Устройство для регистрации и анализа спектров излучения при деформации и разрушении металлов и сплавов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ И АНАЛИЗА СПЕКТРОВ ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИ ДЕФОРМАЦИИ И РАЗРУШЕНИИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ, содержащее механизм для ; деформации и разрушения с блоком измерения нагрузки и расположенные последовательно спектрограф, электронно-оптический преобразователь и регистратор, отл ичающееся тем, что, с целью повышение информативности за счет dбecпeчeния возможности разделения спектров электронно-оптического излучения, соответствующих деформации, разрушению и ре-. I лаксации остаточных механических на пряжений, в него введены световой источник временных меток, фотоэлектронный умножитель с узкополосньпч сменный фильтре, датчик конца разрушения и электронный блок уУтравления , причем первый вход блока управления соединен с блоком измерения нагрузки, второй вход блока управления соединен с фотоэлектронным умножителем, а третий вход блока управления соединен с датчиком . конца разрушения через исследуемый .образец, первый выход блока управле- 2 ния соединен со световым источником временных меток, второй выход соединен с отклоняющей системой электронно-оптического преобразователя. О1 ьо со ел оо.

3(5В Q 01 и 21/70

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н AB "ГОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ

ГОСУДАРСТНЕННЫЙ НОМИтЕТ СОСР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3466833/18-25 (22) 08.07.82 (46) 67.11.83. Бюл. Р 41 . (7 2) А. А. Тупик, В .М. Еременко, С. И. Астахов, А. И. Борискин, А. А. Брюханов, A.Ï. Гуляев,, И.С. Лялько и Ю.В. Манегин (71) Центральный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт, черной металлургии им. И.П. Барлина (53) 535,37 (088.8) (561 1. Чечик H.O. и др. Электронные умножители, М., Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1954, с. 261-265.

2. Абрамова K.Á. и др. Люминесценция металлов, сопровождающая их. деформацию и разрушение. — ЖЭТФ, 1976, т. 71, вып. 5/11, с. 18731879 (прототип). (541 571 УСТРОИСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ

И АНАЛИЗА СПЕКТРОВ ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИ

ДЕФОРМАЦИИ И РАЗРУШЕНИИ МЕТАЛЛОВ И

СПЛАВОВ, содержащее механизм для

:деформации и разрушения с блоком

„.80;„, 1952951 A измерения нагрузки и расположенные последовательно спектрограф, электронно-оптический преобразователь и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышение информативности за счет обеспечения возможности разделения спектров электронно-оптического излучения, соответствующих деформации, разрушению и ре-. лаксации остаточных механических на1пряжений, в него введены световой источник временных меток, фотоэлектронный умножитель с узкополосным сменным фильтром, датчик конца разрушения и электронный блок управления, причем первый вход блока управления соединен с блоком измере- Е

И ния нагрузки, второй вход блока управления соединен с фотоэлектронным умножителем, а третий вход блока управления соединен с датчиком

Ъонца разрушения через исследуемый образец, первый выход блока управле- Я ния соединен со световым источником временных меток, второй выход соединен с отклоняющей системой электронно-оптического преобразователя.

1052953 менных меток, а второй выход соединен с отклоняющей системой электронно-оптического преобразователя.

На фиг, 1 представлена, блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы его работы. а 10 Устройство содержит блок 1 иэмере-> !ния нагрузки, фотоэлектронный умножи тель (ФЭУ) 2, датчик 3 конца разрушения, блок 4 управления,,спектрограф 5 со щелью, светоной источник б

-15 временных меток, электронно-оптический преобразователь 7 (ЭОЛ} со щелью, регистрирующее устройство 8, испытуемый образец 9.

Устройство работает следующим

2О образом.

При приложении растягинающего усилия к образцу 9, блок 1 из лерения нагрузки нЫрабатывает синхроимпульс, (фиг. 2, диагр. 1) поступаю.25 щий на,первый вход блока 4 разделе- ния (Мо>лент появления этого импульса по времени может изменяться н зависимости от порога срабатынания блока измерения нагрузки, т.е. величины нагрузки) блок 4 управления на первом выходе: формирует перный короткий импульс запуска снетоного источника б временных меток (фиг. 2, диагр. 4), световой импульс эаснечивает участок фотокатода (ЭОПа.) 7 всегда свободный от спектральных ли- ний. Одновременно блок 4 управления ,на втором выходе вырабатывает пилооб . разное напряжение.для разнертки во времени излучения, нозникающего при

40 деформации образца 9, которое проходит через входную щель спектрографа 5 на его вогнутую решетку, разделяется в сдответствии с длиной волны в пространстве и через входную щель

45 ЭОПа 7, расположенную перпендикуляр но к направлению спектральных линий, попадает на его фотокатод и фиксируется на выходном экране.

Для регистрации конца деформации

5О и начала разрушения ФЭУ 2 чЕрез уэкополосной фильтр регистрирует излучение с длиной волны, соответствующей энергии разрываемых металлических связей (н зависимости от характера

55 Разрушения первичных межзеренных и др.) и сигнал от ФЭУ 2 поступает на второй нход блока 4 управления (фиг. 2, диагр 2), который формирует на .втором, выходе второй, импульс запуска светоного источника Г временных меток.. Одновременно (фиг„ 2, диагр. 4) на втором выходе блока 4 управления изменяется скорость нарастания линейного пилообразного напряжыния развертки ЭОПа 7 таким

65 образом, чтобы растянуть н простран-, Изобретение относится к устройствам сПектрального анализа, а конкрет-,. нее к устройствам регистрации спекров электромагнитного излучения (ЭМИ воз@икающих вследствие деформации, :.разрушения и релаксации остаточных механических напряжений при механи1 .ческих испытаниях металлов и сплавов, и Может быть использовано в металловедении при физических исисследованиях свойств металлов и спл вов, изучение параметров деформации и разрушения, при изучении люминесценции поверхностных состояний металлов.

: Известно устройство для спектраль ного анализа ЭМИ, содержащее спектро .граф и фоторегистрирующую систему и позноляет регистрировать суммарный спектр длительного и интенсивного процесса ЭМИ, не разделяя во времени все стади излучения 1 .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му результату является устройство для регистрации и анализа спектров излучения, возникающих при деформации и разрушении металлов и сплавов, содер>кащее механизм для дефор."лации и разрушения с .блоком иэ>лерения нагрузки и располо>кейные последовательно спектрограф, электроннооптический преобразонатель и регистратор (Фотоаппарат,,кинокамера) )2).

Недрстатком устройства является . то, что оно позволяет регистрировать суммарный спектр ЭМИ, возникающий вследствие деформации разрушения и релаксации остаточных механических напря>кений н металле, не разделяя . .>лх но времени и прострайстне.

Цель изобретения — повышение ин-. формативности за счет обеспечения ноэможностй разделения спектров электроманитного излучения, возникающих при деформации, разрушении и релаксации остаточных механичес" ких напряжений.

Для достижения поставленной цели в устройство для регистрации и ана" лиза спектров излучения при деформации и разрушении металлов и сплавов, содержащее механизм для деформации и разрушения с блоком измерения нагрузки и расположенные последователь но спектрограф, электронно-оптический преобразователь и регистратор, в него введены световой источник вреМенных меток, фотоэлектронный умножитель с узкополосным сменным фильтром, датчик конца разрушенияи электронный блок управления, причем первый вход блока управления соединен с блокоМ измерения нагрузки, второй вход блока управления соединен с фотоэлектронным умножи-. телем, а,третий вход блока управления соединен с датчиком конца раэрушения через исследуемый образец, первый выход.бЛока управления соединен со световым источником нре1052953

ФЬЮ Г

ВНИИПИ Заказ 8859/39 Тираж 873 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4

1 стве на выходном экране ЭОПа процесс регистрации излучения при разрушении исследуембго образца 9 (фиг. 2, диагр. 5). Как только произойдет разделейие образца, датчик 3 конца разрушения вырабатывается третий импульс, по ступающий на третий вход блока управ ления (фиг. 2, диагр. 3), .из которо- го блок, 4 управления формирует на первом выходе третий импульс запуска 10 светового источника б временных ме-. ток .(фиг. 2, диагр. 4).

Одновременно на втором выходе . блока 4 управления изменяется скорость нарастания линейного;пилообразного напряжения развертки ЭОП 7 т Жйм образом, чтобы сжать или растянуть в пространстве на выходном экране

1. .ЭОП процесс регистрации излучения .,при релаксации .остаточных механических напряжений.

Таким образом, на выходном экране ЭОПа 7 в одном кадре фиксирует различные по длительности, но зани. мающие примерно равные размеры учасr ки излучения при деформации g4», разрушений М и релаксации механических напряжений ht3 (фиг. 2, диагр. 5). При необходимости, соотношение между участками, занимаемыми спектральными линиями излучения, соответствующие процессам деформации, разрушения и релаксации остаточных механических напряжений можно изменять в зависимости от важности получения той или иной информации.

Полученное на выходном экране

ЭОПа 7 изображение принимается регистратором 8, которым может быть фотоаппарат или телевизионное устрой. ство с видиконом и волоконной шайбой на входе.

Предлагаемое устройство позволит более полно изучить малоизученное явление люминесценции металлов при их деформации и разрушении, а также

)одновременно регистрировать скорость распространения трещины в металле, изменение спектрального состава и интенсивности излучения на всех стадиях процесса деформации и раэру.« шения, что в свою очередь позволит корректно разделить хрупкую и вязкую составляющую процесса разрушения и дать количественную оценку при анализе интенсивности спектральных линий. Кроме того, устройство позволит определить энергию металлических связей в металле.

Основной эффект изобретения заключается в повышении уровня иссле,дований и расширении области исполь- зования явления люминесценции металлов при их деформации и разрушении.