Устройство определения контактнойРАзНОСТи пОТЕНциАлОВ Советский патент 1981 года по МПК G01N27/62 

Изобретение относится к области измерительной техники, и может быть использовано при разработке оборудования для измерения физических величин. Известны устройства для измерени работы выхода электрона (РВЭ) металлов. Достаточно универсальным является устройство для определения контактной разности потенциалов с. помощью вибрирующего конденсатора, поскольку это устройство в отличие от всех других не требует обязатель ного воздействия на испьггуеьялй материал каких-либо внейних стимулиру щих условий l . Наиболее близким к изобретению является устройство для определения контактной разности потенциалов, содержащее электрод, присоединенный к -приводу, систему напуска газа в область измерения, металлический корпус и размещенный в нем- блок измерений 2. Недостатками таких устройств являются сложность блока измерения из-за наличия электромагнитного привода, создающего значительные помехи, и значительные габариты, обусловленные использованием специальных камер для измерения в контролируемой газовой среде. Целью изобретения является устранение этих недостаков. Эта цель достигается тем, что в устройстве для определения контактной разности потенциалов, содержащем электрод, присоединенный к приводу, систему напуска газовой среды в область измерений, металлический корпус и размещенный в нем блок измерений, привод электрода выполнен в виде пневмовибратора, на подвижном штоке которого размещен указанный электрод. Входные каналы пневмовибратора присоединены к системе напуска 3 газа, а корпус снабжен полым насадко охватывающим выходные отверстия пнев мовибратора и электрод, выполненным с отверстиями для выхода газа из полости насадка. На чертеже схематически изображен вариант устройства. Оно состоит из корпуса 1, двух со осных стаканов 2 и 3, образующих соответственно внутренний и наружный контуры газового т закта устройства. Внутренний стакан (диффузор) имеет специальный профиль внутреннего канала, расширяющийся на конце, и резь бу на внешней цилиндрической части. В центральной части фланца диффузора имеются калиброванные отверстия для прохода газа. Во внутреннем канале диффузора находится золотник 4, закрепленный посредством цилиндрическо пружинь; 5 внутри накидной гайки 6. З лотник одновреме1шо является опорой и изолятором штока вибрирующего электрода 7. На резьбовой конец наружного стакана навернут насадок 8 с перфорахщей в конической части. Тыльная часть диффузора является седлом дросселирующего клапана 9, установленного на резьбовом щтоке внутри корпуса. Все детали устройства, за исключением золотника,вибрирующего электрода и клапана, выполнены из нержавеющей стали. Материал золотника - тефлон, электрод выполнен из золотой проволоки, а клапан - из латуни. Автономная система напуска и кон роля газовой среды состоит из балло на со сжатым газом, например азотом ИЛИ воздухом, ловушек влаги, кранов и соединительных шлангов. Работает устройство следующим образом. При создании с помощью системы за пуска газовой среды в корпусе 1 устройства некоторого давления происход истечение газа чеоез отверстия во фланце диффузора 2 (внешний контур) далее через обрез и перфорацию насадка В. В результате на выходе из него вблизи исследуемого участка образца (детали ) создается избыточное давление газа с требуемыми пара метрами. Возвратно-поступательное движение электрода 7 обеспечивает в результате автоколебаний подпружинеиного золотника 4 при прохожден газа через внутренний канал диффузо 2. Необходимое дпя этого давление 44 устанавливается с помощью кллппна 9. Регулировка золотниконого устройсгвл может быть осуществлена ганкой 6, Чувствительность вибрирующего конденсатора регулируется вращением нас.5дка 8, упирающегося при работе в поверхность 10 исследуемой детали. Питание усилителя 1I осуществляется за счет внешнего блока питания,регистрация значений и юстировка вибрирующегО электрода производится с использованием стандартного цифрового вольтметра с разрещающей способностью до 1 MB. Несложная методика определения контактной разности потенциалов, реализуемая с помощью предлагаемого устройства, найдет применение при проведении физико-химического анализа конструкционных материалов в научных и прикладных целях. Существенным преимуществом предложенного рещения является возможность оценки изменений КРП на поверхности натурных деталей достаточно большой величины, в том числе деталей сложной прг транственной формы, это обеспечкг ается благодаря малым габаритам предлагаемого устройства(размеры корпуса в плане 25x45 мм, высота . корпуса с датчиком - до 50 мм, диаметр датчика - 22 мм, диаметр насадка на внешнем срезе - 8 мм,диаметр рабочей поверхности электрода 1 мм). Размещение усилителя полезного сигнала непосредственно вблизи зоны измерений и привод вибриругадего электрода, работающий на принципе автоколебаний, позволяют заметно снизить уровень электромагнитных помех в электрометрической схеме и упростить ее. Автоколебательный процесс обладает достаточной стабильностью частоты и амплитуды, что положительно сказьгоается на стоимости и эксплуатационных свойствах устройства. Таким образом, реализация изобретения позволяет заметно упростить схему блока измерений и уменьшить габариты устройства в целом. Это, в свою очередь, расширяет область применения устройства и поэволяет повысить эффективность его испольЛйвания.

Формула ичобретення

Устройство для определения контактной разности потенциалов, содержащее электрод, присоединенный к при воду, систему напуска газа в область измерений, металлический корпус и размещенный в нем блок измерений, отличающеся тем, что, с целью упрощения блока измерений и уменьшения габаритов устройства, привод электрода выполнен в виде пневмовибратора, на подвижном UITOке которого размещен указанный электрод, входные каналы пневмовибратора присоединены к системе напуска газа, а корпус снабжен полым насадком, охватывающим выходные отверстия пневмовибратора и электрод, выполненный с отверстиями для выхода газа из полости насадка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Царев Б,М. Контактная разность потенциалов. М. ГИИТГЛ, 1955.

2.Корольков В.А. и др. Заводская лаборатория. 1977, т.43, № 1,

с. 1377-1378 (прототип).