Дифференциальный дилатометр Советский патент 1980 года по МПК G01N25/16 

I

Изобретение относится к оптико-механическим теппофизическим приборам, предназначенным для определения коэффициентов линейного теплового расширения твердых материалов и для изучения физико-математических процессов, связанных с измерением размеров образца при равных температурах.

Известен дифференциальный дилато-г метр, содержащий столик с двумя образцами, на, которые опираются толкатели, два ролика, один из которых расположен в неподвижных опорах, а другой с зеркалом - в опорах держателя, укрепленного на толкателе, постоянный магнит, укрепленный на другом толкателе и расположенный между двумя роликами и автоколлимационная труба i. Однако в этом дилатометре значительное влияние на точность измерения оказывает тегшовов расширение постоянного магни- ,та.

Известен также дифференциальный ди- латомэтр, содержащий столик с двумя

образцами, на которые опираются толкатели, и оптико-механическую систему для регистрации теплового расширения 2}.

Однако в этом дилатометре при определении собственного расширения прибсфа (погрешности прибора) оба толкателя опираются Непосредственно на измеритель-, ный столик, а при исследовании образцов- на образцы (эталонный и исследуемый).

Кроме того Э|тому устройству свойстtoвенно понижение точности измерения, вследствие влияния теплового расширения дополнительной длины толкателей, обусловленной их перемещением при исследовании образцов после определения собственного хода прибора, а также изменение точности измерения в зависимости от размера исследуемых образцов.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

20

достижения этого диффаренциальный дилатометр, содержащий столик, толкатели образцов и измерительную сист&му регистрации расширения, снабжен |сменной пластиной, выполненной, напри- мер, из монокристаллического корунда, и двумя сменн111ми идентичными эталонными элементами с одинаковой ориентацией кристаллографических осей, при этом сменная пластина с двумя эталонными элементами на ней и толкателями на верхних плоскостях эталонных, элементов установлены на столике. На фиг, 1 приведен общий аид предлагаемого дилатометра на фиг. 2 график зависимости собственного расширения прибора от температуры на фиг. 3 - график зависимости относительного удлинения эталонных элементов от : температуры. Дилатометр состоит из столика 1 из лейкосапфира с эталонными элементами 2 и 3. Столик 1 .находится на конусе стойки-стержня 4 из лейкосапфира, которая нижним коническим концом соединяется с основание1у1 5 из инвара, сменной пластины 6 из лейкосапфира, толкателя образца 7 из лейкосапфира, опирающегося одним концом на эталонный элемекг 3, а другим концом связанный с держателем 8 из инвара, на двух рпорах которого установлен ролик с зер;.калом 9 и толкатель 10 из лейкосапфиpaj опирающийся одним концом на эталонный элемент 2, а на другом конце v несущий ярмо 11 из инвара с магнитом 1 Толкатель образца 7 с держателем 8 и толкатель образца 10 с ярмом 11 сое динены с помощью резиновых колец 13 и от качания зафиксированы роликом 14, который установлен на двух опорах кронштейна 15. Основание 5 и кронштейн 15 крепятся к основанию 16, которое, в свою очередь, посредством трех стоек 17 крепится к плите 18. Эталонные элементы, -столик и тсякатели помещены в печь 19. При нагревании или охлаждении под действием теплового расширения толкате лей 7 и 10, а также эталонных элементов 2 и 3, толкатели образцов 7 и Ю соответственно с держателем 8 и ярмом 11 совершают поступательное движение, причем, в зависимости от величины разности расширения двух толкателей и двух эталонных элементов при перемещении толкателей 7 и 10 ролик с зеркалом 9 катится ,по одной из боковых поверхнос,тёй ярма 11.

735978 По углу поворота ролика с зеркалом 9 с пoмoшьюi автоколлимационной трубы 0 определяют собственное расширение прибора, как функцию разности расширений двух эталонных элементов, а также олкателей. Работу дилатометра можно описать ледующим выражением, ., C%4rioib,.± где Е, -относительное удлинение исследуемого образца: 9то1л относительное удлинение эталонного элемента (базовое / значение удлинения по данным НИИМ им. Менделеева Д. И.) -число делений нониуса прибора при измерении исследуемого образца - ЧИСЛО делений нониуса при измерении собственного расширения прибора) А - постоянная прибора, равная , с длина исследуемого образца и эталонного элемента. На графике зависимости относительного удлинения эталонных элементов от емпературы относительное удлинение эталонного элемента, измеренное прибором, обозначено буквой а относительное удлинение эталонного элемента,-измеренное эталонньгм прибором во ВНИИМе (базовая кривая - буквой) «б. Использование предлагаемого устройства обеспечивает возможность получения результатов измерения коэффициентов теплового расширения материалов независимо от типоразмеров исследуемых образцов с повышенной точностью на величину 1,5-ICT град. Формула изобретения Дифференциальный дилатометр, содержащий столик, толкатели образцов и измерительную систему регистрации расширения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен сменной пластиной, выполненной, например, из монокристапли- ческого корунда и двумя сменными иденTH4Hbnvra эталонными элементами с одинаковой ориентащйей кристаллографических осей, при этом сменная пластина с двумя эталонными элементами на ней и толкателями на верхних плоскостях эталонных элементов установлены на столике.

у

Источники информации, принятые во внимание при экспертизеI 1, Авторское свидетеп)Ство СССР iJ 248294, кл. Q О1 Н 25/16,1967.

2. Авторское свидетельство СССР № 354333 кл. Q О1 N. 25/16, 1971 (прототип)..

300 600 900 то ,,;,r- т BOD т tsoo 11 ispo