Устройство для определения содержания примесей в металлах и сплавах

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (3!)549723 (61) Дополнительное к авт. свид-зу.— (22) Заявлено 16.07.75 (21) 2156300 25 (51) М.Кл.- G С! iN 25,32 с присоединением заявки—

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Прноритет— (43) Опубликовано 05.03.77. Вюллстспь М 9 (53) УД1х 539.2! 9.1 (088,8) (45) Дата опубликования описания 1б.05.77 (72) Автор

В. И. Власюк изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

СОДЕРЖАНИЯ ПРИМЕСЕЙ В МЕТАЛЛАХ И СПЛАВАХ

Изобретение относится к технике анализа металлов и сплавов.

Известны устройства для определения содержания примесей в металлах и сплавах, основанные на измерении э.д.с. термопары, составленной из испытуемого образца и элемента сравнения, содер>канне примесей в котором точно известно (1).

Поскольку величина термо-э.д.с. зависит также от разности температур концов образца, з известные устройства для точного поддержания этой разности либо вводят дополнительный рсгулирующий прибор, либо один электронный прибор переключают поочередно на регулирование разности температур электродов и иа измерение термоэ.д.с. образца.

В первом случае устройство громоздко, а

Fo втором — измерения недостаточно точные из-за наличия коммутационных элементов. В обоих случаях показания зависят от окружающей температуры, что делает необходимой регулярную подстройку прибора по эталону.

Наиболее близким техническим решением к предложенному. является устройство для определения содержания примесей в металлах и сплавах t2), содержащее холодный и горячий электроды, элементы сравнения, усилитель, электродвигатель и реохорд.

Для снижения влияния колебаний окру>кающей температуры элементы сравнения монтируются как в горячий, так и в холодный электрод и з момент измерения подключаются к электронному потенциометру последовательно с испытуемым образцом. Эти же эдемеHTbl сравнения используются и для . .оддержания разности температур холодного и горячего электродов, причем в момент измерения )I# цепь размыкается специальными о контактами.

Основным недостатком этого устройства является непосредственное измерение термоэ.д.с. для чего сигнал термо-э.д.с. подается через усилитель в диагональ моста, состоящего из реохорда .l нескольких образцовых резисторов. Питание моста осуществляется от стаоилизиров",ííî "î источника напряжения.

Любые температурные изменения в элементах схемы устройства, колебания напряжения источника питания, изменения переходных сопротивлений контактов, изменения температуры электродов — все это снижает точность измерения содержания примесей в металлах и спл а за х.

Целью изобретения является уменьшение гл .яния колебаний разности температур электродов и температуры окружающей среды >l упрощение электрической схемы.

Для этого элементы сравнения подклюзп чепы непосредственно к концам реохорда. а

549723 холодный и горячий электроды соединены через резистор эталонным проводником.

На чертеже представлена схема предложенного устройства.

Устройство для определения содержания примесей в металлах и сплавах содержит холодный 1 и горячий 2 электроды, между которыми зажимается испытуемый образец,3; два элемента сравнения 4 и 5, имеющих тепловой и электрический контакт с горячим электродом и тепловой контакт с холодным электродом; эталонный проводник 6, в разрыв которого включен резистор 7; электронный усилитель 8, на выходе которого включен электродвигатель 9, кинематически связанный с движком реохорда 10, стрелкой 11 и кулачком 12, включающим контакты терморегулятора 13, подающего питание от трансформатора 14 на подогреватель 15, вмонтированный в горячий электрод.

При включении устройства контакты 13 замкнуты и горячий электрод 2 разогревается. На элементах сравнения 4 и 5 poÿBëÿþòñÿ термо-э.д.с., разные по величине, так KBK эти элементы выполнены из сплавов с разным процентным содержанием примесей: один с минимальным, другой — с максимальным.

Разница между ними определяет диапазон измерений содержания примесей в образ це.

Сигнал термо-э,.д.с. с элементов сравнения

4 и 5 подается на реохорд 10, в каждой точке которого появляется определенный потенциал относительно земли.

На подвижный контакт рсохорда 10 через усилитель 8 подают сигнал термо-э.д.с. эталонного проводника, имеющего температурную зависимость иную, чем у элементов сравнения 4 и 5.

Если потенциал точки, в которой находится подвижный контакт реохорда 10, не равен величине термо - э. д. с. эталонного проводника 6, во входной цепи усилителя 8 появляется сигнал и электродвигатель 9 начинает перемещать движок по реохорду 10 до тех пор, пока потенциалы не уравниваются и сигнал на входе усилителя 8 не исчезнет. Кулачок 12 разомкцет контакты 13 и отключит нагреватель 15.

Таким образом осуществляют регулирование разности температур холодного 1 и горячего 2 электродов.

Если между электродами 1 и 2 зажимается образец 3, то своим весьма малым электрическим сопротивлением он шунтирует цепь эталонного проводника 6, и процесс регулирования температуры временно прекращается.

Сигнал термо-э.g. с образца 3 через, уси.литель 8 подается на подвижный контакт реохорда 10. Электродвигатель 9 перемещает движок реохорда 10 до тех пор, пока не найдет точку, потенциал которой равен термоэ. д. с. образца 3. При этом стрелка 11 на шка

10 !

Зо

lðèooðà покажет процентпос содержание примеси в образце 3.

Изменение разности температур электродов в широких пределах не сказывается на точности измерений, так как закон изменения термо-э.д.с. образца и элементов сравнения 4 и 5 одинаков. При колебаниях температуры все три тсрмо-э. д. с. изменяются пропорционально, в результате чего равновесие моста пе нарушается и движок реохорда остается на месте.

Цепь эталонного проводника 6 также не влияет на точность измерений, так как сопротивление резистора 7 взято в 100 раз больше сопротивления испытуемого образца (от 100 до 1000 ом).

Иск,т|очение из схемы ряда элементов, в том чи ле и таких, параметры которых зависят от времени и температурных изменений, повышает надежность устройства и стабильность результатов измерений, упрощает его обслуживание, что, в свою очередь, повышает експрессность анализа.

Удобство в обслуживании и обращении, простота схемы, отсутствие ручной подстройки и коммутационных элементов источников питания позволяет повысить точность измерений и сократить пх длительность, а также снизить затраты на изготовление устройства.

Формула изобретения

Устройство для определения содержания примесей в металлах и сплавах, содержащее холодный и горячий электроды, элементы сравнения, усилитель, электродвигатель и реохорд, отличающееся тем, что, с целью уменьшения влияния колебаний разности температур электродов и температуры окружающей среды, а также упрощения электрической схемы, элементы сравнения подключены непосредственно к концам реохорда, а холодный и горячий электроды соединены через резистор эталонным проводником.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Отчет по НИР Ы 72-7, номер государствен ной регистрации 72007129, Магнитогорского горно-металлургического института им.

Г. И. Носова, «Разработка и внедрение термоэлектрического метода определения содержания углерода в стали по ходу плавки», Магнитоторск, 1972.

2. Евдокимов A. С. и др. Повышение точности контроля содержания углерода в стали методом термо-э.д.с. Сб. «Межвузовский выпуск 1», Министерство высшего и среднего образования РСФСР, Магнитогорский горнометаллургический институт имени Г. И. Носова. Магнитогорск, 1973, стр. 102 †1, прототип.

549723

Составитель C. Беловодченко

Texr>e„- И. Карандашова

Реда ктс - T. Орловская

Корре iTop В. Гyr iav

Тип. Харьк. фил. пред, «Па-.ент» завез 2(6/509 Изд. Ме 452 Тираж 1054 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушскаи наб.. д. 4/5