Датчик контроля сажи Советский патент 1984 года по МПК G01N27/02 

00

Изобретение относится к аналитическому приборостроению/ а именно к устройствам, применяемым для контроля и управления при химико-термической обработке металлов в печах с газовым карбюризатором в машиностроительной авиа- и судостроительной промышленностях. Известен датчик контроля иуправления режимами цементации, принцип действия которого основан на замыкаНИИ контактов электрической цепи измерения сажи, выделяющейся в рабочем пространстве печи или на самих контактах. Устройство чувствительного элемента такого датчика включает два незамкнутых контакта, изолированных друг от друга либо электр непроницаемыми прокладками (различной формы и материала), либо пространственным зазором между ними С1 Недостаток данного устройства заключается в том, что оно определяет степень науглероживающей способности Среды, но не регистрирует наличие или отсутствие сгши на поверхнос тн самих науглероживаемых изделий. Наиболее близким техническим реше нием к .изобретению является датчик контроля сажи, состояйий из корпуса, в котором размещен чувствительный элемент, представлякнций собой два .разомкнутых контакта электрической цепи, между которыми размещена элек роизолирующая,прокладка, и устройство крепления С 21. Устройство крепления позволяет размещать датчик в специальном канале, выполненном в стенке печи, через которую продувается часть печной атмосферы, и тем самым варьировать режим контроля среды углеродного потен циала, стараясь уравнять его с контролируемым режимом науглероживания д тали . Недостатком известного датчика является то, что практически реализовать процедуру выравнивания резуль татов измерения науглероживающей способности среды и изделня не предс тавляется возможной, так как последняя зависит от многих технологических факторов (вид изделия, материал, конфигурация и др.). Цель изобретения -.увеличение точ ности определения момента появления сажи на поверхности науглероживаемых изделий. Поставленная цель достигается тем что в датчике контроля сажи, состоящем из корпуса, в котором размещен чувствительный элемент, представляющий собой два разомкнутых контакта электрической цепи, между которыми размещена электроизолирующая проклад ка, и устройство крепления, контакты чувствительного элемента выполнены из двух частей образца, изготовленного из изделия контролируемой партии . На чертеже изображено устройство датчика контроля сажи. Чувствительный элемент представляет собой два разомкнутых контакта 1 и 2 электрической цепи с размещенной между .ними электроизолирующей прокладкой 3. Контакты представляют собой две части образца, изготовленного из цементируемой детали, являющейся изделием контролируемой партии. Образец разделен плоским разрезом, перпендикулярным науглероживаемой поверхности. Контакты сжимаются вдоль оси, перпендикулярной плоскости разреза, винтом 4, ввинченным в нижнюю перемычку корпуса 5 и упирающимся в свободный торец контакта 1.Оба контакта 1 и 2 размещены в корпусе 5. Свободные конец контакта 2 упирается в сальниковую набивку б из каоли- новой ваты,заполняющую круглую выточку в верхней перемычке корпуса. К верхнему концу контакта 2 винтом 7 крепится электропроводник 8 - проволока из нихрома или другой жароупорной стали. Этот проводник через отверстие в центре круглой - выдочки и трубу 9 из жароупорной стали, приваревную к верхней перемычке корпуса, выводится к положительному полюсу источника питания электрической цепи датчика. С целью предотвращения задвлкани я проводника на внутреннюю стен.ку трубы он изолирован фарфоровой трубкой 10. Винтом 4 осуществляется уплотнение сальниковой набивки, которая препятствует проникновению печного газа в канал, в котором протяиут проводник 8, что предотвращает j непредусмотренное замыкание проводника на корпус через сажу. Кроме того каолиновая вата служит амортизатором при возможном несоответствии температурных расширений корпуса и контактов. Отрицательный полюс источника тока подведен к корпусу. Таким - образом, контакт 1 имеет отрицательный полюс, а контакт 2 - положительный. Цепь разомкнута электронепроницаемой прокладкой 3. Чувствительность датчика зависит от толщины прокладки. В конкретных датчиках используются слюдяные прокладки толщиной 0,05-0,2 мм. Датчик работает следующим образом. Его помещают в цементационную печь одновременно с деталями. После нагрева деталей в печь подается на- . углерожиБающий газ. Поверхность деталей и датчика начинает науглероживаться, а периферия прокладки--- покрываться сажей. Эта сажа не имеет электрического соединения с контактами 1 и 2. Как только на поверхности контактов 1 и 2 появляется сажа, она соединяется с сажей на прокладке и надежно соединяет контакты 1 и 2, цепь замыкается. Замыкание цепи служит сигналом для снижения углеродного потенциеша среды до величины, обеспечивающей газификсщию сажи Когда сажа на контактах исчезает, цепь размыкается. Это, в свою очередь служит сигналом для очередного повышения углеродного потенциала в печи и т.д.

Таким образом, при помощи предлагаемого датчика можно достичь высокой скорости цементации, не опасаясь накапливания сажи на поверхности изделий.

После окончания цементации датчик готовят для следующей эксплуатации. При этом заменяют контакты свежими , а использованные могут служить в качестве образцов-свидетелей для металлографического анализа.

Технико-экономический эффект применения изобретения по сравнению с известными устройствами заключается в повышении точности определения момента появления сажи на поверхности науглероживаемых изделий, что позволяет оптимизировать режим цементации. С применением датчика по изобретению время цементации сокращается в 2 раза.

ДАТЧИК КОНТРОЛЯ САЖИ, состоящий из корпуса, в котором размещен чувствительный элемент, представляющий собой два разсжкнутых контакта электрической цепи, между которыми размеи ена электроизолирующая прокладка, и устройство крепления, отличающийся тем, что, с . целью увеличения точности определения момента появления сажи на поверхности науглероживаемых изделий, контакты чувствительного элемента выполнены из двух частей образца, изготовленного из изделия контролируемой партии.