Установка для исследования термостойкости хрупких материалов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1п 523353

Союз Советских

Социалистических

Ресвублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.09.74 (21) 2060128/33 с присоединением заявки М (51) М. Кл е G 01N 33/38

Совета Министров СССР оо делам изобретений н откргитий

Опубликовано 30.07.76. Бюллетень M 28

Дата опуоликования описания 11.08.76 (53) УДК 620.1.05(088.8) (72) Авторы изобретения

Г. А. Гогоци, Н. Н. Радин, С. Т. Коваль и А. Д. Шевчук

Институт проблем прочности АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕРМОСТОЙКОСТИ

ХРУПКИХ МАТЕРИАЛОВ

ГосУАвРствениьа комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к области испытаний материалов.

Известны устройства, включающие камеру, захваты для образцов, нагревательную аппаратуру и контрольно-измерительный блок (1).

Однако в таких устройстзах нагревательная аппаратура расположена за пределами камеры.

Известны также установки для исследования термостойкости хрупких материалов, содержащие защитную камеру, внутри которой установлены нагреватель и захваты для крепления образцов, систему управления нагревом и блок регистрации деформаций, выполненный в виде лазерного источника света (2).

К недостаткам этих устройств относится то, что при перемещении образца в горизонтальной плоскости в связи с неравномерностью нагрева очень трудно обеспечить необходимую точность измерения деформаций.

Цель изобретения — повышение точности измерения деформаций в условиях возможного перемещения образца.

Это достигается тем, что установка выполнена с рассеивающими линзами и щелевыми диафрагмами, последовательно расположенными перед камерой.

Еа фиг. 1 изображена блок-схема установки; на фиг. 2 — блок-схема системы измерения деформации и фиксирования моментов разрушения образцов.

Установка содержит основание 1, которое одновременно является частью защитной камеры 2 и опорой для лазера 3 и приемно-передающего блока, содержащего узкополосные фильтры 4 и фотоприемники 5 эталонного и рабочего лучей, на основании 1 укреплена штанга, на которой установлены захваты 6 образцов 7 и зажимы нагревателя 8. В корпусе камеры 2 имеются окна 9, 10. Для измерения температурных полей на образцах 7 установлены термопары (на чертеже не показаны). Для программного управления нагревом образцов 7 установка снабжена блоком программного управления нагревом 11. Перед окном 9 установлен блок модуляции 12 луча лазера 3, оптическая система формирования рабочего и эталонного лучей, состоящая из полупрозрачного и обычного зеркал 13, а также система разделения рабочего луча, проек20 тируемого на кромки образца, состоящая из светоделящей призмы 14 и обычных зеркал 15, за которыми установлены рассеивающие линзы со щелевыми диафрагмами 16, позволяющими получить рабочие лучи с равномерным

25 световым потоком. За окном 10 установлена система фокусировки раздвоенного луча лазера, состоящая из двух обычных зеркал 17 и зеркальной призмы 18. Приемно-передающий блок состоит из узкополосных фильтров 4, фо30 топриемников 5 эталонного и рабочего лучей, схемы сравнения 19 лучей предварительного

523353 усйлителя 20, избирательного усилителя 21, демодулятора 22 и регистрирующего устройства 23.

Установка работает следующим образом.

Перед проведением испытаний набирают и уста на вливают в захватах 6 па|кет из такого количества образцов 7, чтобы обеспечить в средней части этого пакета одномерное температурное поле. Затем соосно с образцами крепят нагреватель 8. После этого подключают устройства записи температур, включают питание регулятора блока управления нагревом 11 и измерительных устройств. Затем включают нагрев, за счет чего начинается деформирование образцов, в конечном счете приводящее к их разрушению.

Радиальную деформацию образцов и момент их разрушения фиксируют следующим образом. Модулированный монохроматический луч лазера 3 разделяется на два луча, образуя рабочий и эталонный лучи. Рабочий луч, в свою очередь, делится на два параллельных луча, проектируемых на кромки исследуемого образца. С помощью рассеивающих линз и щелевых диафрагм 16, находящихся перед образцом и обеспечивающих равномерные световые потоки по всей площади сечения лучей.

Это дает возможность свободно перемещаться образцу в горизонтальной плоскости (что иногда имеет место во время эксперимента), не искажая общего светового потока измерительного луча.

Нагреваясь, образец расширяется и перекрывает часть каждого из измерительных лучей.

После камеры раздвоенный измерительный луч сводится в один луч при помощи системы зеркал 17 и призмы 18, а затем через узкополосный фильтр 4 попадает на мишень фотоприемника 5 измерительного канала, преобразуясь в электрический сигнал переменного тока. Эталонный луч также, проходя через фильтр 4 и, попадая на мишень фотоприемника приемно-передающего блока, преобразуется в электросигналы переменного тока.

Сигналы, соответствующие измерительному и эталонному лучам, в противофазе поступают в схему сравнения 19, где взаимно вычитаются. Разностный сигнал, пропорциональный деформации исследуемого образца, уси10 ливаясь предварительным усилителем и узкополосным избирательным усилителем, обеспечивающим фильтрацию электрического сигнала, попадает на демодулятор и регистрирующее устройство.

15 Уравнение световых потоков перед началом эксперимента осуществляется при помощи регулируемой микрометрическим винтом шторки

24, которая частично перекрывает эталонный луч.

Формула изобретения

Установка для исследования термостойкости хрупких материалов, содержащая защитную

25 камеру, внутри которой установлены нагреватель и захваты для крепления образцов, систему управления нагревом и блок регистрации деформаций, выполненный в виде лазерного источника света, отличающаяся тем, 30 что, с целью повышения точности измерения деформаций в условиях возможного перемещения образца, установка выполнена с рассеивающими линзами и щелевыми диафрагмами, последовательно расположенными перед

35 камерой.

Источники информации, принятые,во внимание при экспертизе.

1. Авт. св. № 288375, кл. GOln 3/00, 06.08.69.

40 2. Авт. св. Kо 353198, кл. GOln33/38,05.10.70 (прототип) . фиг 1

Фиг 2

Составитель А. Афонин

Техред А. Камышникова

Редактор T. Пилипенко

Корректор Е. Рожкова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1573/16 Изд. № 1490 Тираж 1029 Подписное

ЦИИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4,5