УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОРТИРОВКИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ Российский патент 2002 года по МПК G01N23/00 

Изобретение относится к области контроля металлов и сплавов, а именно к устройствам для их оперативной сортировки.

Известны переносные рентгеновские устройства контроля состава металлов и сплавов (Х-МЕТ Portable XRF Analyzer, каталог фирмы Metorex (Финляндия), включающие измерительный преобразователь с источником и приемником рентгеновского излучения и вторичную измерительную аппаратуру. Сортировка металлов и сплавов с помощью этих устройств осуществляется по спектру элементов сплавов, возбужденному источником рентгеновского излучения.

Недостатком таких устройств является их сложность, высокая стоимость и большие габаритные размеры.

Известно устройство для сортировки металлов и сплавов (Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник / Под. ред. Клюева В.В. , -М. : Машиностроение. 1986, т. 2, с. 184-186), содержащее измерительный преобразователь, состоящий из двух металлических контактных электродов, и вторичный прибор, соединенный с этими электродами. Один из электродов этого устройства снабжен электронагревателем. С помощью данного устройства сортировка металлов и сплавов осуществляется по значению термоэлектродвижущей силы, возникающей при контакте электродов с поверхностью контролируемого металла или сплава.

Недостатком данного устройства является его инерционность, связанная с необходимостью нагрева зоны контакта одного из электродов с анализируемым металлом или сплавом.

Задачей изобретения является уменьшение времени, необходимого для сортировки металлов или сплавов в производственных условиях.

Технический результат - разработка простого и дешевого устройства для оперативной сортировки металлов и сплавов в промышленных условиях.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для сортировки металлов, содержащем измерительный преобразователь, состоящий из двух металлических контактных электродов, и вторичный прибор, соединенный с этими электродами, один из электродов выполнен в виде трубки с открытым нижним торцом, плоскость которого перпендикулярна оси трубки, а второй электрод, нижний торец которого снабжен плоским тритиевым излучателем β-частиц, параллелен плоскости торца первого электрода, расположен па фиксированном расстоянии от этой плоскости и укреплен во внутренней полости первого электрода на изоляторе. Причем расстояние между излучателем β-частиц и плоскостью торца первого электрода принимается меньшим длины пробега β-частиц в воздухе для данного излучателя.

Такая конструкция обеспечивает простоту изготовления, удобство установки измерительного преобразователя на контролируемый объект и надежное экранирование от электромагнитных полей.

По сравнению с прототипом заявляемая конструкция имеет отличительную особенность в совокупности элементов и их взаимном расположении.

На чертеже изображена схема устройства для сортировки металлов и сплавов.

Устройство для сортировки металлов и сплавов содержит измерительный преобразователь 1, который состоит из металлического контактного электрода 2, выполненного в виде трубки, изолятора 3, расположенного в его внутренней полости, на котором закреплен металлический электрод 4, снабженный плоским тритиевым излучателем β-частиц 5, электрически соединенный с этим электродом, и вторичный прибор 6, соединенный с этими электродами. Плоскость тритиевого излучателя β-частиц 5 параллельна торцу 7 электрода 2, плоскость которого перпендикулярна оси данного электрода. Расстояние δ между тритиевым излучателем и плоскостью торца 7 электрода 2 фиксировано.

Работа устройства происходит следующим образом. На зачищенную поверхность объекта контроля устанавливается преобразователь 1 устройства для сортировки металлов и сплавов. Из тритиевого излучателя 5 вылетают β-частицы, которые ионизируют воздух между поверхностью объекта контроля и поверхностью тритиевого излучателя. За счет появления ионов создается электрический контакт между тритиевым ионизатором и объектом контроля. Ионный ток, протекающий через слой воздуха постоянной толщины δ, зависит от контактной разности потенциалов, возникающей между тритиевым ионизатором и контролируемым металлом или сплавом. Этот ток измеряется с помощью вторичного прибора с большим (10⁸ .. 10¹⁰ Ом) входным сопротивлением. Сортировка металлов и сплавов с помощью устройства осуществляется по значению ионного тока, пропорционального контактной разности потенциалов. В таблице в качестве примера приведены результаты измерения ионного тока для ряда металлов и сплавов, выполненные с помощью предложенного устройства.

Условия эксперимента:
внутренний диаметр электрода 2-12 мм;
диаметр электрода 4 и тритиевого ионизатора - 5 мм;
расстояние δ - 0,8 мм.

Преимуществами данного технического решения являются:
- безынерционность;
- простота реализации;
- малая стоимость.

Устройство может быть реализовано на базе элементов и блоков, выпускаемых промышленно, и во многих случаях позволит заменить в машиностроении, металлургии и на предприятиях, связанных с вторичной переработкой металлов и сплавов, сложные и дорогостоящие устройства, используемые при оперативном контроле.

Изобретение относится к области контроля качества металлов и сплавов и может быть использовано для сортировки металлов и сплавов. Устройство содержит измерительный преобразователь, состоящий из двух металлических контактных электродов, и вторичный прибор, соединенный с этими электродами. Первый из электродов выполнен в виде трубки с открытым нижним торцом, плоскость которого перпендикулярна оси трубки, а во внутренней полости первого электрода на изоляторе укреплен второй электрод, нижний торец которого снабжен плоским излучателем β-частиц, параллелен плоскости торца первого электрода и расположен на фиксированном расстоянии от этой плоскости. Техническим результатом изобретения является простота и дешевизна устройства. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. Устройство для сортировки металлов и сплавов, содержащее измерительный преобразователь, состоящий из двух металлических контактных электродов, и вторичный прибор, соединенный с этими электродами, отличающееся тем, что первый из электродов выполнен в виде трубки с открытым нижним торцом, плоскость которого перпендикулярна оси трубки, а во внутренней полости первого электрода на изоляторе укреплен второй электрод, нижний торец которого снабжен плоским излучателем β-частиц, параллелен плоскости торца первого электрода и расположен на фиксированном расстоянии от этой плоскости. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что расстояние между излучателем β-частиц и плоскостью торца первого электрода меньше длины пробега β-частиц в воздухе, характерной для данного излучателя.