Прецизионный дифференциальный дилатометр Советский патент 1977 года по МПК G01N25/16 

(54) ПРЕЦИЗИОННЫЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ДИЛАТОМЕТР

1

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения теплового расширения твердых тел - дилатометрам.

Известны дифференциальные дилатометры для исследования теплового расширения в широком диапазоне температур l .

Наиболее близким аналогом является дилатометр, содержащий печь, опорную стойку штангу-толкатель, передающую удлинение, и регистратор 2 ,

Погрешность измерений, появляющаяся вследствие разного теплового расширения штанги-толкателя и опорной стойки из-за неизбежного градиента температуры по диаметру печи, является существенным недостатком этого устройства.

Другим недостатком конструкции является то, что опорная стойка в виде трубы спо собствует увеличению градиента температуры по радиусу печи, так как при этом затрудняется конвективный теплообмен. Кроме того, штанга-толкатель в виде стержня имеет невысокую механическую жесткость, что

приводит к погрешности, связанной с изгибной деформацией штанги-толкателя.

Целью изобретения является повышение точности за счет исключения влияния разницы теплового расширения штанги-толкателя и опорной стойки.

Указанная цель достигается тем, что опорная стойка и штанга-т-олкатель, передающие удлинение образца регистратору, вьгаолнены в виде рамок с идентичной геометрией нагреваемой части, причем одна рамка закреплена жестко и служит опорой, а другая свободно расположена на образце.

На чертенке приведена принципиальная схема дилатометра,

На колонне 1, установленной на опорной плите 2, крепится печь 3. Ее можно перемещать по вертикали и закреплять на нужной высоте. На плите вертикально монтируется опорная стойка в виде рамки 4, на нее ставится образец 5 и прижимается рамко, играющей роль штанги-толкателя 6, которая висит на образце, Штш-сга-толкатель развернута на 90 отнгюительно опорной стой кн. Она передает удлинение на регистратор 7, который представляет собой лампу с механическим управлением анодного т-ока - механотрон. Линия пересечения плоскостей рамок точно совпадает с осью печи. В предложенном дилатометре обеспечено симметричное расположение опорной стойки 4 и штанги-толкателя 6 относительно теплового поля печи, поэтому они имеют одинаковое удлинение, направленное в разные стороны. В результате тепловое расширение опорной стойки и штанги-толкателя компенсируется. Коэффициент теплового расширения (КТР) измеряют следующим образом. Образец длиной 5-10 мм с поперечным сечением 4x4 м устанавливают на опорную стойку и на него вешают штангу-толкатель, развернутую на 90 в горизонтальной плоскости относительно опорной стойки. Нижний конец штанги-толкателя связан со штырем регистратора. После этого печь закрепляют на таком уровне, чтобы образец находился в зоне равномерного распределения температуры, и производится нагрев в требуемом режиме. Рамки 4 и 6 испытывают тепловое расширение в разных направлениях и одинаковой величины, так как расположены в симметричном тепловом поле. КТР образца оС о Jp в температурном интервале Т обр. рассчитывается по формуле:оС о(5р приб ((+ где КТР, зафиксированный регист ратором; с1Спри Г- КТР материала опорной стойки и штанги-толкателя, ATodp- изменение температуры образца, при котором фиксируется А Т (TocTpV- отличие изменения температуры стенки печи от изменения температуры образца в изотермической зоне. Описанное расположение образца и деталей прибора делает измерительную систему дилатометра почти полностью дифференциальной. Конструкция позволяет проводить непосредственные измерения теплового расширения с автоматической записью удлинения, что обеспечивает высокую точность измерений. Формула изобретения Прецизионный дифференциальный дилатометр, содержащий печь, опорную стойку, штангу-толкатель, передающую удлинение, и регистратор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет исключения влияния разницы теплового расширения штанги-толкателя и опорной стойки, они вьшолнены в виде рамок с идентичной геометрией нагреваемой части, причем одна рамка закреплена жестко и служит , а Вторая свободно расположена на образце. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Мазурин О. В. и др. Тепловое расширение стекол М., Наука 1971 г. 2.Авторское свидетельство № 220575 Q 01 N 25/16 1968 г.