Спосіб тепловізійного контролю технічного стану елементів конструкції електричних машин та апаратів

1 Спосіб тепловізійного контролю технічного стану елементів конструкції електричних машин та апаратів, наприклад турбогенераторів, що включає безперервну теплову індикацію за допомогою термочутливого датчика, який пересувають у осьовому напрямку по гвинтовій лінії, фіксацію значення теплового поля у вигляді масштабної теплової карти і визначення форми і координат зон підвищеного нагріву по контрастним полям цих карт, який відрізняється тим, що термочутливий датчик у тепловізійному апаратно-програмному комплексі розміщують стаціонарно за межами об'єкту, що досліджують 2 Спосіб за п 1 , відрізняється тим, що дослідження здійснюють при нестаціонарних процесах розігріву або охолодження 3 Спосіб за пп 1, 2, який відрізняється тим, що термочутливий датчик у тепловізійному апаратнопрограмному комплексі розміщують від об'єкту, що досліджують, на відстані І_о, яка становить певну частину його довжини L, тобто l_0=k L, при цьому коефіцієнт k дорівнює, наприклад 0,1-10,0 4 Спосіб за пп 1-3, який відрізняється тим, що Винахід відноситься до електричних машин та апаратів, зокрема, до засобів їх виготовлення і експлуатації Існує спосіб контролю якості збірки активної сталі статорів електричних машин, що обраний в термочутливий датчик у тепловізійному апаратнопрограмному комплексі розміщують від об'єкту, що досліджують, на відстані Н від його сторін, по осі повздовжньої симетрії, при цьому кут спостереження а знаходиться в межах величин, що визначають співвідношенням arctg(H/L0) > а > arctg(H/(L + Ц)) 5 Спосіб за пп 1-4, який відрізняється тим, що термочутливий датчик у тепловізійному апаратнопрограмному комплексі розміщують спочатку з одного боку об'єкта за його межами, а потім з іншого і отримані теплові зображення накладають та співставляють 6 Спосіб за пп 1-5, який відрізняється тим, що для контролю застосовують програмне забезпечення, для обліку випромінювальної здатності нагрітої поверхні, оцінки и неоднорідності, визначення кута візірування і координат розташування місць дефектів поверхні, врахування динаміки зміни теплового поля 7 Спосіб за пп 1-6, який відрізняється тим, що реєструють тільки ділянки поверхні об'єкта, де перевищується заданий базовий рівень нагріву 8 Спосіб за пп 1-6, який відрізняється тим, що за допомогою програмного забезпечення будують температурні профілі, наприклад вздовж зубця і паза статора турбогенератора, і визначаютья місця локальних перегрівів 9 Спосіб за пп 1-8, який відрізняється тим, що контроль поверхні проводять з використанням розробленої програми, що виключає вплив неоднорідностей у випромінювальній здатності на результат 10 Спосіб за пп 1-8, який відрізняється тим, що контроль проводять в різних спектральних діапазонах, наприклад баченому, 3-5мкм і 8-14мкм якості прототипу, при якому шляхом індукційного нагріву та індикації зон підвищеного тепловиділення за допомогою термочутливого датчика виконують безперервну індикацію теплового випромінювання поверхні осердя статора, для чого термочу CO Ю 57934 тливий датчик, наприклад інфрачервоний, пересувають в осьовому напрямку по гвинтовій лінії, фіксують значення теплового поля у вигляді масштабної теплової карти, визначають форми і координати зон підвищеного нагріву (Мирошников М М , Иванова Р И , Карапетян К С и др Способ контроля качества сборки активной стали статоров электрических машин А с СССР №412825, 1976г, бюл №29, с 211) Такий спосіб потребує розміщення термодатчика на спеціальному возику, що пересувається по поверхні статора В основу винаходу поставлено задачу оцінки технічного стану конструктивних елементів електричних машин та апаратів шляхом зйомки теплового поля апаратно-програмним комплексом встановленим за межами об'єкту для підвищення ефективності та скорочення часу контролю технічного стану елементів конструкції та пошуку пошкоджень Сигнал термодатчика записується у пам'ять ПЕОМ, обробляється програмою і може висвітлюватися на екрані монітору або виводитися на друк Програмне забезпечення апаратно - програмного комплексу здійснює облік випромінювальної здатності нагрітої поверхні, оцінку и неоднорідності, визначає кут візірування і координати розташування місць дефектів, враховує динаміку зміни теплового поля Неоднорідність випромінювальної здатності поверхні об'єкту враховуються шляхом запису його теплового поля при ЗОВНІШНІЙ температурі Суть винаходу полягає втому, що 1 3 метою підвищення ефективності оцінки технічного стану та скорочення часу обстежень об'єкту термочутливий датчик у складі тепловізійного апаратно-програмного комплексу розміщують стаціонарно за межами об'єкту, що досліджується 2 Спосіб за п 1 , відрізняється тим, що для більш ефективного контролю поверхні об'єкту дослідження здійснюються при нестаціонарних процесах розігріву або охолодження 3 Спосіб за пп 1, 2, відрізняється тим, що термочугливий датчик у складі тепловізійного апаратно-програмного комплексу розміщують від об'єкту, що досліджується, на відстані І_о, яка становить певну частину його довжини L, тобто l_o=k L, при цьому коефіцієнт к дорівнює, наприклад к=0,110,0 4 Спосіб за пп 1-3, відрізняється тим, що термочутливий датчик у складі тепловізійного апаратно-програмного комплексу розміщують від об'єкту, що досліджується, на відстані Н від його сторін, по осі повздовжньої симетрії При цьому кут спостереження а знаходиться в межах величин, що визначаються співвідношенням arctg(H/l_o)>a>arctg(H/(L+l_o)) 5 Спосіб за пп 1-4, відрізняється тим, що для підвищення достовірності контролю термочутливий датчик у складі тепловізійного апаратнопрограмного комплексу розміщують спочатку з одного боку об'єкта за його межами, а потім з іншого і отримані теплові зображення накладаються та співставляються 6 Спосіб за пп 1-5, відрізняється тим, що для підвищення ефективності контролю застосовують програмне забезпечення, для обліку випроміню вальної здатності нагрітої поверхні, оцінки и неоднорідності, визначення кута візірування і координат розташування місць дефектів поверхні, врахування динаміки зміни теплового поля 7 Спосіб за пп 1-6, відрізняється тим, що для підвищення оперативності пошуку дефектів реєструються тільки ділянки поверхні об'єкта, де перевищується заданий базовий рівень нагріву 8 Спосіб за пп 1-6, відрізняється тям, що для отримання повного об'єму інформації за допомогою програмного забезпечення будуються температурні профілі, наприклад вздовж зубця і паза статора турбогенератора, і визначаються місця локальних перегрівів 9 Спосіб за пп 8, відрізняється тим, що для підвищення точності вимірювань контроль поверхні проводиться з використанням розробленої прогрими, що виключає вплив неоднорідностей у випромінювальній здатності на результат 10 Спосіб за пп 1-8, відрізняється тим, що для підвищення точності індикації дефектів контроль проводяться в різних спектральних діапазонах, наприклад баченому, 3-5мкм і 8-14мкм Спосіб тепловізійного контролю, наприклад осердя статора турбогенератора, здійснюється наступним чином Вхідне вікно термодатчика тепловізійного апаратно-програмового комплексу (1) розміщується на відстані І_о від кінця осердя статора (2) по його осі і, ВІДПОВІДНО, на відстані Н від внутрішньої поверхні розточки (фиг 1) Координата X вздовж осердя зв'язана з кутом спостереження рівнянням •»/ X = Н t g ^ . L ° При довжині осердя, що дорівнює L, кут спостереження а знаходиться в межах величин, що визначаються співвідношенням arctg(H/l_o)>a>arctg(H/(L+l_o)) (2) При контролі спочатку реєструється тепловізійна картина поля об'єкту при температурі навколишнього середовища, яка запам'ятовується Потім осердя піддається дії магнітного поля, яке викликає нагрів осердя При цьому реєструється тепловізійна картина поля, виявляються локальні температурні аномалії, визначаються їх координати На фіг 1 наведена принципова схема телловізійного контролю осердя статора турбогенератора, на фіг 2 - ЗОВНІШНІЙ вигляд статора, на фіг 3 термограма статора після дії магнітного поля індукцією 1,4Тл протягом 20 хвилин від допоміжної обмотки, на фіг 4 - розподіл перевищення температури вздовж одного з зубців статора Використання запропонованого способу контролю електричних машин та апаратів у порівнянні з іншими відомими способами суттєво скорочує час контролю технічного стану об'єкту, забезпечує отримання картини температурного поля всієї поверхні, провадиться дистанційно і не потребує розташування на об'єкті спеціальних датчиків або допоміжних пристроїв Тепловізійна картина об'єкту на кожному етапі контролю запам'ятовується і використовується для аналізу наступних обстежень, що підвищує якість і достовірність результатів обстежень 57934 ФІГ 1. 4,1 °С 2 4н Фіг 4 Комп ютерна верстка Е Гапоненко Підписано до друку 05 08 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності Львівська площа 8 м Київ МСП 04655 Україна ТОВ Міжнародний науковий комітет вул Артема 77 м Київ 04050 Україна