Высокотемпературный дилатометр

 

Изобретение относится к приборам для высокотемпературных исследований физических характеристик материалов. точнее, к устройствам для измерения температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР) в области температур 900-1900°С. Цель изобретения заключается в повьшении точности измерения при фотоэлектрической регистрации за счет исключения влияния отклонения держателя от вертикали. Устройство содержит камеру с опорной плитой, на которой посредством трубы крепится держатель образца, дополнительный локальный нагреватель, расположенный у основания трубки подвеса держателя, и балансир для вывешивания держателя относительно вертикали, 1 ил. о (3

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5D 4 6 01 Й 25/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

3(1 (2 "в г: «». и . 7

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4175403/24-?5 (22) 06.01.87 (46) 23,06.88. Вюл. № 23 (72) H.Ï.Ïîñíîâ (53) . 536.6 (088. 8) (56) Жук А. 3. и др. Лазерный температурный дилатометр, — Измерительная тез ника, 1986,¹ 10, с.32.

Поснов Н.Л. и др. Высокочастотньпi абсолютный интерференционный дилатометр ДИВА-1-Измерительная техника, 1979, ¹ 12, с.53-55. (54) ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ ДИЛАТОМЕТР (57) Изобретение относится к приборам для высокотемпературных исследований физических характеристик материалов, точнее, к устройствам для измерения температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР) в области температур 900-1900 С. Цель изобретения заключается в повышении точности измерения при фотоэлектрической регистрации за счет исключения влияния отклонения держателя от вертикали.

Устройство содержит камеру с опорной плитой, на которой посредством трубы крепится держатель образца, дополнительный локальный нагреватель, расположенный у основания трубки подвеса держателя, и балансир для вывешивания держателя относительно вертикали.

1 ил. 6

1404915

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при высоких температурах для измерения дифференциального температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР) твердых тел с высокой точностью для метрологических целей, а также при научных исследованиях.

Целью изобретения является повы- 10 шение точности измерения.

На чертеже схематически изображен дилатометр для высоких температур.

Дилатометр для высоких температур включает оптическую систему измерения 15 удлинения, смонтированную на массивном основании и жестко связанную с корпусом камеры 1. Оптическая система содержит источник 2 излучения, например гелий-неоновый лазер типа 20

ЛГ-52, диафрагму 3, расположенную.на выходе луча лазера,куб-делитель 4, интерферометр Физо, включающий две интерференционные пластины 5, например, из монокристаллического лейко- 25 сапфира с температурой плавления о

2080 С, между которыми установлен об- разец 6 с отверстием в центре для прохождения лучей. Регистрирующая система интерференционной картины со- 30 держит щель 7 и фотоприемник 8 типа

ФЭУ.

Интерферометр Физо и образец 6 размещены во внутренней полости 9 держателя 10 образца 6, исполненного в виде массивного блока, например, с наружными размерами 60х90 мм, с внутренней полостью 9, размерами 20х60мм, изготовленного из тантала и массой.

6 кг. Держатель 10 имеет отъемную бо- 40 ковую стенку 11 для установки образца

6, к нижней части держателя 10 крепится стержень-балансир 12 со смещенным центром, изготовленный, например, из вольфрама с возможностью вращения 45 вокруг своей оси, предназначенный для облегчения центровки системы при установке образцов в полость 9 держателя 10 образца.

Держатель 10 подвешен на тонкостенной трубке 13, например, с толщиной стенок 0,1 мм, длиной 250 мм, изготовленной из тантала. Трубка 13 прикреплена к опорной, плите 14, которая

55 установлена горизонтально на три выступа 15 камеры 1 дилатометра. В верхней части трубки 13 помещен локальный нагреватель 16, который охватывает трубку 13 и предназначен для создания теплового шарнира". Такая конструкция держателя 10, подвешенного на трубке, выполняя роль отвеса, автоматически стремится занять строго вертикальное положение. Держатель 10 помещен внутрь основного нагревателя 17.

Для подготовки дилатометра к работе держатель 10 извлекают из камеры с помощью известного подъемного устройства, отнимают боковую стенку держателя 10, в полость которого устанавливаются образец 6 и интерференционные пластины, затем осуществляют контроль за процессом уравновешивания держателя 10 с помощью балансира относительно вертикали путем

его перемещения до совпадения его вертикальной оси с осью проходящего через центр тяжести держателя.

Отъюстированный держатель 10 устанавливается внутрь камеры. Процедура контроля юстировки держателя 10 в рабочем положении осуществляется с помощью вспомогательного лазера (не показан). Луч вспомогательного лазера, выставленного строго вертикально

J с погрешностью 0,5, направляется на нижнее зеркало, находящееся во внутрейней полости держателя 10 на полированном дне. Отражаясь от зеркала, луч лазера попадает в контрольную точку. Затем система герметически закрывается, создается вакуум

-4

6 10 Па, дальнейшая настройка осуществляется после включения локального 16 и основного 1? нагревателей, при достижении температуры размягчения трубки 13 подвеса. Система может работать в вакууме и в среде с инертным газом.

Использование изобретения позволяет исключить разъюстировку системы измерения удлинения в процессе эксперимента и уменьшить погрешность в измерении удлинения, что повысит точность определения температурного коэффициента линейного расширения в стоградусном температурном интервале

-7 до значения 1,5 ° 10 К, что особенно важно при фотоэлектрической ре гистрации интерференционной картины.

ФормулаизобретенияВысокотемпературный дилатометр, включающий систему измерения удлинения образца со сквозным отверстием, з

14049 содержащую источник излучения, куб— делитель, интерферометр Физо и регистрирующее устройство, оптически связанные между собой, камеру с выступами на внутренней поверхности сте5 нок, размещенные внутри камеры опорную плиту с отверстием в центре, установленную горизонтально на выступах, трубку подвеса, верхний конец котот рдй жестко закреплен в отверстии опорной плиты, держатель, выполненный с внутренней полостью для образца и с соосным отверстием

4 опорной плиты отверстием в верхней своей части, в котором жестко закреплен нижний конец трубки подвеса, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения точности измерения, он дополнительно содержит локальный нагреватель, охватывающий трубку подвеса и жестко закрепленный у основания крепления трубки подвеса к опорной плите, а в нижней части держателя закреплен стержень-балансир с возможностью вращения вокруг своей вертикальной оси.

27