Оптический дилатометр Советский патент 1983 года по МПК G01N25/16 

(54) ОПТИЧЕСКИЙ ДИЛАТОМЕТР

Изобретение относится к низкотемпературной теплофизике, может быть использовано, при исследовании теплового расширения тверды, тел, преимущественно полимеров.

По основному, авт.св. № 914980 известен оптический дилатометр, предназначенный для измерения температурного коэффициента линейного расширения материалов в различных газовых средах или в вакууме, который, содержит герметичный кожух, на крышке которого находится плоский иллюминатор, а в полости размещен охлаждаемый экран, цилиндрическая кассета,, в ячейках которой установлены образцы с нанесенными на них реперными отметками, измерительный прибор, устройство для передачи вращения в вакуум и связанную с ним подпружиненную стойку с кронштейнами, расположенными с ней в одной плоскости, световоды, одни концы которых жестко связаны с кронштейнами стойки и распОг ложены своими торцами напротив реперных отметок образца, а другие концы своими торцами контактируют с плоскостью иллюминатора. Изменение длины образца при ступенчатом изменении температуры измеряется на

торце световода измерительной трубой как расстояние между переместившейся верхней реперной отметкой и нулевой отметкой, нанесенной на иллюминаторе l .

Недостатком известного устройства является относительно низкая точность измерений, что обуслов.пено следующими факторами. После устаtoновки образцов в ячейки кассеты производят. - захолаживание образцов до требуемой температуры, при этом в силу линейных деформаций кон-, структивных элементов кассеты и стой15ки с кронштейнами образуется зазор между торцами световодов и наружной поверхностью образцов, величина которого пропорциональна перепаду температур, считая от комнатной.

20 Увеличение вышеуказанного зазора приводит к нечетности передаваемого на вторые торцы световодов изображения реперных отметок образцов (изображение становится двойным и

25 расплывчатым), что приводит при измерении относительного удлинения ;Образца к появлению ошибок определения положения реперных отметок, а ЭТО, в свою очередь, снижает точ30 (ность проводимых измерений.

Цель изобретения - повышение точности измерений путем исключения зазора между торцами световодов и образцами.

Цель достигается тем, что в оптическом дилатометре подпружиненная стойка с кронштейнами снабжена дополнительным кронштейном, на которо установлен постоянный магнит, выполненный в виде призмы, обращенной ребром к одной из ячеек кассеты, каждаяИЗ которых снабжена обоймой для образца, жестко связанной со стержнем из магнитомягкого материала, установленного параллельно ребру призмы.

На фиг.1 изображен предложенный оптический дилатометр, разрез на фиг.2 - вид А на фиг.1; на .фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1.

Оптический дилатометр состоит из снабженного патрубком откачки 1 и съемной крышкой 2 с плоским иллюминатором 3 герметичного кожуха 4, в полости которого размещены охлаждае ый экран 5 в виде кольцевой цилиндрической ванны, сообщенная с вводами 6 охлаждения и терморегулирвания цилиндрическая кассета 7, в ячейках которой установлены образцы 8 с нанесенными на них реперными отметками 9, устройство для передачи вращения в вакуум 10, связанная с ним стойка 11 с кронштейнами 12, два световода 13, одни из концов которых жестко связаны с кроштейнами 12 и расположены своими торцами против реперных отметок 9, а другие концы своими торцами контактируют с плоскостью иллюминатора 3. В ячейках кассеты установлены штри 14, а. образцы 8 выполнены в виде полых цилиндров и установливаются коаксисшьно штырям с зазором. Стойка 11 подпружинена пружиной 15 и опрается на регулировочный винт 16. На крышке 2 установлена измерительная оптическая труба 17, жестко связанная с плоским иллюминатором 3. На плоскости иллюминатора 3 нанесена нулевая отметка, проходящая через центры торцов световодов 13. Стойка 11 снабжена дополнительным кронштейном 18, на конце которого установлен постоянный магнит 19, выполненный в виде призмы, обращенной своим ребром к образцу 8. Каждая из ячеек кассеты снабжена обоймой 20, которая представляет собой жесткую опору 21, на концах которой закреплены тонкостенные гильзы 22, диаметр которых больше наружного ; диаметра образцов. Каждая из обойм снабжена стержнем 23, выполненным из магнитомягкого материала и установленным параллельно ребру постоянного магнита 19.

При сборке дилатометра постоянный магнит 19 устанавливают таким образом, чтобы между ним и стержнями 23 существовал гарантированный зазор при любом положении обойм 20.

При проведении измерений удлинения образцов вращением стойки 11

0 устанавливают световоды 13 против реперных отметок, при этом постоянный магнит 19, имея на своем ребре наибольший градиент напряженности магнитного поля, притягивает к себе

5 стержень 23. Стержень 23 перемещается в направлении ребра магнита 19, увлекая с собой обойму 20, которая своими гильзами 22 поджимает образец к торцам световодов 13, обеспечивая при этом четкость передаваемого по световодам изображения реперных отметок.

При дальнейшем вращении стойки 1 постоянный магнит 19 выходит из зоны магнитного взаимодействия со стержнем 23, а поскольку он выполнен из магнитомягкого материала, то остаточная намагниченность в нем составляет небольшую величину, поэтому при дальнейших переходах на новые температурные режимы остаточное поле не оказывает заметного влияния на положение обоймы с заключенным в нем образцом.

Таким образом, предложенная сово5 купность признаков позволяет исключить зазор между торцами световодов и реперными отметками образцов, что повышает точность измерений коэффициентов линейного расширения образ0 цов материалов.

Формула изобретения

Оптический дилатометр по авт.

св. №914980, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности измерений, подпружиненная стойка с кронштейнами снабжена дополнительным кронштейном, на котором установлен постоянней магнит, выполненный в виде призмы, обращенной ребром к одной из ячеек кассеты, каждая из которых снабжена обоймой

ДЛЯ Образца, жестко связанной со стержнем из магнитомягкого материала, установленным параллельно ребру призмы.

Источники информации, принятые во вн21мание при экспертизе 1. Авторско ё свидетельство СССР 914980, кл. G 01 N 25/16, 25.08.80.