Объемный дилатометр Советский патент 1986 года по МПК G01N25/16 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для исследования строительных и других материалов методом низкотемпературной дилатометрии с целью оценки их термической совместимости с другими компонентами в композициях Цель изобретения - снижение трудоемкости и повышение точности измерений, усовершенствование конструкции дилатометра. На чертеже показан дилатометр с , измерительным устройством в виде датчика измерения перемещений с записывающим устройством, вид спереди, разрез. Дилатометр содержит измерительную емкость 1, в которую .помещен измеряемый (водок асьш;енный) образец 2, и сравнительную емкость 3, в которую помещен сравниваемый(обезвоженный) образец 4. Обе емкости установлены на общем основании 5 и заполнены рабочей жидкостью 6. На обоих емкоетях 1 и 3 установлены компенсационные цилиндры 7 и 8, снабженные поршнями 9 и 10, которые связаны между собой рамой 11. На измерительной емкости 1 установлен измерительный цилиндр 12 с поршнем 13, на штоке 14 этого поршня смонтирован датчик измерения перемещений 15 с записываю щим устройством 16. Вцентре измерительной емкости 1 установлена тер,мопара 17, связанная с записывающим устройством 18. Обе емкости снабжены вертикальными радиаторными пла тинами 19, сливными кранами 20 и 21 и герметично закрывающимися крьш1кам 22 и 23. В тех случаях, когда достаточно измерить только максимальную раз,ность деформаций между измеряемым и сравниваемым образцами, конструкция дилатометра (фиг.1) может быть щена. Дилатометр работает следующим об разом. После заполнения измерительной 1 И сравнительной 3 емкостей образцами 2 и 4 герметично закрывакТ кры ки 22 и 23, и через компенсационные цилиндры 7 и 8 заполняют обе емкости 1 и 3 рабочей жидкостью 6, имеющей низкую температуру замерзания ,толуол, масло, ртуть). После этого в компенсационные цилиндры 7 и 8 вводят поршни 9 и 10, жестко связан ые между собой рамой 1. Выставление поршня 13 на требуемый уровень перед началом измерений производится перемещением рамы I1 со связанными с ней поршнями 9 и 10 при открытом кране 21 для поднятия поршня 13 или путем открывания крана 20 для опускания поршня 13. кран 20 или 21 закрывают, и дилатометр помещают в морозильную камеру. При охлаждении емкостей 1 и 3 с находящимися в них исследуемым (водонасыщенными) 2 и сравниваемым (обезвоженным) 4 образцами до достижения температуры Т, при которой вода в образце 2 начинает переходить в лед, жестко связанные между собой поршни 9 и 10 опускаются одновременно вследствие термического сжатия образцов 2 и 4 и рабочей жидкости 6, поршень 13 при этом остается в первоначальном положении (у основания измерительного цилиндра 12). При достижении температуры Т сравниваемый об- разец 4 продолжает сжиматься, а измеряемый образец 2 начинает расширяться. В результате этого жестко связанные между собой поршни 9 и 10 опускаются, а поршень 13 поднимается на величину, соответствующую разности деформаций образцов 2 и4, ко тог- , рая непрерывно записывается устройством 16, подключенным к датчику изме- рения перемещений 15. Температура, измеренная термопарой 7, непрерывно записывается подключенным к ней устройством 18. Вертикально расположен-, ные радиаторные пластины 19, выполненные из материала с высокой теплопроводностью например из меди , и размещенные в емкостях 1 и 3 , обеспечивают- равномерное распределение теплового поля в обеих емкостях. После проведения измерений рабочую жидкость 6 сливают через краны 20 и 21, В связи с тем, что дилатометр является дифференциальным, н.-гобходимо точное равенство между объемами обрадцов и рабочей жидкости в измерительной и сравнительной емкостях. Ввиду трудности технического выполнения этого условия предусмотрено .введение поправки в измеряему о величину вытесненной рабочей жидкости показания указателя или показаний записывающего устройства 16, основанные на предварительном точном измерении объемов образцов и рабочей жидкости, вводимых в измерительную и сравнительную емкости. В случае применения датчика изме рения перемещений с записывающим ус ройством поправка вводится в показания записывающего устройства пропорционально линейному перемещению штока поршня. Измерение объемов дол но производиться перед закладкой образцов методом взвешивания, а измерение объемов заливаемой рабочей жидкости расходомером или мензуркой Возможна приборная компенсация разности объемов,рабочей жидкости в измерительной и сравнительной емкостях при исследовании водонасыщенного и обезвоженного образцов, например, при понижении температуот комнатной до , измеритель ры ный поршень 13 .опускается или подни мается на определенную величину, ко торая соответствует разности объемо в обоих емкостях и вводится соответ ствующая поправка в показания измерений. Перед вводом прибора в эксплуата цию необходимо измерить его собственный ход. Дпя этого обе емкости з полняют одинаковым объемом рабочей жидкости и определяют погрешность, вносимую в показания прибора поршнем 3, штоком 14 и датчиком измере ния перемещений 15, Применение такой схемы дифференциального объемного дилатометра позволяет использовать в конструк, ции широко используемые и более прочные материалы (металл) по сравнению с плавленным кварцем, а также применять рабочие жидкости с низкой температурой замерзания (толуол, масло, ртуть и др.) вместо множества мелких частиц из плавленного кварца. Измерительный цилиндр выполняет только измерительную функцию и его диаметр может быть значительно уменьщен. А это в свою очередь приводит к увеличению чувствительности устройства, точности измерений, увеличивает диапазон измерений при заданной точности. Формула изобретения 1.Объемный дилатометр, содержащий емкость для заполнителя, оснащенную системой изменения и регистрации температуры заполнителя, и регистратор изменения объема заполнителя в виде цилиндра с поршнем, о тли чающийся тем, что, с целью повьшгения точности, дилатометр снабжен второй емкостью, жестко связанной с первой, обе емкости оснащены соединенными с ними цилиндрическими камерами с подвижными поршнями, оси камер параллельны, а порщни жестко связаны между собой. 2.Дилатометр по п. 1, о т л и чающийся тем, что пРе емкости снабжены перегородками, соединенными в единую конструкцию и выполненными из материала с высокой теплопроводностью.