SU575551A1

SU575551A1 - Method of determining thermal expansion of solids within a broad range temperatures

Info

Publication number: SU575551A1
Application number: SU7502168821A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Александрович Петухов; Виталий Яковлевич Чеховской
Original assignee: Petukhov Vyacheslav A; Chekhovskoj Vitalij Ya
Priority date: 1975-09-01
Filing date: 1975-09-01
Publication date: 1977-10-05

Description

Изобретение относитс к способам опредепенн теппового расширени твердых веществ ,в широком диапазоне температур. Оно может быть использовано в электровакуумной промышленности, приборостроении, станкостроенни , при создалчи новых элергетических установок и проведении науч}1ых исследований .The invention relates to methods for the definite Tepp expansion of solids over a wide range of temperatures. It can be used in the electrovacuum industry, instrument making, machine tool building, when creating new energy systems and conducting scientific research.

Тепповое расширезше твердых веществ при температурах выше 10ОО С в основном измер етс с помощью дилатометров, работающих как оптические компараторы ij. Недостатками этих приборов вл ютс })еточность получаемых результатов, длительность процесса измерени , трудность осуиесл-влени автоматической записи показалий и }ie возможпость в св зи с этим исследовать тенловое расширение в ди}1амике, необходимость использовани длинных образцов (150 мм).Thermal expansion of solids at temperatures above 10OOC is mainly measured using dilatometers operating as optical comparators ij. The drawbacks of these instruments are}) the accuracy of the results obtained, the duration of the measurement process, the difficulty in detecting automatic recording showed and} i.e., in connection with this, it is possible to investigate the tenl extension in diary, the need for long samples (150 mm).

Ближайшим к предложенному техническим решением вл етс способ определени теплового расширени твердых веществ в широком диапазоне температур, включающий Ш1рев исследуемого образца, ис1ме)ение его The closest to the proposed technical solution is a method for determining the thermal expansion of solids in a wide range of temperatures, including the width of the test sample, its use

ч-емпературы и удлинени 2l. Точность измерени удлинени этим способом paBjia 1,5 мкм. Однако дл небольших образцов (40 мм и менее) эта точность оказываетс недостаточной. Кроме того, этим способом невозможно из 1ер ть тенловое расширение в динамике, невозможз(О также автоматизи- (ювать нропесс 1змерени .h-temperature and elongation 2l. The accuracy of measuring elongation by this method is paBjia 1.5 µm. However, for small samples (40 mm or less) this accuracy is insufficient. In addition, in this way it is impossible to do a tenl expansion in dynamics, it is impossible (O, also, to automate (imitate the measurement).

Цель изобрете)1и - повышение точности HOHy4aeNfbJX результатов и aвтo 1;JTИзaпи процесса измерени .The purpose of the invention 1i is to improve the accuracy of the HOHy4aeNfbJX results and auto 1; JTIsupi of the measurement process.

Пос-тавценнаи цель достигаетс тем, что исследуемый об)азец освешают пучком све- такой длины волны и и)1те)н;ивности, киторой собствез.чое излуче)ио образца не- злпчительзю, или модулированным пучком c;iu.i--i, прошедпзим через диафра му, таких pa3M(jpoB, что минимальное и максимальгое кппччества света, прошедшег-о между образцом и нафрагмой, надежзю измер ютс приеными приборами. При этом из.генение ли.ней ных размеров образца преобразуетс в электрические величины, кото| ые кгожно записывать об;.1чными средствами. Этс) позвол ет полностью автоматизировать процесс изме-The objective is achieved by the fact that the test object is refreshed with a beam of light and a wavelength, and i) 1 st) w; phenomena, with a self-applied radiation of the sample from the specimen, or a modulated beam with; iu.i-- i, pass through the diaphragm, such pa3M (jpoB, that the minimum and maximum efficiency of light passed between the sample and the phragm) are reliably measured with received instruments. At that, the generation of the linear dimensions of the sample is converted into electrical quantities, which it is possible to record them with both; 1. means (ETC) allows fully automatic and enshrined the process of change

рени и исспедовать тепловое расширение в динамике.Reni and sedate thermal expansion over time.

Схема дипатометра дн измерени теппового расширени теп предложенным способом представлена на фиг-. 1, где 1 - источ- ник света, 2 - диафрагма, расположенна в холодной зоне, 3 - исследуемый образец, 4 - калиброванное отверстие, 5 - приемник излучени .The dipatometer scheme for measuring the teppy expansion by the proposed method is shown in FIG. 1, where 1 is the light source, 2 is the diaphragm located in the cold zone, 3 is the test sample, 4 is the calibrated orifice, 5 is the radiation receiver.

Возможны два варианта измерени теплового расширени предложенным способом. Первый из них осуществл етс при наличии источника света, интенсивность которого при некоторой глине волны значительно превосходит интенсивность излучени образца при этой длине волны. В облает и температур до в качестве таких источников могут служить ртутные лампы, дающие достаточно интенсивное излучение в ультрафиолетовой области спектра, а также лазеры.There are two options for measuring thermal expansion by the proposed method. The first of these is carried out in the presence of a light source, the intensity of which with a certain clay wave is much higher than the intensity of the radiation of the sample at this wavelength. Temperatures up to as such sources can be mercury lamps, which give sufficiently intense radiation in the ultraviolet region of the spectrum, as well as lasers.

Работает дилатометр следующим образомWorks dilatometer as follows

Параллельный пучок света от источника 1 проходит в зазоре между диафрагмой 2 и концами образца 3 и попадает в приемник излучени 5. При нагревании и расширении образца зазор между диафрагмой и образцом уме 1ьшаетс , и количество света, попадающего в приемник, также уменьшаетс . Данную схему мож}1О примен ть, когда размеры приемного устройства больше размеров образ- ца, а чувствительность приемника к рабочей длине волны источника значительно превышает чувствительность к другим длинам волн. В качестве такого приемника примен ют фотоумножители. В частности, дл ртутной лампы при длине волны 0,2537 мкм хорошо примен ть фотоумножитель ФЭУ-80, .чувствительностькоторого при Л 0,2537 мкм в 100 раз больше чувствительности при Л 0.365 мкм. Дл исключени вли ни A parallel beam of light from source 1 passes in the gap between diaphragm 2 and the ends of sample 3 and enters the radiation receiver 5. When the sample is heated and expanded, the gap between the diaphragm and the mind sample 1 is reduced, and the amount of light entering the receiver also decreases. This scheme can be used when the dimensions of the receiving device are larger than the sample size, and the sensitivity of the receiver to the operating wavelength of the source far exceeds the sensitivity to other wavelengths. Photomultipliers are used as such a receiver. In particular, for a mercury lamp at a wavelength of 0.2537 µm, it is good to use an FEU-80 photomultiplier, whose sensitivity at L 0.2537 µm is 100 times greater than the sensitivity at L 0.365 µm. To eliminate the influence

нестабильности характеристик источника света и приемника, а также колебаний питающего напр жени и т.п. измерени следует вести относительным способом, дл этого часть света от источника подаетс на приемник излучени через калиброванное отверстие 4.instability of the characteristics of the light source and the receiver, as well as fluctuations in the supply voltage, etc. Measurements should be made in a relative way, for this part of the light from the source is fed to the radiation receiver through the calibrated orifice 4.

В том случае когда размеры приемного устройства меньше размеров образца, а приемник не обладает резко выраженной избирательной чувствительностью по отношению к рабочей длине вол}1Ы источника, между образцом и приемником следует поместить фокальный монохроматор 6 (см. фигч 2j.In the case when the dimensions of the receiving device are smaller than the sample, and the receiver does not have a pronounced selective sensitivity with respect to the working length of the source wave}, a focal monochromator 6 should be placed between the sample and the receiver (see fig 2j.

Предложенным способом можно измер ть небольшие изменени длины - пор дка 2 О мкм и менее с точностью iV,, т.е. истинный коэффицие}1т теплового расширени при высо.ких температурах. В этом случае устанавливают небольшие зазоры и испоньзуит калиброванное отверстие размеров.With the proposed method, small changes in length can be measured - in the order of 2 µm or less with an accuracy of iV, i.e. true coefficient of thermal expansion at 1 t at high temperatures. In this case, install small gaps and fit the calibrated hole sizes.

Claims

1. Neimark B. Ye. Head of the Board., № 9, 1966, p. 1154.

2. Author's certificate of SSSG NO 273483, cl. N 25/16, 1970.

FIG. one