Устройство для измерения коэффициента линейного теплового расширения полимерных материалов Советский патент 1981 года по МПК G01N25/16 

154) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

ЛИНЕЙНОГО ТЕПЛОВОГО РАСШИРЕНИЯ ПОЛИМЕРНЬДС Изобретение относится к исследованию или анализу материалов путем определения коэффициента линейного теплового расширения (КЛТР) и может «йлть использовано в производстве синтетических смол и пластмасс, а также в приборостроении, машиностроении, электротехнической и других отраслях пролвашленности при выборе материала с требуемыми физическими свойствами. Известно устройство для измерения КЛТР высокоэластичных материгшов, содержсццее кварцевую трубку с разме щенным в ней кварцевым толкателем, прилегающим одним концом к поверхности образца, а другим к датчику деформаций. Толкатель соединен с да чиком деформаций через серьгу, подв иеиную на двух плоских прутиках, с эксцентриковым регулятором, чем осу мествляется компенсация веса кварце вого штока tl3 Недостатком такой конструкции яв ется невысокая точность определения КЛТР эластичных материалов из-за того, что на образец действует изме рительное усилие датчика деформаций искажающее результаты измерений теплового удлинения. МАТЕРИАЛОВ Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для определения коэффициента линейного расширения полимерных материалов, содержащее подвижный термостат, в который введена кварцевая трубка со штоком, верхние концы которых выведены из термостата и соединены с индукционным индикатором линейных перемещений, и компенсатор нагрузки, расположенный над термостатом и состоящий из фигурной гайки, навернутой на цилиндрический упор, жестко соединенный со штоком, и пружины, торцы которой упираются в гайку и упор. Кварцевая трубка снабжены вертикальной щелью для введения цилиндрического образца. Шток упирается в образец, устанавливаемый на дно кварцевой трубки. При проведении испытания образец через щель помещают в кварцевую трубку, нижний конец штока опускают на верхнюю плоскость образца и подводят к этой части конструкции термостат. Образец нагревают или охлаждают, и изменение его длины передается посредством штока на индукционный индикатор линейных перемещений. Компенсатор нагрузки поэволяет устранить воздействие веса штока на образец, что приводит к увеличению точности определения КЛТР поли мерных материалов по сравнению с известными f2.

Недостатком этого устройства яв ляется невысокая точность определеНИН КЛТР эластичных полимерных мате-j риалов и полимерных материалов, испытывае мык при температуре выше температуры стеклованияi из-за воздействия на образец измерительного усилия индукционного индикатора линейных перемещений. Кроме того, установка образца в кварцевую трубку через узкую боковую щель, помимо трудоемкости, приводит зачастую к установке образца с перекосом, что также является причиной неточности определения коэф1|)ициента линейного теплового расширения материала образца.

Цель изобретения - повышение точности измерения КЛТР полимерных материсшов при температуре, превышающей температуру стеклования.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения КЛТР полимерных материалов, содержащее установочную трубку с размещенным внутои штоком, верхний конец которого роединен с индикатором линейных перемещений, закрепленным в верхней части установочной трубки, компенсатор усилий на образец, расположенный под установочной трубкой, и подвижную термокриокамеру, введены опорный эле-J мент установки трубчатого образца, закрепленный в установочной трубке и выполненный с центрирующим отверстием под шток, и элемент фиксации уровня нижней поверхности трубчатого образца, размещенный в установочной трубке с возможностью продольного перемещения, причем нижний конец штока установлен на элемент фиксации уровня нижней поверхности образца сверху.

Такое выполнение устройства, когда усилие компенсатора действует на нижнюю плоскость элемента фиксации уровня нижней поверхности образца, в верхнюю плоскость которого упирается шток, соединенный с индикатором линейных перемещений, позволяет свести к нулю действие на образец измерительного усилия индикатора линейных перемещений и веса штока. Усилие, создавае1 е комneiicaTopoM,подбирается равным сукме иэ ерительного усилия датчика линейных перемещений, веса штока, веса об разца и веса элемента фиксации уровня нижней поверхности образца.

На чертеже представлена схема устройства для измерения КЛТР полимерных материалов.

Устройство содержит устансэвочную трубку 1, внутри которой проходит; шток 2, соединенный верхним торцом

с индикатором 3 линейных перемещений расположенным в верхней части установочной трубки 1. Опорный элемент 4 установки образца неподвижно закреплен внутри трубки 1, например, на уровне высоты образца с отверстием для штока 2 и может быть выполнен в форме диска с центрирукяцим отверстием под шток. Между опориь1м элементом 4 установки образца и . элементом 5 фиксации уровня нижнейповерхности образца расположен испытываемый образец 6 из полимерного материала, имеющий трубчатую форму.

В нижнюю плоскость элемента сации уровня нижней поверхности образца упирается снизу компенсатор усилия нагрузок 7. Нижний конец штока, прохрдящегчэ через центрирующее отверстие в опорном элементе установки образца и трубчатый образец, упирется в верхнюю поверхность элемента фиксации уровня нижней поверхности образца. Элемент фиксации уровня ниж ней поверхности образца выполнен с возможностью свободного перемещения вдоль трубки. Компенсатор усилий на образец подводится к нижней поверхности элемента фиксации уровня нижней поверхности образца и. может быть выполнен, например, в виде рычага с перемещающимся вдоль него по резьбе грузом. Нижний торец установочной

трубки 1 упирается в основан е 8. Установочная трубка 1 в месте установки образца охватывается и термокриокамерой 9, которая выполнена с возможностью перемещения вдоль трубки 1 для удобства установки образца.

Устройство работает следующим образом.

Испытываемый образец трубчатой форма устанавливают в.нутри установочной трубки в нижней ее части ;таким образом, что его верхний торец

упирается в опорный элемент уста- новки образца. К нижнему торцу образца подводится снизу элемент уровня нижней поверхности образца, который, в свою очередь, снизу подпирается компенсатором, при этом на верхнюю плоскость элемента фиксации уровня нижней поверхности образца опирается шток,/другим концом соединенный с индикатором линейных перемещений. Перед началом измерения компенсатор регулируется таким образом, чтобы усилие, прикладываемое к нижней плоскости элемента фиксации уровня нижней поверхности образца, уравновешивалось суммой измерительного усилия индикатора линейных пере мещений, веса штока, веса образца и веса элемента фиксации уровня нижней поверхности образца. Таким образом, на образец при испытании не действует никакой нагрузки. Во время испыта НИИ величина сил, которые уравнове