Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ информационно-измерительных систем теплофизического контроля 10
1.1 Информационно-измерительные системы 10
1.2 Импульсные методы определения тешюфизических свойств 21
1.3 Постановка задачи 34
Выводы 36
2. Математическое обеспечение информационно-измерительной системы 37
2.1 Метод проектирования информационно-измерительных систем 37
2.2 Метод определения тешюфизических свойств 44
2.2.1. Тепловое воздействие 47
2.2.2. Алгоритм определения теплофизических свойств 51
2.3 Измерение температуры термистором 55
2.3.1. Метод компенсации саморазогрева термистора 60
2.3.2. Метод коррекции температурной характеристики термистора .66 Выводы 68
3. Архитектура информационно-измерительной системы 70
3.1 Структура информационно-измерительной системы 70
3.2 Устройство канала измерения температуры 74
3.2.1 Преобразователь сопротивления в напряжение 74
3.2.2 Аналого-импульсный преобразователь 80
3.3 Программное обеспечение информационно-измерительной системы 81
3.3.1 Алгоритм функционирования информационно-измерительной системы 82
3.3.2 Основные управляющие и вычислительные подпрограммы 84
3.3.3 Организация обработки и мониторинг результатов по каналам информационно-измерительной системы 95
Выводы 98
4. Оценка метрологических характеристик информационно-измерительной системы 99
4.1. Адаптация режимов теплового воздействия 99
4. Ы Оптимизация эксперимента по числу тепловых импульсов 99
4.1.1 Адаптация длительности тепловых импульсов 104
4.1.3 Адаптация периода следования тепловых импульсов 107
4.1.4 Влияния режимных параметров на точность определения теплофизических свойств 109
4.1.5 Методика адаптации системы по диапазону теплофизических свойств 112
4.2 Метрологическая оценка методов 112
4,2.1 Оценка метода определения теплофизических свойств 113
% 4.2.2 Оценка метода компенсации саморазогрева термистора 115
4.2.3 Оценка метода коррекции температурой характеристики термистора 117
4.2.4 Учет динамических характеристик датчика температуры 122
4.3 Оценка воспроизводимости термограмм 124
4.4 Метрологическая оценка информационно-измерительной системы 125
Выводы 127
Основные выводы и результаты 129
Список использованной литературы
- Импульсные методы определения тешюфизических свойств
- Алгоритм определения теплофизических свойств
- Программное обеспечение информационно-измерительной системы
- Адаптация периода следования тепловых импульсов
Введение к работе
Разработка новых материалов с необходимыми теплофизическими свойствами, технологий их производства требуют проведения экспресс-анализа состава и свойств веществ. Эту задачу невозможно решать эффективно без соответствующих средств измерений. В работах [1-15] рассмотрены методы и средства определения теплофизических свойств (ТФС) веществ и материалов. Информационно-измерительные системы (ИИС) [16-22] состоят из четырех взаимосвязанных компонент - аппаратных и метрологических средств, программного и математического обеспечений, в совокупности обеспечивающих измерение ТФС с заданной точностью. Погрешность ИИС зависит от качества функционирования каждого из ее компонентов.
При контроле качества готовой продукции и испытании изделий в процессе эксплуатации наибольший интерес представляют ИИС, позволяющие оперативно и без разрушения изделий определять их ТФС. Повышение точности и оперативности является главной целью создания новых информационно-измерительных систем и методов неразрушающего экспресс-контроля (НЭК).
Актуальность темы. В настоящее время большое внимание уделяется проблеме энергосбережения, что обусловлено, в первую очередь, высокими ценами на энергоресурсы. Решение проблемы минимизации тепловых потерь для объектов, производящих, передающих или использующих тепловую энергию напрямую зависит от качества применяемых теплоизоляционных материалов. Важнейший показатель их качества - теплофизические свойства (ТФС): теплопроводность и температуропроводность. Поэтому, при производстве и эксплуатации теплоизоляционных материалов и изделий, испытывающих значительные тепловые воздействия, необходим контроль их ТФС. Наибольший интерес с точки зрения оперативности представляют ИИС, реализующие импульсные методы, позволяющие осуществлять неразрушающий экспресс-контроль ТФС твердых материалов.
Значения ТФС выпускаемых в настоящее время конструкционных и теплоизоляционных материалов существенно различаются. Однако известные ИИС
7 обеспечивают требуемую точность только в узком диапазоне ТФС исследуемых материалов, что обусловлено не полной адекватностью модели контроля реальным процессам. Применение в ИИС коррекции результатов на основании поправочных функций, получаемых по материалам с известными ТФС, не позволило значительной повысить точность из-за высокой чувствительности методов определения ТФС к случайным погрешностям измерения температуры. Одной из причин ее возникновения является использование в качестве датчиков температуры термоэлектрических преобразователей, чувствительность которых очень мала. Так же к недостаткам существующих ИИС неразрушающего теплофизического контроля следует отнести недостаточную проработку вопросов адаптации режимных параметров теплового воздействия под свойства исследуемого материала и не полное использование возможностей микропроцессора при решении задач самодиагностики и автоматической коррекции характеристик измерительных преобразователей.
Предмет исследований. Методы и модели контроля ТФС, возможности совершенствования элементов и частей ЙИС, адаптация режимов проведения теплофизического эксперимента, методы определения температуры, архитектура ИИС для НЭК ТФС твердых материалов.
Цель работы. Создание информационно-измерительной системы для неразрушающего экспресс-контроля теплофизических свойств твердых материалов, обладающей улучшенными характеристиками.
Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи: разработать метод НЭК ТФС твердых материалов, обладающий низкой чувствительностью результатов к случайной погрешности измерения температуры, реализующий компенсацию систематической погрешности по материалам с известными свойствами и адаптацию режима теплового воздействия; разработать метод измерения температуры термистором, позволяющий учитывать его саморазогрев на материалах с различными ТФС; разработать аппаратные средства ИИС с более чувствительными каналами измерения температуры; - разработать программное обеспечение ИИС, организующее работу аппаратных средств и выполняющее необходимые вычислительные функции в соответствии с \ разработанными методами и алгоритмами определения и коррекции теплофизических свойств и температуры; - провести метрологическую оценку разработанной ИИС.
Методы исследования. В диссертационной работе использованы методы системного анализа и компьютерного моделирования, методы проектирования микропроцессорных средств измерения, методы теплофизических измерений, технической кибернетики и метрологии.
Научная новизна.
На основании решения обратной задачи теплопроводности для полубесконечного в тепловом отношении тела, ограниченного плоскостью, при импульсном воздействии на его поверхность от линейного источника тепла, разработан метод определения ТФС твердых материалов с адаптацией теплового воздействия под свойства исследуемого материала, предусматривающий компенсацию систематической погрешности по материалам с известными свойствами и обеспечивающий низкую чувствительность результатов к случайной погрешности измерения температуры.
Разработан метод компенсации саморазогрева термистора за счет определения температуры через начальное сопротивление, соответствующее сопротивлению термистора при отключенном источнике питания.
Разработан метод коррекции температурной характеристики термистора под свойства исследуемого материала, позволяющий устранить влияние саморазогрева.
Практическая ценность.
Разработана многоканальная ИИС для НЭК ТФС твердых материалов с адаптацией режимов под свойства исследуемых материалов и реализующая компенсацию систематической погрешности по материалам с известными свойствами, обеспечивающая определение ТФС твердых материалов с
9 погрешностью, не более чем на 5 % превышающей погрешность ТФС образцовых л материалов, используемых для коррекции ИИС.
Реализация работы.
Основные результаты теоретических и экспериментальных работ автора нашли применение: — при создании информационно-измерительной системы для определения тешіофизических свойств твердых материалов с теплопроводностью в диапазоне 0,02..1,5 Вт/м*К и температуропроводностью в диапазоне Ю^.ТО"6 м2/с (ООО «Базис», г. Тамбов, ООО «Сельстром», г. Тамбов); - в учебном процессе на кафедре «Автоматизированные системы и приборы» ТГТУ.
Апробация. Основные положения диссертации докладывались на IV международной теплофизической школе (Тамбов, 2001 г.), Международной научно-технической конференции (Пенза, 2002 г.), 5 Международной конференции » «Математическое моделирование физических, экономических, технических, социальных систем и процессов» (Ульяновск, 2003 г.), VI международной научно-методической конференции «НИТЭ-2003» (Астрахань, 2003 г.), на школе-семинаре «Метрология, стандартизация, сертификация и управление качеством продукции» (Тамбов, 2004 г.), международной конференции «Информационные системы и процессы» (Тамбов, 2004 г.).
Публикации. Теоретические и практические результаты диссертации 4 опубликованы в 8 печатных работах.
Автор выражает благодарность научному консультанту к.т.н., доценту кафедры «Автоматизированные системы и приборы» Тамбовского государственного технического университета Бояринову Алексею Евгеньевичу за оказанную помощь при подготовке диссертации.
Импульсные методы определения тешюфизических свойств
Для определения теплофизических свойств материалов разработано множество методов, которые можно отнести к двум основным классам: разрушающие и неразрушающие [3,5]. Для практики неразрушающие методы являются более предпочтительными, так как они применимы для контроля теплофизических свойств материалов не только при их производстве, но и во время их эксплуатации. Разрушающие способы в данной работе не рассматриваются. Анализ неразрушающих способов показал, что большинство их основывается на регистрации параметров при не установившихся процессах теплообмена в исследуемых материалах. Различия заключаются в характере теплового воздействия и типах регистрируемых параметров. Тепловые воздействия можно разделить на воздействия импульсного и постоянного нагрева. Импульсные воздействия, как правило, имеют преимущества перед постоянными по времени проведения эксперимента и информативности получаемых температурных откликов [5, 9-14]. Поэтому в обзоре ограничимся импульсными методами определения ТФС, заключающимися в импульсном воздействии линейного источника тепла и регистрации температуры в различных точках и различные моменты времени. Одноимпульсные методы не получили распространения из-за низких избыточных температур, невозможно измерить с достаточной точностью. Для повышения величины температурного отклика используют многоимпульсные методы, где тепловое воздействие состоит из серии импульсов. Температурное поле Т{х, п) в этом случае представляет собой суперпозицию температурных полей Г(т) каждого теплового импульса [42] и описывается выражением где и - число тепловых импульсов, т - время с момента подачи первого импульса, ti - время подачи г -го импульса, /=0, 1,...., и-1.
При рациональном выборе «иг избыточная температура достигает значений, достаточных для достоверной регистрации, что повышает точность контроля ТФС. Метод неразрушающего контроля теплофизических свойств материалов [43] состоит в импульсном тепловом воздействии в плоскости контакта исследуемого тела и теплоизоляционной подложки от линейного источника тепла и температурно-временных измерениях в двух точках плоскости контакта, расположенных на фиксированных расстояниях от линии действия источника тепла. С целью повышения точности контроля теплофизических свойств воздействуют на исследуемое тело тепловыми импульсами одинаковой мощности с постоянным периодом и фиксируют число импульсов от момента воздействия первым тепловым импульсом до момента времени, когда температура в точках контроля температуры достигнет заданных значений. Искомые теплофизические свойства вычисляются по формулам: Aati где: хІ5 дг2 - расстояния от линии действия источника тепла до точек контроля температуры; Г01, Т02- заданные значения температур; и, m - число импульсов, нанесенных на поверхность тела до момента времени, когда температура в точке jq и х2 станет равной заданной величине Т01 и Т07 соответственно; q - удельная линейная мощность тепловых импульсов; t - период импульсов источника тепла; а, "к - коэффициенты теплопроводности и температуропроводности.
В данном методе повышение точности измерения достигается за счет увеличения измеряемого сигнала подачей серии тепловых импульсов с постоянной частотой по сравнению с известными одноимпульсными методами.
Недостатком является расчет ТФС по дискретным целым значениям тип, что приводит к снижению точности результатов. Для достаточной точности контроля Л па необходимо, чтобы выполнялось условие (п и /я) 100. Это, в свою очередь, требует большого времени для проведения эксперимента, что из-за ограниченности размеров объекта контроля может привести к увеличению влияния краевых эффектов.
Известен метод контроля теплофнзических свойств [44], включающий импульсный нагрев термостатированных поверхностей эталонного и исследуемого образцов. Он состоит в измерении с постоянным шагом t0 температуры на расстоянии Xj и х2 от линии действия нагревателя, третья точка х3 расположена внутри эталонного материала. Через заданный промежуток времени фиксируются температуры в этих точках.
Алгоритм определения теплофизических свойств
Для определения теплофизических свойств по температурному отклику необходимо получить обратное решение задачи теплопроводности. При классическом подходе эта задача решается путем обращения моделей или решений [40]. При этом, как правило, получаются громоздкие формулы, в которых в качестве исходных данных используются отдельные значения температуры, измеренные в определенные моменты времени. Существует и другая группа методов решения обратных задач теплопроводности экстремальные методы [67,68], основанные на минимизации функционала невязки между экспериментальными данными и моделью процесса измерения путем подбора коэффициентов теплопроводности и температуропроводности. Значения ТФС, соответствующие минимальному значению функции невязки между экспериментальными и расчетными температурами, принимают за w действительные.
Для тепловых систем экстремальный метод решения обратной задачи теплопроводности основывается на проведении параметрической минимизации следующего соотношения: На ) = t(Tjj(a,XJf- mm, (2.12) где m - количество измерений температуры, Т.{а,Х) - температуры, д, рассчитанные по математической модели температурного поля тепловой системы, Tj - температуры, измеренные в процессе эксперимента. При этом экспериментально полученные данные Тj аппроксимируются модельной термограммой Tj(a,X) за счет подбора параметров (а,Х) таким образом, чтобы функционал невязок (2Л 2) принимал минимальное значение. Задача минимизация является ограниченной, так как заранее известны возможные диапазоны изменения значений а и X.
Минимизировать соотношение (2.12) можно любым методом двухпараметрической оптимизации. Однако, при реализации метода было выявлено, что двухпараметрическая оптимизация требует значительных вычислительных затрат, а так же имеет, плохую сходимость, что приводит к случайным погрешностям.
Коэффициент теплопроводности является множителем, определяющим только масштаб термограммы по величине избыточных температур. Это позволяет свести двухпараметрическую оптимизацию соотношения (2.12) к однопараметрической. При этом процесс определения ТФС разбивается на два этапа — поиск температуропроводности а исследуемого материала и определение его теплопроводности А.. Причем первоначальным этапом является поиск температуропроводности а, по результатам которого рассчитывается коэффициент теплопроводности X.
Определение температуропроводности проводится на основании приближенных значений X и а следующим образом. Значение коэффициента теплопроводности фиксируют: Х = Х . Далее решают задачу однопараметрической минимизации относительно температуропроводности следующего соотношения: v(a)= І -є;)2 ихііп (2.13) где ej - относительная погрешность отклонения температуры, рассчитанной по математической модели (2.11) от экспериментальной, є - среднее значение относительной погрешности, определяемое по формулам: ь=—s ; =-2-е„ є, = - -- - , z = Ltj, (2.14) где m количество измерений температуры.
Минимизацию критерия (2.13) проводят поиском коэффициента температуропроводности, такого, чтобы сумма квадратов отклонений относительной пофешности гj, рассчитанной в каждой точке термофаммы, от среднеарифметической относительной погрешности є было минимально.
Минимизировать соотношение (2.13) можно любым из известных методов однопараметрической оптимизации, но наиболее приемлемым по оперативности и простоте представляется метод "золотого сечения" [69].
В качестве области поиска значения температуропроводности а \ выбирают заранее задаваемую область, например отрезок [0.5а , \.5а]. Такой выбор позволяет сузить область поиска и сократить число необходимых для получения решения итераций.
В результате проведенной минимизации критерия (2.13) получают промежуточное значение температуропроводности а , а расчетная термограмма (рис.2.6, кривая 2) становится подобной с экспериментальной термограммой (рис.2,6, точки 1).
Определение коэффициента теплопроводности X производят с использованием среднеарифметической относительной пофешности є, полученной в процессе поиска температуропроводности, исходя из следующих рассуждений. Среднеарифметическое значение относительной пофешности принимает значение?, при этом температуры ГДаД), рассчитанные по математической модели (2.11), отклоняются от экспериментальных температур Tj, в среднем, на величину Т} є: ГДаД)-7 Г.Ё, (2.15) то есть Tj и Tj{a,X) связаны соотношением: Гу(аД) = 7\(1 + ё). (2.16) Это значит, что для полного совпадения экспериментальной и расчетной термофамм, необходимо все расчетные температуры Г;(аД) разделить на (l + є). А так как расчетные температуры получены при фиксированном коэффициенте теплопроводности X = X , а величины температуры и теплопроводности обратно пропорциональны, то для нахождения значения теплопроводности X, фиксированное значение X необходимо помножить на (1 + е): Л = А,Ді+є). (2.17)
Полученные таким образом значения а и X, являются оптимальными с точки зрения наилучшего совпадения экспериментальной и модельной термограмм (рис.2.6, кривая 2а).
Наличие в реальных условиях эксперимента неконтролируемых факторов (теплоемкость нагревателя, отток тепла в подложку, наличие контактного термического сопротивления и т.п.), а так же невозможность точно определить конструктивные параметры измерительного зонда (из-за ненулевых размеров нагревателя и датчика температуры), приводит к возникновению систематической погрешности. Для ее устранения применим метод образцовых мер [70, 71], который заключается в следующем. Действительные значения ТФС определяют с учетом корректирующих функций, определяемых на двух или более материалах с известными теплофизическими характеристиками, на которых осуществляют теплофизические эксперименты при таком же периоде подачи тепловых импульсов, как и на исследуемом материале (рис.2.6, точки 3). При этом допустимая энергия тепловых импульсов определяется по формуле (2.10). Прогноз величины перегрева получают по формуле (2.9), используя в качестве периода подачи тепловых импульсов время ттах, определенное на исследуемом материале.
Программное обеспечение информационно-измерительной системы
В канале измерения температуры ИИС применен интегрирующий АЦП [40], состоящий из аналога-импульсного преобразователя (АИЛ) и преобразова-ф теля сигнала АИЛ в цифровой код — программируемого счетчика ПТ1 контроллера измерения. Схема двухполярного интегрирующего АИЛ с заданной длительностью такта с опорной частотой показана на рис.3.5, АИЛ состоит из двух операционных усилителей DAI и DA2, двух )-триггеров 77 и Т2, логических элементов И DD1.1 и DD1.2, конденсатора С1, резистора R1 и электронного ключа S. АИЛ работает следующим образом. На входы интегратора DA1 подаются #. входное напряжения U и двухполярное опорное напряжение 7R+ и /R\ В зави симости от знака напряжения на выходе интегратора компаратор DA2 подает на ] D-вход триггера ТІ логические сигналы 0 или 1. Импульсы опорной частоты устанавливают триггер ТІ в состояние, соответствующее этим сигналам, а триггер в свою очередь управляет ключом S. Каждый раз, когда приходит импульс опорной частоты, ключ S подает на вход интегратора такое опорное напряжение, которое уменьшает абсолютное значение напряжения на выходе интегратора. Триггер Т2 и две ячейки И входят в состав логической цепи, пропускающей на один из двух выходов (f+ или f) импульс опорной частоты при условии, что в течение двух циклов преобразования триггер ТІ находился в одном и том же состоянии. При 4 0 импульсы появляются на выходе/+, а при U O - на выходе/" . Если же 1/ =0, то триггер ТІ с каждым импульсом будет изменять свое состояние и на выходах/ и/" импульсы будут отсутствовать. Зависимость частоты выходных сигналов от входного напряжения выражается формулой Ш f+-r=kUBXt (3.4) где к постоянный коэффициент.
Для преобразования выходных сигналов АИП в код служит программируемый таймер ГГТ1, выполняющий функцию ждущего мультивибратора. Сигналы/4" и/" преобразуются в двоичный код в первом и втором каналах ПТ1 соответственно за измерительный интервал, длительность которого определяется длительностью импульса измерения хе на выходе третьего канала ПТ1. Значение кода температуры N определяется как разность кодов N+ uN , подсчитанных в первом и втором каналах ПТ1 соответственно: (3.5) N = N+-N Величины кодов N и N прямо пропорциональны величинам входных частот/ и / и измерительному интервалу. АИП и ПТ1 составляют аналого-цифровой преобразователь с линейной функцией преобразования напряжения в код.
Разработанный канал измерения температуры, состоящий из датчика температуры, преобразователя сопротивления в напряжения и АЦП обеспечивает линейное преобразование изменения сопротивления датчика в цифровой код, сохраняя при этом высокую чувствительность в диапазоне температур от 5 до 40С.
Для организации работы аппаратных средств ИИС в соответствии с предложенными методами определения ТФС и температуры, разработано программное обеспечение, управляющее работой аппаратных средств в процессе проведения эксперимента и выполняющее все необходимые вычислительные функции при расчете ТФС и в процессе получения корректирующих функций. Программное обеспечение представлено на уровне блок-схем алгоритма функционирования ИИС к ее основных подпрограмм,
ПО состоит из ряда программных модулей, по функциональному назначению подразделяющихся на три группы: управляющие модули; вычислительные модули; модули интерфейса пользователя.
Управляющие модули служат для организации работы функциональных блоков контроллера измерений и измерительного зонда с целью организации теп-лофизического эксперимента определения значений ТФС исследуемого материала, а так же тестового эксперимента, предназначенного для определения режимных параметров теплового воздействия. Вычислительные модули выполняют функцию обработки полученных экспериментальных данных, а так же расчета коэффициентов калибровочных функций. Назначение модулей интерфейса пользователя заключается в обеспечении удобных графических меню на экране монитора, облегчающих взаимодействие оператора с ИИС.
Блок-схема алгоритма функционирования ИИС для НЭК ТФС (рис.3.6) состоит из блоков ввода режима работы (1), условия (2, 7, 17), ввода исходных данных (14), вывода информации на экран компьютера (6, 11), доступа к файлам (4, 12, 13), подпрограмм управления зондами (3), адаптации режимов (5), эксперимента (9), расчета ТФС (10), калибровочных экспериментов (15) и расчета корректирующих функций (16).
Назначение блоков 1 и 2 состоит в выборе режима работы ИИС - режима определения ТФС или режима коррекции. Режим определения ТФС включает блоки 3-13, режим коррекции - блоки 14-16. В блоке 3 режима определения ТФС производится установка рабочих диапазонов датчиков температуры и в соответствии с предложенным методом (л.2.2.2) определяются рабочие температурные характеристики термисторов.
Адаптация периода следования тепловых импульсов
Период следования импульсов нагрева, наряду с длительностью и количеством, оказывает непосредственное влияние на образ экспериментальной термограммы, влияя тем самым на точность расчета значений ТФС. При этом период следования импульсов нагрева определяет, в первую очередь, эффективность использования энергии импульсов нагрева при прогреве исследуемого материала в точке контроля. Поэтому необходимо выявить режим, при котором будет обеспечена максимальная точность определения ТФС исследуемых материалов.
Период подачи импульсов нагрева влияет на величину общей избыточной температуры исследуемого материала, вызванного многоимпульсным тепловым воздействием. Погрешность сопоставления экспериментальных данных и модели температурного отклика так же зависит от периода следования тепловых импульсов. При слишком коротком периоде следования импульсов снимаемая термограмма получается сглаженной (рис.4.3, кривая 1), скорость нарастания температуры имеет большую величину, а так же возникает опасность термической деструкции исследуемого материала, так как энергия тепловых импульсов не успевает в достаточной степени рассеиваться в объеме материала. Кроме того, при малом периоде следования тепловых импульсов увеличивается вероятность ошибок при сопоставлении экспериментальной и модельной термограмм.
При слишком длинном периоде следования импульсов нагрева их тепловая энергия в значительной степени рассеивается в исследуемом материале, так же усиливается влияние оттока тепла в подложку измерительного зонда, что в совокупности уменьшает величину общего перегрева исследуемого материала, повышая чувствительность процесса расчета ТФС к случайной погрешности измерения температуры. Так же увеличивается общее время теплофизического эксперимента (рис.4.3, кривая 2). Приведенные рассуждения подтверждены экспериментально в п.4.1.4 настоящей главы.
Исходя из этих рассуждений, с целью достижения максимального перегрева исследуемого материала при фиксированной длительности импульсов нагрева, недопущения термической деструкции исследуемого материала, а так же для улучшения сходимости метода расчета параметров математической модели, период подачи тепловых импульсов следует устанавливать равным времени достижения тепловым откликом от первого импульса максимального значения. Выполнение этого условия является достаточным для того, что термограмма многоимпульсного теплового воздействия будет иметь четко выраженные максимумы (рис.4.3, кривая 3). Спады температуры при таком периоде будут небольшой величины, что не приведет к значительному снижению общей величины перегрева.
Так как предлагаемый метод определения ТФС содержит эмпирические корректирующие функции, необходимо проверить, можно ли их применять при различных периодах следования тепловых импульсов. С этой целью на ПММ проведены эксперименты с одинаковой длительностью импульсов нагрева, но с различными периодами их следования. Корректирующие функции ИИС получены по термограмме со средним значением периода.
Расчет значений ТФС по оставшимся двум термограммам привел к возникновению значительных погрешностей. Это может быть связано с тем, что при изменении периода следования импульсов нагрева изменяется доля тепла, поглощаемого материалом подложки, а так же влиянием других неконтролируемых тепловых процессов. Следовательно, корректирующие функции, полученные для одного периода подачи тепловых импульсов нельзя применять для расчета ТФС по термограммам, полученным при других периодах тепловых импульсов. Тем не менее, применение одного периода подачи импульсов нагрева для любых материалов препятствует достижению максимальной точности определения ТФС. Для разрешения этого противоречия предлагается установить конечное число фиксированных периодов подачи тепловых импульсов, для каждого из которых получать собственные корректирующие функции. А при проведении теплофизического эксперимента на исследуемом материале, в качестве периода следования тепловых импульсов следует выбирать из ряда фиксированных периодов ближайший к времени наступления максимума от тестового теплового импульса.
Применение различных режимных параметров эксперимента -длительности и периода следования импульсов нагрева усложняет процедуры получения корректирующих функций ИИС. Поэтому необходимо обосновать целесообразность применения различных режимных параметров.
Для этого при разных режимных параметрах проведены эксперименты на стекле ТФ-1 и ПММ. Анализ влияния режимных параметров на результаты проводился дифференцированно: анализ влияния длительности импульсов нагрева проводился обработкой трех серий экспериментов, полученных при различных длительностях, но при фиксированном периоде следования импульсов нагрева; анализ влияния периода следования - трех серий с фиксированной длительностью, но разными периодами следования. Каждая серия состоит из 50 экспериментов. Предварительно получаются корректирующие функции по стеклу ТФ-1 и ПММ по термограммам, полученным при таких же режимных параметрах, как и эксперименты анализируемой серии.
