TKvPPI_komplekt_2 / Курс. раб

ЗАДАНИЯ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

З А Д А Н И Е 1

Радиоволновой контроль содержания компонентов

в полуфабрикате в процессе переработки

(последняя цифра шифра: 0 – 5)

Контроль содержания компонентов в полуфабрикате, например, содержание связующего в полимерном композиционном материале (ПКМ) (стеклопластике) можно осуществлять радиоволновым методом. ПКМ рассматривается, как смесь отдельных компонент со своими значениями диэлектрической проницаемости и объемной концентрации.

В основу контроля положено измерение диэлектрической проницаемости (набега фазы) ПКМ, которая и зависит от содержания связующего.

Необходимо уяснить теоретические основы радиоволнового вида неразрушающего контроля качества материалов, особенности способов определения набега фазы в контролируемых материалах и расчета диэлектрической проницаемости, а также применяемых интерферометрических устройств и приборов.

Разработать методику радиоволнового контроля содержания связующего в пропитываемой композиции стеклонаполнитель-связующее, которая должна содержать следующие основные разделы:

- назначение методики;

- параметры, подлежащие определению в процессе контроля композиции;

- условия проведения контроля;

- метод определения контролируемых параметров (последовательное изложение операций контроля);

- оборудование и измерительная аппаратура;

- обработка результатов контроля.

Формула смеси ПКМ предложена в табл. 1.

Таблица 1.

Номер варианта (предпоследняя цифра шифра)	Формула смеси	Форма дисперсных частиц	Расположение частиц относительно электрического поля	Количество компонент
0	Вагнера	-	-	Две
1	Лоренц-Лорентца	-	-	Две
2	Бруггемана	Сферические частицы	-	Две
3	Бруггемана	Плоские диски	-	Две
4	Винера	Вытянутые частицы	Параллельно	Две
5	Винера	Вытянутые частицы	Перпендикулярно	Две
6	Рейнольдса и Хью	Сферические частицы	-	Две
7	Оделевского	Невытянутые частицы	-	Две
8	Лихтенекера	-	-	Две
9	Лихтенекера	-	-	Три

Методика должна содержать схему расположения контролируемого объекта на измерительном стенде с указанием основных элементов стенда, схему размещения излучателя и приемника по отношению к объекту контроля, а также блок-схему измерительной аппаратуры. В разделе методики "обработка результатов контроля" приводятся расчетные выражения для определения содержания связующего контролируемого материала с расшифровкой всех параметров и рекомендации по обработке результатов контроля с применением статистических методов.

Выражения для определения содержания связующего контролируемого материала по значениям диэлектрической проницаемости приведены в литературе [1, 2]. Теоретические основы радиоволнового вида контроля изделий, описание широко распространенных в промышленности приборов для реализации радиоволнового вида контроля изложены в работах [3, 4].

ЛИТЕРАТУРА

1. Берлинер М. А. Измерение влажности. Изд. 2-е, перераб. и доп.- М.: Энергия, 1973.- 400 с.

2. Потапов А. И., Пеккер Ф. П. Неразрушающий контроль конструкций из композиционных материалов. -Л.: Машиностроение, 1977.- 190 с.

3. Технологический неразрушающий контроль пластмасс/Потапов А. И., Игнатов В. М., Александров Ю. Б. и др.- Л.: Химия, 1979. - 288 с.

4. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник/ Под ред. В. В. Клюева. -М.: Машиностроение, 1976. т.1, - 391 с.

З А Д А Н И Е 2

Влагометрия материалов диэлькометрическим методом

(последняя цифра шифра: 6 – 9)

При неразрушающем контроле изделий широкое распространение получили электрические методы и, в частности диэлькометрический метод [1]. Влагосодержание (влажность) материалов диэлькометрическим методом основано на измерении диэлектрических параметров материала (комплексной диэлектрической проницаемости и ее составляющих).

Целью настоящей работы является использование средневолнового диэлькометрического метода для влагометрии материалов.

В процессе выполнения работы необходимо:

- рассмотреть теоретические основы диэлькометрического метода;

- вывести выражение для определения влагосодержания материала, используя формулы для емкости измерительного конденсатора для случаев увлажненного и сухого материала, а также выражение для частоты колебаний RC-генератора;

- провести анализ статистической обработки результатов наблюдений по заданным значениям результатов измерений.

Измерение влажности диэлькометрическим методом базируется на наблюдении частоты колебаний измерительного генератора, значения которой определяются диэлектрической проницаемостью исследуемого материала для сухого и влажного состояния. Это связано с тем, что частота измерительного генератора зависит от емкости измерительного конденсатора, определяемой значением диэлектрической проницаемости материала.

Для сухого состояния материала ёмкость измерительного конденсатора определяется:

, (13)

для влажного состояния материала имеем:

, (14)

где: - диэлектрическая проницаемость материала датчика, - диэлектрическая проницаемость воды, u – влагосодержание, т – константа для данной геометрии датчика.

Из (13) и (14) для влагосодержания будем иметь:

. (15)

Частота колебаний для «RC» генератора определяется:

(16)

отсюда окончательно имеем:

(17)

где: f_{с ,} f_в - частоты измерительного генератора при измерении сухого и влажного материала соответственно.

Для статистической обработки результатов измерений воспользоваться формулами приложения 1, исходные данные для проведения расчетов приведены в табл. 2.

Таблица 2.

Номер варианта (предпоследняя цифра шифра)	Результаты наблюдений
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
0	5,4	5,4	5,6	5,3	5,4	5,3	5,4	5,5	5,3	5,5
1	6,9	7,1	7,3	7,0	6,9	6,9	7,2	7,3	7,0	7,0
2	4,2	4,3	4,3	4,3	4,2	4,2	4,4	4,2	4,2	4,3
3	4,7	4,9	5,1	5,0	5,2	5,1	5,0	5,0	5,1	4,8
4	7,8	8,1	8,0	8,1	7,9	8,0	8,0	8,1	8,0	7,9
5	9,9	9,0	9,2	9,1	9,8	9,7	9,6	9,1	9,2	9,8
6	8,5	8,7	8,5	8,6	8,4	8,3	8,6	8,7	8,7	8,4
7	5,0	5,1	5,1	5,1	5,0	5,0	5,0	5,1	5,1	5,0
8	6,2	6,3	6,3	6,3	6,3	6,3	6,2	6,3	6,3	6,3
9	5,7	5,8	5,4	5,6	5,4	5,7	5,7	5,4	5,3	5,4

В разделе пояснительной записки, освещающем особенности диэлькометрического метода необходимо отразить физические основы метода, указать информативные параметры, назвать приборы и устройства, реализующие указанный метод, а также описать принцип их работы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Берлинер М. А. Измерение влажности. Изд. 2-е, перераб. и доп.- М.: Энергия, 1973.- 400 с.

2. Потапов А. И. Контроль качества и прогнозирование надежности конструкций из композиционных материалов. - Л.: Машиностроение, 1980. - 261 с.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ НАБЛЮДЕНИЙ

Согласно стандарту предприятия СТП 2.075.008-81 производится статистическая обработка результатов наблюдений, расчет случайных погрешностей прямых измерений. Определяются следующие величины.

1. Расчёт средних арифметических результатов наблюдений.

где: x_i – текущее значение результатов наблюдений.

2. Расчёт средних квадратических отклонений результатов наблюдений.

3. Расчёт оценки средних квадратических отклонений результата измерений.

.

4. Расчёт доверительной границы случайной погрешности результата измерений (абсолютная погрешность измерений).

  t ·S(x)

где: t = 2,26 – коэффициент Стьюдента при доверительной вероятности 0,95.

5. Расчёт относительной погрешности.

Е =  / .

4