УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОРТИРОВКИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Полезная модель относится к области контроля металлов и сплавов, а именно, к устройствам для их оперативной сортировки.
Известно устройство для сортировки металлов и сплавов (RU №2180958, Кл. G01N 23/00, 2002), содержащее измерительный преобразователь, состоящий из двух металлических контактных электродов, и вторичный прибор, соединенный с этими электродами. Первый из электродов выполнен в виде трубки с открытым нижним торцом, плоскость которого перпендикулярна оси трубки, а во внутренней полости первого электрода на изоляторе укреплен второй электрод, нижний торец которого снабжен плоским излучателем β-частиц, параллелен плоскости торца первого электрода и расположен на фиксированном расстоянии от этой плоскости.
Сортировка металлов и сплавов с помощью данного устройства осуществляется по значению ионного тока, возникающего между тритиевым ионизатором и объектом контроля, пропорционального контактной разности потенциалов.
Недостатком данного устройства является необходимость использования тритиевого радиоактивного излучателя β-частиц.
Наиболее близким по технической сущности является устройство для сортировки металлов и сплавов (RU, №26132, Кл. G01N 23/00, 2002), содержащее внешний металлический электрод, выполненный в виде трубки с открытым нижним торцом, плоскость которого перпендикулярна оси трубки, во внутренней полости этого электрода на изоляторе, на фиксируемом расстоянии от плоскости его открытого торца, расположен внутренний металлический электрод, выполненный в виде диска с центральным отверстием, ось которого совмещена с осью внешнего электрода, а нижний торец параллелен плоскости торца этого электрода, лампу ультрафиолетового излучения, выполненную в виде цилиндра с плоским окном для входа излучения, перпендикулярным оси цилиндра, и электрометр, к которому подключены оба электрода.
Недостатком такого устройства является размещение лампы ультрафиолетового излучения, непосредственно в самом измерительном преобразователе, что усложняет конструкцию и увеличивает габариты устройства.
Задачей данной полезной модели является упрощение конструкции устройства.
Технический результат - повышение надежности и удобства эксплуатации устройства за счет размещения лампы ультрафиолетового излучения в отдельном выносном блоке.
Технический результат достигается тем, что устройство для сортировки металлов и сплавов, содержащее внешний металлический электрод, выполненный в виде трубки с открытым нижним торцом, плоскость которого перпендикулярна оси трубки, во внутренней полости этого электрода на изоляторе, на фиксируемом расстоянии от плоскости его открытого торца, расположен внутренний металлический электрод, выполненный в виде диска с центральным отверстием, ось которого совмещена с осью внешнего электрода, а нижний торец параллелен плоскости торца этого электрода, лампу ультрафиолетового излучения, выполненную в виде цилиндра с плоским окном для входа излучения, перпендикулярным оси цилиндра, и электрометр, к которому подключены оба электрода, согласно полезной модели устройство дополнительно содержит выносной блок, в котором размещены лампа ультрафиолетового излучения и электрометр, согласно полезной модели плоское окно лампы ультрафиолетового излучения и центральное отверстие внутреннего электрода соединены гибким оптоволоконным волноводом, прозрачным для ультрафиолетового излучения.
Такая конструкция обеспечивает простоту, надежность и удобства применения устройства для сортировки металлов и сплавов за счет того, что лампа ультрафиолетового излучения с источником питания располагается в отдельном выносном блоке. При этом ионизация слоя воздуха между поверхностью объекта и внутренним электродом, необходимая для измерения контактной разности потенциалов между названным электродом и объектом, обеспечивается за счет передачи ультрафиолетового излучения от лампы по гибкому оптоволоконному волноводу, прозрачному к ультрафиолетовому излучению.
По сравнению с прототипом заявляемая конструкция имеет отличительную особенность в совокупности элементов и их взаимном расположении.
На фиг.1 изображена схема устройства для сортировки металлов и сплавов.
Устройство сортировки металлов и сплавов содержит внешний металлический электрод 1, выполненный в виде трубки с открытым нижним торцом 2, плоскость которого перпендикулярна оси трубки 3, во внутренней полости 4 электрода 1 на изоляторе 5, на фиксируемом расстоянии от плоскости его открытого торца 2, расположен внутренний металлический электрод 6, выполненный в виде диска с центральным отверстием 7, ось которого совмещена с осью внешнего электрода 1, а нижний торец 8 - параллелен плоскости нижнего торца 8 электрода 1. Лампа 9 ультрафиолетового излучения, выполнена в виде цилиндра, с плоским окном 10 для входа излучения, перпендикулярным оси цилиндра. Электрометр 12, к которому подключены оба электрода 1 и 6. Устройство также содержит выносной блок 13, в котором размещены лампа 9 ультрафиолетового излучения и электрометр 12, причем плоское окно 10 лампы 9 ультрафиолетового излучения и центральное отверстие 7 внутреннего электрода 6 соединены гибким оптоволоконным волноводом 14, прозрачным для ультрафиолетового излучения. К лампе 9 ультрафиолетового излучения подводится напряжение от источника питания 15, расположенного в выносном блоке 13.
Работа устройства для сортировки металлов и сплавов осуществляется следующим образом.
На зачищенную поверхность объекта устанавливают внешний металлический электрод 1 устройства сортировки металлов и сплавов. От лампы 9 ультрафиолетового излучения через плоское окно 10 в гибкий оптоволоконный волновод 14 поступает ультрафиолетовое излучение. Это излучение попадает во внутреннюю полость 4 внешнего металлического электрода 1. Молекулы воздуха, находящиеся во внутренней полости 4 внешнего металлического электрода 1, ионизируются. Если работа выхода электронов внутреннего металлического электрода 6 и объекта различны, то между этим электродом 1 и объектом возникает контактная разность потенциалов. Под действием этой разности потенциалов через входную цепь электрометра 12 протекает ток, значение которого определяется значением ионного тока между нижним торцом 8 внутреннего электрода 6 и объектом. В принципе для каждого металла и сплава значение работы выхода индивидуально. Этим определяется тот факт, что в зависимости от вида металла или сплава между нижним торцом 8 внутреннего электрода 6 и объектом возникает соответствующая контактная разность потенциалов, значение которой определяется по ионному току, то есть по выходному сигналу электрометра 12.
-10
Предварительные испытания предлагаемого устройства позволяет установить, что при диаметре металлического электрода 6-10 мм, расстоянии между нижним торцом 8 внутреннего электрода 6 и объектом составляет 1 мм, средней длине волны - 190 нм ионный ток составляет от 0,8 до 15×10 А.
Преимуществами данного технического решения являются:
- простота реализации;
- безинерционность;
- удобство эксплуатации.
Предложенное устройство может быть реализовано на базе стандартных электронных устройств и ультрафиолетовых источников.
Предложенное устройство во многих случаях позволит заменить в машиностроении, металлургии и на предприятиях, связанных с вторичной переработкой металлов и сплавов, сложные и дорогостоящие устройства, используемые при оперативном контроле.