RU2274838C1 - Device for testing quality of connection of electrodes in working soldered joint of thermo-electric transformer - Google Patents
Device for testing quality of connection of electrodes in working soldered joint of thermo-electric transformer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2274838C1 RU2274838C1 RU2004131156/28A RU2004131156A RU2274838C1 RU 2274838 C1 RU2274838 C1 RU 2274838C1 RU 2004131156/28 A RU2004131156/28 A RU 2004131156/28A RU 2004131156 A RU2004131156 A RU 2004131156A RU 2274838 C1 RU2274838 C1 RU 2274838C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrodes
- switch
- thermo
- commutator
- thermoelectric converter
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Description
Заявляемое изобретение относится к термометрии и может быть использовано при оценке качества изготовления термоэлектрического преобразователя.The claimed invention relates to thermometry and can be used to assess the quality of manufacture of a thermoelectric converter.
Известно применение рентгеновской аппаратуры для контроля качества соединения электродов в рабочем спае термоэлектрического преобразователя. Однако применение рентгеновского аппарата сопряжено со значительными технологическими трудностями, в частности по обеспечению радиационной безопасности персонала. Рентгеновское просвечивание выявляет наличие микротрещин и глубину проплавления электродов в спае, однако, для получения полной характеристики шва и околошовной зоны требуются рентгенограммы шва в 3-4 направлениях при 5-10 кратном увеличении. Использование рентгенографии для дефектоскопии большого количества термоэлектрических преобразователей требует больших затрат времени, специального оборудования и специально подготовленного помещения.It is known to use X-ray equipment for controlling the quality of electrode connections in the working junction of a thermoelectric converter. However, the use of an x-ray apparatus is associated with significant technological difficulties, in particular in ensuring the radiation safety of personnel. X-ray diffraction reveals the presence of microcracks and the penetration depth of the electrodes in the joint, however, in order to obtain a complete description of the weld and the heat-affected zone, x-ray patterns of the weld are needed in 3-4 directions at a magnification of 5-10. The use of x-ray for flaw detection of a large number of thermoelectric converters requires a lot of time, special equipment and specially prepared premises.
Наиболее близким к заявляемому устройству является технологическое оборудование, применяемое в методе, предполагающем прогрев рабочего спая при 360°С в течение 5 минут и резкое охлаждение в воду. При этом на чувствительной аппаратуре ведут запись переходного процесса изменения электрического сопротивления термоэлектрического преобразователя. При некачественном изготовлении спая на диаграммной ленте появляются выбросы, причина которых - резкое изменение электрического сопротивления вследствие появления микротрещин /Температурные измерения. Справочник. Издательство «Наукова думка», 1984, с.384/. Таким образом, для осуществления указанного метода необходимо средство для нагрева рабочего спая и его охлаждения, а также прибор для регистрации переходных процессов изменения электрических характеристик во времени.Closest to the claimed device is the technological equipment used in the method, involving the heating of the working junction at 360 ° C for 5 minutes and rapid cooling in water. At the same time, the transient process of changing the electrical resistance of the thermoelectric converter is recorded on sensitive equipment. With poor-quality junction manufacturing, emissions appear on the diagram tape, the reason for which is a sharp change in electrical resistance due to the appearance of microcracks / Temperature measurements. Directory. Publishing House "Naukova Dumka", 1984, p. 384 /. Thus, to implement this method, you need a tool for heating the working junction and its cooling, as well as a device for recording transient changes in electrical characteristics over time.
Недостатком устройства по прототипу является его громоздкость, неудобство в эксплуатации, низкая производительность. Как правило, для подтверждения наличия дефектов проводят не менее 2-3 термоударов. Совокупные затраты времени на нагрев, выдержку и повторение термоударов достигают значительных до 30-40 минут затрат времени. При этом применение термоударов может вызывать изменение статической характеристики термоэлектрического преобразователя. Величина изменения электрического сопротивления зависит от скорости охлаждения и количества термоударов, что снижает достоверность измерений.The disadvantage of the prototype device is its bulkiness, inconvenience in operation, low productivity. As a rule, at least 2-3 thermal shocks are carried out to confirm the presence of defects. The total time spent on heating, exposure and repetition of thermal shock reaches significant up to 30-40 minutes of time. In this case, the use of thermal shock can cause a change in the static characteristic of the thermoelectric converter. The magnitude of the change in electrical resistance depends on the cooling rate and the number of thermal shocks, which reduces the reliability of the measurements.
Перед авторами стояла задача по созданию устройства для проверки качества соединения электродов в рабочем спае термоэлектрического преобразователя, лишенного указанных недостатков.The authors were faced with the task of creating a device for checking the quality of electrode connections in the working junction of a thermoelectric converter, devoid of these disadvantages.
Для решения поставленной задачи предлагается устройство для проверки качества соединения электродов в рабочем спае термоэлектрического преобразователя, включающее прибор для регистрации переходных процессов изменения электрических характеристик во времени. Отличительной особенностью предлагаемого устройства является то, что оно содержит источник постоянного напряжения, соединенный с входом в коммутатор, который оснащен клеммами для подключения электродов термоэлектрического преобразователя, управляющие катушки силового реле и сигнального реле коммутатора соединены с таймером через пусковое устройство, вход прибора для регистрации переходных процессов соединен с выходом коммутатора, контакты силового реле коммутатора установлены с возможностью попеременного соединения клемм для подключения электродов термоэлектрического преобразователя либо с источником постоянного напряжения, либо с прибором для регистрации переходных процессов, а контакты сигнального реле коммутатора установлены с возможностью отключения прибора для регистрации переходных процессов от клемм для подключения электродов термоэлектрического преобразователя.To solve this problem, a device is proposed for checking the quality of the connection of the electrodes in the working junction of a thermoelectric converter, including a device for recording transient changes in electrical characteristics over time. A distinctive feature of the proposed device is that it contains a constant voltage source connected to the input to the switch, which is equipped with terminals for connecting the electrodes of the thermoelectric converter, the control coils of the power relay and the signal relay of the switch are connected to the timer through the starting device, the input of the device for recording transient processes connected to the output of the switch, the contacts of the power relay of the switch are installed with the possibility of alternately connecting the terminals for the electrodes of the thermoelectric converter are connected either with a constant voltage source or with a device for recording transients, and the contacts of the signal relay of the switch are installed with the ability to disconnect the device for registering transients from the terminals for connecting the electrodes of the thermoelectric converter.
Дополнительно предлагается оснастить устройство усилителем сигнала термоэлектрического преобразователя, вход которого соединен с выходом из коммутатора, а выход соединен с входом в прибор для регистрации переходных процессов.In addition, it is proposed to equip the device with a signal amplifier of a thermoelectric converter, the input of which is connected to the output of the switch, and the output is connected to the input of the device for recording transients.
Технический результат заключается в повышении производительности и достоверности диагностики качества соединения электродов в рабочем спае.The technical result consists in increasing the productivity and reliability of the diagnosis of the quality of the connection of the electrodes in the working junction.
На чертеже представлена функциональная схема заявляемого устройства, где 1 - источник постоянного напряжения, 2 - коммутатор, 3 - таймер, 4 - пусковое устройство, 5 - усилитель, 6 - термоэлектрический преобразователь, 7 - прибор для регистрации переходных процессов, 8 - клеммы для подключения электродов термоэлектрического преобразователя, 9 - управляющая катушка силового реле, 10 - управляющая катушка сигнального реле, 11 - контакты силового реле, 12 - контакты сигнального реле.The drawing shows a functional diagram of the inventive device, where 1 is a constant voltage source, 2 is a switch, 3 is a timer, 4 is a starting device, 5 is an amplifier, 6 is a thermoelectric converter, 7 is a device for recording transient processes, 8 are terminals for connecting electrodes of the thermoelectric converter, 9 - control coil of the power relay, 10 - control coil of the signal relay, 11 - contacts of the power relay, 12 - contacts of the signal relay.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Электроды проверяемого термоэлектрического преобразователя 6 подключают к клеммам коммутатора 8. При этом в исходном состоянии контакты силового 11 и сигнального 12 реле коммутатора 2 соединяют электроды преобразователя 6 с входом прибора 7, который регистрирует начальную термоэлектродвижущую силу E1. При нажатии на кнопку «ПУСК» включается таймер 3, сигнал с таймера поступает на пусковое устройство 4, где формируются команды на включение силового и сигнального реле коммутатора 2. Причем команда на включение сигнального реле и соответственно отключение прибора от коммутатора начинается раньше и кончается позже, чем команда на включение силового реле. В течение заданного таймером 3 времени через термоэлектрический преобразователь 6 пропускается ток обратной полярности.The electrodes of the tested thermoelectric converter 6 are connected to the terminals of the switch 8. In this case, in the initial state, the contacts of the power 11 and signal 12 of the relay of the switch 2 connect the electrodes of the converter 6 to the input of the device 7, which registers the initial thermoelectromotive force E 1 . When the “START” button is pressed, timer 3 is turned on, the signal from the timer goes to the starting device 4, where commands are formed to turn on the power and signal relays of switch 2. Moreover, the command to turn on the signal relay and, accordingly, disconnect the device from the switch starts earlier and ends later, than the command to turn on the power relay. During the time set by the timer 3, a reverse polarity current is passed through the thermoelectric converter 6.
При пропускании тока обратной полярности по преобразователю 6 («+» источника постоянного напряжения 1 соединен с «-» термоэлектрического преобразователя 6) в самом спае проявляются одновременно три тепловых процесса:When the reverse polarity current is passed through the transducer 6 (“+” of the DC voltage source 1 is connected to the “-” of the thermoelectric transducer 6), three thermal processes appear simultaneously in the joint itself:
- поглощение теплоты за счет эффекта Пельтье;- heat absorption due to the Peltier effect;
- выделение теплоты за счет омического нагрева спая;- heat release due to ohmic heating of the junction;
- подвод (отвод) тепла к спаю от термоэлектродов.- supply (removal) of heat to the junction from thermoelectrodes.
Количество теплоты Пельтье, поглощающееся в спае:The amount of Peltier heat absorbed in the spa:
Qп=I·Π·τ,Q p = I · Π · τ,
где Qп - количество теплоты Пельтье, Дж;where Q p - the amount of Peltier heat, J;
I - величина тока в цепи, А;I is the magnitude of the current in the circuit, A;
Π - коэффициент Пельтье для данной пары проводников, В;Π - Peltier coefficient for a given pair of conductors, V;
τ - время протекания тока, с.τ - current flow time, s.
Одновременно пропускаемый по преобразователю ток вызывает омический нагрев рабочего спая. Количество тепла, выделяющегося в спае, определяется по формулеAt the same time, the current passed through the converter causes ohmic heating of the working junction. The amount of heat released in the junction is determined by the formula
Qд=I2·τ·Rсп,Q d = I 2 · τ · R sp
где Qд - количество джоулевой теплоты, Дж;where Q d - the amount of Joule heat, J;
I - величина тока в цепи, А;I is the magnitude of the current in the circuit, A;
τ - время протекания тока, с;τ is the current flow time, s;
Rсп - сопротивление непосредственно спая, Ом.R sp - the resistance of the junction, Ohm.
Величина подвода (отвода) тепла по термоэлектродам зависит от величины и знака градиента температуры вдоль термоэлектродов в непосредственной близости от спая:The amount of heat input (removal) by thermoelectrodes depends on the magnitude and sign of the temperature gradient along the thermoelectrodes in the immediate vicinity of the junction:
Qт=q·S=(λ/δ)·ΔT·S,Q t = q · S = (λ / δ) · ΔT · S,
где Qт - количество теплоты подводимое (отводимое) к спаю за счет теплопроводности, Дж;where Q t is the amount of heat supplied (removed) to the junction due to thermal conductivity, J;
S - сечение проводников, м2;S - section of conductors, m 2 ;
ΔT - перепад температур в зоне около перехода, К;ΔT is the temperature difference in the zone near the transition, K;
λ - теплопроводность материала термоэлектродов, (В/мК);λ is the thermal conductivity of the material of thermoelectrodes, (V / mK);
δ - расстояние от источника тепловыделения до перехода, м.δ is the distance from the heat source to the transition, m
Интегральное количество теплоты, выделившейся в зоне спая, определяется алгебраической суммой 3-х составляющих (Qп, Qд, Qт) и может быть как больше, так и меньше нуля.The integral amount of heat released in the junction zone is determined by the algebraic sum of 3 components (Q p , Q d , Q t ) and can be either more or less than zero.
После окончания импульса постоянного электрического тока, коммутатор 2 подключает термоэлектрический преобразователь 6 к прибору 7 и регистрируется величина термоэлектродвижущей силы Е2.After the end of the direct current pulse, the switch 2 connects the thermoelectric converter 6 to the device 7 and the value of the thermoelectromotive force E 2 is recorded.
Для заведомо хорошего преобразователя, проверенного всеми доступными методами, подбираются номинальные параметры величина тока Iн и длительности времени пропускания тока τи такими, чтобы суммарное тепловыделение Q в спае в момент времени τ2 - окончания пропускания тока равнялось нулю.For a known good converter tested by all available methods, the nominal parameters are selected: the current value I n and the duration of the current transmission time τ and such that the total heat release Q in the junction at the time moment τ 2 - the end of the current transmission is equal to zero.
У термоэлектрических преобразователей, спай которых не имеет дефектов, не изменяется регистрируемая в момент окончания пропускания тока величина термоэлектродвижущей силы. Как было указано выше, наличие технологического дефекта в рабочем спае вызывает увеличение электрического сопротивления спая. Следовательно, при подаче на термоэлектрический преобразователь с дефектным спаем токового импульса с номинальными параметрами Iн и τи возрастет количество выделяющегося джоулевого тепла Qд. Суммарное количество выделившейся в зоне спая теплоты Qд и Qт превысит количество поглощаемой теплоты Пельтье Qп. Вследствие этого у термоэлектрических преобразователей, спай которых имеет дефект, регистрируемая в момент окончания пропускания тока величина термоэлектродвижущая сила Е2 становится больше величины термоэлектродвижущей силы E1, зарегистрированной до пропускания тока. Превышение величины Е2 над Е1 свидетельствует о наличии дефекта в рабочем спае.For thermoelectric converters, the junction of which has no defects, the magnitude of the thermoelectromotive force recorded at the time of the passage of current does not change. As mentioned above, the presence of a technological defect in the working joint causes an increase in the electrical resistance of the joint. Consequently, when applied to the thermoelectric conversion element with the defective junction current pulse with nominal parameters I n and τ and increase the amount of generated heat of Joule Q d. The total amount of heat Q d and Q t released in the junction zone will exceed the amount of absorbed Peltier heat Q p . As a result of this, in thermoelectric converters, the junction of which has a defect, the value of the thermoelectromotive force E 2 recorded at the time of the end of the current transmission becomes larger than the value of the thermoelectromotive force E 1 registered before the current was transmitted. The excess of the value of E 2 over E 1 indicates the presence of a defect in the working junction.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004131156/28A RU2274838C1 (en) | 2004-10-27 | 2004-10-27 | Device for testing quality of connection of electrodes in working soldered joint of thermo-electric transformer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004131156/28A RU2274838C1 (en) | 2004-10-27 | 2004-10-27 | Device for testing quality of connection of electrodes in working soldered joint of thermo-electric transformer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2274838C1 true RU2274838C1 (en) | 2006-04-20 |
Family
ID=36608159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004131156/28A RU2274838C1 (en) | 2004-10-27 | 2004-10-27 | Device for testing quality of connection of electrodes in working soldered joint of thermo-electric transformer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2274838C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103364110A (en) * | 2012-03-31 | 2013-10-23 | 绥化电业局 | Method for comprehensively calibrating high-voltage transformer body and remote temperature measurement used thermometer |
| WO2014062084A1 (en) * | 2012-10-19 | 2014-04-24 | Общество с ограниченной ответственностью "Компания РМТ" | Measurement path of a temperature controller for a thermoelectric module |
| CN105675172A (en) * | 2016-04-11 | 2016-06-15 | 国网黑龙江省电力有限公司牡丹江供电公司 | Verification device for thermometer of transformer |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1534280A (en) * | 1975-02-28 | 1978-11-29 | Solartron Electronic Group | Method and apparatus for testing thermocouples |
| DE3006669A1 (en) * | 1980-02-22 | 1981-08-27 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | Thermoelement temp. sensing measurement circuit - compensates thermo-element variations from measurement of resistance as well as thermo-voltage |
-
2004
- 2004-10-27 RU RU2004131156/28A patent/RU2274838C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1534280A (en) * | 1975-02-28 | 1978-11-29 | Solartron Electronic Group | Method and apparatus for testing thermocouples |
| DE3006669A1 (en) * | 1980-02-22 | 1981-08-27 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | Thermoelement temp. sensing measurement circuit - compensates thermo-element variations from measurement of resistance as well as thermo-voltage |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103364110A (en) * | 2012-03-31 | 2013-10-23 | 绥化电业局 | Method for comprehensively calibrating high-voltage transformer body and remote temperature measurement used thermometer |
| WO2014062084A1 (en) * | 2012-10-19 | 2014-04-24 | Общество с ограниченной ответственностью "Компания РМТ" | Measurement path of a temperature controller for a thermoelectric module |
| US10161660B2 (en) | 2012-10-19 | 2018-12-25 | Obshchestvo S Ogranichennoy Otvetstvennostyu “Kompaniya Rmt” | Measurement path of a temperature controller for a thermoelectric module |
| CN105675172A (en) * | 2016-04-11 | 2016-06-15 | 国网黑龙江省电力有限公司牡丹江供电公司 | Verification device for thermometer of transformer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2579693B2 (en) | Flowmeter | |
| CN104515707A (en) | Temperature measurement method for electrified tensile test piece and tensile test device | |
| JPS61233351A (en) | Method of detecting change of physical quantity | |
| US4461951A (en) | Method of monitoring the temperature of a sterile docking cutting means | |
| RU2274838C1 (en) | Device for testing quality of connection of electrodes in working soldered joint of thermo-electric transformer | |
| SE442147B (en) | PROCEDURE FOR CALIBRATION "IN SITU" OF A DEVICE AVAILABLE IN A RADIOACTIVE ENVIRONMENT FOR LOCAL MONITORING OF EFFECT EQUIPMENT FOR IMPLEMENTATION OF THE PROCEDURE | |
| CN108680598A (en) | A kind of both ends heating distribution transformer winding material lossless detection method | |
| JP2002174577A (en) | Thermal shock test apparatus and thermal shock test method | |
| JP2023005270A (en) | Electronic component testing device | |
| JPH053234A (en) | Method and apparatus for measuring temperature trip characteristics of semiconductor element | |
| CN109617012B (en) | Collision area special type magnet coil protection device and electron collider | |
| US4659896A (en) | Method and apparatus for detecting a braze melt | |
| RU2093926C1 (en) | Hot junction quality control technique for thermoelectric converter | |
| TW201245708A (en) | Apparatus for inspecting thermoelectric device | |
| CA1292889C (en) | Apparatus and process for monitoring the cooling properties of liquid quenchants and restoring used quenchants | |
| SU1754360A1 (en) | Electrode for soldering | |
| CN220041215U (en) | Analog alarm detection device for differential constant temperature type temperature sensing cable | |
| KR101149105B1 (en) | A simulation method for electrical resistance welding using gleeble and apparatus for the same | |
| Karzhavin et al. | A Method for Testing the Quality of Cable Thermocouple Junctions | |
| JP2002131260A (en) | Method and apparatus for evaluating thermoelectric properties of semiconductor material | |
| Pandey et al. | Ferroelectric and paramagnetic properties of Li2Gd4 (MoO4) 7 single crystals | |
| JPH0275983A (en) | Method for measuring temperature characteristics of iron loss of magnetic substance | |
| JPS57184984A (en) | Tester for dielectric breakdown voltage between commutator bars | |
| SU1583811A1 (en) | Method of determining contact thermal resistances | |
| JPH05119106A (en) | Testing method for cable |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161028 |