СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ОБЪЕКТА Российский патент 2000 года по МПК G01N25/72 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в строительной промышленности для диагностики и контроля качества строительных конструкций, определения численных значений теплотехнических характеристик наружных ограждающих конструкций и для анализа тепловых потерь жилых и промышленных зданий с целью оптимального перераспределения энергоресурсов, предназначенных для их отопления, в нефтяной и газовой промышленности для контроля технического состояния трубопроводов и труб и для определения и локализации мест утечек нефти или газа, в металлургической, химической и др. отраслях промышленности для неразрушающего контроля качества материалов и изделий, обнаружения нарушений сплошности (дефектов), для определения геометрических, теплофизических и др. характеристик дефектов.

Известен способ неразрушающего контроля поверхности объекта, включающий воздействие импульсом электромагнитного (оптического) излучения, нагревающего ограниченную область поверхности объекта, регистрацию распределения температур вблизи зоны области нагрева с использованием сканирующего устройства с приемником теплового излучения, по результатам которого судят о физических параметрах состояния поверхности объекта (см. патент PCT/6B 91/000 72, кл. A 61 F 5/02, 1991).

Недостатком способа является низкая достоверность результатов контроля.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является способ неразрушающего контроля качества объекта, включающий установку тепловизионной системы с обзором контролируемого объекта или его части, калибровку тепловизионной системы по эталонному значению температуры, бесконтактную регистрацию распределения температуры излучающей поверхности контролируемого объекта с последующим его анализом с учетом параметров, характеризующих внешние факторы и контролируемый объект, по результатам которого судят о состоянии объекта (см. авторское свидетельство СССР N 1497543, кл. G 01 N 25/72, 1987).

Недостатком способа является низкая достоверность и необъективность результатов контроля из-за отсутствия количественных характеристик контролируемого объекта.

Техническая задача изобретения - повышение достоверности и объективности результатов контроля за счет получения количественных значений характеристик контролируемого объекта.

Техническая задача достигается тем, что в способе неразрушающего контроля качества объекта, включающем установку тепловизионной системы с обзором контролируемого объекта или его части, калибровку тепловизионной системы по эталонному значению температуры, бесконтактную регистрацию распределения температуры излучающей поверхности контролируемого объекта с последующим его анализом с учетом параметров, характеризующих внешние факторы и контролируемый объект, по результатам которого судят о качестве объекта, дополнительно проводят измерение параметра излучения П непосредственно на излучающей поверхности контролируемого объекта в одной и более точках, а в качестве дополнительного параметра М, характеризующего внешние факторы и контролируемый объект, используют параметр, определяемый из соотношения М = П/Т_т, где П - параметр излучения излучающей поверхности контролируемого объекта, град,
Т_т - температура, измеренная тепловизионной системой, град.

Измерение параметра излучения непосредственно на излучающей поверхности контролируемого объекта осуществляют при помощи контактных эталонных датчиков, например датчиков теплового потока.

Устанавливают по меньшей мере одну тепловизионную систему.

Осуществляют дополнительное тепловое нагружение контролируемого объекта.

Для теплового нагружения контролируемого объекта используют тепловой генератор.

Способ неразрушающего контроля качества объекта осуществляется следующим образом.

В качестве контролируемого объекта был выбран элемент ограждающей конструкции здания-окно.

Установили по меньшей мере одну тепловизионную систему таким образом, чтобы в ее поле обзора находился контролируемый объект или его часть. Затем произвели калибровку тепловизионной системы по эталонному значению температуры, т.е. по абсолютно черному телу.

Произвели бесконтактную регистрацию распределения температуры излучающей поверхности контролируемого объекта (Т_т), т.е. измеренную тепловизионной системой.

Дополнительно измерили параметр излучении (П) непосредственно на излучающей поверхности контролируемого объекта в одной и более точках.

Данные приведены в таблице.

Параметром излучения излучающей поверхности контролируемого объекта может быть температура, величина теплового потока и др.

Экспериментально была установлена зависимость дополнительного параметра M, характеризующего внешние факторы и контролируемый объект, от параметра излучения П излучающей поверхности контролируемого объекта и от температуры Т_т, измеренной тепловизионной системой.

Дополнительный параметр, характеризующий внешние факторы и контролируемый объект, определили из соотношения М = П/Т_т.

После этого произвели анализ распределения температуры с учетом основных и дополнительного параметров, характеризующих внешние факторы и контролируемый объект, т. е. температуры, полученные при измерении на контролируемом объекте - окне, уточняют с поправкой на вышеуказанные параметры, полученные температуры сравнивают с нормативными данными и судят о наличии или отсутствии различных дефектов, т.е. о качестве контролируемого объекта.

Основными параметрами, характеризующими внешние факторы и контролируемый объект, являются коэффициенты излучающей способности, теплоотдачи, влажности воздуха, скорости ветра, плотности объекта, его теплопроводность и теплоемкость и др.

Излучающей поверхностью контролируемого объекта может быть непосредственно сама поверхность объекта, какое-либо покрытие поверхности, слой земли, окалина и др.

Измерение параметра излучения непосредственно на излучающей поверхности контролируемого объекта осуществляли при помощи контактных эталонных датчиков, например датчиков теплового потока. Для получения параметра излучения нестационарных тепловых полей осуществляли дополнительное тепловое нагружение контролируемого объекта с использованием, например, теплового генератора с плотностью мощности от 0,001 Вт/м² до 400 Вт/м².

Тепловое нагружение контролируемого объекта производили в течение времени от 0,1 с и более, а время между окончанием теплового нагружения и проведением контроля составляло 0,1 с и более.

Решение задачи обеспечивает получение технического результата - повышение достоверности и объективности результатов контроля за счет получения количественных значений характеристик контролируемого объекта.

Использование: в измерительной технике при неразрушающем контроле качества объекта. Сущность изобретения: устанавливают по меньшей мере одну тепловизионную систему с обзором контролируемого объекта или его части, производят калибровку тепловизионной системы по эталонному значению температуры и бесконтактную регистрацию распределения температуры излучающей поверхности контролируемого объекта с последующим его анализом с учетом параметров, характеризующих внешние факторы и контролируемый объект, по результатам которого судят о качестве объекта. Дополнительно проводят измерение параметра излучения П непосредственно на излучающей поверхности контролируемого объекта в одной и более точках, а при анализе в качестве дополнительного параметра М, характеризующего внешние факторы и контролируемый объект, используют параметр, определяемый из соотношения М = П/Т_т, где П - параметр излучения излучающей поверхности контролируемого объекта, град.; Т_т -температура, измеренная тепловизионной системой, град. Технический результат - повышение достоверности результатов контроля. 4 з.п.ф-лы, 1 табл.

1. Способ неразрушающего контроля качества объекта, включающий установку тепловизионной системы с обзором контролируемого объекта или его части, калибровку тепловизионной системы по эталонному значению температуры, бесконтактную регистрацию распределения температуры излучающей поверхности контролируемого объекта с последующим его анализом с учетом параметров, характеризующих внешние факторы и контролируемый объект, по результатам которого судят о качестве объекта, отличающийся тем, что дополнительно проводят измерение параметра излучения П непосредственно на излучающей поверхности контролируемого объекта в одной и более точках, а при анализе в качестве дополнительного параметра М, характеризующего внешние факторы и контролируемый объект, используют параметр, определяемый из соотношения М = П / Т_т, где П - параметр излучения излучающей поверхности контролируемого объекта, град., Т_т - температура, измеренная тепловизионной системой, град. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что измерение параметра излучения непосредственно на излучающей поверхности контролируемого объекта осуществляют при помощи контактных эталонных датчиков, например датчиков теплового потока. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что устанавливают по меньшей мере одну тепловизионную систему. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют дополнительное тепловое нагружение контролируемого объекта. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что для теплового нагружения контролируемого объекта используют тепловой генератор.