Устройство для измерения линейных размеров и веса образцов в процессе нагрева Советский патент 1988 года по МПК G01N25/16 G01N5/04 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в исследованиях теплофизичес- ких свойств материалов при высоких температурах.

Цель изобретения - одновременная регистрация изменений веса и линейных размеров на одном образце и повышение чувствительности при определении изменений размеров и веса.

На фиг.1 приведено предпагаемое устройство, разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство содержит вакуумную камеру, состоящую из стеклянного колпака 1, укрепленного на основании 2, в которую помещены аналитические ровесы 3, состоящие из стойки 4, на которой установлен с возможностью вертикального перемещения механотрон 5 со штырем 6, и коромысла 7 с укрепленной по его оси агатовой вставкой 8. На одном плече коромысла 7 подвешен ферромагнитный стержень 9, находящийся внутри катушки дифференциального трансформатора 10, а на другом плече - блок 11, в котором закреплены кварцевая корзина 12 с помещенными в нее через сквозное отверстие прямоугольной формы исследуемым 13 и контрольным I4 образцами и кварцевыми штоками 15, и механотроны 16, штыри 17 которых прикреплены втулками 18 к верхним концам кварцевых штоков 15. .

Кварцевая корзина 12 изолирована от окружающей среды кварцевой ячейкой 19 с газоподводящей 20 и газоот- водящей 21 трубками.

Ячейка 19 помещена в электрическую печь 22, температура в которой контролируется регулятором 23 нагрева с помощью термопары 24. Температура образца измеряется термопарой 25, Измеренные параметры регистрируются самописцем 26.

Исследуемьш образец 13 в виде цилиндра высотой 5 мм помещается на дно корзины 12 рядом с контрольным кварцевым образцом 14. Один из квар- цевых штоков 15 упирается в исследуемый образец, другой - в контроль- ньш. Измерение малых весовых изменений в пределах 0,1-5 мг производится с помощью механотрона 5, штьфь 6 которого вводится -.в соприкосновение с поверхностью агатовой вставки 8 и электрическим мостом выводится в ну0

5

0

5

0

5.

0

5

0

5

левое положение. Затем устанавливается колпак 1 и надевается кварцевая ячейка 19. При работе в вакууме через газовод 21 производится откачка воздуха, при работе в определенной атмосфере после откачки рабочее пространство заполняется газом через газовод 20. Давление контролируется манометром. Включается во- доохлаждение и производится вьщержка для термостабилизации. Окончание выдержки определяется по отсутствию дрейфа показаний механотронов. Затем на кварцевую ячейку. 19 надвигается Печь 22, включается автоматический регулятор нагрева и разаретируются микровесы 3. При нагревании происходит изменение размеров образца 13, и кварцевые штоки 15 давят на штыри 17 механотронов 16, сдвигая их. При этом изменяется величина анодного тока. Одновременно происходит изменение веса образца, коромысло 7 микровесов 3 отклоняется, и поверхность агатовой вставки 8 давит на штьгрь 6 механотрона 5, меняя величину его анодного тока. Анодные токи регистрируются, и происходит автоматическая запись одновременно изменений веса и размеров образца регистратором-самописцем 26.

При измерении больших весовых изменений в пределах 5-50 мг штырь 6 механотрона 5 выводится из соприкосновения с вставкой 8 и включается тумблер катушки дифференциального трансформатора 10. При отклонении коромысла 7 меняется положение ферромагнитного стержня 9 и величина тока регистрируется.

Температурный диапазон измерений определяется термостойкостью кварцевых частей установки и равен 20- . .

Устройство проверяют в лабораторных условиях. Исследуемым материалом служит порошок бакальской сиде- ритовой руды крупностью 0,074 мм, Сидеритовый порошок брикетируют в смеси с инертным веществом А1-0

.л л

при усилии 500 кг/см , образец высушивают при 100 С до постоянного веса, нагрев печи производят со скоростью 10 С/мин на воздухе.

Формула изобретения Устройство для измерения линейных размеров и веса образцов в процессе

нагрева, содержащее аналитические весы со стойкой и коромыслом, на одном плече которого подвешен ферромагнитный стержень, а на другом - держатель, катушку дифференциального трансформатора, подключенную к вторичному прибору, кварцевый шток дат образца, отличающееся тем, что, с целью повьппения точности и производительности измерений за счет одновременной регистрации изменений линейных размеров и веса, оно дополнительно содержит второй кварцевый шток, три механотрона и агатовую вставку, укрепленную на оси коромыс

г

0832Д

ла, с выгнутой поверхностью, обращенной к подвижному аноду первого механотрона, держатель выполнен в виде кварцевой корзины для размещения на ее дне образца и эталона , контакти- руквдих во время измерений с торцами кварцевых штоков, причем другие торцы кварцевых штоков жестко скреплены с подвижными анодами второго и третьего механотронов, подключенных к вторичному прибору, корпусы которых закреплены на корзине-, а корпус первого механотрона закреплен на стойке с во;зможностью вертикального переме-. щения относительно нее.

5

10

Изобретение относите; к измерительной технике и может быть использовано в исследованиях теплофизических свойств материалов при высоких т емпературах. Цель - повышение точности и производительности измерений за счет одновременной регистрации изменений веса и линейных размеров образца. Устройство содержит аналитические микровесы, состоящие из стойки, на которой установлен с возможностью вертикального перемещения ме- ханотрон со щтырем, к коромысла с укрепленной на его оси агатовой вставкой. На одном плече коромысла подвешен ферромагнитный стержень, находящийся внутри катушки дифференциального трансформатора, а иа другом плече - блок, в котором закреплена кварцевая корзина с помещенными в нее исследуемым и контрольным образцами и кварцевыми штоками к верхним концам которых прикреплены штьфи ме- ханотронов. 2 ил. 1. (Л с

Ш%ШШШЖ

El J,ra ,

Фиг.г

15 .12