EA 32670B1 20190628

	Патентная документация ЕАПВ
Запрос:	ea000032670b*\id
Результат:	ID\|Номер и дата охранного документа

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

1. Способ обследования внутренней структуры огнеупорного элемента, имеющего толщину менее чем 300 мм, включающий следующие стадии: а) передача посредством излучающей антенны по меньшей мере одного электромагнитного импульса на огнеупорный элемент, подлежащий обследованию; б) прием посредством приемной антенны указанного импульса после того, как он был отражен отражающей зоной огнеупорного элемента и в) анализ временного сдвига между двумя предшествующими стадиями для определения в огнеупорном элементе положения отражающей зоны, причем длительность указанного импульса менее чем или равна 0,5 нс, а импульс представляет собой волновой пакет, центральная частота которого составляет от 2 до 10 ГГц.

2. Способ по п.1, где длительность составляет менее чем 0,2 нс.

3. Способ по любому из пп.1-2, где импульс представляет собой волновой пакет, который имеет центральную частоту выше чем 3 ГГц.

4. Способ по любому из пп.1-3, где на стадии а) передается более чем 1000 импульсов в секунду и/или где два последовательных импульса разделены более чем 100 нс.

5. Способ по любому из пп.1-4, где излучающая антенна и приемная антенна находятся рядом.

6. Способ по любому из пп.1-5, где толщина огнеупорного элемента составляет менее чем 200 мм.

7. Способ по любому из пп.1-6, где огнеупорный элемент изготовлен из спеченного или сплавленного материала.

8. Способ по любому из пп.1-7, где огнеупорный элемент изготовлен из материала, который более чем на 90% своей массы состоит из одного или более чем одного оксида, выбранного из группы, состоящей из ZrO ₂ , Al ₂ O ₃ , SiO ₂ , Cr ₂ O ₃ , Y ₂ O ₃ и CeO ₂ .

9. Способ изготовления печи, включающий следующие стадии: A) изготовление огнеупорного элемента; Б) обследование огнеупорного элемента с использованием способа обследования по любому из пп.1-8; B) при положительном результате обследования помещение огнеупорного элемента в печь.

10. Способ по п.9, где печь представляет собой стеклоплавильную печь.

11. Способ по п.9, где печь представляет собой металлургическую печь.

12. Способ по любому из пп.9-11, где на стадии В) огнеупорный элемент помещают в область печи, в которой он контактирует с расплавленным металлом или стеклом.

Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

2. Способ по п.1, где длительность составляет менее чем 0,2 нс.

5. Способ по любому из пп.1-4, где излучающая антенна и приемная антенна находятся рядом.

6. Способ по любому из пп.1-5, где толщина огнеупорного элемента составляет менее чем 200 мм.

7. Способ по любому из пп.1-6, где огнеупорный элемент изготовлен из спеченного или сплавленного материала.

10. Способ по п.9, где печь представляет собой стеклоплавильную печь.

11. Способ по п.9, где печь представляет собой металлургическую печь.

Евразийское 032670 (13) B1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2019.06.28
(21) Номер заявки 201790424
(22) Дата подачи заявки 2015.09.14
(51) Int. Cl. G01N22/02 (2006.01) G01N 33/38 (2006.01)
(54) СПОСОБ НЕДЕСТРУКТИВНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ОГНЕУПОРНОГО ЭЛЕМЕНТА
(31) 1458851
(32) 2014.09.19
(33) FR
(43) 2017.07.31
(86) PCT/EP2015/070954
(87) WO 2016/041902 2016.03.24
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
СЕН-ГОБЕН САНТР ДЕ РЕШЕРШ Э Д'ЭТЮД ЭРОПЕЭН (FR)
(72) Изобретатель:
Бори Оливье (FR)
(74) Представитель:
Харин А.В., Котов И.О., Буре Н.Н., Стойко Г.В. (RU)
(56) FR-A1-2689245
Cam Nguyen ET AL.: "Design concepts for a miniature pavement GPR antenna", 1 January 1995 (1995-01-01), XP055171157, Retrieved from the Internet: URL:http://d2dtl5nnlpfr0rcloudfront.net/ t ti.tamu.edu/documents/1341-3F.pdf [retrieved on 2015-02-20] page 7, line 27
В. CARROLL ET AL.: "FREQUENCY-MODULATED CONTINUOUS-WAVE (FM-CW) RADAR FOR EVALUATION OF
REFRACTORY STRUCTURES USED IN GLASS MANUFACTURING FURNACES", AIP CONFERENCE PROCEEDINGS, 1 January 2009 (2009-01-01), pages 402-409, XP055171142, DOI:
10.1063/1.3114260 page 403 - page 404, page 408
R S T - THE RADAR COMPANY: "Radar Systems Technology - Reaching
Beyond Boundaries", 1 April 2012
(2012-04-01), XP055171174, Retrieved from
the Internet: URL:http://www.rst-group.biz/uploads/ media /RST_Broschuere_DE_01.pdf [retrieved on 2015-02-20] page 23
S. KHARKOVSKY ET AL: "MICROWAVE MEASUREMENT OF REFRACTORY MATERIALS
AT HIGH-TEMPERATURE", AIP CONFERENCE
PROCEEDINGS, 1 January 2009 (2009-01-01), pages 1703-1710, XP055171108, DOI: 10.1063/1.3114164, the whole document
WO-A2-9902979
J Barnard: "POSSIBLE NONDESTRUCTIVE TESTING METHOD FOR DETERMINING THE EXTENT OF HYDRATION IN MAGNESIA- BASED REFRACTORY BRICKS", 1 January 2010
(2010-01-01), XP055171121, Retrieved from the Internet: URL:http://www.saimm.co.za/Conferences/ Ref ractories2010/117-128_Barnard.pdf [retrieved on 2015-02-20] the whole document
JEONGWOO HAN ET AL.: "Ultra-wideband
electronically tunable pulse generators", IEEE
MICROWAVE AND WIRELESS COMPONENTS LETTERS, vol. 14, no. 3, 1 March 2004 (2004-03-01), pages 112-114, XP055171177, ISSN: 1531-1309, DOI: 10.1109/LMWC.2004.825184 the
whole document
BERNHARD FLEISCHMANN: "Nondestructive testing of refractories, especially AZS materials, with ultrasound, microwave and gamma-
radiation", GLASTECHN. BER. GLASS SCI. TECHNOL., vol. 68, no. 8, 1995, pages 259-265,
XP008175072, the whole document
Область техники
Данное изобретение относится к недеструктивному способу обследования внутренней структуры огнеупорного элемента.
Предшествующий уровень техники
Огнеупорные продукты, как правило, применяются в различных высокотемпературных областях. Они, как правило, имеют форму крупных элементов и, например, могут быть использованы в стеклоплавильных печах.
Огнеупорные элементы могут, в частности, быть получены в результате литья из расплава. Данный способ заключается в плавлении сырья при очень высоких температурах в дуговой печи и затем выливании его в форму. Отформованный элемент затем охлаждают и отверждают. Во время данной стадии охлаждения может происходить усадка и образовываться полости (дефекты) на внутренней поверхности огнеупорных элементов.
Выбор подходящего состава и контроль производственных процессов и качества сырья делает возможным получение высококачественных огнеупорных элементов, которые адаптированы к различным областям печи, в которых они могут быть расположены.
Тем не менее огнеупорные элементы подвергаются износу, в частности в определенных критических высоконапряженных областях, например областях, контактирующих с поверхностью ванны расплавленного стекла. Знание внутренней структуры данного элемента позволяет обеспечить отсутствие дефектов в данных критических областях. Таким образом, для оценки внутренних дефектов огнеупорных элементов используют недеструктивные способы обследования.
Ультразвуковой способ заключается в измерении затухания ультразвукового сигнала при прохождении через огнеупорный элемент, который погружен в воду. Данный способ является очень эффективным, но его наиболее часто осуществляют посредством помещения каждого огнеупорного элемента в наполненный водой бак.
Кроме того, в FR 2689245 описано применение георадара (GPR).
Однако существует слепая зона, расположенная непосредственно под антеннами радара, размером в несколько десятков миллиметров, где невозможно выявить какие-либо дефекты. Таким образом, данный способ является неэффективным в отношении всех огнеупорных элементов малой толщины (например, плит), поскольку зоны потенциальных дефектов и слепая зона перекрываются.
Таким образом, существует потребность в недеструктивном способе обследования, не имеющем данных недостатков, и в частности в недеструктивном способе обследования, который подходит для огнеупорного элемента толщиной менее чем 200 мм.
Одна цель данного изобретения заключается, по меньшей мере, в частичном удовлетворении данной потребности.
Краткое описание изобретения
Данное изобретение относится к способу обследования внутренней структуры огнеупорного элемента, включающему следующие стадии:
а) передача посредством излучающей антенны по меньшей мере одной электромагнитной волны,
называемой "импульсом", на огнеупорный элемент, подлежащий обследованию;
б) получение посредством приемной антенны указанного импульса после того, как он был отражен
отражающей зоной огнеупорного элемента;
в) анализ временного сдвига между двумя предшествующими стадиями для определения в огне-
упорном элементе положения отражающей зоны, причем длительность указанного импульса менее чем
или равна 0,5 нс.
Авторы изобретения обнаружили, что такая длительность преимущественно позволяет оценивать внутреннюю структуру исследуемого огнеупорного элемента, даже если толщина данного огнеупорного элемента составляет менее чем 200 мм.
Предпочтительно способ по изобретению дополнительно обладает одним или более чем одним из следующих возможных признаков:
указанная длительность составляет менее чем 0,3 нс, предпочтительно менее чем 0,2 нс, или же менее чем 0,15 нс, или чем 0,10 нс;
на стадии а) передается более чем 1000 импульсов в секунду;
временной интервал между испусканием двух импульсов составляет более чем 100 нс;
импульс представляет собой серию волн, центральная частота которой предпочтительно составляет от 2 до 10 ГГц и предпочтительно выше 3 ГГц;
излучающая антенна и приемная антенна расположены по меньшей мере в 20 см друг от друга, или же менее чем в 10 см друг от друга, или даже менее чем в 5 см друг от друга;
огнеупорный элемент имеет толщину менее чем 300 мм, менее чем 200 мм или даже менее чем 100 мм;
огнеупорный элемент изготовлен из спеченного или сплавленного материала;
огнеупорный элемент изготовлен из материала, который состоит на более чем 90% от своей массы из одного или более чем одного оксида, выбранного из группы, состоящей из ZrO2, Al2O3, SiO2, Cr2O3,
Y2O3 и CeO2.
Способ предпочтительно используют для обследования внутренней структуры области огнеупорного элемента, которая простирается от поверхности указанного огнеупорного элемента на глубину менее чем 200 мм.
Изобретение также относится к способу изготовления печи, в частности стеклоплавильной печи или металлургической печи, включающему следующие стадии:
A) изготовление огнеупорного элемента;
Б) обследование огнеупорного элемента с использованием способа обследования по изобретению;
B) при положительном результате обследования помещение огнеупорного элемента в печь, в частности в область, в которой он контактирует с расплавленным металлом или стеклом.
Определения
Толщину огнеупорного элемента в данном документе определяют как его наименьшее измерение. Под термином "содержащий" или "включающий" подразумевают "включающий по меньшей мере один", если не указано иное.
Подробное описание
В способе по изобретению реализуются хорошо известные принципы импульсного радара.
Импульсный радар следует отличать от радара непрерывного излучения. Конкретно принципы действия данных типов радаров очень различаются. В частности, импульсный радар испускает импульс и ждет его возвращения. Наоборот, радар непрерывного излучения непрерывно испускает волну из первой антенны и непрерывно получает отраженную волну с помощью второй антенны.
Предпочтительно в способе по изобретению реализуется технология GPR, в частности технология, описанная в FR 2689245, адаптированная для модификации природы электромагнитных волн, передаваемых на огнеупорный элемент. В частности, согласно изобретению длительность импульсов должна составлять менее чем или быть равной 0,5 нс, тогда как в FR 2689245 упоминаются только импульсы, имеющие ширину 1 нс.
Импульс может состоять из сигнала любой формы, предпочтительно сигнала синусоидальной, треугольной, квадратной, прямоугольной или пилообразной формы. Предпочтительно импульс представляет собой серию периодических волн, имеющую центральную частоту выше чем 3 ГГц, что, таким образом, улучшает разрешение (т.е. минимальное расстояние между двумя точками, необходимое для того, чтобы различить их по отдельности). Импульс может также представлять собой непериодическую волну, например импульс Дирака.
Импульсы предпочтительно испускаются с равными интервалами. Предпочтительно испускается более 1000 импульсов в секунду. Частоту испускания импульсов нельзя путать с частотой волны, которая составляет импульс, например, 3 ГГц.
Кроме того, длительность (или "ширину") импульсов нельзя путать с периодом волны, которая составляет импульс. В частности, авторы изобретения обнаружили, что для заданного периода волны небольшая ширина импульса позволяет улучшать анализ области поверхности огнеупорного элемента и, в частности, улучшать анализ области огнеупорного элемента, которая простирается от поверхности указанного огнеупорного элемента на глубину менее чем 200 мм.
Предпочтительно импульсы испускаются последовательно из разных мест на подлежащем обследованию огнеупорном элементе. Предпочтительно излучающая антенна двигается над внешней поверхностью огнеупорного элемента, например внешней поверхностью боковых сторон огнеупорного элемента. Таким образом, возможно получить изображение внутренней структуры огнеупорного элемента.
Когда свойства среды распространения электромагнитных волн меняются, и в частности в случае варьирования диэлектрической постоянной данной среды, некоторые из данных волн отражаются. В частности, полости внутри огнеупорного элемента могут отражать падающие импульсы. Отраженные импульсы могут быть записаны посредством приемной антенны.
Излучающая и приемная антенны могут быть идентичными или разными.
В одном предпочтительном воплощении излучающая антенна и приемная антенна расположены рядом. Под термином "рядом" подразумевают, что излучающая антенна и приемная антенна контактируют друг с другом или отделены друг от друга расстоянием менее чем в 5 см. Компактность измерительного устройства, таким образом, улучшена.
Излучающая и приемная антенны могут быть преимущественно расположены в одном и том же месте, т.е. для достижения приемной антенны отраженный импульс проходит через зону, через которую проходит падающий импульс, сразу после его испускания излучающей антенной. Излучающая и приемная антенны могут быть также расположены в разных местах.
Предпочтительно излучающая и приемная антенны расположены в контакте с внешней поверхностью огнеупорного элемента, подлежащего обследованию. Предпочтительно излучающая антенна испускает перпендикулярно указанной внешней поверхности огнеупорного элемента и более предпочтительно, когда огнеупорный элемент имеет плоскость симметрии, перпендикулярно указанной плоскости симметрии.
На стадии в) временной сдвиг позволяет узнать положение зоны огнеупорного элемента, которая
отражала падающий импульс, причем скорость импульса в огнеупорном элементе легко определяется. Если данное положение соответствует внешней поверхности огнеупорного элемента, дефект не был выявлен. В противном случае огнеупорный элемент содержит структурную неоднородность, которая может считаться дефектом.
Анализ, проводимый на стадии в), позволяет оценивать внутреннюю структуру обследуемого огнеупорного элемента. Предпочтительно стадия в) позволяет получить представление, и в частности изображения данной внутренней структуры.
Для глубоких зон огнеупорного элемента точность информации, полученной посредством анализа стадии в), аналогична точности, полученной традиционным импульсным радаром. Наоборот, информация, поставляемая на стадии в) в отношении областей поверхности, является надежной в отличие от информации, полученной традиционным импульсным радаром.
Если выявляют скрытый дефект, огнеупорный элемент можно отбраковывать, например для сдачи в лом или повторного использования. В противном случае оно может быть использовано и, например, помещено в стеклоплавильной печи, в частности в критической области.
Примеры.
Следующие примеры предложены в иллюстративных целях и не ограничивают изобретение. Блок с размерами 250 ммх500 ммх1200 мм и плиту с размерами 50 ммх500 ммх600 мм, которые получали способом, в котором сырье плавили в дуговой печи, затем выливали в форму и отверждали, анализировали посредством способа, реализующего GPR технологию с использованием двух длительностей импульсов: 1 нс (способ А) и 0,1 нс согласно изобретению (способ Б). Способ А является характерным для предшествующего уровня техники.
В каждом из двух способов электромагнитные волны испускались импульсным радаром: радар StructureScan Mini(tm) от компании GSSI для способа А и радар Groundvue 5C от компании Utsi Electronics для способа Б. Волны сигналов представляли собой неидеальные квадратные волны. Каждый импульс представлял собой серию импульсов, состоящую из множества синусоидальных волн, частота которых могла варьировать на ±60-70% относительно центральной частоты, которая, например, составляла от 2 до 10 ГГц для способа Б. Длительность и центральная частота импульсов приведены в табл. 1 и 2.
Блок и плиту помещали на их основную сторону (сторона размером 500 ммх1200 мм и сторона размером 500 ммх600 мм соответственно) и радар двигали вдоль противоположной поверхности. Затем блок и плиту распиливали в поперечной плоскости симметрии их основной стороны для обеспечения визуального наблюдения дефектов и для обеспечения сравнения данного наблюдения с изображениями, полученными двумя данными способами.
В табл. 1 и 2 представлены результаты данных наблюдений.
Способ
0,1 нс
6,0 ГГц
Визуальное наблюдение
и- - - "¦¦¦¦]
Можно видеть, что использование радара при 1,6 ГГц и с длительностью импульса 1 нс оставляет слепую зону ZA на краю изображения блока, и оно является неэффективным в отношении плиты. В частности, зона дефектов (черные пятна, соответствующие пористости в визуальном наблюдении) совсем не появляется на изображении плиты.
Наоборот, в случае способа Б видно, что появляются белые зоны, которые соответствуют зоне дефектов. Кроме того, можно отметить, что разрешение изображения, полученного с помощью данного способа, является очень хорошим.
Как теперь представляется очевидным, предложен способ, который прост для реализации, который, в частности, не требует погружения огнеупорного элемента, подлежащего обследованию, и который является эффективным по всей толщине огнеупорного элемента. Данный способ особенно подходит для обследования огнеупорных элементов небольшой толщины, таких как плиты.
Конечно, изобретение не ограничивается описанными воплощениями, которые являются неограничивающими и предложены в качестве иллюстрации.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ обследования внутренней структуры огнеупорного элемента, имеющего толщину менее чем 300 мм, включающий следующие стадии:
а) передача посредством излучающей антенны по меньшей мере одного электромагнитного им-
пульса на огнеупорный элемент, подлежащий обследованию;
б) прием посредством приемной антенны указанного импульса после того, как он был отражен от-
ражающей зоной огнеупорного элемента и
в) анализ временного сдвига между двумя предшествующими стадиями для определения в огне-
упорном элементе положения отражающей зоны,
причем длительность указанного импульса менее чем или равна 0,5 нс, а импульс представляет собой волновой пакет, центральная частота которого составляет от 2 до 10 ГГц.
2. Способ по п.1, где длительность составляет менее чем 0,2 нс.
3. Способ по любому из пп.1-2, где импульс представляет собой волновой пакет, который имеет центральную частоту выше чем 3 ГГц.
4. Способ по любому из пп.1-3, где на стадии а) передается более чем 1000 импульсов в секунду и/или где два последовательных импульса разделены более чем 100 нс.
5. Способ по любому из пп.1-4, где излучающая антенна и приемная антенна находятся рядом.
6. Способ по любому из пп.1-5, где толщина огнеупорного элемента составляет менее чем 200 мм.
7. Способ по любому из пп.1-6, где огнеупорный элемент изготовлен из спеченного или сплавленного материала.
8. Способ по любому из пп.1-7, где огнеупорный элемент изготовлен из материала, который более чем на 90% своей массы состоит из одного или более чем одного оксида, выбранного из группы, состоящей из ZrO2, AbO3, SiO2, C2O3, Y2O3 и CeO2.
9. Способ изготовления печи, включающий следующие стадии:
A) изготовление огнеупорного элемента;
Б) обследование огнеупорного элемента с использованием способа обследования по любому из пп.1-8;
B) при положительном результате обследования помещение огнеупорного элемента в печь.
10. Способ по п.9, где печь представляет собой стеклоплавильную печь.
11. Способ по п.9, где печь представляет собой металлургическую печь.
12. Способ по любому из пп.9-11, где на стадии В) огнеупорный элемент помещают в область печи, в которой он контактирует с расплавленным металлом или стеклом.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
032670
- 1 -
(19)
032670
- 1 -
(19)
032670
- 2 -
(19)
032670
- 7 -