Патенты автора Золотухин Иван Сергеевич (RU)
Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов оптическими средствами измерения путем приложения к ним сжимающих статических нагрузок. Устройство содержит основание с неподвижной плитой и подвижную плиту. На основании установлены лазер, светоделитель и зеркало. Луч, отразившийся от светоделителя, направляется в интерферометр продольных деформаций, а луч, прошедший через светоделитель, направляется зеркалом в интерферометр поперечных деформаций. В устройстве использованы четырехходовые интерферометры, каждый из которых включает в себя поляризованный светоделитель, делящий луч лазера на рабочий и эталонный лучи, два ретроотражателя, четвертьволновую и поляризационную пластины. В интерферометре поперечных деформаций расположены шесть обводных зеркал, направляющих луч рабочего плеча на две противоположные зеркально-полированные боковые поверхности исследуемого образца прямоугольного сечения. В рабочем плече интерферометра продольных деформаций расположены зеркально-полированная поверхность подвижной плиты, обращенная к неподвижной плите, и две зеркально-полированные наклонные под углом 45 градусов поверхности неподвижной плиты, центры которых находятся в одной плоскости с продольной осью исследуемого образца симметрично относительно нее. С наружных сторон плит установлены электроды, подключенные к источнику постоянного тока. Между одной из плит и соответствующим электродом помещен слой полупроводника. Слой полупроводника может быть также помещен между второй плитой и вторым электродом. Образец устанавливают между плитами, задают предварительную нагрузку, пропускают электрический ток между электродами. После нагрева образца его деформируют, непрерывно регистрируют силу нагружения и температуру образца с помощью термопары. Счет переместившихся интерференционных линий производится с помощью последовательно расположенных после интерферометров по ходу отраженных лучей рабочих плеч соответственно двух коллиматоров, двух диафрагм, двух фотоприемников и электронной схемы обработки. Технический результат – повышение точности измерений упругих постоянных малопластичных металлов и сплавов при высоких температурах. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕФОРМАЦИИ МАТЕРИАЛА // 2650746
Изобретение относится к оптическим способам измерения деформаций в области исследования механических свойств материалов, в частности инструментальных сталей и твердых сплавов, путем приложения сжимающих статических нагрузок. В способе исследования деформаций материала полируют одну из боковых граней исследуемого образца и поверхность подвижной плиты пресса, обращенную к неподвижной плите. С наружных сторон плит пресса располагают электроды. Между одной из плит и соответствующим электродом вводят слой полупроводника. Устанавливают образец между плитами пресса. Освещают пучками когерентного монохроматического излучения лазера зеркально-полированные поверхности образца и подвижной плиты, располагаемые в рабочих плечах двуплечих интерферометров, с помощью которых формируют интерференционные картины. Причем для регистрации изменения длины образца путем измерения расстояния между плитами пресса луч рабочего плеча продольного интерферометра направляют на зеркально-полированную поверхность подвижной плиты через зеркальную полированную поверхность, предварительно изготовленную на неподвижной плите под углом 45 градусов. Задают предварительную нагрузку на образец. Пропускают постоянный электрический ток между электродами, при прохождении которого через слой полупроводника выделяется тепло, благодаря которому происходит нагрев образца. В процессе испытания деформируют образец, непрерывно измеряют температуру образца, силу нагружения P и ведут счет чисел интерференционных линий с помощью фотоприемников, а результаты измерений записывают и обрабатывают на ПЭВМ. По изменению интерференционных картин определяют деформации материала, а по ним модуль упругости E и коэффициент Пуассона. Технический результат - повышение точности измерений упругих постоянных материала при высоких температурах. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов оптическими средствами измерения путем приложения к ним сжимающих статических нагрузок. Устройство содержит основание с неподвижной плитой и подвижную плиту. На основании установлены лазер, светоделитель и зеркало, с помощью которых излучение лазера делится на два пучка, направляемых в интерферометры продольных и поперечных деформаций. Четырехходовой интерферометр продольных деформаций включает в себя поляризованный светоделитель, два ретроотражателя, четвертьволновую и поляризационную пластины. В его рабочем плече расположены зеркально-полированная поверхность подвижной плиты, обращенная к неподвижной плите, и две зеркально-полированные наклонные под углом 45 градусов поверхности неподвижной плиты, центры которых находятся в одной плоскости с продольной осью исследуемого образца симметрично относительно нее. Восьмиходовой интерферометр поперечных деформаций включает в себя поляризованный светоделитель, четвертьволновую и поляризационную пластины, большой и малый ретроотражатели и десять обводных зеркал, направляющих луч рабочего плеча на четыре зеркально-полированные боковые поверхности исследуемого образца прямоугольного сечения. С наружных сторон плит установлены электроды, подключенные к источнику постоянного тока. Между одной из плит и соответствующим электродом помещен слой полупроводника. Слой полупроводника может быть также помещен между второй плитой и вторым электродом. Образец устанавливают между плитами, задают предварительную нагрузку, пропускают электрический ток между электродами. После нагрева образца его деформируют, непрерывно регистрируют силу нагружения и температуру образца с помощью термопары. Счет переместившихся интерференционных линий производится с помощью последовательно расположенных после интерферометров по ходу отраженных лучей рабочих плеч соответственно двух коллиматоров, двух диафрагм, двух фотоприемников и электронной схемы обработки. Технический результат - повышение точности измерений упругих постоянных малопластичных металлов и сплавов при высоких температурах 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов оптическими средствами измерения путем приложения к ним сжимающих статических нагрузок. Устройство содержит основание с неподвижной плитой и подвижную плиту. На основании установлены лазер, расположенные по ходу его излучения светоделитель и зеркало, отраженные лучи от которых образуют эталонные плечи двуплечих интерферометров соответственно поперечных и продольных деформаций. В рабочем плече интерферометра поперечных деформаций расположена зеркальная боковая поверхность исследуемого образца прямоугольного сечения, а при использовании двух противоположных боковых поверхностей образца устройство снабжено тремя зеркалами, расположенными по ходу излучения в рабочем плече. Луч рабочего плеча интерферометра продольных деформаций направляется через зеркальную наклонную под углом 45 градусов поверхность неподвижной плиты на зеркальную поверхность подвижной плиты. С наружных сторон плит установлены электроды, подключенные к источнику постоянного тока. Между одной из плит и соответствующим электродом помещен слой полупроводника. Для стабильного прогрева слой полупроводника также помещают между второй плитой и вторым электродом. Образец устанавливают между плитами, задают предварительную нагрузку, пропускают постоянный электрический ток между электродами. После нагрева образца его деформируют, непрерывно регистрируют силу нагружения и температуру образца с помощью термопары. Счет переместившихся интерференционных линий производится с помощью последовательно расположенных после интерферометров по ходу отраженных лучей рабочих плеч соответственно двух коллиматоров, двух диафрагм, двух фотоприемников и электронной схемы обработки. Технический результат - повышение точности измерений упругих постоянных малопластичных металлов и сплавов при высоких температурах. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов оптическими средствами измерения путем приложения к ним сжимающих статических нагрузок. Устройство для определения упругих постоянных малопластичных металлов и сплавов при повышенной температуре содержит основание с неподвижной плитой и подвижную плиту. На основании установлены лазер, светоделитель и зеркало. Луч, отразившийся от зеркала, образует эталонное плечо двуплечего интерферометра продольных деформаций. Луч, отразившийся от светоделителя, направляется поворотным зеркалом в четырехходовой интерферометр поперечных деформаций, включающий поляризованный светоделитель, четвертьволновую и поляризационную пластины, два ретроотражателя и шесть обводных зеркал, направляющих луч рабочего плеча на две противоположные зеркально-полированные боковые поверхности исследуемого образца прямоугольного сечения. Луч рабочего плеча интерферометра продольных деформаций направляется через зеркальную наклонную под углом 45 градусов поверхность неподвижной плиты на зеркальную поверхность подвижной плиты. С наружных сторон плит установлены электроды, подключенные к источнику постоянного тока. Между одной из плит и соответствующим электродом помещен слой полупроводника. Образец устанавливают между плитами, задают предварительную нагрузку, пропускают электрический ток между электродами. После нагрева образца его деформируют, непрерывно регистрируют силу нагружения и температуру образца с помощью термопары. Счет переместившихся интерференционных линий производится с помощью последовательно расположенных после интерферометров по ходу отраженных лучей рабочих плеч соответственно двух коллиматоров, двух диафрагм, двух фотоприемников и электронной схемы обработки. Технический результат - повышение точности измерений упругих постоянных малопластичных металлов и сплавов при высоких температурах. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
ДИЛАТОМЕТР // 2642489
Изобретение относится к области исследования материалов с помощью теплофизических измерений, а именно к устройствам для измерения температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР). Дилатометр содержит камеру нагрева со съемной трубкой, в которой горизонтально установлены исследуемый образец и толкатели, плотно контактирующие с противоположными торцами образца, измерительные зеркала, закрепленные на концах толкателей и расположенные вне камеры нагрева, лазер и оптическую систему измерения удлинения образца. Для создания постоянного по величине и симметричного поджима толкателей к исследуемому образцу используется система поджима. В оптической системе для измерения удлинения образца использован четырехходовой интерферометр, включающий поляризованный светоделитель, делящий луч лазера на рабочий и опорный лучи, две четвертьволновые пластины, поляризационную пластину, три поворотных зеркала, оптическую призму, четыре обводных зеркала для рабочего и опорного лучей, два возвратных зеркала и фотоприемник. Электрические сигналы от фотоприемника и термопары, регистрирующей температуру нагрева образца, передаются на ПЭВМ, где ведется их синхронная запись. Технический результат - повышение точности измерения удлинения образца при определении ТКЛР исследуемого материала 4 з.п. ф-лы, 4 ил.
ДИЛАТОМЕТР // 2641629
Изобретение относится к области исследования материалов с помощью теплофизических измерений, а именно к устройствам для измерения температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР). Дилатометр содержит камеру нагрева со съемной трубкой, в которой горизонтально установлены исследуемый образец и толкатели, плотно контактирующие с противоположными торцами образца, измерительные зеркала, закрепленные на концах толкателей и расположенные вне камеры нагрева, лазер и оптическую систему измерения удлинения образца. Для создания постоянного по величине и симметричного поджима толкателей к исследуемому образцу используется система поджима. В оптической системе для измерения удлинения образца использован интерферометр, включающий светоделитель, делящий луч лазера на рабочий и опорный лучи, четыре обводных зеркала для рабочего луча, возвратные зеркала для рабочего и опорного лучей соответственно и фотоприемник. Электрические сигналы от фотоприемника и термопары, регистрирующей температуру нагрева образца, передаются на ПЭВМ, где ведется их синхронная запись. Предварительно производится калибровка дилатометра с образцом из эталонного материала с известными характеристиками изменения ТКЛР в требуемом диапазоне температур. Для этого определяют удлинение толкателей путем вычитания расчетного удлинения эталонного образца из измеренного общего удлинения системы «эталонный образец - толкатели». Заменяют эталонный образец на исследуемый. При нагреве последнего по той же программе, что и для эталонного образца, определяют его удлинение путем вычитания из общего измеренного удлинения системы «исследуемый образец - толкатели» ранее полученного удлинения толкателей. По полученным данным определяют величину среднего интегрального ТКЛР. Технический результат - повышение точности измерения удлинения образца при определении ТКЛР исследуемого материала. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к области исследования материалов с помощью теплофизических измерений, а именно к способам измерения температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР). Согласно заявленному способу измерения температурного коэффициента линейного расширения твердых тел изготавливают одинакового размера образцы из эталонного и исследуемого материала. В трубку дилатометра устанавливают образец из эталонного материала и два упирающихся концами в противоположные поверхности образца толкателя с установленными на их свободных концах возвращающими зеркалами интерферометра. С помощью печи дилатометра нагревают, а потом охлаждают эталонный образец по определенной программе. При этом одновременно замеряют с помощью термопары изменение температуры образца и непрерывно регистрируют общее удлинение системы «эталонный образец - толкатели». В каждый интересующий момент непрерывной регистрации определяют удлинение толкателей путем вычитания расчетного удлинения эталонного образца из общего удлинения системы «эталонный образец - толкатели». Заменяют эталонный образец на исследуемый образец, который нагревают и охлаждают по той же программе, что и эталонный, при этом непрерывно регистрируют общее удлинение системы «исследуемый образец - толкатели». В каждый интересующий момент регистрации определяют удлинение исследуемого образца путем вычитания из общего удлинения системы «исследуемый образец - толкатели» удлинения толкателей, полученные ранее при той же температуре нагрева или охлаждения эталонного образца. По удлинению исследуемого образца и величине температуры его нагрева определяют величину среднего интегрального ТКЛР исследуемого материала. Значения температуры и результаты обработки интерферограмм записывают синхронно в память ПЭВМ. Линейные перемещения толкателей могут регистрироваться с помощью двух индикаторных головок, при этом общее удлинение образца и толкателей определяют как сумму показаний индикаторных головок. Технический результат - снижение погрешностей при измерении ТКЛР исследуемого материала. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
ДИЛАТОМЕТР // 2620787
Изобретение относится к области исследования материалов с помощью теплофизических измерений, а именно к устройствам для измерения температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР). Дилатометр содержит камеру нагрева со съемной трубкой, в которой горизонтально установлены исследуемый образец и толкатели, плотно контактирующие с противоположными торцами образца, измерительные зеркала, закрепленные на концах толкателей и расположенные вне камеры нагрева, лазер и оптическую систему измерения удлинения образца. Толкатели и образец установлены каждый на двух симметричных опорах, расположенных от их центра на расстоянии 0,277 длины каждого из них. Для создания постоянного по величине и симметричного поджима толкателей к исследуемому образцу используется система поджима. В оптической системе для измерения удлинения образца использован четырехходовой интерферометр, включающий поляризованный светоделитель, делящий луч лазера на рабочий и опорный лучи, четвертьволновую и поляризационную пластины, два поворотных зеркала, два ретроотражателя, четыре обводных зеркала для рабочего луча и фотоприемник. Электрические сигналы от фотоприемника и термопары, регистрирующей температуру нагрева образца, передаются на ПЭВМ, где ведется их синхронная запись. Предварительно производится калибровка дилатометра с образцом из эталонного материала с известными характеристиками изменения ТКЛР в требуемом диапазоне температур. Для этого определяют удлинение толкателей путем вычитания расчетного удлинения эталонного образца из измеренного общего удлинения системы «эталонный образец - толкатели». Заменяют эталонный образец на исследуемый. При нагреве последнего по той же программе, что и для эталонного образца, определяют его удлинение путем вычитания из общего измеренного удлинения системы «исследуемый образец - толкатели» ранее полученного удлинения толкателей. По полученным данным определяют величину среднего интегрального ТКЛР. Технический результат - повышение точности измерения удлинения образца при определении ТКЛР исследуемого материала. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам измерения геометрических параметров длинномерных деталей. Способ заключается в том, что длинномерную деталь устанавливают горизонтально на двух опорах с концов детали или консольно, обеспечивают ее неподвижность в процессе измерения, производят измерение в единой системе координат круглограмм сечений поверхности детали в поперечных плоскостях, расположенных вдоль продольной координатной оси и перпендикулярных ей. По полученным круглограммам определяют координаты центров сечений. После первого измерения круглограмм сечений во всех заданных поперечных плоскостях вдоль продольной координатной оси производят поворот детали на угол, равный 360/n, затем повторно производят измерение круглограмм сечений в тех же поперечных плоскостях. Соответствующие повороты детали и измерения круглограмм сечений в поперечных плоскостях производят n раз, причем число позиций n принимают целым не менее трех и кратным порядку осевой симметрии профиля детали. Далее строят радиус-векторы от продольной координатной оси до центров сечений, а за координаты точки оси детали в каждой поперечной плоскости принимают координаты конца суммарного радиус-вектора, определяемого путем сложения в каждой поперечной плоскости n радиус-векторов к центрам сечений, предварительно повернутых вокруг продольной координатной оси на угол, соответствующий углу поворота детали, при котором они были получены. По полученным значениям координат точек оси детали в каждой поперечной плоскости судят о непрямолинейности оси детали. Технический результат заключается в возможности измерения непрямолинейности оси длинномерных нежестких деталей с криволинейным осесимметричным профилем поперечного сечения, располагаемых в горизонтальном положении. 3 ил.
Изобретение относится к области измерения деформации твердых тел, в частности в условиях повышенных температур. Технический результат заключается в минимизации габаритов устройства и повышении точности измерения деформации твердых тел малых размеров. Устройство содержит нагрузочное устройство, состоящее из подвижной и неподвижной плит, между которыми находятся под нагрузкой исследуемый образец и механизм передачи перемещений, выполненный в виде кольца. На нагрузочном устройстве установлен узел измерения, ось штока которого перпендикулярна направлению приложения нагрузки. Ножевой наконечник штока контактирует с поверхностью кольца. Для повышения точности измерения узел измерения может быть установлен с воможностью перемещения вдоль своей оси и снабжен удлинителем с ножевым наконечником, контактирующим кольцом в точке, противоположной точке контакта ножевого наконечника штока. Причем ножевые наконечники располагаются в плоскости, перпендикулярной оси кольца. Кроме того, наконечники могут быть выполнены плоскими. Узел измерения и удлинитель вынесены за пределы термической камеры. Использование кольца минимизирует габариты устройства, а при двустороннем измерении также повышает точность измерения. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к буровой технике и предназначено для измерения параметров силового воздействия на буровое долото режуще-скалывающего действия в процессе разрушения им породы. Лабораторная установка для определения нагрузки, действующей на буровое долото, содержит измерительную балку, жестко закрепленную на базовой плите, с установленным на ней долотом. На измерительной балке смонтированы тензометрические датчики, образующие шесть тензометрических мостов для измерения осевой нагрузки Rza на измерительную балку вдоль ее оси, Mza - момента, скручивающего измерительную балку относительно ее оси, Mxa, Mxb - моментов соответственно в поперечных сечениях измерительной балки, отстоящих друг от друга на расстоянии a, изгибающих измерительную балку в плоскости, проходящей через ее ось, и ось декартовой системы координат, Mya, Myb - моментов соответственно в поперечных сечениях измерительной балки, изгибающих измерительную балку в плоскости, проходящей через ее ось, и ось декартовой системы координат. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений. 8 ил.
Устройство содержит образец детали, установленный на оправке, и резец, изолированные от зажимных элементов станка и резцедержателя. При этом образец детали и режущая часть резца электрически соединены через токосъемник и измерительный прибор для регистрации термо-ЭДС. Для повышения точности измерения температуры режущей части резца устройство снабжено интерферометром, состоящим из полупрозрачного зеркала и оптического клина, жестко связанного с резцом посредством держателя, средством записи значений термо-ЭДС и интерференционных картин, регистрируемых видеокамерой, лазером и коллиматором для расширения пучка когерентного монохроматического излучения. При этом боковая поверхность режущей части резца выполнена зеркально-полированной. На периферии образца детали могут быть выполнены поперечные пазы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
СПОСОБ ТАРИРОВАНИЯ ЕСТЕСТВЕННОЙ ТЕРМОПАРЫ // 2514369
Способ включает осуществление процесса резания с одновременной регистрацией величины термоЭДС, образующейся в результате взаимодействия материалов режущего инструмента и заготовки, определение значений температуры в зоне контакта и соотнесение ее со значением термоЭДС, изменение параметров режимов резания и повторное получение соотносящихся данных, по которым строят тарировочный график. Для повышения точности измерения температуры предварительно полируют боковую поверхность режущей части инструмента, освещают боковую полированную поверхность пучком когерентного монохроматического излучения, формируют интерференционную картину в предметной плоскости видеокамеры в результате взаимодействия отраженного и опорного пучков, непрерывно регистрируют с помощью видеосъемки изменения интерференционных картин, связанных с перемещениями боковой поверхности, выводят режущую часть инструмента из зоны резания, а значения температуры в зоне контакта определяют по изменению интерференционных картин до резания и после выведения режущей части инструмента из зоны резания. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Способ включает осуществление процесса резания на интересующих режимах с одновременной регистрацией величины термо-ЭДС, образующейся в результате взаимодействия материалов инструмента и заготовки, соотнесение значения температуры в зоне контакта со значением термо-ЭДС и построение по полученным данным тарировочного графика. Для снижения трудоемкости и повышения точности на заготовке выполняют поперечные пазы, полируют боковую поверхность режущей части инструмента. Освещают боковую полированную поверхность пучком когерентного монохроматического излучения, формируют интерференционную картину в предметной плоскости видеокамеры в результате взаимодействия отраженного и опорного пучков. Осуществляют процесс врезания инструмента в заготовку с радиальной подачей, регистрируют с помощью видеосъемки изменения интерференционных картин по отношению к интерференционной картине, полученной до резания. По изменениям интерференционных картин, связанных с перемещениями боковой поверхности, определяют значения температур в зоне контакта в моменты нахождения режущей части инструмента в поперечных пазах заготовки, измеряют длины контакта на передней и задней поверхностях режущего инструмента на изображении его режущей части, совмещенном с изображением интерференционных картин, в моменты резания перед вхождением инструмента в очередной паз. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам измерения температуры твердых тел
