Способ измерения температурного коэффициента линейного расширения материала Советский патент 1992 года по МПК G01N25/16 

Изобретение относится к линейным измерениям и может быть использовано для дилатометрических исследований материалов.

Известен спосои измерения температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР) материален на прецизионном лазерном дилатометре, содержащем лазерный интерферометр Мзйкельсона, один «з отражателей которого через толкатель устанавливается н -i исследуемый образец, подвергаем ы и г с р с, м е i i i i о м у и з г р е в у. Недостатком способа является необходимость введения поправки ип температурное удлинение толкитол, увеличивает погрешность измерений.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу яеляется способ измерения ГК.ПР яя кварцевом интерферометрическом дилатометре, собираемом по схеме Физо и включающем в себя вакуумируемый термостат, две прозрачные клиновидные пластины, расщепитель пучка и источник монохроматического излучения (образец устанавливается на одну из пластин и накрывается сверху другой). Недостатком способа является необходимость изготовления образца с малым допуском на отклонение угла между основаниями от заданной величины (30), Прецизионная обработка оснований требует больших з-этрзт времен и и высокой квалификации иаготоем- геля. При массовых измерениях это приводит к снижению их производительности.

Цепью изобретения является упрощение процедуры изготовления образца за счет отказа от операции прецизионной обработки его оснований, выполняемой дня

00

о VI

о

.««

получения интерференционных полос требуемой конфигурации,

Цель достигается тем, что вместе с образцом между стеклянными пластинами дополнительно помещают две регулируемые по высоте опоры, изготовленные из одного материала так, чтобы верхняя пластина опиралась на образец и опоры, регулировкой высоты опор добиваются появления интерференционных полостребуемой конфигурации, а отсчет смещения полос производят относительно любой точки в области интерференционного поля, оптически сопряженной с прямой линией, проходяа ей через точку касания образца и верхней пластины параллельно прямой, соединяющей точки касания верхней пластины и регулируемых опор.

На чертеже изображено устройство для реализации способа.

Устройство содержит источник I монохроматического излучения, коллиматор 2, расщепитель 3 пучка, клиновидные стеклянные пластины 4 и 5, регулируемые по высоте опоры 6 и 7, образец 8, вакуумируемый термостат 9, щелевидную диафрагму 10, располагаемую над точкой касания образца и верхней пластины (лучи идут вертикально) параллельно прямой, соединяющей точки касания верхней пластины и опор. Измерение температурного удлинения образца производится следующим образом.

Регулировкой высоты опор 6и7добиоа- ются того, чтобы интерференционные поло- сы обрели требуемую ширину и н в п р а п лен не, п е р п е н д и кул я р н ое диафрагме 10. Затем производится нагрев интерферометра, при этом полосы, наблюдаемые в пределах диафрагмы, смещаются. Отсчет числа прошедших полос может аыполнять-- ся при помощи следящей системы, контроль температуры образца - при помощи термопары,

Поскольку удлинения регулируемых опор одинаковы, то смещения всех точек отрезка АВ, проведенного мысленно на нижней поверхности верхней пластины через точку ее касания с образцом параллельно прямой, проходящей через точки ее касания с опорами, будут при нагреве интерферометра одинаковыми и равными удлинению образца, т,е, не зависящими от теплового расширения опор. Удлинение образца ДI рассчитывается по числу прошедших полос п обычным способом:

ДI 2 П , где X - длина волны излучения.

Наиболее пригодным для предлагаемого способа являются образцы, имеющие острую либо закругленную вершину, в частности конус, пирамида, полушар. Образцы, используемые в известном способе

и имеющие три выступы на основаниях, так же могут быть исследованы предлагаемым способом. При этом необходимо так сдвинуть верхнюю пластину, чтобы она опиралась только на один из выступов образца.

Таким образом, по сравнению с известным предлагаемый способ может быть использован для исследований более широкого класса образцов, а также готовых изделий; подготовка образцов связана с

меньшими затратами, производительность измерений возрастает.

Формула изобретения Способ измерения температурного кйэффициента линейного расширения материала (ТКЛР), заключающийся в том, что помещают образец с определенными геометрическими характеристиками между двумя стеклянными пластинами, освещают

монохроматическим излучением, нагревают образец, производя . контроль его температуры и отсчет интерференционных полос, по смещению полос определяют ТКЛР, о т- л и чающийся тем, что, с целью упрощения процедуры изготовления образца за счет отказа от операции прецизионной обработки его оснований, выполняемой для получения интерференционных полос требуемой конфигурации, между пластинами

дополнительно помещают две регулируемые по высоте опоры, изготовленные из одного материала так, чтобы верхняя пластина опиралась на образец и опоры, регулировкой высоты опор добиваются появления интерфереиционных полос требуемой конфигурации, а отсчет смещения полос производят относительно любой точки, принадлежащей области интерференционного поля, оптически сопряженной с прямой ли0 нией, проходящей через точку касания образца и верхней пластины параллельно прямой, соединяющей точки касания верхней пластины и регулируемых опор,

Изобретение касается линейных измерений и может быть использовано для дилатометрических исследований материалов. Цель изобретения - упрощение процедуры изготовления образца за счет отказа от операции прецизионной обработки оснований, выполняемой для получения интерференционных полос требуемой конфигурации. Цель , достигается тем, что образец размещают между двумя пластинами, причем верхняя пластина опирается на образец и две регулируемые опоры, выполненные из одинакового материала. Отсчет смещения полос производится через диафрагму, расположенную над точкой касания образца и верхней пластины и параллельную линии, соединяющей точки касания двух опор с верхней пластиной. 1 ил. .