CZ305286B6 - System for measuring residual tension in polycrystalline materials using X-ray diffraction method - Google Patents
System for measuring residual tension in polycrystalline materials using X-ray diffraction method Download PDFInfo
- Publication number
- CZ305286B6 CZ305286B6 CZ2014-500A CZ2014500A CZ305286B6 CZ 305286 B6 CZ305286 B6 CZ 305286B6 CZ 2014500 A CZ2014500 A CZ 2014500A CZ 305286 B6 CZ305286 B6 CZ 305286B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- sample
- analyzed
- motorized
- ray
- feed
- Prior art date
Links
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
Oblast technikyTechnical field
Předkládaná soustava je určena pro opakovaná měření zbytkových napětí v povrchové vrstvě těles z kovových a keramických polykrystalických materiálů.The present system is intended for repeated measurements of residual stresses in the surface layer of bodies made of metal and ceramic polycrystalline materials.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Zbytková napětí vznikají v polykrystalických materiálech strojních součástí jako důsledek nehomogenní plastické deformace, nehomogenních teplotních polí nebo fázových přeměn vyvolaných výrobním procesem jako je tváření, obrábění a tepelné zpracování. Vyskytují se v materiálu, i když nepůsobí žádné vnější zatížení a jsou v rovnováze. Mohou být jak kladná, tahová, tak i záporná, tlaková, zbytková napětí. Hodnota jejich absolutní velikosti může dosahovat až meze kluzu materiálu.Residual stresses occur in the polycrystalline materials of machine parts as a result of inhomogeneous plastic deformation, inhomogeneous temperature fields or phase transformations induced by a manufacturing process such as forming, machining and heat treatment. They occur in the material, even if they do not exert any external load and are in equilibrium. They can be both positive, tensile and negative, compressive, residual stresses. Their absolute value can reach up to the yield strength of the material.
Teoretické určení zbytkové napjatosti je ve většině případů velmi obtížné, jedinou spolehlivou cestou je experimentální zjištění deformací a následný přepočet na mechanické napětí.The theoretical determination of residual stress is very difficult in most cases, the only reliable way is the experimental determination of deformations and subsequent conversion to mechanical stress.
V posledních letech byla vypracována řada experimentálních metod pro měření zbytkových napětí, avšak tyto metody nejsou v současné době tak rozšířené jako metody pro zjišťování jiných vlastností materiálů. Pro jejich klasifikaci může být uplatněno mnoho hledisek, například rozdělení dle principu na mechanické, difrakční, magnetické, ultrazvukové a nepřímé metody. Jinou možností je dělení podle toho, do jaké míry je narušena celistvost vyšetřovaného tělesa, tj. na metody nedestruktivní semidestruktivní a destruktivní.A number of experimental methods for measuring residual stresses have been developed in recent years, but these methods are not currently as widespread as methods for determining other material properties. Many aspects can be applied for their classification, such as the principle of mechanical, diffractive, magnetic, ultrasonic and indirect methods. Another possibility is to divide according to the extent to which the integrity of the examined body is disturbed, ie to non-destructive semi-destructive and destructive methods.
Mezi nejčastěji používané experimentální postupy patří rentgenografícká metoda, což je nedestruktivní určování zbytkových napětí založené na difrakční analýze změn meziatomových vzdáleností krystalové mřížky polykrystalických materiálů.The most commonly used experimental methods include the X-ray method, which is a non-destructive determination of residual stresses based on diffraction analysis of changes in interatomic distances of the crystal lattice of polycrystalline materials.
Při rentgenografické metodě je povrch měřeného tělesa ozařován rentgenovým zářením. Zdroji rentgenového záření jsou rentgenky, tedy vakuové trubice se dvěma zatavenými elektrodami, katodou a anodou. Katoda je tvořena spirálovitě stočeným wolframovým vláknem, anoda je z prvku, jehož charakteristické záření bude při určování zbytkových napětí použito. Pro studium zbytkových napětí se v současné době nejvíce využívá anod z chrómu, kobaltu a mědi, které mají záření o vlnových délkách λ = 0.2291, 0.1791 a 0.1542 nm. Získaný záznam difřaktovaných rentgenových paprsků je následně vyhodnocován s ohledem na změny rozměrů krystalové mřížky zkoumaného tělesa. Běžně se difrakční obrazec zaznamenával na film.In the X-ray method, the surface of the measured body is irradiated with X-rays. X-ray sources are X-ray tubes, ie vacuum tubes with two sealed electrodes, a cathode and an anode. The cathode consists of a spirally twisted tungsten fiber, the anode being of an element whose characteristic radiation will be used in determining residual stresses. For the study of residual stresses, chromium, cobalt and copper anodes are currently most used, which have radiation with wavelengths λ = 0.2291, 0.1791 and 0.1542 nm. The obtained record of diffracted X-rays is subsequently evaluated with respect to changes in the crystal lattice dimensions of the investigated body. Normally, the diffraction pattern was recorded on film.
Je známo řešení podle užitného CZ19121, kde podstatou vylepšení byla náhrada filmu za paměťovou folii. Při použití paměťové fólie je vzniklý obrazový soubor archivován v počítači a následně zpracován pomocí softwarového obrazového analyzátoru. Avšak i po nahrazení filmu paměťovou fólií stále přetrvával problém s relativně dlouhou dobou nastavení polohy vzorků před vlastním experimentálním měřením. Samotná justace probíhala vždy ve dvou krocích. Nejprve se provedlo opakované nastavení požadované vzdálenosti rentgenka - vzorek pomocí tak zvané distanční měrky, a poté polohování vzorku vůči rentgence tak, aby kolimovaný dopadající svazek rtg záření dopadal na předem definované místo na analyzovaném povrchu. Nevýhodou této justace je skutečnost, že vlnová délka rtg záření je mimo oblast viditelného spektra.A solution according to utility CZ19121 is known, where the essence of the improvement was to replace the film with a memory foil. When using a memory film, the resulting image file is archived on a computer and then processed using a software image analyzer. However, even after replacing the film with a memory film, there was still a problem with the relatively long time to adjust the position of the samples before the actual experimental measurement. The adjustment itself took place in two steps. First, re-adjusting the desired X-ray sample distance using a so-called distance gauge, and then positioning the sample relative to X-ray so that the collimated incident X-ray beam impinges on a predefined location on the surface to be analyzed. The disadvantage of this adjustment is the fact that the wavelength of X-rays is outside the visible spectrum.
Další vylepšení přinesl užitný vzor CZ20790. Podstatou vylepšení bylo začlenění optoNCDT laserového senzoru propojeného s řídicí jednotkou pro vyhodnocování a zobrazování vzdálenosti mezi rentgenkou a zkušebním tělesem. Laserový spot při dané vzdálenosti zkušebního tělesa vůčiThe CZ20790 utility model brought further improvements. The essence of the improvement was the incorporation of an optoNCDT laser sensor connected to a control unit for evaluating and displaying the distance between the X-ray tube and the test specimen. Laser spot at given distance of test specimen to
- 1 CZ 305286 B6 rentgence zde dopadá na předem definované místo na analyzovaném povrchu zkušebního tělesa. Hlavním nedostatkem tohoto řešení je nutnost manuálního zvedání rentgenky do požadované vzdálenosti rentgenka - vzorek a poté manuální polohování vzorku vůči rentgence tak, aby kolimovaný dopadající svazek rtg záření dopadal na předem definované místo na analyzovaném povrchu. Další nevýhodou je nemožnost mapování, respektive integrování, větších oblastí vzorku, kdy výstupní svazek rtg záření z rentgenky kolimovaný výstupní clonou má maximální průměr 2 mm.Here, the X-ray impingement impinges on a predefined location on the surface of the specimen being analyzed. The main drawback of this solution is the necessity to manually lift the X-ray tube to the desired X-ray-sample distance and then manually positioning the sample against X-ray so that the collimated incident X-ray beam falls on a predefined location on the analyzed surface. Another disadvantage is the impossibility of mapping or integrating larger areas of the sample where the X-ray output beam from the X-ray tube collimated by the output orifice has a maximum diameter of 2 mm.
Dalším často užívaným experimentálním postupem je analýza deformací vzniklých při porušení celistvosti zkoumaného objektu. Hlavním omezením těchto tzv. mechanických metod je jejich destruktivní charakter, dále pak vnesení dodatečných napětí při dělení, odstraňování a navrtávání povrchových vrstev pomocí strojního obrábění.Another frequently used experimental procedure is the analysis of deformations caused by breaking the integrity of the examined object. The main limitation of these so-called mechanical methods is their destructive character, as well as the introduction of additional stresses during cutting, removal and drilling of surface layers by means of machining.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Výše uvedené nedostatky odstraňuje soustava pro měření zbytkových napětí v polykrystalických materiálech metodou rentgenové difrakce podle předkládaného řešení. Tato soustava obsahuje přípravek pro upevnění analyzovaného vzorku, nad kterým jev otočném a posuvném prvním rameni umístěn zdroj rentgenového záření tvořený rentgenkou. Výstupní svazek paprsků z rentgenky má obvykle průměr 0,5 až 2 mm. Ve směru záření difraktovaného od analyzovaného vzorku je umístěna kazeta s plošným, pozičně citlivým, detektorem na rentgenové záření. Soustavu dále tvoří externí scanner, který obsahuje čtecí jednotku s He-Ne laserem. Výstup čtecí jednotky je propojen se vstupem softwarového obrazového analyzátoru počítače. Na rentgence je upevněno jedním svým koncem podélně, příčně, výškově a úhlově polohovatelné druhé rameno. Jehož volný konec je osazen optoNCDT senzorem orientovaným svou aktivní částí proti analyzovanému povrchu analyzovaného vzorku. Tento optoNCDT senzor je propojen s řídící jednotkou pro vyhodnocování a zobrazování vzdálenosti mezi rentgenkou a zkušebním tělesem. Podstatou nového řešení je, že přípravek pro upevnění analyzovaného vzorku je tvořen polohovacím systémem se šesti stupni volnosti usazeným na základní desce. Tento polohovací systém je složen celkem z šesti motorizovaných posuvů. První posuv je určen pro zdvih analyzovaného vzorku v ose (Z), aje na něm přišroubována dvojice navzájem kolmých motorizovaných posuvů, a to druhého posuvu pro pohyb v ose (X) a třetího posuvu pro posuv v ose (Y). Na třetím posuvu je umístěna dvojice navzájem kolmo umístěného spodního a horního motorizovaného goniometru určených k naklápění vzorku ve dvou navzájem kolmých osách (Ψχ) a (Ψγ). Na horním motorizovaném goniometru je umístěn rotační stolek. Polohovací systém je pomocí dálkového ovladače propojen s řídicím počítačem, který je vybaven software pro manipulaci s analyzovaným vzorkem.The above-mentioned drawbacks are eliminated by the system for measuring residual stresses in polycrystalline materials by the X-ray diffraction method according to the present solution. The assembly comprises a fixture for attaching the sample to be analyzed, above which an X-ray source formed by the X-ray tube is placed in the rotating and sliding first arm. The output beam of the X-ray tube typically has a diameter of 0.5 to 2 mm. A cassette with a position-sensitive X-ray detector is placed in the direction of radiation diffracted from the analyzed sample. The system also consists of an external scanner that contains a He-Ne laser reader. The reader output is connected to the computer's software image analyzer input. The other arm is longitudinally, transversely, vertically and angularly fixed to the X-ray tube. Its free end is fitted with an optoNCDT sensor oriented with its active part against the analyzed surface of the analyzed sample. This optoNCDT sensor is connected to a control unit for evaluating and displaying the distance between the X-ray tube and the specimen. The essence of the new solution is that the fixture for fixing the analyzed sample consists of a positioning system with six degrees of freedom seated on the base plate. This positioning system consists of a total of six motorized feeds. The first feed is intended for the stroke of the analyzed sample in the (Z) axis, and a pair of perpendicular motorized feeds are screwed onto it, namely the second feed for movement in the axis (X) and the third feed for the feed in the axis (Y). On the third displacement there is a pair of perpendicularly placed lower and upper motorized goniometer designed to tilt the sample in two mutually perpendicular axes (Ψ χ ) and (Ψγ). A rotary table is placed on the upper motorized goniometer. The positioning system is connected via a remote control to a control computer that is equipped with software for handling the analyzed sample.
V jednom možném provedení je plošný pozičně citlivý detektor tvořen paměťovou fólií. V tomto případě může být soustava doplněna zdrojem UV záření pro výmaz paměťové fólie, jehož intenzita záření je větší než 750000 Ix.In one possible embodiment, the surface-position-sensitive detector is formed by a memory film. In this case, the system may be supplemented by a UV radiation source for erasing a memory film whose radiation intensity is greater than 750000 1x.
Výhodou nového řešení je náhrada dosud užívaného manuálního zkušebního posuvného stolu, jež neumožňoval zdvih, naklápění vzorků obecných tvarů a jejich translaci a rotaci vůči rentgence, dálkově řízeným polohovacím systémem s šesti stupni volnosti. Toto uspořádání dává možnost ozářit větší plochu vzorku než standardní 2 mm2 a dostat integrální informaci z větší analyzované plochy, a nejen z lokálního místa.The advantage of the new solution is the replacement of the previously used manual test sliding table, which did not allow lifting, tilting of samples of general shapes and their translation and rotation to X-ray, with a remote controlled positioning system with six degrees of freedom. This arrangement gives the possibility to irradiate a larger sample area than a standard 2 mm 2 and get integral information from a larger analyzed area, and not just from a local location.
Dalším vylepšením je možnost translace a rotace vzorku o definovaný posuv či úhel při definované rychlosti, kdy si můžeme zvolit tvar ozářené oblasti a rychlost posuvu stolků a počet cyklů posuvů.Another improvement is the possibility of translation and rotation of the sample by a defined feed or angle at a defined speed, where we can choose the shape of the irradiated area and the feed rate of the tables and the number of feed cycles.
-2CZ 305286 B6-2GB 305286 B6
Celý polohovací systém je dále propojen s bezdrátovým ovládáním a je řízen softwarem, což umožňuje Online zobrazování polohy vzorku, rychlosti posuvu vzorku, a vzdálenosti vzorku od předem definovaného místa mezi rentgenkou a zkušebním tělesem.The entire positioning system is further connected to the wireless control and is controlled by software, allowing online display of sample position, sample rate, and sample distance from a predefined location between the X-ray tube and the specimen.
Objasnění výkresůClarification of drawings
Příklad provedení soustavy pro měření zbytkových napětí v polykrystalických materiálech rentgenové difrakce se zapojením optoNCDT senzoru a polohovacího systému motorizovaných translačních a rotačních stolků je znázorněn na přiloženém výkrese. Na Obr. 1 je celková schéma systému a na Obr. 2 je uvedeno schéma polohovacího systému.An exemplary embodiment of a system for measuring residual stresses in polycrystalline X-ray diffraction materials using an optoNCDT sensor and a motorized translation and rotation stage positioning system is shown in the accompanying drawing. In FIG. 1 is an overall diagram of the system; and FIG. 2 shows a diagram of a positioning system.
Příklady uskutečnění vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Měřicí soustava podle uvedeného příkladu obsahuje dálkově řízený 12 polohovacím systémem 2 se šesti stupni volnosti zajišťující požadovanou polohu a translaci zkušebního tělesa L Nad zkušebním polohovacím systémem 2 je v otočném a posuvném prvním rameni 3, zajišťujícím požadovanou polohu, to znamená úhel výstupního svazku vůči analyzovanému povrchu zkušebního tělesa 1, umístěn zdroj rentgenového záření realizovaný rentgenkou 4. Svatek rtg paprsků vystupující z rentgenky 4 může mít průměr 0,5 až 2 mm. Ve směru záření difraktovaného od zkušebního tělesa i je umístěna kazeta 5 s plošným, pozičně citlivým, detektorem na rtg záření, kterým je v daném případě paměťová fólie detekující rentgenové záření. Na rentgence 4 je namontováno jedním svým koncem druhé rameno 6, které je podélně, příčně, výškově a úhlově polohovatelné. Na volném konci tohoto druhého ramena 6 je připevněn optoNCDT senzor 7 orientovaný svou aktivní částí proti povrchu analyzovaného vzorku i. OptoNCDT senzor 7 je propojen s řídicí jednotkou 8, pomocí níž se vyhodnocuje a zobrazuje vzdálenost rentgenka 4 - zkušební těleso i. Soustava dále obsahuje externí scanner 9 se čtecí jednotkou s He-Ne laserem, kterou jsou obrazové informace z paměťové folie přenášeny do počítače 10 a následně zpracovány pomocí softwarového obrazového analyzátoru. Soustava je ještě doplněna zdrojem 11 UV záření s intenzitou větší než 750000 Ix pro vymazání obrazu z paměťové fólie.The measuring system according to the example comprises a remotely controlled 12 positioning system 2 with six degrees of freedom providing the desired position and translation of the specimen. Above the test positioning system 2 is in the rotating and sliding first arm 3 providing the desired position. the X-ray beam emitted from the X-ray tube 4 may have a diameter of 0.5 to 2 mm. In the direction of the radiation diffracted from the specimen 1, a cassette 5 is provided with an area-sensitive, position-sensitive X-ray detector, which in this case is an X-ray detection film. On the X-ray machine 4, the other arm 6 is mounted at one end thereof, which is longitudinally, transversely, vertically and angularly adjustable. At the free end of this second arm 6, the optoNCDT sensor 7 is oriented with its active part against the surface of the analyzed sample i. The optoNCDT sensor 7 is connected to the control unit 8 by means of which the X-ray distance 4 - test specimen i is evaluated and displayed. a scanner 9 with a He-Ne laser reader, by which image information from the memory foil is transferred to a computer 10 and subsequently processed by a software image analyzer. The system is further complemented by a UV radiation source 11 having an intensity of greater than 750000 1x to erase the image from the memory film.
Na základní desce 13 je nyní usazen je nyní usazen polohovací systém 2 se šesti stupni volnosti, který umožňuje online manipulovat analyzovaným vzorkem. V tomto polohovacím systému 2 systému jsou začleněny tři motorizované posuvy. První posuv 2.1 umožňují zdvih vzorku 1 v ose (Z) o 100 mm. Na prvním posuvu 2.1 je přišroubována dvojice navzájem kolmého druhého posuvu 2.2 pro posuv vzorku I v ose (X) a třetího posuvu 2.3 pro posuv v ose (Y), například v obou případech o ±50 mm při Ιμιη rozlišení. Do této soustavy jsou dále začleněny dva motorizované goniometry, uložené na třetím posuvu 2.3, které umožňují naklápění vzorku 1 ve dvou navzájem kolmých osách Ψχ a Ψγ o ±2,5° při úhlovém rozlišení 10.96. Tuto funkci zastává spodní motorizovaný goniometr 2.4 a horní motorizovaný goniometr 2.5. Na horním motorizovaném goniometru 2.5 je umístěn rotační stolek 2.6 umožňující úhlovou rotaci 180° při úhlovém rozlišení 0,01°. Tento motorizovaný systém umožňuje přesné ustavení vzorku bez nutnosti manuálního podkládání či úpravy vzorku. Takto uspořádaný polohovací systém 2 je pomocí dálkového ovladače 12 propojen s řídicím počítačem 10 vybaveným software pro manipulaci s analyzovaným vzorkem 1.The positioning system 2 with six degrees of freedom is now mounted on the motherboard 13, which allows the sample to be manipulated online. In this system positioning system 2, three motorized feeds are incorporated. The first feed 2.1 allows the sample 1 to travel 100 mm in the (Z) axis. A pair of perpendicular second feed 2.2 for displacement of sample I in axis (X) and a third feed 2.3 for displacement in axis (Y), for example in both cases ± 50 mm at Ιμιη resolution, is screwed to the first feed 2.1. In addition, two motorized goniometers mounted at the third displacement 2.3 are incorporated into this system, which allow tilting of sample 1 in two orthogonal axes Ψχ and Ψγ of ± 2.5 ° at an angular resolution of 10.96. This function is performed by the lower motorized goniometer 2.4 and the upper motorized goniometer 2.5. On the upper motorized goniometer 2.5 there is a rotary table 2.6 allowing an angle rotation of 180 ° at an angular resolution of 0.01 °. This motorized system allows accurate alignment without the need for manual sample loading or adjustment. The positioning system 2 thus arranged is connected via a remote control 12 to a control computer 10 equipped with software for handling the analyzed sample 1.
Na vybraný bod či oblast zkušebního tělesa i upevněného na polohovací systému 2 dopadá při justaci, tedy při seřizování zkušebního tělesa i vůči rentgence 4, světelná stopa laserového paprsku o průměru cca 130 pm generovaná optoNCDT senzorem 7, který je zároveň vybaven CCD polem pro snímání odraženého laserového zářen. Tento optoNCDT senzor 7 pracuje na principu optické triangulace, to je projekce viditelného modulovaného bodu na cílový povrch. V závislosti na vzdálenosti je difúzní frakce odrazu tohoto světelného bodu z povrchu analyzovaného vzorku i poté přijímací čočkou zaostřena na prvek citlivý na polohu, tedy na CCD pole. Řídicí jednotka 8 vypočítává požadovanou hodnotu vzdálenosti na základě CCD pole. Detekovaný signál je vy-3 CZ 305286 B6 hodnocován pomocí řídicí jednotky 8, na které je zároveň pomocí displeje znázorněna aktuální vzdálenost rentgenka 4 - zkušební těleso i. Tento postup, který je prováděn s vypnutým zdrojem ionizujícího záření, a tím i bez nutné ochrany pomocí stínění proti rtg záření, nahrazuje doposud používaný způsob justace, to je méně přesné mechanické fixace vzdálenosti rentgenka 4 - analyzovaný vzorek 1 pomocí distanční měrky a následného nastavení předem definovaného bodu určeného k difrakění analýze, který se původně určoval luminiscenčním stínítkem, což vyžadovalo opětovné zapínání a vypínání zdroje ionizujícího záření a s tím i související opakovaná instalace stínění rtg záření.On the selected point or region of the specimen 1 fixed to the positioning system 2, during the adjustment, i.e. during alignment of the specimen to x-ray 4, a light trace of about 130 pm laser beam generated by optoNCDT sensor 7, which is also equipped with a CCD field laser glow. This optoNCDT sensor 7 operates on the principle of optical triangulation, i.e. projection of a visible modulated point on the target surface. Depending on the distance, the diffuse fraction of reflection of this light point from the surface of the sample to be analyzed and then by the receiving lens is focused on the position-sensitive element, i.e. the CCD field. The control unit 8 calculates the distance setpoint based on the CCD field. The detected signal is evaluated by the control unit 8, which also shows the current distance of the X-ray tube 4 - the test specimen i, on the display. This procedure, which is carried out with the ionizing radiation source switched off and thus without the necessary protection X-ray shielding, replaces the hitherto used adjustment method, that is, less accurate mechanical fixation of the X-ray distance 4 - analyzed sample 1 by means of a distance gauge and subsequent adjustment of a predefined point for diffraction analysis originally determined by the luminescent screen. switching off the source of ionizing radiation and related re-installation of X-ray shielding.
Přesnost určení vzdálenosti analyzovaný vzorek 1 - rentgenka 4 při použití optoNCDT senzoru 7 o měřicím rozsahu 100 mm s laserovým zdrojem o vlnové délce 670 nm je 50 pm. Průměr dopadajícího viditelného červeného laserového spotu na povrchu analyzovaného vzorku i je pro střed měřicího rozsahu 130 pm.The accuracy of distance determination of the analyzed sample 1 - X-ray tube 4 using an optoNCDT sensor 7 with a measuring range of 100 mm with a laser source with a wavelength of 670 nm is 50 µm. The diameter of the incident visible red laser spot on the surface of the sample to be analyzed is 130 pm for the center of the measuring range.
Díky začlenění polohovacího systému 2 s dálkovým ovládáním propojeným s počítačem 10 je možné vytvořit na rovinném povrchu analyzovaného vzorku 1 sít analyzovaných bodů s přesností lpm a na vzorku obecných tvarů s úhlovou přesností 10.96, kdy vzorkem lze i definovaně otáčet s přesností 0,01°. Díky polohovacímu systému 2 lze s analyzovaným vzorkem i translatovat a tím více jak lOx zvětšit ozářenou analyzovanou oblast.By incorporating a positioning system 2 with a remote control connected to the computer 10, it is possible to create on the planar surface of the analyzed sample 1 a network of analyzed points with an accuracy of 1pm and on a sample of general shapes with an angle accuracy of 10.96. Thanks to the positioning system 2 it is possible to translate with the analyzed sample and thus increase the irradiated analyzed area by more than 10x.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Experimentální zařízení s optickým laserovým senzorem je používáno při měření deformací krystalové mřížky kovových a keramických polykrystalických materiálů metodou rentgenové difrakce. Zbytková napětí přítomná v měřeném tělese jsou vyhodnocována z naměřených deformací na základě teorie elasticity. Laserový senzor umožňuje předem zviditelnit polohu a vzdálenost ozářené analyzované oblasti bez nutnosti zapojení zdroje ionizujícího záření a použití tzv. luminiscenčního stínítka potřebného ke zviditelnění stopy dopadajícího rtg záření. Začlenění motorizovaného systému stolků umožňuje přesné ustavení analyzované oblasti vzorku bez nutnosti manuálního podkládání či speciální úpravy hlavně reálných těles typu průmyslových součástí, definovaně zvolit mapu analyzovaných oblastí na povrchu obecných tvarů, a zvětšit ozářenou oblast vzorku z původních 2 mm2 až na 20 mm2, díky možné translaci a rotaci celého vzorku.Experimental device with optical laser sensor is used for measurement of crystal lattice deformations of metallic and ceramic polycrystalline materials by X-ray diffraction method. The residual stresses present in the measured body are evaluated from the measured deformations based on the theory of elasticity. The laser sensor makes it possible to pre-visualize the position and distance of the irradiated analyzed area without having to connect a source of ionizing radiation and use the so-called luminescent screen needed to visualize the trace of incident X-rays. Incorporating a motorized system tables allows precise alignment of the analyzed sample region without manual wedge or special treatments mainly real objects such as industrial parts in a defined elect map analyzed areas on the surface of general shapes, and increase the irradiated area of the sample from the original 2 mm2 to 20 mm2, due to possible translation and rotation of the whole sample.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-500A CZ305286B6 (en) | 2014-07-17 | 2014-07-17 | System for measuring residual tension in polycrystalline materials using X-ray diffraction method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-500A CZ305286B6 (en) | 2014-07-17 | 2014-07-17 | System for measuring residual tension in polycrystalline materials using X-ray diffraction method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2014500A3 CZ2014500A3 (en) | 2015-07-15 |
| CZ305286B6 true CZ305286B6 (en) | 2015-07-15 |
Family
ID=53873261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2014-500A CZ305286B6 (en) | 2014-07-17 | 2014-07-17 | System for measuring residual tension in polycrystalline materials using X-ray diffraction method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ305286B6 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105571752A (en) * | 2016-01-08 | 2016-05-11 | 中国科学院声学研究所 | Ultrasonic stress quantification measuring method for photoelasticity experiment |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1198339A (en) * | 1967-08-05 | 1970-07-08 | Kurt Luecke | X-Ray Goniometers |
| JPH06242028A (en) * | 1993-02-23 | 1994-09-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Orientation regulating mechanism for surface/interface atomic arrangement analyzer |
| US6418190B1 (en) * | 1998-07-17 | 2002-07-09 | Japan Science And Technology Corporation | Imaging plate X-ray diffraction apparatus |
| CZ19121U1 (en) * | 2008-10-08 | 2008-11-24 | Ceské vysoké ucení technické v Praze | System for measuring residual stresses in polycrystalline materials by employing X-ray diffraction method |
| CZ20790U1 (en) * | 2010-02-08 | 2010-04-19 | Ceské vysoké ucení technické v Praze | System for measuring residual voltages in polycrystalline materials by X-ray diffraction method |
| US8215252B1 (en) * | 2009-07-14 | 2012-07-10 | Lockheed Martin Corporation | System and method for dynamic stabilization and navigation in high sea states |
-
2014
- 2014-07-17 CZ CZ2014-500A patent/CZ305286B6/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1198339A (en) * | 1967-08-05 | 1970-07-08 | Kurt Luecke | X-Ray Goniometers |
| JPH06242028A (en) * | 1993-02-23 | 1994-09-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Orientation regulating mechanism for surface/interface atomic arrangement analyzer |
| US6418190B1 (en) * | 1998-07-17 | 2002-07-09 | Japan Science And Technology Corporation | Imaging plate X-ray diffraction apparatus |
| CZ19121U1 (en) * | 2008-10-08 | 2008-11-24 | Ceské vysoké ucení technické v Praze | System for measuring residual stresses in polycrystalline materials by employing X-ray diffraction method |
| US8215252B1 (en) * | 2009-07-14 | 2012-07-10 | Lockheed Martin Corporation | System and method for dynamic stabilization and navigation in high sea states |
| CZ20790U1 (en) * | 2010-02-08 | 2010-04-19 | Ceské vysoké ucení technické v Praze | System for measuring residual voltages in polycrystalline materials by X-ray diffraction method |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105571752A (en) * | 2016-01-08 | 2016-05-11 | 中国科学院声学研究所 | Ultrasonic stress quantification measuring method for photoelasticity experiment |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2014500A3 (en) | 2015-07-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109374659B (en) | Positioning method of short-wavelength X-ray diffraction test sample | |
| US11105756B2 (en) | X-ray diffraction and X-ray spectroscopy method and related apparatus | |
| US4489425A (en) | Means and method for determining residual stress on a polycrystalline sample by X-ray diffraction | |
| US8953743B2 (en) | X-ray stress measurement method and apparatus | |
| EP4109083A1 (en) | Device and method for measuring short-wavelength characteristic x-ray diffraction based on array detection | |
| US7978821B1 (en) | Laue crystallographic orientation mapping system | |
| CN102608144A (en) | Device and method for measuring three-dimensional distribution of residual stress in metal microstructure | |
| Sasaki | New generation X-ray stress measurement using debye ring image data by two-dimensional detection | |
| JP2016502119A (en) | Apparatus and method for surface mapping using in-plane oblique incidence diffraction | |
| JP2014013203A (en) | X-ray stress measurement method | |
| CZ305286B6 (en) | System for measuring residual tension in polycrystalline materials using X-ray diffraction method | |
| US10620141B2 (en) | Measuring and analyzing residual stresses and their gradients in materials using high resolution grazing incidence X-ray diffraction | |
| Bauch et al. | Innovative Analysis of X‐ray Microdiffraction Images on Selected Applications of the Kossel Technique | |
| EP1495311B1 (en) | High-resolution x-ray diffraction apparatus | |
| CZ27449U1 (en) | System to measure residual voltages in polycrystalline materials by making use of X-ray diffraction method | |
| KR20240054361A (en) | How to position poles on bearing elements | |
| CZ20790U1 (en) | System for measuring residual voltages in polycrystalline materials by X-ray diffraction method | |
| Park et al. | A new residual strain mapping program using energy dispersive X-ray diffraction at the Advanced Photon Source | |
| JP6996471B2 (en) | X-ray diffractometer and sample placement system used for it | |
| Ice | Microdiffraction with synchrotron radiation | |
| RU2818994C1 (en) | Method for complex assessment of material inhomogeneity | |
| Müller et al. | Determination of Residual Stress by X-Ray Diffraction with the Cos-Alpha Method and Its Application | |
| Korsunsky et al. | High energy synchrotron X-ray measurements of 2D residual stress states in metal matrix composites | |
| Cernatescu et al. | HOW RESIDUAL STRESSES ARE MEASURED—AN OVERVIEW. | |
| Marais et al. | Alignment and calibration procedures of the Necsa neutron strain scanner |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20190717 |