SU1196744A1

SU1196744A1 - Dilatometer

Info

Publication number: SU1196744A1
Application number: SU823417957A
Authority: SU
Inventors: Андрей Зиновьевич Жук; Вячеслав Александрович Петухов; Виталий Яковлевич Чеховский
Original assignee: Институт высоких температур АН СССР
Priority date: 1982-03-29
Filing date: 1982-03-29
Publication date: 1985-12-07

Abstract

ДИЛАТОМЕТР, содержащий блок развертки и расположенные последовательно по оптической оси рсветитель образца, нагревательную камеру дл образца, проекционный оптичес ,кий блок и фотоприемник, систему измерени температуры и регистрирующую с.истему, отличающийс тем, что, с целью повьшени точности, расширени пределов рабочих температур и упрощени конструкции , он дополнительно содержит эталон , выполненный в виде пр моугольной диафрагмы, центр отверсти которой расположен с центром образца на одной оптической оси, а линии контура отверсти параллельны контуру поперечного сечени образца и образуют между собой зазор, светофильтр , расположенный между образцом и фотоприемником, причем нагревательна камера установлена непосредственно после диафрагмы по ходу лучей, осветитель образца и блок развертки совмещены в едином блоке п в виде лазерного сканатора, согласованного с полосой I пропускани светофильтра, а регистрирующа система выполнена в виде двух часто§ томеров, подключенных к фотоприемнику .A DILATOMETER containing a scanner and a sample lighter located sequentially along the optical axis, a sample heating chamber, a projection optical unit, a cue block and a photo-receiver, a temperature measurement system and a recording system, characterized in that, in order to improve the accuracy, to expand the limits of operating temperatures and simplify the design, it additionally contains a standard, made in the form of a rectangular diaphragm, the center of the aperture of which is located with the center of the sample on one optical axis, and the contour line and the holes are parallel to the cross-sectional contour of the sample and form a gap between them, a light filter located between the sample and the photodetector, the heating chamber is installed directly after the diaphragm along the rays, the sample illuminator and the scanner are combined in a single unit n in the form of a laser scanner matched with a band The first transmission of the light filter, and the recording system is designed as two frequency meters connected to the photodetector.

Description

Изобретение относится к теплофизике, в частности к дилатометрии, и может быть использовано в научных исследованиях, электровакуумной промышленности, приборостроении, металлургии, энергетике.The invention relates to thermophysics, in particular to dilatometry, and can be used in scientific research, the electric vacuum industry, instrumentation, metallurgy, energy.

Целью изобретения является повышение точности, расширение пределов рабочих температур и упрощение конструкции.The aim of the invention is to increase accuracy, expand the limits of operating temperatures and simplify the design.

Цель достигается за счет ряда эффектов. Исключается влияние излучения элементов конструкции и образца на показания фотоприемника. Исключается зависимость уровня сигнала фотоприемника от температуры .образца. Устраняется влияние нестабильности и неравномерности развертки сканатора на длительность сигнала фотоприемника. Исключается операция получения изображения образца и устраняются связанные с этим погрешности, а также не используется ряд деталей, предназначенных для получения изображения.The goal is achieved through a number of effects. The influence of radiation from structural elements and the sample on the readings of the photodetector is excluded. The dependence of the signal level of the photodetector on the temperature of the sample is excluded. The influence of the instability and unevenness of the scanner sweep on the duration of the photodetector signal is eliminated. The operation of acquiring the image of the sample is excluded and the errors associated with this are eliminated, and a number of parts intended for obtaining the image are not used.

На чертеже изображена схема дилатометра.The drawing shows a diagram of a dilatometer.

Дилатометр содержит нагревательную камеру 1 для образца 2, систему 3 измерения температуры, расположенные последовательно по оптической оси эталон 4, выполненный в виде прямоугольной диафрагмы, центр отверстия которой расположен с центром образца на одной оптической оси, а линии контура отверстия параллельны контуру сечения образца, перпендикулярному оптической оси, и образуют между собой зазор, лазерный сканатор 5, совмещающий в себе функции осветителя образца и блока развертки, проекционный оптический блок, выполненный в виде собирающей линзы 6, узкополосный светофильтр 7, полоса пропускания которого совпадает с рабочей длиной волны лазерного·сканатора, фотопрцемник 8, а также регистрирующую систему в виде двух частотомеров 9 и 10, которые электрически связаны с фотоприемником.The dilatometer contains a heating chamber 1 for sample 2, a temperature measurement system 3 arranged in series along the optical axis, reference 4, made in the form of a rectangular diaphragm, the center of the hole of which is located with the center of the sample on one optical axis, and the hole contour lines are parallel to the sample cross section perpendicular to optical axis, and form a gap between them, a laser scanner 5, combining the functions of a sample illuminator and a scanner, a projection optical unit made in the form of collecting th lens 6, narrowband filter 7, whose transmission band matches the operating wavelength of the laser · Coordinate Scanning Devices, fotoprtsemnik 8 as well as the recording system in the form of two frequency counters 9 and 10 which are electrically connected to the photodetector.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Образец 2 помещается в нагревательную камеру 1 и нагревается до температуры Т_п , определяемой с поВНИИПИ Заказ 7557/41 Tjipa_x896 Подписное____Sample 2 is placed in the heating chamber 1 and heated to a temperature T _p , determined with VNIIIPI Order 7557/41 Tjipa_x896 Signed ____

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4Branch of the PPP Patent, Uzhgorod, Project 4,

1196744 2 мощью системы 3 измерения температуры. Луч лазерного сканатора 5 перемещается по образцу 2 и эталону 4, причем направление перемещения совпадает с направлением измерения температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР). При перемещении луч проходит через зазор между образцом и эталоном и с помощью собирающей линзы 6 направляется через светофильтр 7 на фотоприемник 8., который пропускает только луч лазерного сканатора 5. Частотомер 9 измеряет время (^τ ₀5ρ ) движения луча между контурами поперечного сечения образца, а частотомер 10 - время ( ) движения луча между линиями контура отверстия прямоугольной диафрагмы, являющейся эталоном 4. Затем образец нагревается до температуры и измеряется время движения луча между контурами поперечного сечения образца ' ( Г- ^Т2 Λ при температуре Т₂ и время k ^u jt ) движения луча между линиями контура отверстия прямоугольной диафрагмы при температуре Т₂.1196744 2 by the power of temperature measuring system 3. The beam of the laser scanner 5 moves along the sample 2 and reference 4, and the direction of movement coincides with the direction of measurement of the temperature coefficient of linear expansion (TEC). When moving, the beam passes through the gap between the sample and the standard and, using a collecting lens 6, is directed through the filter 7 to the photodetector 8., which passes only the beam of the laser scanner 5. Frequency meter 9 measures the time ( ^τ ₀ 5ρ) of the beam’s movement between the cross sections of the sample, and frequency counter 10 - time () of the beam between the contour lines of the hole of the rectangular diaphragm, which is the standard 4. Then the sample is heated to a temperature and the time of the beam between the contours of the cross-section of the sample is measured ( ^Г-Т 2 Λ at a temperature of T ₂ and time k ^u jt) of the beam between the contour lines of the opening of a rectangular diaphragm at a temperature of T ₂ .

Средний ТКЛР между температурами Т₂ и Т, (Л по формуле может быть вычислен г* обр л“ ί =.—~ ΐ^τ1 s;The average LTEC between temperatures T ₂ and T, (L by the formula can be calculated r * arr l “ί = .— ~ ΐ ^τ 1 s;

«бр ν 1 эт в данном дилатометре"Br ν 1 floor in this dilatometer

Создание положительных эффектов, заключающихся в исключении влияния излучения элементов, конструкции и образца, в устранении зависимости уровня сигнала фотоприемника от температуры образца и исключении операции получения изображения обеспечивается всеми элементами за исключением 5Q эталона и двух частотомеров, эти элементы совместно с лазерным сканатором, собирающей линзой и фотоприемником обеспечивают положительный эффект, заключающийся в устранении неравномерности и нестабильности сканатора.The creation of positive effects consisting in eliminating the influence of radiation from the elements, structure, and sample, in eliminating the dependence of the signal level of the photodetector on the temperature of the sample, and eliminating the operation of image acquisition is ensured by all elements except the 5Q standard and two frequency meters, these elements are combined with a laser scanner, a collecting lens and photodetector provide a positive effect, which consists in eliminating the unevenness and instability of the scanner.

Claims

The DILATOMETER, comprising a scan unit and a sample splitter arranged in series along the optical axis, a sample heating chamber, a projection optical unit and a photodetector, a temperature measurement system and a recording system, characterized in that it includes accuracy, expansion of operating temperature limits and simplification of design, a standard made in the form of a rectangular diaphragm, the center of the hole of which is located with the center of the sample on the same optical axis, and the contour lines of the hole are parallel to cross-section of the sample and form a gap between them, a light filter located between the sample and the photodetector, with the heating chamber installed directly after the diaphragm along the rays, the sample illuminator and the scan unit are combined in a single unit in the form of a laser scanner, matched with the pass band of the filter pass filter, and the recording system is made in the form of two frequency meters connected to a photodetector SU.,. 1196744