УСТАНОВКА ДЛЯ ВИЗУАЛЬНОГО ТЕРМИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ТВЕРДЫХ ВЕЩЕСТВ

Полезная модель относится к области исследования материалов с помощью тепловых средств и может быть использована в различных научных и производственных организациях для качественного экспресс-анализа термической устойчивости различных образцов твердых веществ.
Известна установка для теплового исследования тонкослойных покрытий, содержащая устройство для размещения исследуемого покрытия, нагреватель, термостат и приемник теплового излучения, см. описание полезной модели №30435, класс G N 25/18, опубликованное 27.06.2003 в бюллетене №18. В ней устройство для размещения исследуемого покрытия выполнено в виде двух металлических пластин с высокой теплопроводностью, одна из которых совмещена с нагревателем, а другая служит приемником теплового излучения.
Недостатками известной установки являются невозможность одновременного проведения исследований нескольких образцов твердых веществ в монолитном или порошкообразном виде, невозможность визуального наблюдения исследуемого образца, так как он размещен между непрозрачными металлическими пластинами, невозможность получения локальных визуально-контролируемых покрытий листовых материалов продуктами, выделяемыми при нагреве исследуемых твердых веществ..
Известна также установка для визуального термического исследования твердых веществ, содержащая устройство для размещения исследуемого твердого вещества, нагревательный блок, узел измерения температуры и узел визуального наблюдения, см. описание полезной модели №20968, класс G 01 N 25/02, опубликованное 10.12.2001 г. в бюллетене №34.
В ней устройство для размещения исследуемого твердого вещества выполнено в виде держателя монолитного образца, установленного на предметном столике, нагревательный блок выполнен в виде лазера, узел измерения температуры выполнен в виде бесконтактного пирометра, а узел визуального наблюдения выполнен в виде микроскопа и цифровой видеокамеры.
Недостатками указанной выше установки, принятой за прототип, являются:
- невозможность одновременного проведения нескольких исследований различных образцов твердых веществ;
- невозможность обеспечения получения визуально-контролируемых локальных тонкослойных покрытий листового материала продуктами, выделяемыми при нагреве твердых веществ в процессе их термического исследования;
- сложность эксплуатации и технического обслуживания установки;
- большое время проведения исследований;
- большие затраты на проведение качественного экспресс-анализа исследуемых твердых веществ.
В предлагаемой полезной модели поставлена задача создания такой установки, которая бы обуславливала:
- обеспечение возможности одновременного проведения нескольких исследований различных образцов твердых веществ;
- обеспечение возможности получения визуально-контролируемых локальных тонкослойных покрытий листового материала продуктами, выделяемыми при нагреве твердых веществ в процессе их термического исследования;
- упрощение эксплуатации и технического обслуживания установки;
- сокращение времени проведения исследований;
- снижение затрат на проведение качественного экспресс-анализа исследуемых твердых веществ.
Решение поставленной задачи в предлагаемой полезной модели обеспечивается за счет того, что в установке для визуального термического исследования твердых веществ, содержащей устройство для размещения исследуемого твердого вещества, нагревательный блок, узел измерения температуры и узел визуального наблюдения, устройство для размещения исследуемого твердого вещества выполнено в виде кюветы со сменными крышками, в качестве которых в зависимости от вида исследований используется непрозрачная пластина с загнутыми краями, охватывающими боковые стенки кюветы, прозрачный пленочный материал или листовой материал, фиксируемый от бокового смещения на кювете с помощью специально предусмотренных буртиков.
Кюветы размещены в ячейках контейнеров, соединяемых друг с другом с помощью выступов и пазов в единую модульную структуру.
Установка содержит дополнительный узел подсветки и блок анализа, имеющий шасси, на котором расположены нагревательный блок, узлы регулирования и измерения температуры нагревателей нагревательного блока и электровентилятор, при этом шасси закрыто кожухом в виде отдельных крышек и имеет переднюю панель, на которой размещен пульт управления.
Узел визуального наблюдения содержит осветитель, снабженный кожухом со щелью, обеспечивающей направление светового потока от источника света на прозрачный пленочный или листовой материал.
Заявленная установка для визуального термического исследования твердых веществ обладает совокупностью существенных признаков, не известных из уровня техники для устройств подобного назначения, что позволяет сделать вывод о "соответствии критерию "новизна" для полезной модели.
Устройство предлагаемой полезной модели поясняется с помощью прилагаемых чертежей, на которых изображено:
на фиг.1 - общий вид установки
на фиг.2 - общий вид блока анализа с установленным устройством для размещения исследуемого твердого вещества
на фиг.3 - поперечный разрез осветителя узла визуального наблюдения и устройства для размещения исследуемого твердого вещества.
Сущность полезной модели заключается в следующем.
Установка для визуального термического исследования твердых веществ содержит устройство (1) для размещения исследуемого твердого вещества (2), нагревательный блок (3), узел измерения температуры (4) и узел визуального наблюдения (5).
Устройство для размещения исследуемого твердого вещества выполнено в виде кюветы со сменными крышками (6), в качестве которых в зависимости от вида исследований используется непрозрачная пластина с загнутыми краями, охватывающими боковые стенки кюветы, прозрачный пленочный материал или листовой материал, фиксируемый от бокового смещения на кювете с помощью специально предусмотренных буртиков (7).
Кюветы размещены в ячейках контейнеров (8), соединяемых друг с другом с помощью выступов и пазов в единую модульную структуру.
Установка содержит дополнительный узел подсветки(12) и облок анализа (9), имеющий шасси (10), на котором расположены нагревательный блок (3), узлы (11), (4) регулирования и измерения температуры нагревателей нагревательного блока (3) и электровентилятор (13), при этом шасси закрыто кожухом (14) в виде отдельных крышек и имеет переднюю панель (15), на которой размещен пульт управления.
Узел визуального наблюдения (5) содержит осветитель (16), снабженный кожухом (17) со щелью (18), обеспечивающей направление светового потока от источника света на прозрачный пленочный или листовой материал.
В узле измерения температуры (4) используется платиновый термодатчик. Узел регулирования температуры (11) обеспечивает поддержание заданной температуры в диапазоне +50°С - +200°С с точностью ±1°С.
Работа на предлагаемой установке производится следующим образом.
В кювету помещают 10-20 г исследуемого монолитного или сыпучего твердого вещества (2). Затем кювету с исследуемым твердым веществом закрытым непрозрачной крышкой с загнутыми краями, устанавливают на нагреватель нагревательного блока (3), в котором поддерживается заданная температура с помощью узлов измерения и регулирования температуры (4), (11).
Затем непрозрачная крышка кюветы заменяется на прозрачный пленочный материал и осуществляется визуальный контроль осаждения продуктов, выделяемых при нагреве исследуемым твердым веществом (2). При этом включают осветитель (16) и направляют световой поток через щель (18) кожуха (17) на прозрачный пленочный материал. При необходимости используют дополнительный узел подсветки (12).
Для предотвращения перегрева узлов регулирования и контроля температуры (11) производится их постоянный обдув воздухом с помощью электровентилятора (13).
При замене крышки кюветы на листовой материал осуществляется процесс получения на. нем локальных визуально-контролируемых тонкослойных покрытий продуктами, выделяемыми при нагреве исследуемых твердых веществ.
При одновременном визуальном термическом исследовании нескольких образцов твердых веществ и получении локальных тонкослойных покрытий листовых материалов продуктами, выделяемыми образцами
исследуемых твердых веществ, кюветы устанавливаются в ячейках контейнеров (8), собираемых в модульную структуру, позволяющую размещать от 5 до 50 кювет.
При этом значительно сокращаются время и затраты на проведение качественного экспресс-анализа термической устойчивости образцов твердых веществ и на получение образцов локальных тонкослойных покрытий листовых материалов продуктами, выделяемыми при нагреве исследуемых твердых веществ.
Предложенная полезная модель может быть неоднократно изготовлена на базе выпускаемых отечественной промышленностью узлов и элементов с применением современной освоенной технологии и может быть использована для качественного экспресс-анализа термической устойчивости различных образцов твердых веществ, а также для получения визуально-контролируемых локальных тонкослойных покрытий листовых материалов продуктами, выделяемыми при нагреве твердых веществ в процессе их термического исследования, что позволяет сделать вывод о соответствии полезной модели критерию "промышленная применяемость".
В соответствии с описанным устройством полезной модели был изготовлен опытный образец установки для визуального термического исследования твердых веществ, испытания которого подтвердили его преимущества перед известными установками аналогичного назначения.