Claims (2)
15 различием теплового расширени толкател и опорной трубки вследствие неоднородности распределени температуры по диаметру печи, особенно при выходе из зоны высоких темпера20 тур к холодным част м устройства. Другим источником погрешности вл етс дрейф нул регистратора при различных режимах работы печи. Be3S личина дрейфа нул в диапазоне температур 20-900 С составл ет I мкм. Указанные два источника погрешности имеют различное происхождение, но причина их одна - мала величина смещени толкател , на фЬне которой нельз пренебречь этими погрешност ми . Цель изобретени повышение надежности измерений за счет значитель ного увеличени смещени толкател . Указанна цель достигаетс тем, что в дифференциальном дилатометре, содержащем печь, на оси которой расположен регистратор, толкатель со штоком, и опорную трубку, в нижней части которой имеетс дно и опора дл образца, опора состоит из внешнего элемента, выполненного в виде втулки С конической внутренней поверхность соосно установленной на дно опорной трубки с отверстием и ориентированной наибольшим диаметром конической поверхности, вверх внутреннего , выполненного в виде усеченного конуса с цилиндрической нижней Мастью с плоским основанием, и подвижного плоского диска, жестко соединенного с основанием внутреннего элемента, расположенногосоосно под дном опорной трубки с ВОЗМОЖНОСТЬЮ осевого перемещени , а толкатель выполнен в виде удлиненного опрокинутого стакана с продольными сквозными пазами пб образующей и установ лен в опорной трубке. На фиг. 1 показан дифференциальный дилатометр в рабочем положении внутреннего элемента, общий вид; на фиг. 2 - дифференциальный дилатдметр в рабочем положении внешнего элемента, общий вид. Дилатометр содержит цилиндрическую опорную трубку 1, котора своим верхним концом жестко соединена с головкой 2, а нижний конец имеет пл кое дно с отверстием 3- В нижней части опорной трубки размещена опор состо ща из двух элементов - внешнего и внутреннего. Внешний элемент выполнен в виде втулки с конической гладкой внутренней поверхностью 5 свободно расположен в опорной трубке 1 и опираетс на ее дно. Вну ренний элемент 6 выполнен,в верхней части в виде усеченного кЪнуса, с гладкой поверхностью 7, а в нижней части - в виде цилиндра с плоским основанием и жестко установлен на подвижном плоском диске 8. Диск Ь имеет возможность осевого перемещени элемента 6 в отверстии 3 при помощи траверс 9. Над опорой расположен толкатель 10, выполненный в виде глухого полого цилиндра с закраинами в нижней части дл центрировани образца. Дл устранени радиальных термических напр жений в нижней части толкател проре|заны продольные сквозные пазы 11. Опорна трубка 1, толкатель 10 и элементы Л и 6 опоры выполнены из одного и того же эталонного материала , например из поликора. Толкатель 10 в верхней части соединен со штоком 12 и подпружинен пружиной 13. Шток 12 в наружной части св зан с регистратором I, измер ющим изменение отрезка S, т.е. смещение толкател 10. Головка 2 своей внешней поверхностью плотно посажена в гнездо . термостатированной плиты 15 печи 16. Исследуемый образец 17 выполнен в виде цилиндра и без зазора посажен в гнездо толкател и прижат подпружиненной подвеской 18. Работу устройства рассмотрим в предположении , чтоТКЛР эталонного материала меньше, чем ТКЛР исследуемого образца. Образец 17 своей внутренней торцовой окружностью плотно прижат подпружиненным толкателем 10 к конической рабочей поверхности 7 внутреннего элемента 6. При повышении температуры вследствие различи ТКЛР образца и элемента 6 образец 17 вместе с толкателем 10 под действием пружины 13 смещаетс вниз по оси опорной трубки 1. Это смещение много больше, чем разностное удлинение образца по диаметру. Оно в основном определ етс углом наклона конуса tf и диаметром внутренней окружности образца , а линейное разностное удлинение по высоте образца вл етс лишь малой поправкой, котора учтена в приведенной ниже формуле l3. Так как внутренний элемент 6 работает только в сторону повышени температуры , то с целью обеспечени возможности измерени в обратном направлении , т.е. в сторону понижени температуры , в устройство введен внешний элемент Ц с конической внутренней поверхностью 5. Работа на внешнем элементе аналогична рассмотренной . Образец 17 своей внешней торцовой окружностью плотно прижат подпружиненным толкателем Ю к внутренней ко нической поверхности 5 элемента , (фиг.2. При понижении температуры образец вместе с толкателем смещаетс вниз. Величина смещени толкател здесь также в основном определ етс углом наклона ( конической поверхности и диаметром (внешним) образца. Наличие двух элементов обеспечивает измерени толкател в обоих направле ни х изменени температуры. При изменении температуры от t до t смещение толкател равно разности отсчетов толкател S и 5, т.е. 5. По измеренному смещению ЛS величина относительного удлинени € исследуемого образца рпределйетс по формуле: г .« . Л5 -ЕЭ+°Vb , относительное удлинение эталонного материала; высота образца при t-to (комнатна температура}; при изменении на внутрен нем элементе; при измерении на внешнем элементе; . внутренний и внешний диа метры образца при t-; посто нна величина, определ ема формулой где Ср - угол наклона конической поверхности . . Измерени производ т, например, в такой последовательности (фиг.1}. Образец 17 устанавливают на толкателе 10, затем при помощи траверс 9 прижимают плотно площадку 8 к нижнему краю опорной трубки 1. После этого привод т в контакт внутреннюю торцовую окружность образца 17 с конической поверхностью 7 элемента 6 при помощи осевого смещени толкател 10 и включают печь 16 на режим повышени температуры, фиксиру температуру и отсчеты регистратора 1 до выбранного максимального значени температуры. Далее либо заканчивают измерени , либо, если необходимо, производ т измерени в сторону понижени температуры. В последнем случае (фиг.1) при максимальной тем9 6 ературе при помощи траверс 9 опускают внутренний элемент 6 вниз и включают в рабйту внешний элемент А путем приведени в контакт внешней торцовой окружности образца 17 с конической (внутренней)поверхностью 5 элемента Л. После этого, фиксиру значени температуры и показаний регистратора , медленно снижают температуру до комнатной. Полученные данные обрабатывают при помсици формулы (. 1) . При равных размерах образца смещение толкател в данном устройстве дл реального случа ,1 величина равна 50.т.е. на фоне больших смещений толкател всегда можно пренебречь указанными выше погрешност ми и радикально снизить требование к чувствительности регистратора. В предлагаемом устройстве достаточно использовать обычный инструментальный часовой индикатор. Благодар простоте и портативности регистратора возникает возможность размещени боль шого количества дилатометров в единой нагревательной системе (печи ). Формула изобретени Дифференциальный дилатометр, содержащий печь, на оси которой расположен толкатель со штоком, регистратор , и опорную трубку, в нижней части которой имеетс дно И опора дл образца, отличающийс тем, что, с целью повышени надежности измерений, опора состоит из внешнего элемента, выполненного в виде втулки с конической внутренней поверхностью, соосно установленной на дно опорной трубки с отверстием и ориентированной наибольшим диаметром конической поверхности, вверх внутреннего элемента, выполненного в виде усеченного конуса с цилиндрической нижней частью с плоским основанием , и подвижного плоского диска , жестко соединенного с основанием внутреннего элемента и расположенного соосио под дном опорной трубки с возможностью осевого перемещени , а толкатель выполнен в виде удлиненного опрокинутого стакана с продольными сквозными пазами по обраэующей ке. И прин тые и установлен в опорной труб сточники информации, во внимание при экспертизе ssBSJ o 1.Авторское свидетельство СССР № , кл. G 01 N 25/16, 1971. 15 difference in thermal expansion of the pusher and the support tube due to the non-uniform temperature distribution across the diameter of the furnace, especially when leaving the high temperature zone 20 to the cold parts of the device. Another source of inaccuracy is the recorder zero drift under various operating conditions of the furnace. Be3S the drift of zero zero in the temperature range of 20-900 ° C is I micron. These two sources of error have different origins, but their reason is one — the small amount of displacement of the pusher, on which it is impossible to neglect these errors. The purpose of the invention is to improve the reliability of measurements due to a significant increase in the displacement of the pusher. This goal is achieved by the fact that in a differential dilatometer containing a furnace, on the axis of which a recorder is located, a plunger with a rod, and a support tube, in the lower part of which there is a bottom and a support for the sample, the support consists of an external element made in the form of a C-sleeve. the inner surface is coaxially mounted on the bottom of the support tube with a hole and oriented the largest diameter of the conical surface, upward internal, made in the form of a truncated cone with a cylindrical lower mast with a flat base aniem, and rolling a flat disc rigidly connected to the base of the inner member, raspolozhennogosoosno under the bottom of the support tube for axial movement and the pusher is in the form of an elongate inverted cup with longitudinal through-slots and determi pb generator flax in the substrate tube. FIG. 1 shows a differential dilatometer in the working position of the inner member, general view; in fig. 2 - differential dilatdmeter in the working position of the external element, general view. The dilatometer contains a cylindrical support tube 1, which with its upper end is rigidly connected to the head 2, and the lower end has a flat bottom with a hole 3. A support consisting of two elements — external and internal — is placed in the lower part of the support tube. The outer element is designed as a sleeve with a conical smooth inner surface 5 freely located in the support tube 1 and rests on its bottom. The inside element 6 is made, in the upper part in the form of a truncated edge, with a smooth surface 7, and in the lower part - in the form of a cylinder with a flat base and rigidly mounted on a movable flat disk 8. The disk b has the possibility of axial movement of the element 6 in the hole 3 using traverse 9. A follower 10 is disposed above the support; it is made in the form of a hollow hollow cylinder with edges at the bottom to center the sample. To eliminate radial thermal stresses, longitudinal through grooves 11 are cut through the lower part of the pusher. Support tube 1, pusher 10 and support elements L and 6 are made of the same reference material, for example, policor. The pusher 10 in the upper part is connected to the rod 12 and is spring-loaded by the spring 13. The rod 12 in the outer part is connected with the recorder I, measuring the change in the segment S, i.e. the displacement of the pusher 10. The head 2 with its outer surface is tightly seated in the socket. thermostatted plate 15 of the furnace 16. The sample 17 is designed in the form of a cylinder and without a gap, it is planted in the pusher seat and is pressed against the spring-loaded suspension 18. Consider the operation of the device under the assumption that the TCLE of the reference material is less than the TCLE of the sample under study. Sample 17 with its inner end circumference is tightly pressed by a spring-loaded pusher 10 to the conical working surface 7 of the inner element 6. As the temperature rises due to the difference in thermal expansion coefficient of the sample and element 6, sample 17 together with the pusher 10 is displaced downward by the action of spring 13 along the axis of the support tube 1. This offset much larger than the differential elongation of the sample in diameter. It is mainly determined by the angle of inclination of the cone tf and the diameter of the inner circumference of the sample, and the linear difference elongation along the height of the sample is only a small correction, which is taken into account in the formula l3 below. Since the inner member 6 operates only in the direction of increasing temperature, in order to ensure the possibility of measuring in the opposite direction, i.e. in the direction of decreasing temperature, an external element C with a conical inner surface 5 is introduced into the device. Work on the external element is similar to that considered. The sample 17, with its outer end circumference, is tightly pressed by the spring-loaded pusher Yu to the inner conical surface 5 of the element (Fig. 2. As the temperature decreases, the sample together with the pusher shifts downwards. The displacement of the pusher here is also mainly determined by the angle of inclination (conical surface and diameter (external) of the sample. The presence of two elements provides measurements of the pusher in both directions of temperature change. When the temperature changes from t to t, the displacement of the pusher is equal to the difference in the readings of the pusher S and 5, i.e. 5. According to the measured displacement LS, the value of the relative elongation € of the sample under study is determined by the formula: G. “L5 -EE + ° Vb, relative elongation of the reference material; sample height at t-to (room temperature}; when changing on the inner element; when measured on the outer element; internal and external diameter of the sample at t-; constant value defined by the formula where Cf is the angle of inclination of the conical surface. . Measurements are made, for example, in such a sequence (Fig. 1}. Sample 17 is mounted on the pusher 10, then the pad 8 is pressed tightly against the lower edge of the support tube 1. After that, the inner face circumference of the sample is brought into contact 17 sec. the conical surface 7 of the element 6 by means of axial displacement of the pusher 10 and turn on the furnace 16 to the temperature increase mode, fixing the temperature and the readings of the recorder 1 to the selected maximum temperature. Then either finish the measurement or, if necessary, imo, measurements are made in the direction of lowering the temperature. In the latter case (Fig. 1), with the maximum temperature 9 6, the inner element 6 is lowered down using traverse 9 and the outer element A is brought into contact by contacting the outer end circle of sample 17 with a conical (inner) surface 5 of the element L. After that, fixing the temperature values and the readings of the recorder, slowly reduce the temperature to room temperature. The data obtained is processed with the aid of the formula (. 1). With equal sample sizes, the displacement of the pusher in this device for a real case, 1 value is 50.e. Against the background of large displacement of the pusher, one can always neglect the above errors and drastically reduce the sensitivity requirement of the recorder. In the proposed device, it is enough to use a conventional instrumental clock indicator. Due to the simplicity and portability of the recorder, it is possible to place a large number of dilatometers in a single heating system (furnace). The invention has a differential dilatometer comprising a furnace, on the axis of which there is a pusher with a rod, a recorder, and a support tube, in the lower part of which there is a bottom and a support for the sample, characterized in that the support consists of an external element, made in the form of a sleeve with a conical inner surface, coaxially mounted on the bottom of the support tube with a hole and oriented the largest diameter of the conical surface, upward of the inner element, made in the form of a truncated th cone with a cylindrical lower part with a flat base, and the movable flat disc rigidly connected to the base of the inner member and arranged under the bottom Soos support tube for axial movement and the pusher is in the form of an elongate inverted cup with longitudinal through slots on obraeuyuschey ke. And received and installed in the support pipes of wastewater information, into account when examining ssBSJ o 1. USSR author's certificate No., cl. G 01 N 25/16, 1971.
2.Дифференциальный дилатометр ДКВ-5А. Техническое описание (прототип ) .2. Differential dilatometer DKV-5A. Technical specification (prototype).