Устройство для определения содержания примесей в металлах и сплавах

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет -Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретенийи открытий 53) УДК 539.219.1, И. Власкзк изооретсция 71) Заявите; ТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯПРИМЕСЕЙ В МЕТАЛЛАХ И СПЛАВАИзобретение относится к технике анализаметаллов и сплавов,Известны устройства для определения содержания примесей в металлах и сплавах,основанные на измерении э,д.с. термопары,составленной из испытуемого образца и элемента сравнения, содержание примесей в ко.тором точно известно 1.11 оскольку величина термо-э.д,с. зависит также от разности температур концовобразца, в известные устройства для точногоподдержания этой разности либо вводят дополнительный рсгулирующий прибор, либоолин электронный прибор переключают поочередно на регулирование разности температур электродов и ца измерение термоэ.д.с. образца.В первом случае устройство громоздко, аво втором - измерения недостаточно точныеиз-за наличия коммутационных элементов. Вобоих случаях показания зависят от окружающей температуры, что делает необходимойрегулярную подстройку прибора по эталону,Наиболее близким техническим решениемк предложенному является устройство дляопределения содержания примесей в металлах и сплавах 121, содержащее холодный игорячий электроды, элементы сравнения, усилитель, электродвигатель и реохорд.Для снижения влияния колебаний окружающеи температуры элементы сравнения монтируются как в горячий, так и в холодный электрод и в момент измерения подключаются к электронному потенциометру последова тельно с испытуемым образцом. Эти же элементы сравнения используются и для поддержания разности температур холодного и горячего электродов, причем в момент измерения их цепь размыкается специальными О контактами.Основным недостатком этого устройстваявляется непосредственное измерение термоэ.д.с. для чего сигнал термо-э,д.с. подается через усилитель в диагональ моста, состояще- )5 го из реохорда ц нескольких образцовых резисторов, Питание моста осуществляется от стаоцлизированно. о источника напряжения.Любые температурные изменения в элементах схемы устройства, колебания напряжения 2 о источника питация, изменения переходных сопротивлений контактов, изменения температуры электродов - все это снижает точность измерения содержания примесей в металлах и сплавах.Целью изобретения является уменьшениегл .яиия колебаний разности температур электродов и температуры окружающей среды и упрощение электрической схемы.Для этого элементы сравнения подклюзп чены непосредственно к концам реохорда. ахо:содный и горячий электроды соединены через резистор эталонным проводником,На чертеже представлена схема предложенного устройства.Устройство для определения содержания примесей в металлах и сплавах содержит холодный 1 и горячий 2 электроды, между которыми зажимается испытуемый образесс 3; два элемента сравнения 4 и 5, имеющих тепловой и электрический контакт с горячим электродом и тепловой контакт с холодным электродом; эталонный проводник 6, в разрыв которого включен резистор 7; электронный усилитель 8, на выходе которого включен электродвигатель 9, кинематически связанный с движком реохорда 10, стрелкой 11 и кулачком 12, включающим контакты терморегулятора 13, подающего питание от трансформатора 14 на подогреватель 15, вмонтированный в горячий электрод.При включении устройства контакты 13 замкнуты и горячий электрод 2 разогревается. На элементах сравнения 4 и 5 появляются термо-э,д.с., разные по величине, так как эти элементы выполнены из сплавов с разным процентным содержанием примесей: один с минимальным, другой - с максимальным. Разница между ними определяет диапазон измерений содержания примесей в образсце.Сигнал термо-э,д.с. с элементов сравнения 4 и 5 подается на реохорд 10, в каждой точке которого появляется определенный потенциал относительно земли.На подвижный контакт рсохорда 10 через усилитель 8 подают сигнал термо-э.д.с, эталонного проводника, имеющего температурную зависимость иную, чем у элементов сравнения 4 и 5.Если потенсциал точки, в которой находится подвижный контакт реохорда 10, не равен величине термо - э. д. с. эталонного проводника 6, во входной цепи усилителя 8 появляется сигнал и электродвигатель 9 начинает перемещать движок по реохорду 10 до тех пор, пока потенциалы не уравниваются и сигнал на входе усилителя 8 не исчезнет. Кулачок 12 разомкцет контакты 13 и отключит нагреватель 15.Таким образом осуществляют регулирование разности температур холодного 1 и горячего 2 электродов.Если между электродами 1 и 2 зажимается образец 3, то своим весьма малым электрическим сопротивлением он шунтирует цепь эталонного проводника 6, и процесс регулирования температуры временно прекращается,Сигнал термо-элд. с образца 3 через, уси,литель 8 подается на подвижный контакт реохорда 10. Электродвигатель 9 перемещает движок реохорда 10 до тех пор, пока не найдет точку, потенциал которой равен термоэ. д. с. образца 3. При этом стрелка 11 на шка 5 10 5 20 25 зо 35 40 45 50 55 60.е;срибора покажет процентное содержание примеси в образце 3.Изменение разности температур электродов в широких пределах не сказывается на точности измерений, так как закон изменения термо-э.д.с. образца и элементов сравнения 4 и 5 одинаков. При колебаниях температуры все три тсрмо-э. д.с, изменяются пропорционально, в результате чего равновесие моста не нарушается и движок реохорда остается на месте.Цепь эталонного проводника 6 также не влияет на точность измерений, так как сопротивление резистора 7 взято в 100 раз больше сопротивления испытуемого образца (от 100 до 1000 осс).Исклсочение из схемы ряда элементов, в том чн ле и таких, параметры которых зависят от времени и температурных изменений, повышает надежность устройства и стабильность результатов измерений, упрощает его обслуживание, что, в свою очередь, повышает ескспрессность анализа,Удобство в обслуживании и обращении, простота схемы, отсутствие ручной подстройки и коммутасционных элементов источников питания позволяет повысить точность измерений и сократить нх длительность, а также снизить затраты на изготовление устройства. Ф орсм ул а и зобрете н ия Устройство для определения содержания примесей в металлах и сплавах, содержащее холодный и горячий электроды, элементы сравнения, усилитель, электродвигатель и реохорд, отличающееся тем, что, с целью уменьшения влияния колебаний разности температур электродов и температуры окружающей среды, а также упрощения электрической схемы, элементы сравнения подключены непосредственно к концам реохорда, а холодный и горячий электроды соединены через резистор эталонным проводником.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Отчет по НИР Ыо 72-7, номер государствен ной регистрации 72007129, Магнитогорского горно-металлургического института им, Г. И, Носова, Разработка и внедрение термоэлектрического метода определения содержания углерода в стали по ходу плавки, Магнитос орск, 1972.2. Евдокимов Л. С. и др. Повышение точности контроля содержания углерода в стали методом термо-э.д.с. Сб. Межвузовский выпуск 1, Министерство высшего и среднего образования РСФСР, Магнитогорский горно- металлургический институт имени Г. И, Носова. Магнитогорск, 1973, стр. 102 в 1, прототип.549723 509ЦНИИПИ Тиргис 1054комитета Совета Минпстретений и открытийРаушскаи наб д. 4/5 Изд.452 осударственного по делам из Москва, Ж, одпис п. Харьк. фил. пред. Патент Составитель С. БеловодченкоРеда ктс Т. Орловская Техре: И. Карандасвова Корректор В. Гутма