Устройство для определения физико-механических свойств стеклянных образцов при различных температурах Советский патент 1989 года по МПК G01B21/00 

1

Изобретение относится к технике испытаний материалов методами неразрушающего контроля и.может быть использовано для определения деформационных параметров стеклянных образцов при обработке технологических режимов синтеза стеклообразунщих .материалов.

Целью изобретения является повышение информативности за счет увеличения числа одновременно измеряемых параметров деформации.

На чертех е приведено предлагаемое устройство.

Устройство содержит основание , 1,диск 2,установленньй на основании 1 возможностью вращения вокруг своего центра, оптически связанные источник 3 освещения, оптическую шторку 4, закрепленную на диске 2, и фото диод 5, П9движньй зажим 6, которьй своим основанием закреплен на диске 2 по нормали к его центру, при этом основание подвижного зажима 6 выполнено в виде четвертьволнового отражателя 7 акустической энергии, неподвижный зажим 8, основание которого выполнено в виде концентратора 9 акустической энергии, установленный соосно подвижному зажиму 6 таким образом, что свободные концы (рабочие органы) подвижного 6 и неподвижног 8 зажимов расположены друг против друга, излучающий пьезопреобразова- тель 10, закрепленный на концентра- торе 9, последовательно соединенные с излучающим пьезопреобразователем 10, зондирующий генератор II и блок

12 обработки информации, к которому подключен фотодиод 5, систему возбуждения крутильных колебаний, выполненную, например, в виде тяговых электромагнитов 13 и уравновешенных плеч 14с сгфдечниками электромагнитов 13, закрепленных на диске 2, и термокриокамеру 15, установленную таким образом, что свободные концы подвижного 6 и неподвижного 8 зажи- .мов расположены внутри нее.

15

20

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый образец 16 устанавливается в подвих ном 6 и неподвижном 8 зажимах внутри термокриокамеры 15, с помощью которой ему задается требуемый температурный режим.

При подаче напряжения на тяговые электромагниты 13 подвихшый зажим 6 поворачивается на некоторый угол, а оптическая шторка 4 изменяет степень засзетки фотодиода 5, с которого информация о степени деформации исследуемого образца 16 поступает в

блок 12 обработки информации. После снятия напряжения с тяговых электромагнитов 13 колебательная система, образованная подвижным 6 и неподвижным 8 зажимами и закрепленным в них исследуемым образцом 16, начинает

5 совершать свободно затухающие кру-, тильные колебания. В блоке 12 обработки информации определяются условный период Т, колебаний и логарифмическин декремент Я колебательного процесса по известной формуле

I

Я.- In

(1)

к„

Kn.v е N - число периодов колебаний,

прошедших от колебания с

амплитудой Кп до колебания

с амплитудоГ

3, ...)

вычисляется модуль G сдвига исслеемого материала согласно выражению

2( . (2)

.(. 2,

где I - момент инерции, кг см ; Тд - условньп: период колебаний

системы в отсутствии исследуемого образца 16; коэффициент, определяемый формой и размерами исследуемого образца 16 и рассчитыва15 ширить его функциональные возможности за счет увеличения числа одновременно измеряемых параметров деформации .

В 20

Формула изобретения

Устройство для определения физико- механических свойств стеклянных образцов при различных температурах, содержащее подвижный зажим для ис- Затем зондирующий генератор 1 1 вьг- 2Ь следуемого образца, диск, установленемый по известным формулам, см .

дает импуль С электрического напряжения, поступающий на излучающий пьезо- преобразователь 10, которым этот импульс преобразуется в продольную механическую волну, которая усиливается концентратором 9, проходит по неподвижному зажиму 8, исследуемому образцу 16, подвижному зажиму 6 и, дойдя до отражателя 7 и отразившись от него, проходит обратньй путь, снова преобразуется в электрический импульс и поступает в блок 12 обработки информации, в котором осуществляется вычисление модуля Е упругости в соответствии с формулой

ньп с возможностью вращения вокруг своей оси, на котором по нормам к его центру закреплен своим основанием подвижньй зажим для исследуемого

30 образца, неподвижньп зажим для исследуемого образца, установленный соосно подвижному зажиму для исследуемого образца так, что свободные концы подвижного и неподвижного зажимов

25 для исследуемого образца расположены друг против друга-, систему возбуждения крутильных колебаний и систему регистрации колебаний, выполненную с фотопреобразователем, о т л и 40 чающее с я тем, что, с целью повышения информативности за счет увеличения числа одновременно измеряемых параметров деформации, оно снабжено излучающим пьезопреобразоваЕ( I )f

(3)

где S - длина исследуемого образца 1 6 ;

- время прохождения ультразвуковой волны по. исследуемому образцу 16,

f- плотность материала, и коэффициента/ Пуассона по вычисленным значениям модуля G сдвига и модуля Е упругости

/- 2 (-2)

(4)

456783

Процесс измерения параметров G и Е может осуществляться параллельно, так как частоты деформирова ния в режиме крутильных колебаний и fnp в режиме деформирования продольной ультразвуковой волной различаются настолько (fj,l Гц; п)э 100 кГц), что значение параметра Е

10 можно определить практически в любой момент времени.

Таким образом, совмещение в предлагаемом устройстве двух независимых методов измерения позволяет рас15 ширить его функциональные возможности за счет увеличения числа одновременно измеряемых параметров деформации .

20

ньп с возможностью вращения вокруг своей оси, на котором по нормам к его центру закреплен своим основанием подвижньй зажим для исследуемого

30 образца, неподвижньп зажим для исследуемого образца, установленный соосн подвижному зажиму для исследуемого образца так, что свободные концы подвижного и неподвижного зажимов

25 для исследуемого образца расположены друг против друга-, систему возбуждения крутильных колебаний и систему регистрации колебаний, выполненную с фотопреобразователем, о т л и 40 чающее с я тем, что, с целью повышения информативности за счет увеличения числа одновременно измеряемых параметров деформации, оно снабжено излучающим пьезопреобразова45 телем, основание неподвижного зажима для исследуемого образца вьшолнено в виде концентратора акустической энергии, на котором закреплен излучающий пьезопреобразователь, а осно5Q вание подвижного зажима для исследуемого образца выполнено в виде четвертьволнового отражателя акустической энергии.

Изобретение относится к технике испытаний материалов методами неразрушающего контроля. Целью изобрете- 1ШЯ является повьшшние информативности за счет увеличения числа одновременно измеряемых параметров деформации. Полохсительный эффект достигается путем реализации в устройстве