Термоэлектрическое устройство для контроля металлов и сплавов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союэ СоеетскнтСоциаинстнческихРесин ублнк рц 949453(23) ПриоритетОпубликовано 070832, Бюллетень М 929Дата опубликования описания 07.08.82 151 М. Кп,з С 01 Ы 25/32 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий(72) Авторыизобретения А.А.Лухвич, И,И.Недбальский и В.И.Шарандоэи.,ел физики нера з рушающего ко н тро АН Белорусской ССР 71) Заявите(54) ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВ ДЛЯ КОНТРОЛЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВ т э л Изобретение относится к области неразрушающего контроля, а именно к приборам, предназначенным для определения химсостава и структуры металлов и сплавов по величине термо- ЭДС и может быть использовано в ме.таллургической и машиностроительной промышленности для контроля качества продукции.Известно термоэлектрическое устройство для контроля металлов и сплавов, содержащее два электрода, один из которых нагревается нагревателем, и измерительный прибор 1Недостатком этого устройства является зависимость разности температур между холодным и горячим электродами от температуры окружающей среды и от колебаний температуры холодного электрода, что приводит к изменению термо"ЭДС в измерительной цепи и снижению точности измерений. К такому же результату приводят неконтролируемые в процессе работы перепады температуры в местах соединения электродов с проводами.Наиболее близким к изобретениюехническим решением является термолектрическое устройство для контроя металлов и сплавов, содержащее холодный и горячий электроды, нагревательный элемент, расположенныйна горячем электроде, измеритель термотока, подключенный к соединительным проводам, и дифференциальнуютермопару, включенную между горячими холодным электродами и связаннуюсо схемой терморегулирования. Схематерморегулирования поддерживает между электродами постоянную разностьтемператур, что повышает точностьизмерения, влияние на результат измерения случайных термо-ЭДС, возникающих при перепадах температуры 15 в местах соединения разнородныхметаллов, устраняется выполнениемэлектродов и соединительных проводов из одного и того же материала 2Однако связь контактов термодатчика (спаев термопары) с электродамизатрудняет перемещение последних впроцессе работы и оказывает такимобразом влияние на степень прижимамежду электродами и контролируемым 25 изделием. Сами ветви термопары придвижении электродов подвергаютсямеханическим нагрузкам и могут выходить из строя, 11 ри перемещенииэлектродов, а также их замене могут 30 измениться условия теплопередачин местах контакта, что приводит кнарушению терморегулиронания. Вконечном счете снижается надежностьустройства и точность измерений.Цель изобретения - повышение надежности устройства и точности измерений,Поставленная цель достигаетсятем, что в термоэлектрическом устройстве для контроля металлов исплавов, содержащем два электрода, 10соединенные с измерителем термо-ЭДС,нагревательный элемент, дифференци"альную термопару и соединенную с нагревательным элементом и термопаройсхему терморегулирования, электроды 15помецены в отдельные металлическиеблоки, к которым подведены спаи термопары, а места соединений электродони термопары помещены н металлическийблок, отдельный от первых двух, приэтом нагревательный элемент вставленвнутрь одного из блоков электродов.На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.Устройство содержит электроды 1и 2, покрытые электроизоляцией и помещенные н металлические блоки 3 и4. Электроды соединены проводами сизмерителем 5 термо-ЭДС. С блоками3 и 4 соединены спаи дифференциальной термопары б. Концы термопары спомоцью проводов подключены к схеме7 терморегулирования, к которой подключен также нагревательный элемент8, расположенный н металлическомблоке 4. Соединение электродов и 35термопары с проводами электроизолированы и помецены н металлическийблок 9. Блохи 3, 4 и 8 установленынеподвижно в корпусе 10. Электродыподпружинены пружинами 11. 40 Устройство работает следуюцим образом. Нагревательный элемент 8 разогре вает металлический блок 4. Термопара б подает на схему 7 терморегулирования ЭДС, пропорциональную разности температур между блоками 3 и 4. При этом схема терморегулиронания задает режим работы нагревательного элемента, при котором между блоками 3 и 4, а, следовательно, и между размеценными в них электродами 1 и 2 поддерживается постоянная заданная разность температур. Устройство прижимают окончаниями электродов 1 и 2 к поверхности контролируемого иэделия, при этом электроды перемешаются н блоках 3, 4 и 9 и после упора корпуса 10 в поверхность изделия получают 6 О постоянный контакт с иэделием, поддерживаемый пружинами 11. Измеритель 5 термо-ЭДС фиксирует термо-ЭДС, по величине которой судят о химсоставе и структурв контролируемого изделия, 65 В предложенном устройстве термопара не подвергается воздействию мвханических нагрузок и не создает препятствия перемещению электродов, оиа имеет постоянный тепловой контакт с блоками 3 и 4 и обеспечивает поддержание между ними постоянной разности температур, Этот контакт не изменяется также при замене электродаЗа счет высокой теплопроводности металлического блока 9 создавтся одинаковая температура в соединениях электродов с проводами. При этом температура блока 9 может быть любой (например, следовать за изменениями температуры комнаты) - возникаюциа в соединениях термо-ЭДС, вызванные различием находящихся в контакте металлов, направлены всегда навстречу друг другу и взаимно компенсируются.Помещение нагревательного элемента внутрь нагреваемого блока повышает вго КПД и уменьшает нагрев окружающих деталей рассеянным теплом.Время замены нагревательного элемента определяется секундами, что позволяет обеспечить непрерывность работы устройства.Таким образом, повышена надежность устройства и точность измерений. При этом возможно также достижение таких преимуцеств как уменьшение габаритов, возможность выполнения устройства н виде выносного датчика, работающего в стабильном температурном режиме и связанного с ним кабелем блока терморегуляции и измерения термо-ЭДС, Упроцается обслуживание и ремонт. Формула изобретенияТермоэлектрическое устройство дляконтроля металлов и сплавов, содержащее два электрода, соединенные сизмерителем термо-ЭДС, нагревательный элемент, дифференциальную термопару и соединенную с нагревательнымэлементом и термопарой схему терморегулирования, о т л и ч а ю щ е ес .я тем, что, с целью повышения надежности устройстна и точности измерений, электроды помещены в отдельные металлические блоки, к которымподведены спаи термопары, а местасоединений электродов и термопарыпомещены н металлический блок, отцельный от первых двух, при этомнагренательный элемент вставленвнутрь одного из блоков электродов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Акимов Р,В., Певзнер Л.Е. Термоэлектрический метод рассортиронкисталей, Заводская лаборатория, 1939,Ч 1, с, 1273,2. Авторское свидетельство СССР9345426, кл. С 01 Х 27/14, 1969949453 оставитель И,Меньшенинаехред Т,Маточка Корректор В,Бутя едактор а аказ 5734/29ВНИ оектная, 4 ал ГП Тираж 887 И Государственного комит делам изобретений и откр осква, Ж, Раушская на