Способ контроля готовности твердеющих материалов Советский патент 1992 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к способам неразрушающего контроля качества изделий и может быть использовано при ультразвуковом контроле прочности склеивания слоистых непроводящих конструкций.

Известен способ контроля соединений в многослойных конструкциях, заключающийся в том, что в контролируемом изделии возбуждают ультразвуковую волну, причем перед контролем в клей вводят однодомен- ные частицы сегнетоэлектрических кристаллов, в качестве излучения фиксируют электромагнитную волну, а по интенсивности и диаграмме направленности излучения определяют механическую прочность соединения.

Однако этот способ трудоемкий и дорогостоящий, так как необходимо вводить в клей сегнетоэлектрические однодоменные кристаллы и использовать диаграмму направленности излучения, что требует применения дорогостоящей аппаратуры и сложных методов обработки информации с применением ЭВМ.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ контроля твердения бетона, заключающийся в том. что в исследуемом материале возбуждаются электромагнитные колебания, измеряют тангенс угла диэлектрических потерь, по величине которого судят о степени влажности бетона.

О

го ю

а

Этот способ имеет ограниченную область применения - он применим только для материалов, имеющих большие диэлектрические потери (например, бетон, железобетон), кроме того, для осуществления этого способа необходима весьма громоздкая аппаратура, Сам способ не отличается точностью, так как имеет место большой разброс результатов измерений для различных партий бетона,

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в контролируемом изделии возбуждают электромагнитные и ультразвуковые колебания, измеряют тангенс угла диэлектрических потерь, снимают амплитудно-частотную характеристику (АЧХ)тангенса угла диэлектрических потерь без акустического воздействия и при акустическом воздействии, а о степени готовности твердеющего материала судят по величине и положению тангенса угла диэлектрических потерь.

Точность измерения увеличивается за счет того, что следят за твердением материала по двум параметрам-амплитуде tg д и величине смещения максимума tg 5 в ультразвуковом поле. При этом фиксируется положение одной точки-максимума tg д, а точность измерения других точек АЧХ существенной роли не играет,что экономит время измерения. Этот метод применим практически ко всем материалам, являющимися диэлектриками и высокоомными полупроводниками, что расширяет область применения метода.

На фиг, 1 приведены зависимости tg д от интенсивности ультразвука для онот- ского талька; на фиг. 2 - зависимости tg б от интенсивности ультразвука для иодата лития; на фиг.З - зависимости tg д от интенсивности ультразвука для образцов иодата лития, склеенных оптическим клеем АК-113; на фиг.4 - спектры АЧХ tg д, удельной электрической проводимости а и диэлектрической проницаемости t иодата лития; на фиг. 5 - спектры АЧХ tg д и е талька; на фиг. 6 - спектры АЧХ tg б для клеевых соединений образцов иодата лития с напыленными серебряными электродами,

Кривая 1 - влажные, кривая 2 - просушенные клеевые электроды (фиг.1), кривая 3 - влажные, кривая 4 - просушенные клеевые электроды (фиг.2); кривая 5 - влажные, кривая 6 - просушенные соединения (электроды серебряные напыленные, фиг.З); кривая 7 - для напыленных серебряных и просушенных клееных электродов и клеевых соединений без воздействия ультразвука, кривая 8 - для влажных электродов и клеевых соединений под действием ультразвука, кривая 9 - для просушенных клеевых соединений и напыленных серебряных

электродов под действием ультразвука, кривые 10 и 11 - электрическая проводимость для влажных и просушенных клеевых электродов, кривые 12 и 13 - диэлектрическая проницаемость для влажных и просушенных электродов под действием ультразвука (фиг.4); кривые 14 и 17 - для просушенных и кривые 15 и 18 -для влажных клеевых электродов под действием ультразвука, кривая 16 - для просушенных

клеевых электродов без воздействия ультразвука (фиг.5); кривая 19 - для просушенных клеевых соединений без воздействия ультразвука; кривая 20 - для влажных клеевых соединений под действием ультразвука, кривая 21 - для просушенных клеевых соединений под действием ультразвука частотой 150 кГц, интенсивностью 30 кВт/м2 (фиг,6).

Способ контроля готовности твердеющих материалов осуществляется следующим образом.

На подготовленный образец наносят с двух сторон клеевые электроды (например, клей АК-113 с мелкодисперсным порошком

никеля). Если исследуются изделия, состоящие из нескольких слоев материала, соединенных клеем, то на внешние поверхности напыляют металлические электроды (например, серебряные), чтобы исключить влияние

клеевых электродов на АЧХ

Через некоторое время снимают АЧХ tg д. Затем возбуждают в изделии (образце) ультразвуковые колебания (например, частотой 150 кГц, интенсивностью до 30 кВт/м2) и

снимают АЧХ tg д для двух - трех значений интенсивности ультразвука, но не менее 15 кВт/м2, так как при низких значениях интенсивности эффект очень слабый.

Если клеевые электроды или соединения не просохли, то с увеличением интенсивности ультразвука максимум tg д растет и смещается в область высоких частот на 30-40 кГц. Если электроды или соединения просушены хорошо, то максимум tg б на

АЧХ практически не растет, а смещение составляет 2-3 кГц.

Предлагаемый способ позволяет за счет периодического контроля сократить время сушки клееных изоляционных конструкций.

Формула изобретения Способ контроля готовности твердеющих материалов, заключающийся в том, что в исследуемом материале возбуждают электромагнитные колебания, измеряют тангенс угла диэлектрических потерь, с учетом которого определяют степень готовности материала, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности при контроле клеевых соединений, снимают амплитудно-частотную характеристику тангенса угла диэлектричеҐм,

ских потерь, дополнительно возбуждают в клеевом соединении акустические колебания, снимают амплитудно-частотную характеристику тангенса угла диэлектрических потерь при акустическом воздействии, а о готовности клеевого соединения судят по результатам сравнения этих характеристик.

Изобретение относится к способам неразрушающего контроля качества изделий и --Я- --- v Srtf№rv 5- -f- W Ј3 «S ftt- twwww jn. „, / может быть использовано при ультразвуковом контроле прочности склеивания слоистых непроводящих конструкций. Целью изобретения является повышение точности измерений. Эта цель достигается за счет того, что в исследуемом материале возбуждают электромагнитные колебания, измеряют амплитудно-частотную ха- рактери-стикутангенсаугла диэлектрических потерь, возбуждают в клеевом соединении акустические колебания, измеряют амплитудно-частотную характеристику тангенса угла диэлектрических потерь при акустическом воздействии, а о готовности клеевого соединения судят по результатам сравнения этих характеристик. 6 ил.

0,25 0,5

фиг.1

0,25 0,5 0,75 I/I ft Щиг.2

О

0,25 0,5 0,75 Шм Щиг.З

0,75 I/1м

1 I J 4 5 6 ЩГц

фиг 4

tf

7 tgf.fy

$иг.5

0,5

Фиг б