Трибоэлектрическое устройство

 

(;!! 6OO429

Со)оэ Советских

Социалистических

Рссп))блик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.12.76 (21) 2427124 18-25 (51) М. Кл.- б 01N 27 60 с присоединением заявки М

Совета Министров СССР ао делам изобретений

И открытий (43) Опуог!).ковано 30.03.78. Бюг!лстсиь Хо 12 (45) Дата опубликования оп!)сания 11.04.78 (53) УДК 539.219.1 (088.8) (72) Авторы

ИЗООРСтЕПИЯ

A. А. Лухвич, Е. A. Поляков и M. A. Симонов

Отдел физики неразрушающсго контроля

АH Белорусской ССР (7l) Заявитель! (54) ТРИБОЭЛЕКТРИЧ ЕСКОЕ УСТРОЙСТВО !!1„ -!, ГосУдарственный комитет (23) Пр ори

Изобретение относится к средствам нераз рушающего контроля и может быть использовано в машиностроительной, металлургической и других отраслях промышленности для контроля химсостава и рассортировки металлов и сплавов по величине трибо-ЭДС.

Известны трибоэлектрические устройства, основанные на трибоэлектрическом эффекте, «которых разность потенциалов создается зя счет трения двух металлических образцов, один из которых является эталоном, я другой — исследуемым объектом.

Эта разность потенциалов регистрируется измерительным прибором. Трение обссисчи»астся перемещением эталона, якреилсиного

II» валу электродвигателя. отиоситсл)и!о 1!сподви>кного контролируемого издсг!Ии.

Из известных наиболее близким к изобретению техническим решением является трибоэлсктрическое устройство, в котором эталон1 ы и о б р я 3 ец, из Г От 0 Bл е l! н ы и !! 3 а р х! ко- ж с. 1 с 3 а, с помощью электродвигателя и кулис«ого механизма персме)цастся по поверхности контролируемого изделия. Амплитуда перемещений составляет б — 7 мм, скорость 7-- 10 колебаний в секунду. В качестве индикатора использован микроамперметр типа !)95.

Возникающая при трепни металлически: образцов разность потенциалов определястся

i)

1 величиной работы»ыходя электро«о»; «слишиой тсрмо-ЭДС.

Работа выхода определяется электронной структурой контактирующих металлов, зяв:15 сит от хин)состава, величины остато шых напряжений II cocToklk)II, I apl!cT!l. !. III )cc) o! I структуры.

Тсрмоэлектри)еская составляющая разности потенциалов, определяется коэффпциеи)О тами Томсона эталона и контролируемого и-дслпя и температурои нагрева ири трс)ши.

В зоне 1рсиия коэффициенты Томсона и температу ра отде т зависеть от величины приклады вяемогo д)1»лспия, скоро T!l д»ижс))пя,! (5 состоя))ия по«срх!!Ости обоих обрязцо». Таким образом, тсрз!Оэлектрическ;!!1 составл яющ;!я разности потенциалов будет 13 большей мсрс характеризовать условия проведения экñïñð«мента (всличш!я нагрузки. скорость, состоя20 ипе поверхности, изменение коэффш!иси !>О»

Томсона и р 13k!ocTb температур зя с !Ст !)лястичсскo(1 деформации при трспии), чем . Имсостя» и состoяиис структуры коитрол)!русмо)о издс.шя. Это значительно снижаст то и:ocl.

5 и и;1 д с ж и 0 с т ь к О и т 1 1 О л Я 3 я с I c T в О 3 н и к и О «с ! и >) термоэлектрической состявляющсй велич)шы из. !срясмого ток!! и я«лястся 1!риllц!1пияльиым недостатком л щсствующих приборов. о ио«анны" па измерснии разности ио!.сицияло»

30 при трсиип (трибо-ЭДС).

600429

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет исключения влияния на результаты измерений термоэлектрических токов.

Поставленная цель достигается тем, что эталонный образец изготовлен из диэлектрика и размещен с зазором в металлическом экране.

Прп трепни металла и диэлектрика проис..одит разделение электрических зарядов. Степень электризации и связанная с ней разность потенциалов определяются физической природо i:эталонного образца и контролируемого изделия. Термоэлектрическая составляющая р гзпостп потенциалов при этом не сказывается на результатах измерений, тяк кяк электрическая цепь в паре диэлектрик — металл разомкнута. Разность потенциалов, обусловленная разделением зарядов при трении в парс диэлектрик — контролируемое изделие, измеряется между изделием и металлическим экраном, ня котором индуцируется заряд, равный по величине заряду диэлектрика.

На чертеже схематически представлена конструкция предлагаемого трибоэлектрического устройства.

Трибоэлектрическое устройство содержит эталонный образец 1, металлический экран 2, пружину 3 и электродвигатель 4.

Эталонный образец 1 размещен по центру внутри экрана 2, не касаясь стенок последнего. Необходимое давление на образец 1 обеспечивается пружиной 3, насаженной на вал

5 электродвигателя 4. Экран 2 и контролируемое изделие соединены с измерительным прибором б.

Эталонный образец изготовлен из такого диэлсктрпка, который обладает большой способностью к электризации в результате соприкосновения с металлом, например, из стекла, плавленого кварца, окиси магния.

Устройство работает следующим образом.

Двигатель 4 приводит во вращение эталонный образец 1, находящийся в контакте с контролируемым изделием. Металлический

35 экран 2 не контактирует с исследуемым объектом.

Возникающий при трении на образце 1 трибопотенциал индуцирует IIH металлическом экране 2 заряды, равные по величине зарядам на эталонном образце, в результате чего между экраном и исследуемым объектом возникает разность потенциалов, которую регистрирует измерительный прибор 6. По показаниям прибора судят о химсоставе и структуре мк таллов и сплавов.

Эталонный образец может быть выполнен сменным. При контроле рc!çëï÷íûх сплавов эталонный образец выполняют пз того диэлектрика, который дает наибольшую чувствительность.

Устройства, выполненные !Io предложенной схеме, позволяют повысить точность и надежность контроля химсостава и марок металлов и сплавов методом трибо-ЭДС за счет исключения влияния термоэлектрических токов.

Кроме названных выше преимуществ предложенная схема измерений значительно упрощает существующие устройства контроля химсостава и структуры изделий по измерениям трибо-ЭДС, в которых индикация ведется по величине тока и в которых при вращении эталонного образца ток можно измерить, снабдив устройство токосъемниками в виде щеток, что приводит к дополнительным погрешностям при измерении. Наличие кулисного механизма при возвратно-поступательном движении эталона относительно контрс. лируемого изделия значительно усложняе известные устройства.

Формула изобретения

Трибоэлектрическое устройство, содержащее эталонный образец, закрепленный на валу электродвигателя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, эталонный образец выполнен из диэлектрика и размещен с зазором в металлическом экране.

Составитель С. Беловодченко

1зедактор Н. Коляда Тскрсд Н. Рыбкина Корректоры: Л. Котова и Е. Хмелева

Заказ 354/14 Изд. Хо 328 Тираж 1122

ППО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобрстений и открытий

113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Подписное