Пристрій для дослідження оптично прозорих матеріалів

Пристрій для дослідження оптично прозорих матеріалів, який містить джерело оптичного випромінювання, привід навантаження із співвісними 3 59822 4 вимірах оптичних характеристик за допомогою ндикулярно осі, на якій розташовані джерело оптакого пристрою наявність люфтів приведе до тичного випромінювання і реєстратор оптичних значного зсуву зразка щодо потоку, наприклад характеристик. інфрачервоного випромінювання, що внесе споОхоплення нагрівачем тільки кінцевих ділянок творення у вимірювані оптичні характеристики і тяг, а також виконання тяг охолоджуваними, визменшить точність виміру величин. ключає вплив температурних полів на реєстратор Відомий пристрій для дослідження оптично оптичних характеристик і тензометрічну систему прозорих матеріалів, обраний як прототип. Приреєстрації деформації, що сприяє зниженню похистрій містить джерело оптичного випромінювання, бки результатів вимірів. привід навантаження зі співвісними тягами, розміНаявність каналів у нагрівачі, що охоплює кінщеними між джерелом випромінювання і реєстрацеві ділянки тяг, повернених один до одного, дає тором оптичних характеристик, а також реєстратор можливість направляти оптичне випромінювання механічних навантажень [авт. свід. СРСР безпосередньо на досліджуваний зразок, що до№1582086, G01N 21/01, 1990] [5]. У цьому призволяє знизити похибку результатів вимірів в умострої вісь оптичного випромінювання розташована вах термомеханічного впливу. Цьому сприяє також уздовж осі тяг, виконаних з оптично прозорого марозташування осей тяг перпендикулярно осі, на теріалу. Як джерело оптичного випромінювання якій розташовано джерело оптичного випромінюобране джерело ультрафіолетового (УФ) випромівання і реєстратор оптичних характеристик. нювання. Пристрій дозволяє досліджувати оптично Наявність у реєстраторі механічних навантапрозорі матеріали в процесі механічного впливу. жень кільцевого динамометра, усередині якого Зразок з досліджуваного матеріалу з нанесеним на розміщені тяги, дозволяє скоротити число рухомих його поверхню люмінофором здавлюють кінцевиз'єднань елементів у ланцюжку від привода до ми ділянками тяг. За допомогою джерела УФ визразка, що веде до зниження похибки в результапромінювання зразок рівномірно освітлюють. На тах вимірів при термомеханічному впливі на досреєстратор оптичних характеристик подаються ліджуваний зразок. Виконання корпуса кільцевого одночасно оптичне зображення зразка і картина динамометра охолоджуваним виключає вплив розподілу тиску в зразку уздовж обраного напрямтемпературних полів на приймач оптичного вику. промінювання, що сприяє зниженню похибки реОднак у цьому пристрої потік випромінювання зультатів вимірів. спрямований уздовж співвісно розташованих тяг і Вибір як джерела оптичного випромінювання проходить як через досліджуваний зразок, так і джерело ІЧ випромінювання обумовлене тим, що через обидві тяги. Під час деформації зразка в оптичні характеристики (ширина смуги пропускантягах також виникають деформаційні спотворення, ня і положення краю фундаментальної смуги погщо викликають додаткове розсіювання і поглинанлинання) у ІЧ області спектра досліджуваних маня випромінювання на дефектах кристалічної граттеріалів визначаються переважно їх електронними ки матеріалу тяг, що приведе до спотворення у і фононними спектрами, чуттєвими до стану дефеспектрі пропускання досліджуваного об'єкта і, як ктної структури кристалічної гратки. Дослідження в наслідок, до похибки результатів вимірів. ІЧ області спектра кристалів в умовах термомехаКрім того, якщо досліджувати оптичні характенічного впливу дозволяють одержувати достовірну ристики в умовах нагрівання, то в тягах будуть інформацію про їхні основні оптичні характеристивиникати дифузійні процеси, що приводять до споки безпосередньо в експлуатаційних умовах. творень у спектрі пропускання, що також сприяє На Фіг.1 зображена принципова схема дефорзбільшенню похибки результатів вимірів. маційного вузла пропонованого пристрою; на Фіг.2 В основу винаходу поставлена задача створизображена блок-схема пристрою; на Фіг.3 зобрати такий пристрій для дослідження оптично прозожені спектри пропущення (Т, %) оптично прозорих рих матеріалів, який, у порівнянні з пристроєм, монокристалів LiF в області  = (5...10) мкм (крива обраним як прототип, дозволяв би проводити ви1 - у первинному стані, крива 2 - в умовах термоміри в умовах термомеханічного впливу з меншою механічного впливу, деформованих стиском узпохибкою. довж напрямку [100] до 5% за допомогою пропоПоставлена задача вирішується за допомогою нованого пристрою, крива 3 після пристрою для дослідження оптично прозорих матермомеханічного впливу в аналогічному режимі теріалів, що містить джерело оптичного випроміза допомогою відомого пристрою). нювання, привід навантаження із співвісними тяПристрій містить (Фіг.2) джерело оптичного гами, розміщеними між джерелом випромінювання випромінювання 1 у вигляді джерела ІЧ випроміі реєстратором оптичних характеристик, розташонювання і реєстратор оптичного випромінювання ваним на одній осі із джерелом оптичного випро2, що є елементами спектрометра ИКС-21 і розтамінювання, а також реєстратор механічних наваншовані на одній осі «X» (Фіг.1). Пристрій містить тажень. Відповідно до винаходу пристрій має також привід навантаження 3 з тягами 4 і 5, розмінагрівач з каналами, що охоплює повернені один щеними між джерелом 1 і реєстратором оптичного до одного кінцеві ділянки тяг. Як джерело оптичновипромінювання 2 (Фіг.2). го випромінювання використане джерело інфраРеєстратор механічних навантажень містить червоного (ІЧ) випромінювання, реєстратор мехакільцевий динамометр 6, усередині якого поміщені нічних навантажень містить кільцевий тяги 4 і 5. Осі «Υ» останніх розташовані перпендидинамометр, а тяги розміщені усередині останньокулярно осі «X», на якій розташовані джерело 1 і го. Корпус кільцевого динамометра і тяги виконані реєстратор 2 оптичного випромінювання. Тяга 4 охолоджуваними. Осі останніх розташовані перпеприкріплена до кільцевого динамометра 6. Тяга 5 5 59822 6 через отвір у динамометрі 6 з'єднана з редуктором хибкою. (на кресленні не показане) привода 3. Редуктор Як приклад наведені спектри пропускання модозволяє здійснювати деформацію в інтервалі нокристалічних зразків LiF (Фіг.3). Порівняння на-3 -6 -1 швидкостей 10 -10 сек . Пристрій має нагрівач 7 ведених спектрів показує, що оптичне пропущення із каналами 8, який охоплює повернені один до кристалів, які знаходяться безпосередньо в умоодного кінцеві ділянки тяг 4 і 5. Для запобігання вах деформування, відрізняються як від спектра нагрівання кільцевого динамометра 6 і тяг 4 і 5 вихідних зразків, так і від спектра зразків після установлені екрани 9 з водяним охолодженням. На деформації і наступного розвантаження. У зраздинамометрі 6 установлені тензодатчики 10. Тяга ках, які знаходяться під впливом навантаження, 5 контактує із пружною сталевою пластиною 11, на створювані поля напружень вносять помітне додаякій закріплені тензорезистори 12. ткове поглинання, що частково зникає при розванПривід 3 з редуктором і динамометром 6 устатаженні зразків. новлені на кронштейнах 13. Як показали дослідження, у пристрої, обраноПристрій працює так. Зразок 14 з оптично прому як прототип, потік випромінювання, спрямовазорого матеріалу (Фіг.1) розміщають між кінцевими ний уздовж тяг і прохідний як крізь досліджуваний ділянками тяг 4 і 5, монтують нагрівач 7 так, щоб зразок, так і крізь обох тяг, додатково розсіюється і він охоплював згадані ділянки. Джерело 1 і реєстпоглинається на дефектах кристалічної гратки тяг. ратор 2 ІЧ випромінювання розміщають так, щоб Це веде до спотворення в спектрі пропускання вісь «X», на якій вони розташовані, проходила чедосліджуваного об'єкта і, як наслідок, до збільрез канали 8 нагрівача 7 і була перпендикулярна шення похибки результатів вимірів. В умовах наосям «Y» тяг 4 і 5. Після цього зразок 14 піддають грівання спотворення у спектрі пропускання підсидеформуванню при різних температурах з одночалюються, що сприяє збільшенню похибки сним пропускання крізь нього ІЧ випромінювання. результатів вимірів. Спектри пропускання реєструють реєстратором 2. Таким чином, пропонований пристрій дозволяє Завдяки тому, що ІЧ випромінювання проховимірювати оптичні характеристики оптично продить тільки через зразок 14, що розташований зорих матеріалів в умовах термомеханічного усередині кільцевого динамометра, а корпус 6 впливу з меншою похибкою, ніж пристрій, який останнього та тяги 4 і 5 виконані охолоджуваними, обраний як прототип. Крім того, розміщення осеудалося провести виміри оптичних характеристик редку деформації усередині динамометра забезв умовах термомеханічного впливу з меншою попечує компактність пристрою. 7 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 59822 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601