводности, проведена оценка вклада каждой компоненты в характеристики погрешности и выделены доминанты в составе полной погрешности, что позволяет целенаправленно воздействовать на источники погрешности, осуществить коррекцию результатов измерения искомых ТФСМ и повысить метрологический уровень созданной ИИС.

6. Проведены экспериментальные исследования разработанного метода и реализующего его средства неразрушающего контроля ТФСМ, подтвердившие корректность основных теоретических выводов, положенных в основу создания этого метода, а сравнительный анализ результатов и их метрологическая оценка позволили установить высокий метрологический уровень созданной ИИС и внедрить ее в промышленное производство и учебный процесс.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Пугачев, Роман Викторович, 2005 год

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

2. Фомин C.JI. Импульсный метод определения теплофизических характеристик без нарушения их сплошности / C.JI. Фомин, О.А. Петров, А.И. Вирозуб // Расчёт конструкций подземных сооружений. — Киев.: Бущвшьшк, 1976.-С. 66-71.

3. Потапов А.И. Контроль качества и прогнозирование надёжности конструкций из композиционных материалов / А.И. Потапов. М.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1980. - 260 с.

4. Потапов А.И. Неразрушающий контроль конструкций из композиционных материалов / А.И. Потапов, Ф.Т. Пеккер. Л.: Машиностроение, 1978.-240 с.

5. А.с. №1032382 СССР, МКИ G01N25/18. Способ определения теплофизических свойств твёрдых материалов // Ю.А. Попов, В.М. Коростелев, В.Г. Семенов и др. №3434670/18; Заявл. 31.03.82; Опубл. 07.09.83. Бюл. №33.-4 с.

6. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник / Под ред. Клюева В.В. М.: Машиностроение, 1976. - Т2. - 182 с.

7. Чернышов В.Н. Разработка и исследование методов и информационно-измерительных систем неразрушающего контроля теплофизических характеристик твердых материалов: Дис. канд. техн. наук / В.Н. Чернышов. -Л., 1980.-242 с.

8. Тепловой контроль качества многослойных изделий / Ю.А. Попов, Е.А. Карпельсон, В.А. Строков и др. Дефектоскопия, 1978, №8. - С.76-86.

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

10. Диткин В.А. Интегральные преобразования и операционное исчисление / В.А. Диткин, А.П. Прудников. М.: Наука, 1974. - 542 с.

11. Карслоу Г. Теплопроводность твёрдых тел / Г. Карслоу, Д. Егер. -М.: Нука, 1964.-487 с.

12. Лыков А.В. Теория тепло- и массопереноса / А.В. Лыков, Ю.А. Михайлов. М.: Госэнергоиздат, 1963. - 535 с.

13. Лыков А.В. Теория теплопроводности / А.В. Лыков. М.: Высшая школа., 1967. - 599 с.

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

15. Волькенштейн B.C. Скоростной метод определения теплофизиче-ских характеристик материала / B.C. Волькенштейн. М.: Энергия, 1971.

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

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

18. Кондратьев Г.М. Тепловые измерения / Г.М. Кондратьев. М.: Машгиз, 1956.-253 с.

19. Кулаков М.В. Измерение температуры поверхности твёрдых тел / М.В. Кулаков, Б.И. Макаров. М.: Энергия, 1977. - 96 с.

20. Куренин В.В. Приборы для теплофизических измерений с прямым отсчётом / В.В. Куренин, В.М. Козин, Ю.В. Левочкин // Пром. теплотехника. -1982.-Т.20,№6.-С. 91-97.

21. М.И. 202-80. Методика. Метрологические характеристики измерительных систем. Принципы регламентации и контроля. Основные положения в кн.: Метрологическое обеспечение информационно-измерительных систем. -М.: Изд-во стандартов, 1984. С. 51-67.

22. Методы определения теплопроводности и температуропроводности / Под. ред. А.В. Лыкова. М.: Энергия, 1973. - 336 с.

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

24. Платунов Е.С. Теплофизические измерения и приборы / Е.С. Платунов и др. Л.: 1986. - 256 с.

25. Филиппов П.И. Приложение теории теплопроводности к теплофизическим измерениям / П.И. Филиппов. Новосибирск, 1973. - 64 с.

26. Чудновский А.Ф. Теплообмен в дисперсных средах / А.Ф. Чуднов-ский. М.: Гостехиздат, 1954. - 444 с.

27. Чудновский А.Ф. Теплофизические характеристики дисперсных материалов / А.Ф. Чудновский. М.: Энергия, 1962. — 456 с.

28. Шашков А.Г. Методы определения теплопроводности и температуропроводности / А.Г. Шашков, Г.М. Волохов, Т.Н. Абраменко, В.П. Козлов. Л.: Энергия, 1973.

29. Шлыков Ю.П. Контактный теплообмен / Ю.П. Шлыков, Е.А. Гарин. М-Л.: Энергия, 1963. - 144 с.

30. Шнейдер П. Инженерные проблемы теплопроводности / П. Шней-дер. М.: Изд-во. литературы, 1960. - 478 с.

31. Ярышев Н.А. Теоретические основы измерения нестационарных температур / Н.А. Ярышев. Л.: Энергия 1967. - 298 с.

32. А.с. №1124209 СССР, МКИ G01N25/18. Способ неразрушающего контроля ТФХ материалов и устройство для его осуществления / В.Н. Чернышев и др. №3549461/18-25; Заявл. 9.02.83; Опубл. 15.11.84, Бюл. №42. -12 с.

33. А.с. №1193555 СССР, МКИ G01N25/18. Способ комплексного определения теплофизических характеристик материалов без нарушения их целостности / В.Н. Чернышов и др. №3741643/18-25; Заявл. 16.05.84; Опубл. 23.11.85, Бюл. №43.-3 с.

34. Власов В.В. Теплофизические измерения: справочное пособие / В.В. Власов, Ю.С. Шаталов, Е.И. Зотов и др. Тамбов: Изд-во ВНИРТМАШ, 1975.-256 с.

35. Вол охов Г.М. Некоторые методы и приборы для исследования теплофизических характеристик / Г.М. Волохов, А.Г. Шашков, Ю.Е. Фрайман //Инж. физ. журн. 1967. - Т.13, 15. - С. 663-689.

36. Чернышов В.Н. Об одном способе определения коэффициента температуропроводности материалов и устройстве для его реализации / В.Н. Чернышов // Известия ЛЭТИ им. В.И. Ульянова (Ленина). 1978. - Вып. 240. -С.55-58.

37. А.с. №1140565 СССР, МКИ G01N25/18. Способ определения теплофизических характеристик материалов / В.Н. Чернышов и др. -№3612879/24-25; Заявл. 29.06.83; Опубл. 15.10.84. 6 с.

38. Исаченко В.Л. Теплопередача / В.Л. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел.-М.: Энергоиздат, 1991.

39. Камья Ф.Н. Импульсная теория теплопроводности / Ф.Н. Камья. -М.: Энергия 1972. 271 с.

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

41. Чернышов В.Н. Адаптивный частотно-импульсный способ неразрушающего контроля ТФХ материалов и система его реализации / В.Н. Чернышов // Новейшие исследования в области теплофизических свойств: Тез. докл. Всесоюз. совещ. Тамбов, 1988. - С. 138-139.

42. Чернышов В.Н. Методы и средства неразрушающего контроля теплофизических свойств материалов / В.Н. Чернышов // Учёные ВУЗа производству: Тез. докл. Всесоюзн. науч. конф. Тамбов, 1989. - С. 124-125.

43. А.с. №1201742 СССР, МКИ G01N25/18. Способ неразрушающего контроля теплофизнческих характеристик материалов и устройство для его осуществления / В.Н. Чернышов и др. №3737778/24-25; Заявл. 07.05.84; Опубл. 30.12.85, Бюл. №48. - 8 с.

44. А.с. №1402892 СССР, МКИ G01N25/18. Способ неразрушающего контроля теплофизнческих характеристик материалов и устройство для его * осуществления / В.Н. Чернышов и др. №4129719/31-25; Заявл. 26.06.86; Опубл. 15.06.88, Бюл. №22. - 12 с.

45. 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.

46. 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.

47. Патент РФ № 204120597. Термозонд для неразрушающего контроля теплофизнческих свойств материалов и готовых изделий / Р.В. Пугачев, В.Н. Чернышов, А.А. Чуриков, зарегистрирован 3.02.04.

48. Пугачев Р.В. Термозонд для определения ТФС твердых материалов / Р.В. Пугачев // Труды ТГТУ. Сб. научных статей молодых ученых и студентов. Вып. 15. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2004. С. 184-188.

49. Пугачев Р.В. Термозонд для неразрушающего контроля ТФС твердых материалов / Р.В. Пугачев //Наука на рубеже тысячелетий. Сб. научных статей. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2004. - С.143-146.

50. Пугачев Р.В. Высокопроизводительная информационно-измерительная система неразрушающего контроля теплофизнческих свойствматериалов и готовых изделий / Р.В. Пугачев, В.Н. Чернышов // Контроль и диагностика №8 - 2005. - С. 32-36.

51. Патент № 200112296 РФ на изобретение. Термозонд для неразрушающего контроля теплофизичнеских свойств материалов и готовых изделий / В.Н. Чернышов, З.М. Селиванова.

52. Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы / В.П. Преображенский. М.: Энергия, 1978. - 704 с.

53. Мищенко С.В. Анализ и синтез измерительных систем / С.В. Мищенко, Э.И. Цветков, В.Н. Чернышов. Тамбов: ТГТУ, 1995. - 238 с.

54. Чернышов В.Н. Анализ и синтез измерительных систем / В.Н. Чернышов и др. Тамбов: ТГТУ, 1995. - 234 с.

55. Маркин Н.С. Основы теории обработки результатов измерений / Н.С. Маркин. М.: Изд-во стандартов, 1991. - 176 с.

56. Методика поверки рабочих средств измерений теплопроводности, удельной теплоёмкости и температуропроводности твёрдых тел. МИ-115-77 / Сост. Ю.А. Чистякова, Л.П. Левина. М.: Изд-во стандартов, 1978. - 11 с.

57. М.И. 1317-86. ГСИ Результаты и характеристики погрешностей измерений. Формы представления. Способы использования при испытании образцов продукции и контроля их параметров. М.: Изд-во стандартов, 1986.

58. Чередниченко Ж.В. Исследование метода контроля теплофизических свойств плоских тел при их локальной нагреве. Автореф. дисс. канд. техн. наук - Одесса, 1971. - 32 с.

59. Полежаев Ю.В., Юревич Ф.Б. Тепловая защита / Под ред. А.В. Лыкова. М.: Энергия, 1976. - 392 с.

60. Osterkamp. Calculation of the Temperature Development in a contact Heated in the Contact Surfase, and Application to the Problem of the Temperature in Sliging Contact.- Journal of Applied Physics, 1948, v. 19, № 12, pp. 1180 -1181.

61. Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твёрдых тел. -М.: Наука, 1964.-488 с.

62. Jaeger J.C. Approximations in transient surface heating. Australion journal of scientific research, series A, Physical Scimces, v. 5, number 1, March, 1952, - Melbourne, с. 1 - 9.

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

64. Богданов С.Н., Иванов О.П., Куприянова А.В. Холодильная техника. Свойства веществ. Справочник. Л.: Машиностроение, 1976. - 168 с.

65. Чистяков B.C. Краткий справочник по теплотехническим измерениям. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 320 с.

66. Prank Kreith, Principles of Heat Transfer, New York and London: 1973. - 656p.

67. Коздоба Л.А. Методы решения нелинейных задач теплопроводности. М.: Наука, 1975. 228 с.

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

69. Михеев М. Основы теплопередачи. М.; - Д.: Гоеэнергоиздат, 1956. - 392 с.

70. Лыков А.В. Теория теплопроводности. М.: Высш. шк., 1967.599 с.

71. Снедок И. Преобразование Фурье / Пер. с английского Матвеева А.Н. / Под ред. Рабиновича Ю.Л. М.: Иностранная литература, 1955. - 668 с.

72. Назаров Г.И., Сушкин В.В. Теплостойкие пластмассы. Справочник. М.: Машиностроение, 1980. - 208 с.

73. Физические величины: Справочник / А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, A.M. Братковский и др.; Под ред. И.С. Григорьева, Е.В. Мейлихова. -М.: Энергоатомиздат, 1991. 1232 с.

74. Чуриков А.А. Разработка и исследование методов и устройств для автоматического неразрушающего контроля температурозависимых теплофизических свойств твердых теплозащитных материалов: Диссертация . к.т.н. М., 1980.-250 с.

75. 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.

76. Мищенко С.В., Чуриков А.А., Подольский В.Е. Метод неразрушающего контроля при исследовании температурной зависимости теплофизических характеристик массивных образцов // Вестник ТГТУ, 1995, Т. 1, № 3-4.-С. 246-254.

77. Коздоба Л.А. Решения нелинейных задач теплопроводности. -Киев, Наукова думка, 1976. 136 с.

78. Кириченко Ю.А., Олейник Б.И., Чадович Г.З. Полиметилметакри-лат образцовое вещество для теплофизических испытаний // Труды институтов Комитета стандартов. - М.; Л.: Издательство стандартов, 1966. - Вып. 84 (114).-С. 33-40.

79. Кириченко Ю.А. Групповое исследование теплофизических характеристик полиметилметакрилата. В кн.: Новые научно - исследовательские работы по метрологии. Информационный сборник. - М.; - Л.: Изд-во Стандартов, 1964, № I, С. 29 - 32.

80. Справочник по электроизмерительным приборам / Под ред. К.К. Илюнина. Л.: Энергия, 1977. - 832 с.

81. Кириченко Ю.А., Олейник Б.Н., Чадович Т.З. Теплофизические характеристики полиметилметакрилата. В кн.: Новые научно - исследовательские работы по метрологии. Информационный сборник. - М.: - Л.: Изд-во Стандартов, 1964, № 1. - С. 24 - 28.

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

83. Коздоба Л.А. Качественный анализ линеаризации квазилинейных задач нестационарной теплопроводности. Теплофизика и теплотехника,1972, вып. 21, С. 27-31.

84. Коздоба Л.А. Метод решения нелинейных уравнений тепло и массопереноса на сеточных и комбинированных электрических моделях. -Инж. - физ. журн., 1967, Т. 12, № 5. - С. 709 -714.

85. Темкин А.Г. Обратные методы теплопроводности,- М.: Энергия,1973.-464 с.

86. Шатунов Е.С. Теплофизические измерения в монотонном режиме. Л.; Энергия, 1973. - 10 с.

87. А.с. 127846 СССР. Способ определения коэффициента теплопроводности твёрдого тела. / Ю.А. Демьянов, Х.А. Рахматулин, А.Н.Рушинский. Опубл. в Б.И., I960, № 8.

88. А.с. 315981 СССР. Устройство для измерения коэффициента температуропроводности материалов / Г.Н. Дульнев, Е.С. Пдатунов, В.В. Куре-пин, И.Ф. Шубин, Г.Р. Гольберг, Ю.В. Алешкевич. Опубл. в Б. И., 1971, № 29. '

89. А.с. 443293 СССР. Устройство для комплексного определения теплофизнческих свойств материалов с высокой теплопроводностью / Ю.В. Алешкевич, С.Е. Буравой, Е.С. Платунов, Б.С. Ясюков. Опубл. в Б.И., 1974, №34.

90. А.с. 485370 СССР. Устройство для исследования теплофизнческих свойств различных веществ в диапазоне температур 4.2 400 К / В.И. Выбор-нов, А.Н. Борзик, Г.А. Кувшинов. - Опубл. в Б.И., 1975, № 35.

91. Буравой С.Е., Курепин В.В., Шатунов Е.С. Теплофизические приборы. Инж. физ. журн., 1976, Т. 30, № 4.

92. Методы определения теплопроводности и температуропроводности / А.Г. Шашков, Г.М. Волхов, Т. М. Абраменко, В.П. Козлов. М.: Энергия, 1973.-336 с.

93. А.с. 149256 СССР. Прибор для определения термических свойств горных пород и строительных материалов / Г.В. Дуганов, А.И. Никитин, Б.В. Спектор, В.И. Рязанцев. -Опубл. в Б.И., 1962, № 15.

94. Рыбаков В.И., Матвеев Ю.А., Филимонов А.Д. Прибор с точечным нагревателем для определения теплопроводности изотропных материалов. -Научные труды научно- исследовательского института Мосстроя. М., 1968, вып. 6. С. 253 - 256.

95. А.с. 264734 СССР. Устройство для определения теплопроводности /В.Р. Хлевчук, В.И. Рыбаков, Ю.А. Матвеев. Опубл. в Б.И., 1970, № 9.

96. А.с. 273481 СССР. Прибор для определения теплопроводности неметаллических материалов / А.К. Денель. Опубл. в Б.И., 1970, № 20.

97. А.с. 305397 СССР. Способ определения теплопроводности и теплоёмкости материалов / Н.Д. Данилов. Опубл. в Б.И., 1972, № 18.

98. А.с. 387270 СССР. Устройство для определения теплофизнческих констант минералов / О.В. Эстерне. Опубл. в Б.И., 1970, № 20.

99. Бровкин JI.A. Решение нелинейного уравнения теплопроводности для полуограниченного тела при ступенчатом измерении во времени температуры поверхности. — Изв. высш. учебн. заведений. Энергетика, 1979, № 2. -С. 72-77.

100. Филиппов П.И. Приложение теории теплопроводности к теплофи-зическим измерениям. Новосибирск: Наука, сибирское отделение, 1973. - 64

101. Программа математического моделирования тепловых потерь в подложку термозонда для разработанного метода контроля1. CLS

102. DIM t(1000) DIM tr(1000) DIM x(1000) cO = 5.67 tc = 20pi = 3.1415926#

103. PUT "Медь (0), ПММ (1), ТФ-1 (2), Рипор (3), Мрамор (4)", m IF m = 0 THEN GOTO 0 IF m = 1 THEN GOTO 2 IF m = 2 THEN GOTO 3 IF m = 4 THEN GOTO 5 L = .027 a = 4.6E-07 e = 1

104. INPUT "q=, Вт q 1 INPUT "V = мм/с ", vv v = w * .001 Qql = 0 Qqk = 0 n = 0

105. FOR x = .01 TO .5 STEP .0001 t = q / (2 * pi * L * x) IF t <= 1 THEN GOTO 10 NEXTx 10 xl=x

106. FOR x = .0001 TO .5 STEP .0001 t = q * EXP(-x * v / a) / (2 * pi * L * x) IF t <= 1 THEN GOTO 15 NEXTx15 x2 = -xx = xl -((xl -x2)/2)

107. FOR у = .001 TO .5 STEP .00011. R = SQR(x * x + у * у)t = q * EXP(-(R x) * v / (2 * a)) / (2 * pi * L * R) IF t <= 1 THEN GOTO 16 NEXT у16 yl=y PRINT "xl-1;

108. PRINT USING "###.# "; xl * 1000; PRINT "MM "; PRINT "x2=";

109. PRINT USING "###.# "; x2 * 1000; PRINT "mm "; PRINT "yl=";

110. PRINT USING 'Ш.# "; yl * 1000;1. PRINT "мм" PRINT

111. PRINT "N="; n; PRINT" S=";s;"M2" PRINT

112. PRINT "ql="; Qql / n; "Вт*м2 "; PRINT "qk="; Qqk / n; "Вт*м2" PRINT

113. PRINT "Ql="; s * Qql / n; "Вт "; PRINT "Qk="; s * Qqk / n; "Вт" PRINT

114. PRINT "Qkl="; Qqkl; "Вт" PRINT

115. PUT "y=, мм yy 34 у = yy * .001 i = 0

116. FOR x = -.001 TO .04 STEP .00005 R = SQR(x * x + у * у)t = q * EXP(-(R x) * v / (2 * a)) / (2 * pi * L * R) tr = (q - Qqkl) * EXP(-(R - x) * v / (2 * a)) / (2 * pi * L * R) i = i + 1 x(i) = -x t(i) = t tr(i) = tr NEXTx

117. OPEN "Exp-1" FOR OUTPUT AS #2 OPEN "Temp-I" FOR OUTPUT AS #3 OPEN "Temp-R" FOR OUTPUT AS #4 OPEN "Exp-2" FOR OUTPUT AS #5 FORj =1TOi

118. PRINT #2, USING "###.##"; x(j) * 1000; PRINT #2, USING "####.##"; t(j); PRINT #2, USING "####.##"; trft) PRINT #5, USING "###.##"; xO') * 1000 PRINT #3, USING "####.##"; t(j) PRINT #4, USING "####.##"; tr(j) NEXT j CLOSE

119. PUT "y=, мм ", yy IF yy > 0 THEN GOTO 34 INPUT "q =, Вт ", q IF q > 0 THEN GOTO 1 END2 L = .195a = 1.13E-07 e = .97 GOTO 43 L = .75a = 3.55E-07 e = .97 GOTO 4 0 L = 393 a = .000112е = .05 GOTO 4 L = 2.91 a = 1.18E-06 e = .93 GOTO 4

120. Программа для выделения доминирующих составляющих в общей погрешности измерения ТФС материалов для разработанногометода НК1. CLS

121. DIM t( 10000) DIM tr( 10000) DIM x(10000) cO = 5.67 tc = 20pi = 3.1415926#

122. PUT "Медь (0), ПММ (1), ТФ-1 (2), Рипор (3), Мрамор (4)m1. m = 0 THEN GOTO 01.m = 1 THEN GOTO 21. m = 2 THEN GOTO 31. m = 4 THEN GOTO 51 = .027a = 4.6E-07e = 1w= .9

123. INPUT "q =, Вт q 1 INPUT "V= мм/с w v = vv * .001 PRINT

124. PUT "xl=, мм ",xll xl =xl 1 * .001 21 INPUT "yl =, мм yl 1 yl =yll * .001 к = e * w

125. R1 = SQR(xl * xl + yl * yl)

126. Tl = к * q * EXP(-(R1 xl) * v / (2 * a)) / (2 * pi * 1 * Rl) Rxl = k*q/(2*pi*l* Tl) Rx2 = 2*k*q/(2*pi*l* Tl) aa = v * (Rl - xl) / (2 * LOG(Rxl / Rl)) LI = к * q / (2 * pi * Tl *(Rx2-Rxl)) PRINT PRINT "Rl =

127. PRINT USING "MM"; Rl * 1000; PRINT " T = "; PRINT USING "MM"; Tl; PRINT " Rxl =";

128. PRINT USING "##.##"; Rxl * 1000; PRINT " Rx2 = "; PRINT USING "##.##"; Rx2 * 1000 PRINT "a =";

129. PRINT USING "M.Mtt"; aa * 1E+07;1. PRINT " L = ";1. PRINT USING "##.###"; LI

130. PRINT USING "###.##"; drla;1. PRINT" dxla = ";

131. PRINT USING "###.##"; dxla;1. PRINT" drxla =";

132. PRINT USING "###.##"; drxla1. PRINT1. PRINT" dtll = ";

133. PRINT USING "###.##"; dtll;1. PRINT" drxll = ";

134. PRINT USING "###.##"; drxll;1. PRINT" drx21 = ";

135. PRINT USING "###.##"; drx211. PRINT

136. PUT "xl=, мм ",xll xl = xll * .0011. xl > 0 THEN GOTO 21 ^ PRINT

137. PUT "q=,Ao ", q IF q > 0 THEN GOTO 1 END 1 = .195 a = 1.13E-07 e = .97 w = .9 GOTO 4 1 = .75a = 3.55E-07 e = .97w = .9 GOTO 4 1 = 393 a = .000112 e = .05 w = .9 GOTO 4 1 = 2.91 a = 1.18E-06 e = 1 w = .9 GOTO 41. Данные экспериментов