Устройство для измерения термо-эдс металлов и сплавов Советский патент 1982 года по МПК G01N25/32 

Изобретение относится к средствам неразрушаюцего контроля, а именно к устройствам,предназначенным для определения химсостава и структуры метал лов и сплавов по величине термо-ЭДС, и может быть использовано в металлургической и машиностроительной промышленности. Известно устройство для измерения термо-ЭДС, используемое для определения химсостава и структуры, со держащее электроды, нагреваемые до разных температур вблизи точек соприкосновения с испытуемым изделием. Электроды установлены в одном корпусе или отдельно друг от друга и соединены с измерительным прибором tu Недостатком известного устройства является непостоянство степени прижима электродов к испытуемому изделию уменьшающее точность измерений вследствие различного при каждом измерении теплового и э.пектрического контакта между электродами и изделием. а также различных упругих напряжений в точках соприкосновения электродом с изделием. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения термо-ЭДС металлов и сплавов, содержащее корпус, блок с неподвижно установленными электродами, подключенными к измерительному прибору, и нагревателями и блок прижимовt2}. В данном устройстве температура нагреваемых концов электродов определяется косвенно, подрежиму работы нагревателей, тем самым не учитывается состояние электрода при наличии градиента температуры вдоль длины электрода (влияние неоднородности электрода, степени его загрязнения в процессе работы, пластической деформации). Таким образом, температура нагреваемых концов определяет-ся неточно, что ведет к увеличению погрешности измерения термЬ-ЭДС. Конструкция устройства не позволяет производить измерения на поверхности изделий, имеющих 9начителы«1е размеры и сложные конфигурации, нап ример, в случае измерения на деталях имеющих цилиндрическую или коническую форму. Цель изобретения - повышение то ности измерения. Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения тёрмо-ЭДС металлов и сплавов, содер:жащее корпус, блок с электродами и нагревателями и измерительный прибор дополнительно содержит две пленочные .термЬпары, блок с электродами и нагрввателями выполнен в виде дугообраз ного пружинящего элемента из даолект рического материала, на внешней пове ности которого размещены термопары, два одноименных электрода которых образуют цепь измерения термо-ЭДС исследуемого материала, а на внутрен ней поверхности над горячим спаем каждой термопары размещен нагревател причем дугообразный пружинящий элемент закреплен в корпусе, имеющем ограничительные выступы, а в качест ве нагревателя использован резистив ный пленочный нагреватель. Дугообразный пружинящий элемент имеет перфорацию, выполненну(й между нагревателями. На фиг. 1 схематично изображена конструкция предлагаемого устройства, на фиг. 2 - три проекции развертки дугообразного пружинящего эле мента. Устройство для измерения термо-ЭД металлов и сплавов содержит дугообра ный пружинящий элемент 1, выполненный из диэлектрического материала, например, из полиимида, укрепленный в отверстии корпуса 2, диаметр кото,рого меньше, ширины дугообразного пружинящего элемента. Корпус выполнен из изолирующего материала, например, эбонита. Выступы 3 корпуса 2 служат ограничителями при прижатии термоэлектродов к испытуемому материалу. На внешнюю поверхность дугообразного пружинящего элемента 1 нанесены электроды 4-7 пленочных термопар, образующие два горячих спая 8 и 9 а на внутреннюю - два резистивных пленочных нагревателя 10 и 11 с подводящими электродами 12. Дугообразный пружинящий элемент может содержать перфорацию 13 которая снижает взаимное тепловое влияние разистивных нагревателей через основу дугообразного пружинящего элемента. Устройство работает следующим образом. Резистивные нагреватели через ре гуляторы подключаются к источникам электропитания. С помощью регуляторов устанавливаются требуемые значения температур в зоне горячих спаев термопар. Электроды термопар подключены через коммутируюцее устройство к измерительному прибору. Коммутирующее устройство позволяет подклю1«1ть последовательно во времени группы электродов 4-5, 6-7 и 5-7 к измерительному прибору. Электроды Ц- и 6-7 Служат Для контроля температуры в местах контакта с испытуемым изделием, а электроды непосредственно используются для измерения термо-Эда, по величине которой анализируется химсостав и структура испытуемого материала. Предлагаемое устройство для измерения термо-ЭДС обеспечивает следующие преимущества, при которых повышается точность определения тормо-ЭДС за счет контроля температур в местах контакта измерительных электродов с испытуе йм изделием, кроме того конструкция устройства обеспечивает постоянство электрического и теплового контакта в процессе измерений за счет применения дугообразного пружинящего элемента и ограничительных выступов корпуса, вследствие чего достигается идентичность условий измерений. Кроме того, повышается экономичность устройства в виду того, что нагревательные резйстивные элементы расположены в непосредственной близости от зоны контакта. Устройство несложно в изготовлении , так как для его реализации используются групповые методы тонкопленочной технологии, позвопяюа е одновременно изготавливать большое количество практически одинаковых термочувствительных и нагревательных .элементов . Предлагаемое устройство компактно, так как размеры пленочных элементов находяуся в пределах 0,2-0,5 мм, что обеспечивает измерение структуры и химсостава материалов в областях локализованных в пределах долей миллиметра.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения термо-ЭДС металлов и сплавов, содержащее корпус, блок с электродами и нагревателями и измерительный прибор, отличающееся тем, что, с целью пбвышения точности измерений, оно содержит две пленочные термопары, блок с электродами и нагревателями выполнен в виде дугообразного пружинящего элемента из диэлектрического материала, на внешней поверхности которого размещены термопары, два одноименных электрода которых образуют цепь измерения термо-ЭДС исследуемого материала,, а на внутренней поверхности под горячим спаем каждой

термопары размещен нагреватель, причем дугообразный пружинящий элемент закреплен в корпусе, имеющем ограничительные выступы, а в качестве нагрвателя использован резистивный пле1НОЧНЫЙ нагреватель.

2. Устройство по п. Т , о т л ичающееся тем, что дугообраз ный пружинящий элемент имеет перфорацию, выпблненную между нагревателями .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Депель А.К. Дефектоскопия металлов. М., Металлургия, 1972,

с.217.

2.Авторское свидетельство СССР № 630568, кл. G 01 N 25/32, 1978.

Фиг.г