CS251477B1 - Sposob kontinuálneho merania teplotněj závislosti fyzikálnej veličiny kovových materiálov pri hlbokých teplotách a zariadenie k jeho uskutočneniu - Google Patents

Abstract

Riešenie sa týká spůsobu a zariadenia pre kontinuálně meranie teplotnej závislosti fyzikálně] veličiny, například elektroodporu kovových materiálov, pri teplotách pod izbovou teplotou a pri hlbokých teplotách a rieši operativně, variabilně a nenáročné meranie a vyhodnocovanie závislosti. Na tepelne izolovaná vzorku od okolia, aktivovaná na meranie, sa působí chladiacim plynom, ktorého teplota sa plynule znižuje, a to v závislosti od plynule sa meniaceho množstva teplého plynu, prechádzajúceho kontaktně skvapalneným plynom. Teplota i změna fyzikálnej veličiny vzorky sú merané a zaznamenávané súčasne, a to fotoelektrickým spůsobom, pričom meranie sa robí pri zvolenej jednej alebo různých rýchlostiach plynulého ochladzovania. Zariadenie pozostáva z kryostatu s prívodnou rúrkou zavedenou nad hladinu skvapalneného plynu v termoflaši, z prívodnej rúrky vybavenej rozptytovacou fritou a opatrenej regulačným ventilom s ovládacou prestavovatetnou převodovkou. Vzorka v kryostate je vybavená termočlánkom a spoločným meracim a zaznamenávacím prístrojom pre súčasné meranie změny zvolenej fyzikálnej veličiny a teploty vzorky zápojenej na aktivačný zdroj.

Description

Vynález sa týká sposobu kontinualneho merania teplotnej závislosti fyzikálně] veličiny, například elektroodporu kovových materiálov, pri teplotách nižších od izbovej teploty a při hlbokých teplotách, ako aj zariadenia k jeho uskutočneniu a rieši operativně, variabilně a nenáročné meranie a vyhodnocovanie závislosti íyzikáluych veličin od teploty.

K zistovaniu závislosti fyzikálnych veličin kovových materiálov od teploty meraním sa používá tzv. bodová metoda. Pri meraní touto metodou je třeba nastavil: teplotu vzorky kovu, po je] ustáleni odčítat hodnotu fyzikálnej veličiny a postup opakovat podlá žiadaného počtu meraní, potom z nameraných hodnot vyhotovit teptotnú závislost fyzikálnej veličiny. Postup je zdíhavý, prácny, závislý od ustálenia teploty a vlastně meranie je diskontinuálne. Zvlášť obtiažne je takto zisťovať najma neznáme lokálně odchýlky teplotnej závislosti fyzikálnej veličiny a potom určit ich prisluchajúcu teplotu alebo ich úzký teplotný interval najma v oblasti hlbokých teplot. Zistenie lokálnych zmien teplotnej závislosti fyzikálnej veličiny u kovových materiálov prispieva k novým poznatkom o změnách ich mechanických vlastností a ich příčinách, keďže niekedy obidve změny koexistujú v tom istom teplotnom intervale.

Uvedné nedostatky odstraňuje a problém rieši sposob kontinuálneho merania teplotnej závislosti fyzikálnej veličiny, například elektroodporu kovových materiálov za hlbokých tepot a zariadenie pre jeho uskutočnenie pódia vynálezu.

Podstata sposobu podl'a vynálezu spočívá v tom, že plynulá změna teploty chladiaceho plynu, tým i plynulá změna teploty vzorky aktivovanej na meranie, sa reguluje plynulou změnou množstva teplého plynu, prechádzajúceho kontaktně cez kvapalný plyn. Přitom změna teploty vzorky a změna teplotně závislej fyzikálnej veličiny sú merané súčasne a zaznamenávané fotoelektricky při róznych zvolených rýchlostiach ochladzovania.

Podstata zariadenia pre uskutočnenie sposobu podlá vynálezu pozostávajúci z kryostatu s prívodnou rúrkou chladiaceho plynu, zavedenou nad hladinu skvapalneoého plynu v termoffaši spočívá v tom, že do termoflaše je zavedená prívodná rúrka teplého plynu, vybavená pri dne termoflaše rozptylovacou fritou a opatřená regulačným ventílom s ovládacou prestavovatefnou převodovkou. Na meranú vzorku, uloženu v kryostate, je připojený termočlánok, fotoelektrický merací přístroj pre súčasné meranie změny fyzikálnej veličiny a teploty vzorky a aktivačný zdroj.

Výhody vynálezu sú v tom, že změna teploty vzorky je počas ochladzovania plynulá, meranie teplotnej závislosti fyzikálnej veličiny je kontinuálně, časovo nenáročné, záznam závislosti fyzikálnej veličiny a súčasne i teploty umožňuje zároveň odčítat okamžitá hodnotu fyzikálnej veličiny a určit jej príslúchajúcu teplotu a taktiež lokálnu změnu fyzikálnej veličiny a jej příslušný teplotný interval a rýchlosť změny teploty vzorky a změny fyzikálnej veličiny v závislosti od teploty je rózne nastavitelná.

Příklad uskutočnenia sposobu podl'a vynálezu je znázorněný zisťovaním závislosti elektroodporu vzorky kovu od teploty T, tiež jeho případných lokálnych anomálií v oblasti teplot pod izbovou teplotou a hlbokých teplot, kontinuálně v čase „t“.

Ku dnu termoflaše, naplnenej skvapalneným dusíkom, je privádzaný plynový dusík o izbovej teplote, ktorý je ochladzovaný kontaktně prechodom cez skvapalnený dusík pri súčasnom bezpulzovom odpařovaní skvapalneného dusíka. Chladiaci plynový dusík z priestoru nad hladinou v termofláši je odvádzaný do kryostatu ku vzorke kovu, na konci ktorej je jednosměrné stabilně napátie. Množstvo plynového dusíka, privádzaného k dnu termoflaše, je plynule regulované, tým i změna teploty T vzorky sposobujúca změnu úbytku napátia AU na koncoch vzorky ako priamo úmernú hodnotě změny elektroodporu v čase „t“. Závislosti AU — f(tj a T = f(tj sú súčasne zobrazené fotoelektrickým sposobom na zázname. Súčasný záznam obidvoch závislostí je zároveň kontrolou plynulosti ochladzovania, teda i kontrolou toho, či k prípadnej lokálnej zmene hodnoty AU došlo lokálnou změnou teploty T vzorky, čo sa prejaví i na jej zázname, alebo z inej příčiny. Ak k náhlej lokálnej zmene teploty nedošlo, potom takouto příčinou móže byť len zisťovaná lokálna změna elektroodporu, ako fyzikálna „anomália“. Zo získaného záznamu možno vyhotovit aj plynulá závislost AU — f(T), resp. i úplnú teplotnú závislost specifického elektroodporu.

Příklad uskutočnenia zariadenia pre zisťovanie závislosti elektroodporu od teploty podl'a vynálezu je znázorněný na priloženom výkrese, kde je znázorněné schematické usporiadanie prvkov zariadenia.

Meraná vzorka 1 je uložená v kryostate 2, do ktorého ústi rúrka 3 chladiaceho plynového dusíka, vložená do termoflaše 4 so· skvapalneným dusíkom. Prívodná rúrka 5 plynového dusíka je opatřená regulačným ihlovým ventílom 6, spojeným s rožne nastavitelným prevodom 7 s motorčekom, rúrka 4 je zavedená na dno termoflaše 4 a na konci je opatřená fritou 8. Ku vzorke je připojený termočlánok 9 a spoločný fotoelektrický zaznamenávací přístroj 10 teploty a změny fyzikálnej veličiny a stabílný zdroj 11 jednosměrného napátia.

Vzorka 1 v kryostate 2 sa po zapojenie na jednosměrný stabilný zdroj 11 napátia trvale aktivuje na meranie. Nastaví sa vhodná rýchlosť jej ochladzovania na prevodovke 7, ovládacej ihlový ventil 6 a vpúšťa sa plynový dusík do termoflaše 4, ktorého

51 5 množstvo sa plynule mění s otváraním liliového ventilu 6. Zároveň zapojený íotoelektrický merací přístroj 10 zaznameňává súčasne teplotu vzorky a změnu úbytku napatia v čase. Spuštěný systém pracuje samostatné až do dosiahnutia najnižšej možnej

7 teploty, pri ktorej sa chladenie vzorky odstaví. V meraní možno pokračovat plynulým oteplováním vzorky ponechanej v kryostate po odstavení plynulého odchiadzovania. Získané záznamy pri plynulom ochladzovaní a oteplovaní sa vyhodnotia.

Claims (2)

1. Sposob kontinuálneho merania teplotnej závislosti fyzikálnej veličiny, například elektroodporu kovových materiálov, pri teplotách nižších od izbovej teploty a pri hlbokých teplotách, kde na aktivovánu vzorku na meranie fyzikálnej veličiny, tepelne izolovánu od okolia, sa působí chladiacim plynom, vyznačujúci sa tým, že plynulá změna teploty chladiaceho plynu sa reguluje plynulou změnou množstva teplého plynu, prechádzajúceho kontaktně cez skvapalnený plyn, pričom změna teploty vzorky a změna teplotně závislej fyzikálnej veličiny sú merané súčasne a zaznamenávané fotoelektricky a meranie sa vykonává pri zvolenej jednej alebo různých rýchlostiach ochladzovania a na základe merania sa konYNÁLEZU tinuálne vyhodnocujú získané teplotně závislosti.

2. Zariadenie pre uskutočnenie spósobu podlá bodu 1, pozostávajúce z kryostatu s prívodnou rúrkou chladiaceho plynu, zavedenou nad hladinu skvapalneného plynu v termoflaši, vyznačujúce sa tým, že do termoflaše (4) je zaústěná prívodná rúrka (5) teplého plynu, vybavená pri dne termoflaše (4) rozptylóvacou fritou (8) a opatřená regulačným ventilom [6] s ovládacou prestavovatelnou převodovkou (7), pričom na meranú vzorku (lj, uloženú v kryostate (2) s prívodnou rúrkou (3), je připojený termočlánok (9) fotoelektrický merací přístroj (10] pre súčasne meranie fyzikálnej veličiny a teploty vzorky a aktivačný stabilný zdroj (11).