Весы для термических исследований

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 4638206/24-10 (22) 16,01.89 (46) 23,12.90. Бюл. Ь 47 (71) Ленинградский политехнический институт им. М.И. Калинина (72) А,Я. Шенфельд, В.А. Кандрикина и Ш.М, Рафиков (53) 681,269 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР Я 239600, кл. 6 01 6 7/04, 1969.Авторское свидетельство СССР М 614334, кл. 6 01 8 23/36, 1978. (54) ВЕСЫ ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ (57) Изобретение относится к технике точного измерения массы, а именно к лабораторным весам . с автоматическим уравновешиванием и регистрацией изменений массы во времени. Цель изобретения - повышение точности путем создания одинакового теплового поля для исследуемого образца и образца-свидетеля и повышения37 Ы Ы, 1615567 степени симметрирования плеч коромысла от тепловых нагрузок. Весы содержат основание 3, опорный узел 2, равноплечее коромысло 1, шарнирно закрепленные на нем измерительную 12 и тарировочную 13 подвески для исследуемого образца 23 и образца-свидетеля 24, систему автоматического уравновешивания коромысла 1 и нагревательное устройство (печь) 25, Подвески 12 и 13 снабжены горизонтальными стержнями 15 и 16 с противовесами 28 и 29 на наружных концах 26 и 27 и держателями 21 и 22 на внутренних концах 17 и 18, шарнирно закрепленных параллельно друг другу на малом расстоянии и помещенных вместе с исследуемым образцом 23 и образцом-свидетелем 24 в одно и то же нагревательное устройство 25, Кроме того, измерительная подвеска 12 снабжена системой силового уравновешивания боковых смещений, а тари ровочн ые подвески - дополнительным противовесом 41, 1 ил.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к технике точного измерения массы. а именно к лабораторным автоматическим весам для малыхнагрузок, в частности для термогравиметрических исследований потерь массы при различных физико-технических воздействиях(тепло, магнитные поля и т.д,).Цель изобретения - повышение точности, осуществляемое за счет создания одинакового теплового поля для исследуемогообразца и инертного образца-свидетеля иповышения степени симметрирования плечкоромысла от тепловых нагрузок.На чертеже представлена конструктив: ная схема весов для термических исследований.Равноплечее коромысло 1, установлен, ное на опорном узле, например на торсио, нах 2, закрепленных на основачии 3,снабжено "флажком" 4 датчика.5 разбалан са, фиксирующего угол р заполнения коромысла 1, Датчик 5 разбаланса подключенчерез усилитель 6, создающий компенсаци онный ток 1 к 1, к компенсаторам 7 и 8 и копорному резистору 9, Коромысло 1 такжеснабжено концевыми шарнирами 10 и 11, накоторых закреплены измерительная 12 и тарировочная 13 подвески, снабженные магнитами 14, создающими силовыеуравновешивания Г 1 и Р 2,Подвески 12 и 13 снабжены горизонтальными стержнями 15 и 16, установленными перпендикулярно их осям Оз-О 4 иОБ-Ов, на внутренних концах 17 и 18 которых, ориентированных к центру коромысла1, на шарнирах 19 и 20 закреплены параллельно друг другу на малом расстоянииЛ дополнительные вертикальные держатели 21 и 22 соответственно для исследуемогообразца 23 и инеотного образца-свидетеля24 погруженных в одно и тоже нагревательное устройство 25 (печь), помещенное поцентру коромысла 1, Расстояние Л выбирается порядка 5-10 мм.На внешних, ориентированных наружу,концах 26 и 27 горизонтальных стержней 15и 16 закреплены регулируемые противовесы ы 28 и 29, перемещаемые по горизонтали,Катушка 30 установленная вокруг магнита14 тарировочной подвески 13, подключеначерез регулятор 31 тока к источнику 32, создающему тарировочный ток 1Гайка 33 служитдля регулировки чувствительности коромысла 1 по углу р, а вакуумнаякамера 34 - для создания необходимого разрежения, Регистратор 35, подключенный копорному резистору 9, служит для измерениятОКа 1 к 1. ПрОПОрцИОНаЛЬНОГО ПОтЕрЕ МаССЫЛгп иссгедуемого образца 23 при нагреве. Измерительная подвеска 12, кроме того, дополнительно снабжена "флажком" 36 датчика 37 боковых смещений е и подвижной частью, например магнитом 38 компенгатоРа 39, на котоРый поДаетсЯ ток к 2 от усилителя 40, подключенного к датчику 37 боковых смещений е, "Флажок" 36 и компенсатор 39 вместе с подвижной частью размещены в плоскости коромысла 1, в которой происходит угловой разворот измерительной подвески 12 на концевом шарнире 10 кооомысла 1. Тарировочная подвеска 13 дополнительно снабжена противовесом 41, уравновешивающим нагрузку коромысла 1 о г "флажка" Зб и подвижной части 38 ксмпенсатора 39. Измеритель 42 тока, включенный последовательно с компенсатором 39, служит дл я контроля тока 1 к 2,Вспомогательные элементы весов (в том числе арретиры подвесок, крючки для навески грузов, сигнальн 1 е устройства и пр.) не показаны.Устройство работает следующим образом,В исходном положении на допслнительные вертикальные держатели 21 и 22 устанаьливаются (подвешиваются) исследуемый образец 23 и равный ему по массе и по объему инертный образец-свидетель 24, изготовленный, например, из титана или платины, противовесы 28 и 29 перемещаются вдоль горизонтальных стержней5 и 16 до тех пор, пока измерительная и тарировочная подвески 12 и 13 не зэймуг вертикальное положение, После этого включается в работу вакуумная камера 34 и производится начальное тарирование коромысла 1 путем подачи тока 0 от регулятора 31 при контРоле нУлевых значений токов 4 и 1 к 2 по регистратору 35 и по измерителю 42 тока, Ь = 1 и к 2 = О.Затем включается в работу нагревательное устройство 25 и происходит изменение Лп массы п 1 исследуемого образца 23, например ее деструкция. В результате потери массы Лгп происходит разбаланс коромысла 1 на угол р, в результате чего "флажок" 4 поворачивается на такой же угол, и датчик 5 разбаланса вырабатывает электрический сигнал Л О 1, который усиливается в усилителе б и в виде тока 1 к 1 подается в компенсаторы 7 и 8, создающие силовые уравновешивания Р 1 и Р 2 подвесок 12 и 13 и коромысла 1, уменьшая угловое заклонение ЮЮ ООтсчет величины изменения массы Л в ведется по .оказаниям регистратора 35 по формулеЬч= К, 1 к 1,1615567 Составитель М. ЖуковТехред М,Моргентал Корректор Л, Пилипенко Редактор Е, Папп Заказ 3980 Тираж 422 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 где К - масштабный коэффициент.Необходимая подстройка значения К производится при градуировании весов путем регулировки напряжения ЛОоп, снимаемого с опорного резистора 9,Дополнительно к указанному измерительная подвеска 12 испытывает вследствие потери части массы Л в исследуемого образца 23 "паразитное" боковое смещение иа угол я, которое передается иа "флажок 36 и вызывает появление электрического сигнала Л 02 на датчике 37 боковых смещеНий е, который после усиления в усилителе 40 в виде тока 1 К 2 поступает в компенсатор 39. Последний в результате взаимодействия со своей подвижной частью 38 возвращает ее вместе с измерительной подвеской 12 в исходное положение, когда е - О,Таким образом, в результате электросилового уравновешивания коромысло 1 и подвески 12 и 13 возвратились в исходное уравновешенное состояние, при котором коромысло 1 горизонтально, подвески 12 и 13, а также держатели 21 и 22 вертикальны, а исследуемый образец 23 и инертный образец-свидетель 24 находятся в одной и той же области теплового поля одного и того же нагревательного устройства.В результате использования предлагаемых конструктивно-схемных решений в весах, отличающихся от известных в технике, имеется возможность получить высокую точность и стабильность во времени при исследовании изменений массы покрытий, 5 наполиителей, пленок и других аналогичныхматериалов при физико-технических воздействиях на них (тепло, холод, излучения, магнитные поля и пр.) в условиях вакуума,10 Формула изобретенияВесы для термических исследований,содержащие двуплечее коромысло, на плечах которого шарнирно закреплены две вертикальные подвески, два держателя для 15 исследуемого образца и образца-свидетеля,печь и систему автоматического уравновешивания, связанную с коромыслом и подключенную к регистратору, о т л и ч а ю щ ие с я тем, что, с целью повышения точности, 20 в них введены два горизонтальных стержняс установленными на одних концах противовесами, закрепленные на первых концах подвесок, а также дополнительный противовес и дополнительная система автоматиче ского уравновешивания, связанные свторыми концами подвесок соответственно, при этом другие концы стержней обращены друг к другу и шарнирно связаны с держателями, размещенными во внутрен ией полости печи.