Устройство относится к технологическому контролю, а именно к средствам неразрушающего экспресс-анализа изменений структуры и состава металлов и сплавов в процессе их эксплуатации для оценки остаточной прочности и трещиностойкости путем электрохимической диагностики.
Известен способ определения места появления трещин путем пропускания через исследуемый объект электрического тока и определения местонахождения трещин сравнением измеренной величины тока в данном участке подключения подводящих ток электродов, со значением тока, соответствующим отсутствию трещин на данном участке [1].
Известно устройство для измерения электрического сопротивления металлов и сплавов, содержащее измерительную ячейку с первичным преобразователем температуры, источник тока, блок управления с устройством обработки информации и регистрации [2].
В качестве ближайшего аналога предлагаемого устройства может быть принято устройство для неразрушающего контроля качества стенок труб, содержащее источник питания, измерительные электроды, соединенные с блоком обработки информации и управления, подключенным к индикаторному блоку [3].
Предлагаемое устройство по сравнению с аналогами обеспечивает экспресс-анализ изменений внутренних напряжений металлических конструкции под действием эксплуатационных нагрузок на исследуемый объект, а также оценку пористости защитных покрытий, качества ионно-имплантированных поверхностей и термообработки металлических материалов, определение структурных изменений материала объекта и др.
Указанный эффект достигается за счет того, что блок обработки информации и управления снабжен пультом ввода программы исследования, а измерительные электроды выполнены в виде щупа, состоящего из двух цилиндров, коаксиально расположенных друг относительно друга, при этом верхняя часть внутреннего цилиндра заполнена электрохимическим составом, имеет конусообразную форму с соосно впаянным в нее электродом сравнения, верхняя часть внешнего цилиндра выполнена с обратной конусностью, нижняя его часть имеет цилиндрическое отверстие, соосное электроду сравнения, оба цилиндра соединены между собой обратными конусообразными частями, и пространство между ними заполнено электропроводным наполнителем, причем в нижней части внутреннего цилиндра соосно электроду сравнения выполнено конусообразное отверстие, а на стенке внешнего цилиндра закреплен вспомогательный электрод с электрическим контактом на свободном конце для подсоединения к исследуемому объекту.
На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - измерительный щуп.
Устройство содержит блок питания 1, блок 2 обработки информации и управления, индикаторный блок 3, выполненный в виде регистратора, и измерительные электроды 4, выполненные в виде щупа. Блок 2 обработки информации и управления состоит из пульта 5 управления, в качестве которого может быть использована стандартная клавиатура персональной ЭВМ, микропроцессора 6, например типа 1806 ВМ3, регулируемого многоканального усилителя 7, таймера 8, входного преобразователя напряжения 9 и выходного регистра 10 для сопряжения с регистратором 3, в качестве которого может быть применен графопостроитель Н 307. Все элементы блока связаны между собой мультиплексной системной магистралью 11. Щуп 4 состоит из электрода сравнения 12, вспомогательного электрода 13 из платиновой проволоки, пробки-шлифа 14, установленной в конусном отверстии внутреннего цилиндра 15 с зазором 0,05-0,5 мм для создания электрического контакта между внутренним цилиндром 15 с электропроводным наполнителем 16 и внешним цилиндром 17, ультрапористой диафрагмы 18 диаметром до 2 мм и пористостью 95-98%, установленной в цилиндрическом отверстии внешнего цилиндра 17, причем диафрагма 18 насыщена электропроводным наполнителем 19 с вязкостью 6-8 сП, размещенным между внутренним цилиндром 15 и внешним цилиндром 17. Электрический контакт исследуемого объекта 20 осуществляется с помощью электрода 21. Прижим внутреннего цилиндра 15 обеспечивает уплотнитель 22 в верхней части внешнего цилиндра 17. Для улучшения контакта элементов щупа с исследуемым объектом 20 места их контактов смачивают электролитом 23.
Устройство работает следующим образом.
При включении устройства напряжение с выходов усилителя 7 подается на щуп 4. Напряжение электрода сравнения 12 и напряжение, поданное на исследуемый объект 20 через электрод 21, поступают на соответствующие входы усилителя 7, в котором формируется инверсионный сигнал их разности, подаваемый на микропроцессор 6. Одновременно указанный сигнал управляет выходным током усилителя 7, подаваемым в цепь исследуемый объект - вспомогательный электрод 13, поляризующим анализируемый объект до потенциала (напряжения относительно электрода сравнения), равного напряжению, подаваемому от источника напряжения 1. Электрическая связь в системе обеспечивается наличием во внутреннем цилиндре 15, внешнем цилиндре 17 и пористой диафрагме 18 электропроводных составов 16 и наполнителя 19. Зависимость потенциал - ток (или ток - время) фиксирует регистратор 3. На зависимости потенциал - ток, получаемой при смещении потенциала анализируемого объекта (металла или его сплава) из катодной области потенциалов в анодную и обратно, фиксировали потенциалы полной пассивации и реактивации. При этом основным параметром выбрана их разность. На зависимости ток - время, получаемой при поддержании постоянного потенциала объекта исследования, фиксировали величину поляризующего тока через 0,5-1,0 мин после начала поляризации, и основным параметром выбрана величина тока, фиксируемая через время, одинаковое для одной серии анализов или материалов. После чего эти значения напряжений (или тока) попадают в микропроцессор 6, оцениваются и используются для наблюдения за поведением (старением) объекта исследования, позволяя диагностировать предварительное состояние и возможность поломок, прогнозировать ресурс работы, а также добиваться оптимальных физико-химических свойств и режимов изготовления объектов.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет уменьшить время анализа, а также прогнозировать ресурс работы эксплуатируемого оборудования, наступления поломок и добиваться оптимальных свойств и режимов при изготовлении объектов.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. RU, патент, 2006846, кл. G 01 N 27/20, 1991.
2. SU, авторское свидетельство, 1656434, кл. G 01 N 27/02, 1989.
3. RU, патент, 2037815, кл. G 01 N 27/20, 27/00, 1990 (прототип).
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕНЦИАЛОВ ОБЪЕКТОВ С ИОННОЙ ПРОВОДИМОСТЬЮ, СПОСОБ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИЕ ОБЪЕКТЫ И ПРИБОРЫ ДЛЯ ИХ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2003 |
|
RU2314785C2 |
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ДЕТЕКТОР ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЖИДКОСТИ СЛОЖНОГО СОЛЕВОГО И ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА | 2008 |
|
RU2370759C1 |
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ СКАНИРУЮЩИЙ ТУННЕЛЬНЫЙ МИКРОСКОП | 2016 |
|
RU2638941C1 |
Способ определения потенциала нулевого заряда твердого металла в растворе электролита | 1982 |
|
SU1086368A1 |
Способ и устройство для непрерывного контроля питтинговой коррозии внутренних стенок металлических конструкций | 2017 |
|
RU2692118C2 |
СПОСОБ МОНИТОРИНГА ОТЕКА БИОЛОГИЧЕСКОЙ ТКАНИ | 2003 |
|
RU2253360C2 |
Способ электрохимического определения содержания молекулярного кислорода в биологических объектах,жидких и газообразных средах и устройство для его осуществления | 1980 |
|
SU1345105A1 |
СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ СОСТАВА ЖИДКИХ РАСТВОРОВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ | 1993 |
|
RU2082962C1 |
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АДЕКВАТНОСТИ ОБЪЕМА ПРОБЫ В УСТРОЙСТВАХ БИОДАТЧИКОВ | 2002 |
|
RU2292841C2 |
Способ определения концентрации ингибитора коррозии в щелочных средах | 1990 |
|
SU1778666A1 |
Анализатор относится к средствам контроля изменений структуры и состава металлов и сплавов под действием эксплуатационных нагрузок и обеспечивает экспресс-анализ изменений внутренних напряжений металлических конструкций, а также оценку пористости защитных покрытий, качества ионно-имплантированных поверхностей и термообработки металлических материалов. Анализатор содержит источник питания, блок обработки информации и управления с пультом ввода программ исследования на входе и индикаторным блоком на выходе, а также измерительные электроды, выполненные в виде щупа, состоящего из двух цилиндров, коаксиально расположенных друг относительно друга, при этом верхняя часть внутреннего цилиндра заполнена электрохимическим составом, имеет конусообразную форму с соосно впаянным в нее электродом сравнения, верхняя часть внешнего цилиндра выполнена с обратной конусностью, нижняя его часть имеет цилиндрическое отверстие, соосное электроду сравнения, оба цилиндра соединены между собой обратными конусообразными частями, и пространство между ними заполнено электропроводным наполнителем, причем в нижней части внутреннего цилиндра соосно электроду сравнения выполнено конусообразное отверстие, а на стенке внешнего цилиндра закреплен вспомогательный электрод с электрическим контактом на свободном конце для подсоединения к исследуемому объекту. 2 ил.
Электрохимический анализатор физико-химических свойств материалов, содержаший источник питания, измерительные электроды, блок обработки информации и управления и индикаторный блок, при этом измерительные электроды подключены к блоку обработки информации и управления, выход которого подсоединен к индикаторному блоку, отличающийся тем, что блок обработки информации и управления снабжен пультом ввода программы исследования, а измерительные электроды выполнены в виде щупа, состоящего из двух цилиндров, коаксиально расположенных друг относительно друга, при этом верхняя часть внутреннего цилиндра заполнена электрохимическим составом, имеет конусообразную форму с соосно впаянным в нее электродом сравнения, верхняя часть внешнего цилиндра выполнена с обратной конусностью, нижняя его часть имеет цилиндрическое отверстие, соосное электроду сравнения, оба цилиндра соединены между собой обратными конусообразными частями, и пространство между ними заполнено электропроводным наполнителем, причем в нижней части внутреннего цилиндра соосно электроду сравнения выполнено конусообразное отверстие, а на стенке внешнего цилиндра закреплен вспомогательный электрод с электрическим контактом на свободном конце для подсоединения к исследуемому объекту.
Авторы
Даты
1998-06-10—Публикация
1997-10-10—Подача