Федеральное агентство по образованию РФ

ФГАОУ ВПО  «Уральский федеральный университет  имени первого Президента России Б.Н.Ельцина»

Физико-технический  факультет

Кафедра «Управление интеллектуальной собственностью» 
 
 
 
 
 

Курсовая работа

По курсу: «Патентно–информационные исследования»

На тему «Отчет о патентном исследовании объекта техники «Дистанционный индикатор активных дефектов» на определение уровня развития техники» 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Екатеринбург 2010 

Содержание: 
 
 
 
 
 

 

Список исполнителей

 

Список сокращений

1) RU- Россия

   US- Соединенные Штаты Америки

  CN- Китай

    EP- Европа

2) ГОСТ- Государственный стандарт

3) МПК - Международная патентная классификация

4) Пат.- патент

5) WIPO – база данных Всемирной организации интеллектуальной собственности.

6) CIPO – Китайская патентная база.

7) CNIPR - Китайская патентная база, (China Intellectual Property Net), http://english.cnipr.com – поддерживается IPPH (Intellectual Property Publishing House).

8) CNPAT - Китайская патентная база, поддерживается CPIC (China Patent Information Center). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  Введение

      Целью данного исследования является определения  уровня развития объекта техники. В ходе выполнения курсовой работы было проведено патентное исследование на тему «Дистанционные индикаторы активных дефектов».

      Для благополучного развития экономик регионов и страны в целом необходима отлаженная транспортная система, надежная и работающая бесперебойно, в постоянном режиме. Наиболее важное место в транспортной системе России занимают железные дороги, монопольной управляющей компанией является ООО «РЖД». Актуальной проблемой для «РЖД» на сегодняшний день является простой вагонов, из-за чего компания несет убытки в 9 – 11 млн. руб. В связи с этим был выбран объект поиска.

      Исследуемое устройство (установка) работает на основе открытия, сделанного в области неразрушающего контроля металлов. Суть открытия состоит в дистанционном  определении момента начала  образования микроскопических дефектов (трещин) в металле, подвергшемся чрезмерным механическим нагрузкам. Дефекты, обнаруживаемые таким способом относятся к активным. Весьма близким методом, известным прежде, является контактный метод акустической эмиссии. В отличие от метода акустической эмиссии обнаруженное открытие позволяет с высокой степенью надежности (85-90%) выявлять активные дефекты металлических объектов с помощью СВЧ  сенсора, на расстоянии 140-180 мм. Сенсор представляет собой существенно доработанный радар Доплера, частоты 10-37 Гигагерц.

      Применение предлагаемого устройства не ограничивается дистанционной неразрушающей дефектоскопией ЖД колес. Принцип определения дефектов  позволяет использовать установку (устройство) при выявлении активных дефектов валов, осей, рельс, металлических и железобетонных мостов, сооружений, без перерыва во время работы оборудования. Особенностью установки является возможность работы при наличии шумов производственного характера, что совершенно недопустимо при использовании метода акустической эмиссии.

      В ходе патентного поиска необходимо исследовать уровень техники в отношении объекта исследования «Дистанционный индикатор активных дефектов» посредством составления матрицы «Цель - средства», а также провести сопоставительный анализ объектов для проведения анализа на чистоту.

        Результатом патентного исследования станет составляющая часть отчета о поиске, включающая заполненные формы задания на проведение патентных исследований, календарного плана, регламента поиска, формы отчетности о поиске и расшифровки индексов МПК.

 

     Общие данные проекта

     1. Наименование объекта, назначение, область применения, краткое описание.

     В качестве объекта техники в данной работе рассматривается Дистанционный  индикатор активных дефектов, который  состоит из следующих частей:

     - СВЧ-сенсор, используемый в качестве  генератора когерентных поляризованных электромагнитных волн,

     - акустическая эмиссия, как определенный метод распознования и регистрации сигналов,

     - приемник отраженных когерентных поляризованных волн,

     - блок выделения спектральных составляющих,

     - электронный осциллограф-самописец,

     - усилители ультразвуковых колебаний,

     - контактные излучатели ультразвуковых колебаний,

     - персональный компьютер.

     Механическое  нагружение металла вместе с ультразвуковым воздействием, в некоторых случаях,  приводит к изменению поверхностной  проводимости с частотой ультразвука. Условием реализации необычных результатов является наличие активных дефектов, выявляемых  методами акустической эмиссии. Значительные коэффициенты преобразования ультразвука в изменения поверхностной проводимости,  на 20–36 дБ выше пороговых по шуму,  позволяют построить и широко использовать дистанционный индикатор активных дефектов (ДИАД) с использованием СВЧ поля.

     Обнаруженное  явление, относящиеся к области  неразрушающего контроля металлов при  воздействии внешних факторов (механическое нагружение, ультразвук, поле СВЧ) относится к слабо изученным, не имеющим строгой теоретической базы. Авторам не известны экспериментальные работы, связывающие условия механического нагружения при дополнительном воздействии ультразвука небольшой мощностью с появлением в спектре отраженного  СВЧ поля сигналов с частотой приложенного ультразвука.  Наиболее близкой к полному объяснению нового явления, по совокупности эффектов, является теория вириала, выдвинутая авторами.  Практическое использование обнаруженного явления возможно при  бесконтактном контроле  деталей, узлов, имеющих скрытые дефекты в виде трещин, отслоений, неплотностей  прилегания, выполненных из металлов и сплавов.    В частности, доработанный прибор может быть использован  для  обнаружения дефектов железнодорожных колес во время движения состава мимо специально изготовленного прибора, состоящего из нескольких ультразвуковых передатчиков, установленных на рельсах, нескольких СВЧ сенсоров, неподвижно закрепленных рядом с колесом, на расстоянии 170-180 мм.

     История создания

     Работы по определению параметров Акустической Эмиссии (АЭ) дистанционно, с помощью СВЧ поля частоты 9,8 и 28 ГГц, были выполнены сотрудниками Томского Политехнического Университета.  В процессе исследований было построено и испытано несколько лабораторных макетов СВЧ сенсоров ультразвука. Испытания проводились на разрывных машинах с образцами из стали, марки Ст45.

     Было  замечено, что совместное применение механической нагрузки (растяжение) и  волн ультразвука в некоторых  случаях приводит к резкому увеличению чувствительности СВЧ сенсора, регистрирующего спектральные составляющие ультразвука. В обычных условиях регистрация ультразвуковых волн на поверхности металла  СВЧ сенсором практически невозможна. Амплитуда упругих колебаний кристаллической решетки (поперечные колебания) должна составлять несколько десятков микрон, чтобы можно было обнаружить их с помощью СВЧ поля (10-40 ГГц). Но при таких амплитудах ультразвуковых колебаний происходит быстрое разрушение металла. Безусловно, можно регистрировать  упругие  колебания меньшей амплитуды (1-10 нанометров)  с помощью лазера. Однако обнаруженное авторами явление – индикация ультразвуковых колебаний поверхности амплитудой 40-60 ангстрем, СВЧ сенсором частоты 10 ГГц, можно считать необычным событием,   которое изменило представление авторов о возможностях метода дистанционного контроля  скрытых дефектов металлических деталей и конструкций.

     Исследуемый объект относится к классу "G" международной патентной классификации – "Физика", к классу «Измерения и испытания» и к подклассу «Исследование или анализ материалов путем определения их химических или физических свойств».

     Для решения задач при проведении исследований использовались следующие рубрики МПК 8-ой редакции: G01N29/14, G01N22/02, B24B39/00, B24B39/04.

     При патентных исследованиях были поставлены следующие задачи:

• установление требований к объекту исследования;
• анализ тенденций развития и прогнозирование рынка продукции;
• анализ условия конкуренции и отбор наиболее значимых изобретений.

     Было  проведено патентное исследование в отношении основного объекта поиска «Дистанционный индикатор активных дефектов» по патентным базам РФ, Европы, Китая и США. Всего обнаружено 15 патентов, из них: 6- РФ, 4- США, 2- Китай, 3 – в базе Всемирной организации интеллектуальной собственности.

     2. Модель развития исследуемой  технической области.

      Индикаторы дефектов 

      Ультразвуковые                   Электромагнитные                      Лазерные 

генератор когерентных             автодинный

поляризованных                       приемопередатчик

электромагнитных                    в качестве генератора                         

волн СВЧ                                  СВЧ 

высокочастотные          низкочастотные 
 

Динамика патентования