| 2019 №02 (03) |
DOI of Article 10.15407/tdnk2019.02.04 |
2019 №02 (05) |
Техническая диагностика и неразрушающий контроль №2, 2019, стр. 23-29
Измерение температуры и диаметра участка нагретого изделия
В.А. Порев, А.С. Томашук
НТУУ «КПИ им. Игоря Сикорского». 03056, г. Киев, просп. Победы, 37. E-mail: tomashuk.alexander@gmail.com
Реферат:
В процессе высокотемпературного изготовления или обработки цилиндрического изделия необходимо получать информацию о его энергетических и геометрических параметрах. Для достижения поставленной цели наиболее удачным решением станет использование оптических методов и методов цифровой обработки изображений. Оптические методы, которые основаны на законах геометрической оптики, преломления, интерференции и дифракции, позволяют производить измерения требуемых параметров с высокой точностью, что позволяет совершенствовать качество изготавливаемого изделия. В работе описаны математическая модель и конструкция оптического устройства для проведения процедур измерений диаметра и температуры с высокой точностью. Методы позволяют производить контроль диаметра и температуры на расфокусированном изображении. Результаты разработки оптического устройства привязаны к математической модели бесфильерного волочения проволоки, как одного из высокотемпературных процессов. Результаты калибрования устройства по температуре показали некоторые преимущества использования предложенного бесконтактного метода над контактным – термометра с термопарой. Предложен подход для измерения температуры поверхности изделия, которое движется с некоторой скоростью, которая равна скорости формирования изображения. Данный подход основан на методах цифровой обработки изображений. Библиогр. 21, рис. 6.
Ключевые слова: неразрушающий контроль, оптика, дифракция, температура, диаметр, эффект памяти формы, производственный процесс
Поступила в редакцию 21.03.2019
Подписано к печати 14.05.2019
Список литературы
1. Лемешко Ю.А., Чугуй Ю.В. (2005) Дифракционный метод измерения диаметров круговых отражающих цилиндров. Автометрия, 41, 6, 3–12.
2. Fedorov M.E. (2005) Optical laser diffraction transducer for measuring single-wire electric cable eccentricity. IOP conference series: Materials and science and engineering, 81, 012074. https://doi.org// 10.1088/1757-899X/81/1/012074
3. Khodier S.A. (2004) Measurement of wire diameter by optical diffraction. Optics & laser technology, 36, 63–67.
4. Порев В.А., Порев Г.В. (2014) Компенсация систематической погрешности измерения температуры поверхности зоны плавки. Известия Академии инженерных наук им. А.М. Прохорова, 2, 52–56.
5. Порєв В.А. (2013) Контроль температурного режиму електронно-променевої безтигельної зонної плавки кремнію. Методи та прилади контролю якості, 1(30), 108–113.
6. Якименко Ю.І., Порєв Г.В., Порєв В.А. (2003) Вдосконалення методів і засобів вимірювання параметрів електронно-променевої безтигельної зонної плавки. Там само, 11, 71–77.
7. Порев В.А., Томашук А.С. (2017) Контроль параметров нагретой проволоки в процессе волочения. Техническая диагностика и неразрушающий контроль, 4, 52–55. https://doi.org/10.15407/tdnk2017.04.08
8. He Y., Liu X., Qin F., Xie J. (2012) Rectifying control of wire diameter during dieless drawing by a deformation measuring method of interframe displacement. International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials, 19(7), 615–621.
9. Supriadi S., Furushima T., Manabe K. (2013) Real-time monitoring system of dieless bellows forming using machine vision. Advanced materials research, 789, 429–435.
10. Mashiwa N., Furushima T., Manabe K. (2017) Novel non-contact evaluation of strain distribution using digital image correlation with laser speckle pattern of low carbon steel sheet. Procedia Engineering, 184, 16–21.
11. Milenin A., Kustra P., Du P. et al. (2018) Computer aided design of the laser dieless drawing process of tubes from magnesium alloy with take into account ductility of the material. Procedia Manufacturing, 15, 302–310.
12. Jafari H. (2013) Thermo-mechanical investigation of die-less wiredrawing process. University of British Columbia.
13. Tomashuk A., Sulima O, Porev V. (2018) Control of three main parameters of the wire in the four-dimensional printing process. Матеріали XII Міжнародної науково-практичної конференції магістрантів та аспірантів. Ч. 1. Харьков, ХПИ, сс. 140–141.
14. Тихонов А.С., Герасимов А.П., Прохорова И.И. (1981) Применение эффекта памяти формы в современном машиностроении. Москва, Машиностроение.
15. Ferreira M.A., Luersen M.A., Borges P.C. (2012)Nickel-titanium alloys: a systematic review. Dental press. Journal of orthodontics, 17(3), 71–82.
16. Tomashuk A. (2018) Device for monitoring the temperature and diameter of an extended cylindrical object in the high-temperature manufacturing process. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 450, 032018.
17. Ландсберг Г.С. (2003) Оптика. Москва, ФИЗМАТЛИТ.
18. Порєв В.А. (2002) Телевізійна пірометрія. Київ, АВЕРС.
19. Порєв В.А., Томашук О.С. (2015) Додаткові похибки вимірювання температури в телевізійній пірометрії. Методи та прилади контролю якості. Івано-Франківськ, НТУ НГ, 2(35), 12–16.
20. Gulyaev I.P., Dolmatov A.V. (2018) Spectral brightness pyrometry: Radiometric measurements of non-uniform temperature distributions. International journal of heat and mass transfer, 116, 1016–1025.
21. Гонсалес Р.С., Вудс Р.С. (2012) Цифровая обработка изображений. Москва, Техносфера.