Термовесовая установка Советский патент 1981 года по МПК G01N5/04 

(54) ТЕРМОВЕСОВАЯ УСТАНОВКА

Изобретение относится к весоизме рительной технике и может быть использовано в исследованиях теплофизических свойств материалов при высоких температурах. Известна термовесовая установка, содержащая вакуумную камеру и систему регистрации изменения веса, включающую механотрон 1 . Наиболее близкой по технической, сущности к предлагаемой является тер мовесовая установка, содержащая источник концентрированного лучистого потока, вакуумную камеру, микровесы состоящие из KopoNwcna, на одном плече которого смонтирован держатель образца, а к другому плечу прикреплена-.регулируемая тяга, и датчика перемещений, связанного с системой автоматической регистрации веса И. Недостаток известной термовесовой установки состоит в непостоянстве градуировочных характеристик упругог элемента механотрона, что не позволяет предварительно уравновешивать испытуемый образец в вакуумной камере при различных .давлениях. Цель изобретения - расширение фуи циональных возможностей и стабилизация градуировочных характеристик установки за счет ликвидации зависимости чувствительности установки от изменения давления в вакуумной камере . .Указанная цель достигается тем, что датчик перемещений установлен с наружной стороны вакуумной камеры, коромысло и датчик перемещений снабжены постоянными магнитс1ми, при этом первый постоянный магнит размещен в вакуумной камере и закреплен в нижней части регулируемой тяги, а второй постоянный магнит установлен на штыре датчика перемещений; кроме того, оптическая ось источника концентрированного лучистого потока расположена вертикально. На фиг. 1 схематически представлена термовесовая установка; на фиг. 2 - система автоматической регистрации веса. Термовесовая установка состоит из вакуумной камеры, позволяющей ocyujsствлять радиационный нагрев и состошцей из стеклянного колпака 1, закрепленного на опорном фланце 2 из немагнитного материала. В вакуумную камеру помещены микровесы, состоящие из рабочего коромысла 3 с держателем 4 образца и дополнительного коромлсла.5 для подвески и юстировки первого постоянного магнита 6, связанного с рабочим коромыслом 3 регулируемой тяго.й 7ч Для защиты микровесов от потока излучения вакуумная камера снабжена водоохлаждаемым экраном 8.

С наружной стороны опорного фланца 2 закреплен в подвижном кожухе датчик перемещений - механотрон 9, на штыре которого закреплен второй постоянный магнит 10, что обеспечивает бесконтактную передачу усилий на датчик 9 перемещений, находящийся в стабильных условиях.

Термовесовая установка работает следующим образом.

После включения систем питания и автоматической регистрации веса образец помещается на держателе 4 в фокальной зоне источника измерения, и производится предварительное уравноваиивание образца в соответствии с нулевым сигналом по шкале регистрирующего прибора 11. Затем производится градуировка установки в рабочих условиях методом последовательного нагружения образца стандартными разновесками.

Из.менение равновесия коромысла (перемещение по вертикали порядка 1 мм на 1 г нагрузки), которое происходит при нагружении и разгруже- . НИИ образца, приводит к изменению положения первого постоянного магнита 6 на дополнительном коро1 «лсле 5 и, соответственно, вызывает перемещение второго постоянного магнита 10 со штырем датчика 9 перемещения (механотрона), что приводит к появлению сигнала в механотроне (тока между аводами) из-за изменения расстояния между анодами и катодом.

Сигнал подается в систему, состоящую из магазина сопротивлений и регистрируквдего прибора 11. В результате на диаграммной ленте регистрирукщего прибора 11 записывается ступенчатая характеристика изменения веса. В зависимости от выбранной чувствительности (сопротивления нагрузки) размер ступенек при нагружении и разгружении разновесками по 200 мг может быть в пределах от 5 до 50 делений.

Затем производят герметизацию камеры и откачку до требуемого разрежения (до 10 Торр). По достижении необходимой степени разрежения в вакуумной камере на образец направляется концентрированный лучистый поток. Образец нагревается и изменение его массы автоматически регистрируется.

Таким образом, расположение датчика 9 перемещений термовесовой установки вне вакуумной камеры позволяет получать кинетические характеристики изменения массы жаропрочных материалов при радиационном нагреве в условиях нормального давления газовой среды и разрежения до 10 Торр и определять с высокой точностью скорости испарения и сублимации исследуемых образцов на различных этапах термообработки.

Формула изобретения

Термовесовая установка, содержащая

0 источник концентрированного лучистого Потока, вакуумную камеру, микровесы, состоящие из коромысла, на одном плече которого смонтирован держатель образца, а к другому плечу прикреп5 лена регулируемая тяга, и датчика перемещений, связанного с системой автоматической регистрации веса, отличающаяся тем, что, с цельй расширения функциональных воз.. можностей и стабилизации градуировочных характеристик установки за счет ликвидации зависимости чувствительности установки от изменения давления в вакуумной камере, датчик перемещений установлен с наружной .стороны вакуумной камеры, коромысло и датчик перемещений снабжены постоянными магнитами, при этом первый постоянный магнит размещен в вакуумной камере и закреплен в нижней части регулируемой тяги, а второй постоянный магнит установлен на штыре датчика перемещений.

Источники информации, 5 принятые во внимание при экспертизе

с. 25, рис. 1,2.