Устройство для контроля состава сплавов методом термо-эдс Советский патент 1980 года по МПК G01N25/30 

Изобретение относится к области физико-химического анализа металлов и сплавов.

Известно устройство для контроля состава сплавов методом термр-ЭДС, содержащее измерительный узел, образованный матрицей и пуансоном, горячий и холодный электроды, термопару, нагревательный блок, блок регистрации температуры и блок измерения термо-ЭДС 1. Для контроля образец измельчают и помещают в измерительную ячейку. После прогрева слоя порошка, прилегающего к горячему электроду, измеряют разницу температур горячего и холодного электродов и величину термо-ЭДС между ними, по значениям которых определяют состав анализируемого образца. Недостатком этого устройства является низкая точность определения состава анализируемого образца.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для контроля состава сплавов методом термо-ЭДС, содержащее горячий электрод с нанесенным на его торец слоем металла, холодный электрод, нагреватель, блок питания нагревателя, блок регистрации темпёраtypы и блок измерения термо-ЭДС 2.|

Недостатком этого устройствайвляется невысокая точность измерения, обусловленная тем, что температура горячего электрода отличается от температуры горячего спая температуры, образованной слоем металла, анализируемым образцом и холодным электродом, вследствие двух причин.

10

Во-первых, из-за протеканияПО тока тепла по слою металла температуры для его поверхностей,,контактирующих с торцом горячего электрода и анализируемым образцом буду раз15личны.

Во-вторых, из-за потока тепла через слой металла и теплового сопротивления между саоем металла и анализируемым образцом те шература

20 участка анализируемого образца,непосредственно прилегающего к слою металла, ниже температуры поверхности слоя металла, контактирующей с анализируемым .образцом.

25

Цель изобретения повышение точ- мости измерений.

Для этого устройство допо.пнительйо содержит регулирующий блок, ком-. мутатор и нуль-орган, а между тор30цом горячего электрода и первым

слоем метапла дополнительно йанесены второй и третий слои металла, причем первый и третий слои металла выполнены из одного материала и подключены ко входам регулирующего блока и нуль-органа, выход регулирующего блока через коммутатор подключен к управляющему входу блока пита ния нагревателя , выход блока регйстIрации температуры подсоединен к управляющему входу коммутатора, а выход нуль-органа - к управляющим входам блока регистрации температуры и блока измерения термо-ЭДС.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство для контроля состава сплавов методом термй-ЭДСсодержит горячий электрод 1 с нанесенным на его торец первым 2, вторым 3 и третьим 4 слоями металла, холодный электрод 5, нагреватель 6, блок 7 питания нагревателя, блок 8 регистрации температуры, блок измерения термо-ЭДС 9, регулирующий блок 10, .коммутатор 11 и нуль-орган 12.

Устройство работает следующим образом.

При включении блока питания 7 нагреватель б начинает нагревать горячий электрод 1. Температура горячего электрода 1 измеряется спомощью термопары, образованной горячим электродом 1 и первым слоем металла 2, и блока 8 регистрации температуры. При нагревании горячего электрода 1 до некоторой,;наперед заданной температуры, блок 8 регистрации температуры выдает сигнал на управляющий вход коммутатора 11, ко.торый подключает выход регулирующего блока 10 к управляющему входу блка 7 питания нагревателя.

J На выходы регулирующего блока 10 и нуль-органа 12 подается сигнал с термопары, образованной первым 2, вторым 3 и третьим 4 слоями металлов,, причем величина и знак этого сигнала определяется величиной и направлением теплового потока между горячим электродом 1 и анализируемым образцом 13.Выходной сигнал .регулирующего блока 10 поступает Чере коммутатор 11 науправляющий вход блока 7 питания нагревателя, которы через нагреватель 6 изменяет температуру горячего электрода 1 таким образом, чтобы поток тепла через третий 4, второй 3 и первый 2 слои металлов был равен нулю. Так как равенство нулю теплового потока через эти слои металла означает равенство их температур , то выходной сигнал термопары, образованной третьим 4, вторым 3 и первым 2 слоями металла будут равняться,нулю...

После этого нуль-орган 12 срабатывает и выдает сигнал на блок 8 регистрап,ии температуры и блок измерения термо-ЭДС 9, При поступлении сигнала с выхода нуль-органа 12 ло регистрации темпе 1атуры 8 регист и.рует температуру торца горячего электрода 1, а блок измерения термо-ЭДС измеряет ведичину ЭДС термопары, образованной первым слоем металла 2, анализируемым образцом 13,. и xoлoдным ЭJ Jeктpoдoм 5, по вйличинам которых определяют состав сплав

.анализируемого образца 13.

Таким образом, в момент регистрации температуры торца горячего элекрода 1 поток тепла через первый слой металла 2 будет равен нулю (степень отличия зависит от точности следящей системы, образованной регулирующим блоком 10, блоком питания нагревателя 7, нагревателем б и горячим электродом 1 с нанесенным на него слоями металла 2, 3 и 4. Вследствие этого, погрешность измерения температуры горячего слоя термопары, образованной первым слоем металла 2,анализируемым образцом 13 и холодным электродом 5, за счет теплового сопротивления первого слоя металла 2 и теплового сопротивления между первым слоем металла 2 и анализируемым образцом 13 уменьшается, соответственно точность опре.деления состава сплава анализируемого образца 13 повышается.

Формула изобретения

Устройство для контроля состава сплавов методом термо-ЭДС, содержащее горячий и холодный электроды, нагреватель, блок питания нагревателя слой металла, нанесенный на торец горячего электрода, блок регистрации температуры и блок измерения термо-ЭДС, отличающееся тем, что, с -целью повышения точности измерений, оно дополнительно содержит регулирующий блок, коммутатор и нуль-орган, а между торцом горячего электрода и первым слоем метсшла дополнительно нанесены второй и третий слои металла, причем первый и третий слои метал.па выполнены Из одного материала и подключены ко входам регулирующего блока и нуль-органа, выход регулирующего блока через коммутатор подключен к управляющему входу блока питания нагревателя, выход блока регистрации температуры подсоединен к управляющему входу коммутатора, а выход нуль-органа - к управляющим входам блока регистрации температуры и блока измерения термо-ЭДС.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 442401; кл. G 01 N 25/30, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР 562758, кл,-G 01 N 25/30, 1976 (прототип).