Кварцевый дилатометр Советский патент 1981 года по МПК G01N25/16 

Изобрегенне относнгся к измернгелы ной технике, а именно к устройствам лля измерения тенпового расширення твердых гел дилатометром. Известны приборы, позвопяиощне проводить одновременно определение температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР) и дифференциально-термический анализ (ДТА) материалов, содержащий аналогичные структурные элементы схемы прибчэа, Ощэеделение ТКЛР материала на этих (фиборах производится путем последовательных испытаний нескольких сбразцов {ij. Недостатком известных 1фиб(фов явля ется то, что при йроведении последовательных испытаний образцов одного и того же материала невозможно создать полностью идентичные условия испытаний по температуре, скорости нагрева и экспозиции, что особенно важно при выявлении технологического разброса мате риала одной марки или партии. Наиболее близким техническим решением к изобретению является дилатометр, содержащий камеру трубчатого тяпа для задания температуры образца, опорную стойку в виде кварцевс трубы, на которой помещен образец, и штангу-тоякатель в виде стержня, передающую изме нение размеров образца на индикатор 2J. Недостатком этого дилатометра является невозможность ояно еменного воследования нескольких образцов ооного я того же материала в абсолютно иденгичньЪс условиях. Размеры изотермической зоны, в которую помещается образец, не превышают 2-3 см , а невоспровзвопимость условий опыта обычно не меньше 6-7%, т.е. достигает величины, сравниваемой с разбросом свойств матерн|1 ла, который связан с погрешностью технологии его изготовления. Это обстояк тельство может значит-ельно снизить точность оценки ТКЛР материала в тех случаях, когда стоит задача «женки технологического разброса свойств между об-,

раэцами или партиями одного и того же материале, г.е. его качества и стабнлг - ности. Кроме того, конструю ия камеры дилатометра не позволяет расширить объе информации о материале за счет одно1фе .менного использования других методов исследования, в частности ДТА, ввиду не возможности помещения в нзотермнчес; - кую зону камеры эталсяного образца В то же время параллель сю определение ТКЛР и ДТА позволяет значительно повысить объем и надежность получаемой информации о материале.

Цель изобретения - повышение точност U достоверности определения технологического разброса значений ТКЛР материала одной марки или партии при систематических дилатометрических определениях в производственных условиях.

Предлагается устройство, которое обеспечивает одновременное определение ТКЛР и проведение ДТА нескольких образцов сразу в идентичных условиях.

Поставле1Шая цель достигается тем, что в камере для обеспечения заданной температуры образца нагревательные и охладительные элементы выполнены в виде двух коаксиальных цилиндров, а образцы вместе с измерительными кварцевыми толкателями и опорными стойками установлены в кольцевом зазоре между наг ревательными (охладительными) элементами по окружности в изотермической зоне. Кроме того, для выравнивания, температуры в рабочем объеме камеры в ней установлен вентилятор, а для исключения влияния вибрации камеры на измерительную часть камера связана с массивной плитой-основанием через амортизаторы.

На чертеже приведена принципиальная . схема устройства.

Образцы 1 {диаметром 8-10 мм и высотой 8-15 мм) с установленными в них термопарами 2 помещены на плоские верхние торцы кварцевых опорных стоек 3 цилиндрической формы, кот( установлены таким образом, чтобы находились в средней части камеры по высоте. Сверху на образцы подвешены кварцевые штанги-Толкатели 4 в виде прямоугольной рамки со штокс, нижняя часть входит в прорези опорных стоек. Штоки толкателей передают изменение линейных размеров (разцов на датчики 5 механотронного типа, установленные под плитой-основанием 6 на специальных юстировочных стойках 7, Опор.ные стойки нижними ксвщами закреплены

в плпте-основалии, установленной на ножках 8, В. камере 9 с теплоизопадией 10 коаксиально размещены внутренние 11 и 12 и наружнь1е 13 и 14 нагревательные

(11 и 13) и охладительные (12 и 14) элементы. На камере установлен мотор вентилятора 15, кръшьчатка которого об.еспечивает перемещение среды в рабочем обьеме камеры. Камера установлена

на основании через амортизаторы 16,

Применение вентилятора на базе маломощного электродвигателя типа ДПР-01 ЦР с крыльчаткой диаметром 25 оказывая влияния на измерительную часть дилатометра, обеспечивает достаточное перемешивание среды в объеме камеры, что позволяет существенно увеличить изотермическую зону камеры без увеличения размеров камеры. Различия температур в рабочем

обьеме камеры не превышает 0,1 К во всем температурном диапазоне испытаний. Для обеспечения доступа во внутренний объем камеры она снабжена сьемной верхней крышкой 17, Для измерения

результатов испытаний служит регистраTop 18,.

Дилатометр работает спедующнм образом.

Образцы 1 с установле шыми в нйх

термопарами 2 помещаются в камеру. На одну опорную стойку 3 помешается эталонный образец, после чего крышка 17 камеры 9 дилатометра закрьшается. Шгоки толкателей 4 приводятся в контакт с датчиками 5, включается вектилягор 15, Включается система задания температуры в камере, обеспечивающая необходимый режим испытаний. На вторичном регулирузощем приборе 18 (например осциллограф типа К-105) фиксируется температура камеры, значения изменения длины испытуемых образцов и разности температуры каждого испытуемого образца и эталона, TeMnepaTypJibrfi диапазгаа работы аредлагаемой конструкции дилатометра составляет 123-573 К и определяется харак теристиками нагревательных и охла дительных элементо в и свсйствами конструкд1оннъ1Х материалов, применяемых

при изготовлении камеры и измеритель.ных элементов. Точность определения ТКЛР не ниже 2 10 1 К.

Досто шством предлагаемого устройства является наличие изотермической зоны в объеме, позволяющем ошювреMeimo испытывать несколько образцов в идентичных условиях при параллельном проведении ДТА, за счет чего появляется возможность выявлеввя технологического разброса свойств материала, что повышает точность и достоверность опре - деления свойств мате|рвалов при автома-. тическоК регистрации измеряемых naViaметров.

Формула изобретенная

Кварцевый дилатометр для определе. ння температурного коэффициента лвней ного расширения и дифференциально-термического анализа, содерисащий камеру с нагревателем (холодильником) термопару, измерительную ячейку и регистратор, ,

отлвчаюшийся тем, что, с целью аовьш1ена:я точности измерений, нагреватели и холодильники расположе ны на оси в камере и вьтолнены в виде коаксиальных цилиндров, между которьши расположены измерительные ячейка, а камера установ1юна на плите-основанив через амортизаторы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Дериватсграф системы Паулвк Р. Паулик И., %дел Л.г MOM Венгерской Народной Ресоубликн.

2.Авторское свидетельство СССР N9 22О575, кл. G О1 N 25/16, 1968 (прототип).

///////////////////////.

У////////////7/7/////77