Высокотемпературный дилатометр Советский патент 1988 года по МПК G01N25/16 

Изобретение относится к измеритель ной технике и может быть использовано при высоких температурах для измерения дифференциального температурного коэффициента линейного расширения (ТКПР) твердых тел с высокой точностью для метрологических целей, а также при исследованиях.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

На чертеже схематически изображен дилатометр для высоких температур.

Дилатометр для высоких температур включает оптическую систему измерения удлинения, смонтированную на массивном основании и жестко связанную с корпусом камеры 1. Оптическая система содержит источник 2 излучения, например гелий-неоновый лазер типа ЛГ-52, диафрагму 3, расположенную-на выходе луча лазера,куб-делитель 4, интерферометр Физо, включающий две интерференционные пластины 5, например, из монокристаллического лейко- сапфира с температурой плавления 2080 С, между которыми установлен образец 6 с отверстием в центре для прохождения лучей. Регистрирующая с истема интерференционной картины содержит щель 7 и фотоприемник 8 типа ФЭУ,

Интерферометр Физо и образец 6 размещены во внутренней полости 9 держателя 10 образца 6, исполненного в виде массивного блока, например, с наружными размерами 60x90 мм, с внутренней полостью 9, размерами 2рх60мм, изготовленного из тантала и массой.- 6 кг. Держатель 10 имеет от ьемную боковую стенку 11 для установки образца 6, к нижней части держателя 10 крепится стержень-балансир 12 со смещенным центром, изготовленный, например, из вольфрама с возможностью вращения вокруг своей оси, предназначенный для облегчения центровки системы при установке образцов в полость 9 держателя 10 образца.

Держатель 10 подвешен на тонкостей ной трубке 13, например, с толщиной стенок 0,1 мм, длиной 250 мм, изготовленной из тантала. Трубка 13 прикреплена к опорной.плите 14, которая установлена горизонтально на три выступа 15 камеры 1 дилатометра. В верхней части трубки 13 помещен локальный нагреватель 16, который охва

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

тывает трубку 13 и предназначен для создания теплового шарнира. Такая конструкция держателя 10, подвешенного на трубке, выполняя роль отвеса, автоматически стремится занять строго вертикальное положение. Держатель 10 помещен внутрь основного нагревателя 17.

Для подготовки дилатометра к работе держатель 10 извлекают из камеры с помощью известного подъемного устройства, отнимают боковую стенку держателя 10, в полость которого устанавливаются образец 6 и интерференционные пластины, затем осуществляют контроль за процессом уравновешивания держателя 10 с помощью балансира относительно вертикали путем его перемещения до совпадения его вертикальной оси с осью проходящего через центр тяжести держателя.

Отъюстированный держатель 10 устанавливается внутрь камеры. Процедура контроля юстировки держателя 10 в рабочем положении осуществляется с помощью вспомогательного лазера (не показан). Луч вспомогательного лазера, выставленного строго вертикально с погрешностью 0,5 , направляется на нижнее зеркало, находящееся во внут- рейней полости держателя 10 на полированном дне. Отражаясь от зеркала, луч лазера попадает в контрольную . точку. Затем система герметически закрывается, создается вакуум 6-10 Па, дальнейшая настройка осуществляется после включения локального 16 и основного 17 нагревателей, при достижении температуры размягчения трубки 13 подвеса. Система может работать в вакууме и в среде с инертным газомо

Использование изобретения позволяет исключить разъюстировку системы измерения удлинения в процессе эксперимента и уменьшить погрешность в измерении удлинения, что повысит точность определения температурного коэффициента линейного расширения в стоградусном температурном интервале до значения 1,510 К , что особенно важно при фотоэлектрической гистрации интерференционной картины.

Формула изобретенияВысокотемпературный дилатометр, включающий систему измерения удлинения образца со сквозным отверстием.

314049

содержащую источник излучения, куб - делитель, интерферометр Физо и регистрирующее устройство, оптически связанные между собой, камеру с выступами на внутренней поверхности стенок, размещённые внутри камеры опорную плиту с отверстием в центре,установленную горизонтально на выступах, трубку подвеса, верхний конец кото- Q Р(}Й жестко закреплен в отверстии опорной плиты, держатель, выпол- ненньш с внутренней -полостью для образца и с соосным отверстием

5

опорной плиты отверстием в верхней своей части, в котором жестко закреплен нижний конец трубки подвеса, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он дополнительно содержит локальный нагреватель, охватывающий трубку подвеса и жестко закрепленный у основания крепления трубки подвеса к опорной плите, а в нижней части держателя закреплен стержень-балансир с возможностью вращения вокруг своей вертикальной оси.

Изобретение относится к приборам для высокотемпературных исследований физических характеристик материалов. точнее, к устройствам для измерения температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР) в области температур 900-1900°С. Цель изобретения заключается в повьшении точности измерения при фотоэлектрической регистрации за счет исключения влияния отклонения держателя от вертикали. Устройство содержит камеру с опорной плитой, на которой посредством трубы крепится держатель образца, дополнительный локальный нагреватель, расположенный у основания трубки подвеса держателя, и балансир для вывешивания держателя относительно вертикали, 1 ил. о (3