Дилатометр

(5) 0 01 Н 25/";6 ЗОБ П ТЕН ТЕЛ ЬСТ К АВТОРСКОМ ое констго прибоградский,ие своиства ургия, 1980,ес лл СС 5 ласти тепл именно к о реватель образца и атуры, два толкателя ми и из идентичных ы толкателей распоателя и предназнатрольными точками ведены за пределы ь изменения расстоми точками толкатевателя. клада сши, равз а; ораинебра цикает эа ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Государственное специалрукторское бюро теплофиэичеростроения(57) Изобретение относится к обвых испытаний материалов, а е относится к области тепий материалов, а именно, к омет ических изме ений Изобретениловых испытанобласти дилат р р твердых тел,Известен дилатометр, в котором для передачи изменения расстояния между контрольными точками образца к индикатору перемещения используется система иэ коаксиальных элементов - стакана, на дно которого устанавливается образец и толкателя, опирающегося на торец образца.Недостатком этого устройства является значительная погрешность, обусловленная разным термическим расширением элементов указанной кинематической системы: внешний стакан имеет температуру, отличную от температуры введенного в него толкателя; это объясняется неидентичностью условий их теплообмена с окружающей средой и неидентичностью геометрических факторов..Я 2 1778655 А 1 ласти дилатометрических измерений. Цель изобретения - повышение точности эа счет уменьшения влияния термического расширения толкателей на результаты измерений, Дилатометр включает нагреватель образца, измеритель его температуры, два толкателя из идентичного материала, одни концы которых расположены внутри нагревателя и контактируют с образцом, а другие выведены за пределы нагревателя, и измеритель перемещений, При этом толка- тели выполнены равной длины и снабжены осями поворота, параллельными между собой и перпендикулярными линии между контрольными точками образца. 2 з.п, ф-лы, 2 Ближайшим по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому техническим решением является дилатометр, включающий наг измеритель его темпер с идентичными сечения материалов, одни конц ложены внутри нагрев чены для контакта с кон образца, а другие вы нагревателя,измерител яния между контрольнь лей за пределами нагре Недостатком устройства-прототипа я ляется ограничение точности за сч в результат измерения термическо рения одного из толкателей на дл ной контролируемой длине о дополнительная погрешность воз ет неравенства температур двух толкатлей иэ-за различия их геометрических характеристик (отличия их по длине).Цель данного. изобретения - повышение точности за счет уменьшения влияния термического расширения толкателей на результаты измерений.Устройство позволяет за счет исключения вклада в результат измерения расширения части одного из толкателей повысить точность измерений,Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена общая кинематическая схема устройства; на фиг. 2 - ее вариант.В устройстве на основание 1 (см, фиг. 1) опираются идентичные толкатели 2 и 3. Толкатели 2, 3 сочленены с опорными элементами 4 посредством осей поворота "А", перпендикулярных плоскости чертежа, Опорные элементы 4 выполнены с возможностью перемещения по основанию 1 посредством корректоров 5, Между концами толкателей 2, 3 помещен испытуемый образец б; он контактирует с толкателями в точках "Б".Образец 6 и примыкающие к нему части толкателей 2, 3 размещены внутри нагревателя 7 (показан пунктиром). Температура образца б измеряется измерителем 8. Измеритель перемещения 9 фиксирует изменение расстояния между контрольными точками толкателей "В", Ограничитель 10 лимитирует перемещения толкателей 2 и 3. Пружина 11 обеспечивает однозначное положение толкателя 2 за счет его контакта с ограничителем, Пружина 12 удерживает толкатель 3 в рабочем положении, но не препятствует его перемещению при термическом расширении образца 6 (между ограничителем 10 и толкателем 3 сохраняется зазор), Точки "Б" лежат на прямых линиях, соедин я ющих точки "А" и "Б".Устройство работает следующим образом, Образец б вводится внутрь нагревателя 7 и фиксируется между толкателем 2, 3 с контактом с ними в точках "Б". Перемещением опорных элементов 4 корректорами 5 обеспечивается такое положение толкателей 2, 3, при котором в момент измерения линии "АБ" перпендикулярны линии "ББ", Нагревателем 7 задается, а измерителем 8 контролируется начальная температура испытания. Измеритель перемещения 9 фиксирует показание, соответствующее начальной температуре испытания (или выводится на нулевое значение этого показания), Задается конечная температура испытания, отличающаяся от начальной на заданную величину и фиксируется приращение показаний измерителя перемещения10 50 55 15 20 25 30 35 40 45 9, Изменение длины образца б, соответствующее заданному изменению температуры равно изменению расстояния между точками "В" помноженному на отношение отрезка "АВ" к отрезку "АВ". Это отношение всегда меньше единицы при взаимном расположении точек "А", "Б", "В", представленном на чертеже, однако, оно может быть и больше единицы, если взаимное расположение точек "А", "Б", "В" соответствует схеме фиг, 2, причем длина отрезков "АВ" больше длины отрезков "АВ". Возможнотакже осуществление измерений в динамическом температурном режиме.Повышение точности в предложенном устройстве по сравнению с устройством- прототипом достигается благодаря исключению вклада в результат измерения расширения части одного из толкателей 2, 3, равной длине образца б, а также вклада за счет неравного нагрева двух толкателей 2, 3 различной длины, Дополнительное повышение точности обеспечивается возможностью обеспечения взаимной перпендикулярности (или приближения к ней) за счет перемещения осей поворота толкателей 2, 3: при этом минимальны поправки в приведенное выше расчетное соотношение. Кроме того, повышение точности обусловлено размещением на одной линии оси поворота, точки контроля перемещения образца 6 и точки контроля толкателя; при этом исключается отклонение от расчетного соотношения за счет термического расширения толкателей в поперечном направлении.При реализации устройства может использоваться любой известный индикатор перемещения - индукционный, емкостной датчики, механотрон и др. Для рабочих температур до 700-800 С толкатели могут быть выполнены из кварца (конструкционного материала с малым ТКЛР), При более высоких температурах целесообразно выполнение их составными; из жаростойкого материала в зоне высоких температур (керамика и др.) и из кварца в температурной зоне менее 700 - 800 С. Формула изобретения 1. Дилатометр, включающий нагреватель образца, измеритель его температуры, два толкателя из идентичных материалов с идентичными сечениями, одни концы которых расположены внутри нагревателя и предназначены для контакта с контрольными точками образца, а другие выведены за пределы нагревателя, и измеритель изменения расстояния между контрольными точками толкателей за пределами нагревателя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью, 9 ЪГ,Составитель Д. ТайцРедактор Техред М.Моргентал Корректор С, Патрушева каз 4189 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 й комбинат "Патент", г. Уж.Гагарина, 10 оизводственно-издател повышения точности за счет уменьшения влияния термического расширения толкателей на рвзультаты испытаний, толкатели выполнены равной длины и снабжены осями поворота, параллельными между собой и 5 перпендикулярными линии между контрольными точками образца, при этом контрольные точки толкателей расположены на равных расстояниях от контрольных точек образца. 10 2. Дилатометр по и. 1, ол и ч а ю щ и йс я тем, что он выполнено с возможностью перемещения осей поворота толкателей в направлении измеряемого изменения размера образца,З,Дилатометрпоп,1,отлича ющи йс я тем, что контрльная точка толкателя лежит в плоскости, проходящей через ось поворота и его точку, предназначенную для контакта с контрольной точкой образца,