Низкотемпературный дилатометр Советский патент 1960 года по МПК G01N3/18 

Описываемый низкотемпературный лилатометр, включающий в себя станину с двумя кронштейнами, кварцевую трубку ц шток, механизм измерения изменений длины с электроконтактной системой и систему охлаждения с авторегулятором скорости охлаждения образца, позволяет производить дилатометрические исследоваи1 я высокополимерных материалов, в том числе высокоэластичных (типа резины).

Отличительная особенность предложенного низкотемпературного дилатометра состоит в том, что в нем применены дифференциальная термопара в комплекте с регулирующим прибором, обеспечивающи-з автоматическое поддержание заданной скорости охлаждения, электроконтактная система с механическим индикатором изменения длины и подвеска кварцевого штока на иитях, обеспечивающие минимальное механическое воздействие на образец и возможность измерения больших линейных изменений.

На фиг. 1 изображена схема дилатометра; на фиг. 2 - схема системы охлаждения.

Дилатометр смонтирован на массивной С1;анине с укрепленными la ней кронщтейнами. На одном кронштейне размещена кварцевая трубка /, охлаждающая камера 2 и воспроизводящий усадку образца кварцевый шток 3, подвешенный к стержню 4 на двух нитях 5, что освобождает шток от трения о стенку кварцевой трубки ) и позволяет свести до минимума механическое воздействие на испытуемый образец со стороны штока.

Испытуемый образец б в форме цилиндра или бруска помещается через окно 7 трубки У накварцевый желоб 8. Кварцевый шток 3 под действием пружи 1ы 9 прижимает образец 6 к торцовой стенке трубки 1 . 12GG51- 2 - с усилием 1-7 tV регулирование усилия иружииы 9 производится лсреме1цеиием :1;1жима 1U по стержню 4. Наблюдение ja положением острия накоиечпика И осуи1,ествляетоя при помощи механического индикатора J2 часового типа с ценой деления 0,002 ,iUf и расходпо шкалой О-1,0-2 ,мм. Червячная передача обеспечивает плавное псфемещение подвижного стержня индикатора до соприкосновения с пакопечником 1J. Этот момепт определяется по наступлению элсм трического контакта в цепи миллиамперметра пА. Для измерения температуры образца используется термопара /-3 с милливольтметром, снабженным тумблером для переключения термопары При .переходе точкп 0°. Один спаи термопары вводится в отверстие, высверленное в торце другого образца 14 резины с такой же теплопроводностью, что и испытуемый образец, .второй спай - помещен в сосуд /5 Дыоара с таю1цим снегом (фиг. 2). Охлаждающая камера 2 представляет собой двойной стакан из листовой латуни. Между стенками стакана имеется змеевик 16 для хладоагента (паров азота). Снаружи камера покрыта слоем термоизолирующего материала. Подача хладоагента осуществляется следующим образом. В сосуд J5 Дьюара с жидким азотом помещена металлическая трубка 77, на конец которой намотана спираль 18 (нагреватель), присоединенная к электрической сети через автотрансформатор или реостат 19, с помощью которого подбирается первоначальное напряжение на нагревателе. Для регулировки скорости охлаждения в процессе испытания один спай термопары 20 введен в змеевик 16 охлаждающей камеры, второй спай - в область, где помещена кварцевая трубка 3 с образцами б и 14. Таки.м образом, в отличие от обычного способа применения термопар, когда один спай находится все время при некоторой фиксированной температуре (О, комнатная и т. д.), в данной системе оба спая находятся в условиях меняющейся температуры. Термопара 20 подключается к регулирующему милливольтметру 21. К цепи внутренних реле регулирующего милливольтметра 21 подключено электромагнитное реле 22 с щариковы.м клапаном, соединенным резиновым щлангом с внутренним объемом сосуда 15 Дьюара. Скорость охлаждения задается положением указателя 23. Поступление азота через патрубок 24 в охлаждающую камеру 2 продолжается до тех пор, пока разность температур между спаями термопары 20 не достигнет величины, установленной указателем 23. При этом стрелка регулирующего милливольтметра с указателем 25 совмещается с указателем 23. В этот момент срабатывает реле милливольтметра и замыкает цепь реле 22. Клапан реле 22 открывается, и давление в сосуде 15 Дьюара сбрасывается, подача азота в охлаждающую ка.меру практически прекращается. Благодаря охлаждению внутренней полост охлаждающей камеры и нагреванию змеевика 16 уменьщается разность температур между спаями термопары 20, э.д.с. ее падает, указатель 23 отходит в сторону нулевого деления, реле милливольтметра размыкает цепь реле 22, клапан закрывается, и азот вновь поступает в охлаждающую камеру. Весь процесс повторяется снова, но температура во внутрепней полости камеры 2 в начале каждого последующего цикла ниже, чем в начале предыдущего. Такимобразом охлаждение происходит при постоянной, наперед заданной разности температур между некоторой точкой во внутренней полости камеры и некоторой точкой полости змеевика, что и обеспечивает определенную скорость охлаждения образца, которая может в известных пределах регулироваться положением указателя 23 на регулирующем милливольтметре 21.

изобретения

Низкотемпературный дилатометр, состоящий из стаии; ы с лиум кроиштсииами, кварцевой трубки и штока, механизма измерения и.м, иеиия длины с электроконтактной систе:.;ой л системы охлаждения с a.tторегулятором скорости охлаждения образца, о т л и ч а ю ш i; и с я . что, с целью дилатометрических исследовании высоконолимерных м;и .риалов, в том числе высокоэластических (типа резины), в ием и|) дифференциальная термопара в комплекте е регулирующим нрио ром, обеспечивающие автоматическое поддержание заданной скорисп: охлаждения, электроконтактная система с механическим индикаторол нзменен 1я длины и подвеска кварцевого штока на нитях, обеспечивающие минимальное механическое воздействие на образец и возможность измерения больших линейных изменений.