Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии

Стартовая страница
О системе
Технические требования
Синтез
Обучающий модуль
Справка по системе
Контакты
Искать:
  Расширенный   Формализованый   По связи разделов
 А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я 
Общий каталог эффектов
Дилатометрия радиорезонансная
Измерение малых изменений размеров или объема тел под влиянием внешних воздействий с помощью радиорезонансных методов

Анимация

Описание

Дилатометрия радиорезонансная - это метод исследования твердых и реже жидких тел, основанный на точном измерении с помощью радиорезонансных методов размеров и реже объема тел под влиянием внешних воздействий например изменения температуры, электрического поля, магнитного поля. Твердые тела под влиянием внешних воздействий изменяют свои размеры и объем. Жидкие тела изменяют только объем; для исследования изменения объема жидкости необходим тщательный учет изменения размеров сосуда, содержащего жидкость. Дилатометрия радиорезонансная - простой и достаточно точный метод экспериментального определения изменений размеров твердых тел. Он из-за его простоты - более распространенный метод чем, рентгеновская или оптическая дилатометрия (см. соответствующие эффекты). Индукционная и емкостная дилатометрия экспериментально проще осуществимы, чем дилатометрия радиорезонансная.

Чаще всего радиорезонансную дилатометрию используют для изучения расширения тел при нагреве в широких температурных диапазонах. Получаемые данные важны для предсказания размеров детали и напряжений в ней при нагреве. Однако чаще всего по измеренной зависимости длины образца вычисляют коэффициент теплового расширения a. Значения a дают информацию о точности гармонического приближения для описания процессов колебаний атомов в данном веществе при разных температурах, что важно для развития теории твердых тел. Кроме того, любая перестройка структуры вещества, любое изменение сил взаимодействия в веществе изменяют a.

Поэтому радиорезонансная дилатометрия и точное измерение a(T) широко используется в физике и технике как простой метод определения температур фазовых переходов, подбора оптимальных термообработок, контроля состава и качества материалов и т. д.

Изучаемое также методом радиорезонансной дилатометрии изменение размеров тел под влиянием внешнего электрического или магнитного поля (соответственно электрострикция или магнитострикция) сложным образом зависит от многих причин, а именно: атомно-кристаллического строения веществ, гистерезиса свойств (в ферромагнетиках), анизотропии кристаллов (часто знак эффекта зависит от направления в кристалле) и т.д. Дилатометрию радиорезонансную используют также как эффективный метод исследования электрических и магнитных явлений.

 

Ключевые слова

 

Области техники и экономики

 

Применение эффекта

Определение температур фазовых превращений, ответственных за формирование физических свойств материала при его термообработке. В этом случае фазовое превращение приводит как правило либо к изменению линейного размера образца, либо к другой скорости изменения линейного размера при изменении температуры, что регистрируется радиорезонансным дилатометром.

Изучение процессов теплового расширения, магнитострикции и электрострикции дилатометрическими методами. В этом случае радиорезонансная дилатометрия используется для определения удлинения образца под влиянием вышеперечисленных внешних воздействий.

Реализации эффекта

Радиорезонансный дилатометр

Дилатометрические исследования проводят с помощью приборов - радиорезонансных дилатометров различных типов, которые непосредственного измеряют изменение длины изучаемого образца.

В радиорезонансных дилатометрах используют электрический колебательный контур, состоящий из индуктивности L и конденсатора C. Колебания в этом контуре возбуждают с помощью стабильного генератора электрических колебаний с частотой wg близкой к резонансной w0.

Наилучшие чувствительность и линейность методики достигаются если частоты колебаний контура w0 и генератора wg расположены на резонансной кривой как на рис. 1.

 

Резонансная кривая

 

 

Рис. 1

 

Один из элементов L (или C) через систему толкателей соединены с изучаемым образцом. При изменении размеров образца изменяюется L (или C), из-за этого изменяется частота w0, а следовательно и амплитуда A3 электрических колебаний в контуре, по изменению которой судят об изменении размеров образца. Чаще всего изменяют индуктивность контура, вдвигая - выдвигая из катушки индуктивности ферромагнитный сердечник или отдельные его части.

Схема дилатометра радиорезонансного типа приведена на рисунке 2.

 

Схема дилатометра радиорезонансного типа

 

 

Рис. 2

 

С источника синусоидального напряжения - генератора 1 сигнал подается на резонансный контур 2. Напряжение колебаний в этом контуре измеряется прибором 3. Индуктивность (или емкость) контура 2 изменяется при перемещении толкателя соединенного с изучаемым нагреваемым образцом 5, который закреплен на детали 6, помещенной в печи 7 с изменяемой температурой T.

При изменении температуры образца меняется его длина и подвижный толкатель перемещается как показано красными стрелками. От такого перемещения изменяется индуктивность колебательного контура 2 и частота его резонанса w0. Из-за этого в соответствии с рис. 1 меняется амплитуда колебаний A3 в контуре 2, регистрируемая прибором 3. При достаточной узости резонансной кривой удается регистрировать малые смещения конца образца порядка микрометра.

Литература

  1. Савельев И.В. Курс общей физики.- М.: Наука, 1978.-  Т.2. Электричество и магнетизм, волны, оптика.- С.480.

2. Материаловедение. Учебник для ВТУЗов / Под. ред. Б.Н. Арзамасова.- М.: Машиностроение, 1986.- С.384.

3. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела.- М.: Наука, 1978.- С.790.

Формализованное описание Показать

Стартовая страница  О системе  Технические требования  Синтез  Обучающий модуль  Справка по системе  Контакты 
Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина