ЛИНЕЙНЫЙ МИКРОДИЛАТОМЕТР Советский патент 1966 года по МПК G01N25/16 G01B5/30 

Известные линейные микродилатометры не обеспечивают полной автоматизапии процесса измерения и дистанционного управления этим процессом, что ограничивает их применение для исследования взрывоопасных, радиоактивных и других материалов, кроме того, они могут обеспечивать измерения только на твердых образцах определенной формы, начальные размеры которых должны быть точно измерены перед помещением в рабочий объем дилатометра, что не позволяет в ряде случаев исследовать быстропротекающие монотропные превращения и затрудняет исследования образцов высокопластичных материалов.

В предложенном микродилатометре для автоматической и дистанционной установки толкателя на образец и установки нуля измерительной системы перед началом и в процессе измерений микрометрический винтовой механизм, устанавливающий толкатель на образец, связан с реверсивным электродвигателем, подключенным на выход механотрона, включенного в качестве нуль-органа в следящую систему. Для компенсации давления, вызываемого измерительным усилием датчика линейных перемещений и весом толкателя, на образец при исследовании высокопластичных материалов толкатель закреплен в серьге, подвешенной на двух плоских пружинах с эксцентриковым регулятором.

Измерительная система установки представлена на чертеже.

Исследуемый образец 1 помещеп в кварцевую трубку 2, входящую в гнездо стакана 3,

который свонм верхним фланцем с вакуумным уплотнителем присоединен к дюралиевой плите 4 с эталонным образцом 5. Трубка 6 служит для дифференциально-термического анализа. Загрузка образцов производится через

окна, прорезанные в боковых поверхностях трубок и стакана. После загрузки образцов окна закрываются невынадающими кварцевыми и металлическими вставками 7. Трубка 2 с исследуемым образцом своим верхним фланцем крепится к фланцу неподвижной колонки 8 измерительной системы. Трубка с эталонным образцом крепится к плите. Внутрь трубок вставлены кварцевые трубки 9, снижающие конвекцию и ноннл ающие градиент темнературы в рабочем объеме.

Толкатель 10 представляет собой полый кварцевый стержень. На стакан надет термоблок 11 с программным регулированием температуры образца и прижат к стакану гайкой

12. В колонке передвигается измерительная головка /5, на основании которой в защитном кожухе 14 укреплен механотрон 15. Измерительная головка л естко связана с ползуном 16 системы перемещения и плотно насажена

метрическим винтом 18, который через редуктор 19 связан с реверсивным двигателем 20 следящей системы. Нижний конец толкателя опирается на образец, верхний - в цризму штыря 21 механотрона. Деформация исследуемого образца вызывает перемещение толкателя, который, в свою очередь, церемещает штырь механотрона. Это перемещение преобразуется в электрический сигнал, который подается посредством мостовой электрической схемы на регистрирующий прибор. Верхний конец толкателя закреплен в серьге 22, верхняя часть которой через кварцевую колонку 23 соединена с плоской пружиной 24, а нижняя - с плоской пружиной 25. Данная система подвески толкателя компенсирует его вес и умеиьшает измерительное усилие механотрона. Регулировка велнчины компенсации производится при помощн эксцентрика 26.

Для автоматической и дистанционной установки толкателя на образец сигнал с механотрона, система которого в свободном состоянии неуравновешена, подается посредством релейной схемы на вход фазочувствительного усилителя следящей системы и после усилеПИЯ приводит во вращение в соответствующей фазе двигатель 20, включенный на выходе этого усилителя. Двигатель через редуктор вращает микрометрический винт, который перемещает ползун таким образом, что измерительная головка с механотроном и толкателем опускается на образец. При достил ;ении поверхности образца толкатель своим верхним концом перемещает щтырь мехапотропа до тех пор, пока сигнал разбаланса механотрона не становится равным нулю, что приводит к остановке двигателя и установке нуля измерительной системы, после чего выход механотрона коммутируется релейной схемой на вход регистрирующего ирибора.

Для управления приводом при подъеме толкателя на заданную велпч-ину служат концевые контакты 27. При достил ении толкателем установленного положения ограничитель 28 нажимает на щтырь 29, контакты размыкаются, что приводит к остановке двигателя. Величина зопы предельно допустимой деформации ограничивается контактами 30 и устанавливается ирн помощи винта 31. Водяные рубащки 32 и 33 осуществляют термостатирование измерительной системы. Датчиками температуры системы являются медные термометры сопротивлепия 34 и 35, которые поочередно коммутируются на вход стандартного электронного регулятора. Для снижения температурных воздействий термоблока на измерительную систему в плиту вмонтирован охладитель 36 с проточной водой, а термоблок снабжен отражателем 57.

Для измерения начальной длины образца произвольной формы в установке предусмотрен рычажный микроиндикатор 38 часового типа и подвижный упор 39. Для проверки линейности индикатор вставляется в гнездо 40. Измерительная система закрывается дюралиевым колпаком 41 с вакуумными уплотнеииями. В колпаке имеется смотровое окно для отсчета показаний иидикатора. Откачка системы на вакуум производится через трубку 42. Вакуум измеряется вакуумметром 43. Водяные трубопроводы 44 термостатирования измерительной системы, электроды механотрона и термопар приходят через вакуумные уплотнения в плите.

Предмет изобретения

1.Линейный микродилатометр для измерения теплового расширения и исследования фазовых превращений твердых и высокопластичных материалов, содержащий кварцевую трубку с размещенным в ней кварцевым толкателем, прилегающим одним концом к поверхности образца, а другим к датчику деформаций - механотрону, кварцевую трубку с эталонным образцом для дифференциальнотермического анализа, термоблок с программным регулированием температуры, систему вакуумирования образца и регистрирующий прибор, отличающийся тем, что, с целью автоматической и дистанционной установки толкателя на образец и установки нуля измерительной системы перед началом и в процессе измерений, микрометрический винтовой механизм, устанавливающий толкатель на образец, связан с реверсивным электродвигателем, подключенным на выход механотрона, включенного в качестве пуль-органа в следящую систему.

2.Микродилатометр по п. 1, отличающийся тем, что, с целью компеисации давления, вызываемого измерительным усилием датчика линейных перемещений и весом толкателя, на образец при исследовании высокопластичных материалов, толкатель закреплен в серьге, подвешенной на двух плоских пружинах с эксцентриковым регулятором.

5 &

1