Преобразователь деформаций для поляризационно-оптических дилатометров Советский патент 1986 года по МПК G01N25/16 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к дилатометрическим измерениям, осуществляемым поляризационно-оптическим способом, точнее к устройству преобразователей деформаций для поля- ризационно-оптических дилатометров, и может быть применено как при материалов едческих исследованиях, так и в производственной практике для контроля температурных коэффициентов линейного расширения (ТКЛР) спаиваемых материалов (металлов и стеко.л) и для определения оптимальных режимов отжига спаев.

Цель изобретения - снижение трудоемкости изготовления преобразователей деформации для поляри- зационно-оптических дилатометрических измерений, а следовательно, увеличение рентабельности измерений этим методом при сохранении его высокой точности.

На фиг. 1 и 2 показан пример выполнения преобразователя деформаций для поляризаЦионно-оптических дилатометров.

Преобразователь деформаций выполнен в виде рамки 1, согнутой из металлической проволоки диаметром d. Концы проволоки туго скручивают (вместо скручивания, или наряду с ним, возможна сварка проволоки или ее спаивание). Просвет рамки размером заполняют стеклом 2 и спаивают с проволокой. Толщина стеклянного слоя t равна диаметру проволоки d.

Преобразователь деформаций поме- щают в нагревательную камеру поля- риза1ционно-оптического дилатометра таким образом, что оптическая ось прибора проходит через точку просмотра преобразователя, находящуюся в геометрическом центре рамки, и перпендикулярна поверхностям стекла Продольная ось преобразователя деформаций должна составлять угол в АЗ с плоскостями поляризации света

При нагревании (вследствие разности ТКЛР материалов, из которых изготовлен преобразователь деформаций) в стеклянном слое начинает изменяться величина двойного лучепреломления по следующему закону:

. ()

t f clfit(tic-«iiJk yt

23107

где Д(|;

to

15

20

25

30

изменение величины двойного лучепреломления; 4Т - изменение температуры; с - оптический коэффициент напряжений стекла;

t - толщина стеклянной пластинки;

oic ТКЛР стекла; ti - ТКЛР металла; к - коэффициент пропорциональности .

Коэффициент пропорциональности к может быть определен из выражения

-и

k

где |u

,. Л 2ЬБс

).

коэффициент Пуассона (принят одинаковым для стекла и металла);

ЕС - модуль Юнга стекла; Едд - модуль Юнга металла; h - ширина стекла в преобразователе;

d - диаметр проволоки. Если известен ТКЛР одного из материалов , из которых изготовлен преобразователь деформаций (стекла или металла), то, измеряя двойное лучепреломление в стекле преобразователя в зависимости от температуры, можно, по приведенным формулам, лег- ко -определить ТКЛР другого материала.

Размер рамки должен удовлетворять 35 требованиям, что 1 54h и h 2d, вытекающим из условия применимости соотношения (1) . ...

Достоинством конструкции предлагаемого преобразователя деформаций . 40 является простота его изготовления, позволяющая при этом сохранить высокую точность, характеризующую поля- ризационно-оптические дилатометрические измерения. Возможны различ- 45 ные варианты осуществления предлагаемого изобретения, например, проволока, из которой изготавливается рамка преобразователя, может быть не круглого сечения, а любого другого, 50 в частности прямоугольного.

Пример. В лабораторных условиях измеряют ТКЛР ювелирной эмали № 127. При изготовлении медных гермовводов, герметизируемых этой 55 эмалью, не удается получить качественного спая.

Возникают подозрения, что данная партия поставки эмали № 127 обладает низким значением ТКЛР. По условиям поставки эмали не подвергаются проверке ТКПР. Из медной проволоки марки МЗ диаметром 1,0 мм и эмали № 127 изготовляют преобразователь деформаций со следующими размерами: и мм. Спаивание осуществляют методом оконной эмали в муфельной печи при в течение 1,5 мин. Измерение ТКЛР осуществляют на поляризационно-оптичес- ком дилатометре Ф9.10.72 в температурном интервале 20-300°С. Получен- ное значение ТКПР эмали № 127 в этом температурном интервале, вычисленное по выражениям (1) и (2), составляет 96,4-10 К, что значительно -ниже допустимого значения ТКЛР для прозрачных эмалей, которое составляет (108-1 1 о 10 К 1 Такое низкое значение ТКЛР эмали вполне может явиться причиной брака при изготовлении гермовводов. Измерения

f

ТКЛР эмали 127 другой партии поставки дает значение ,4х Эмаль № 127 этой партии поставки показывает хорошие результаты при изготовлении гермовводов. Изготовление преобразователя и проведение измерений занимает менее одного рабочего дня.

Формула изобретения

Преобразователь деформаций для поляризационно-оптических дилатометров, содержащий спг1й стекла с металлом, отличающийся

тем, что, с целью снижения трудоем- кости изготовления, он вьтолнен в виде прямоугольной проволочной рамки просвет в которой заполнен стеклом, спаянным с проволокой по всему ее контуру, причем размеры рам. ки выбирают из условий 1 4h и h 2d, где 1 - длина рамки; h - шири на рамки, d - диаметр проволоки.

Изобретение относится к измери- телЪн&Й технике. Целью его является снижение трудоемкости изготовления. Она достигается тем, что преобразователь деформаций для поляризаци-. онно-оптических дилатометров выполнен в виде прямоугольной проволочной рамки, просвет в которой заполнен стеклом, спаянным с проволокой по всему ее контуру, причем размеры рамки выбирают из условий 1 4h и , где 1 - длина рамки; h - ширина рамкиv -диаметр проволоки2 ил.

tvji

.ci

осгца.

fV ocee aifofftai

Фп.1

Составитель В.Битюков Редактор Н.Бобкова Техред,В,Кадар Корректор С.Шекмар

Заказ 1704/45 Тираж 778Подписное

ВНШШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ШШ Патент, г. Ужгврод, ул. Проектная, 4