Аппаратура для высоких давлений (стр. 3 из 3)

Другие образцы изолированных проводников для термопар были описаны Бриджменом, Адамсом, Вильямсоном, Джонстоном, Горансоном и Бэрчем.

10. Окна

Для наблюдения процессов, происходящих внутри аппаратуры высокого давления, необходимы окна из стекла или кварца. Для этой цели в запирающем грибке аппарата высокого давления просверливается отверстие диаметром около 2 мм в случае, если наружный диаметр штока грибка равен 10 мм. Торцевую поверхность грибка, обращенную в сторону высокого давления, оптически полируют. Торцевые поверхности цилиндра из стекла или кварца также оптически полируют. Цнлипдр опирается на полированную торцевую поверхность грибка. Если обе поверхности хорошо отполированы, то на поверхности соприкосновения будет видно только несколько концентрических колец. Если стеклянный или кварцевый цилиндр не дают плотного соединения, то их можно слегка сдавить при помощи прижимной гайки пли приклеить тонким слоем канадского бальзама. Такие окна с большим успехом были применены до давлений 12 ООО атм и выше.

Устройство окна

Поултер применяет подобное устройство для давлений до 20 000 атм. Удобные формы выводов описаны Бриджменом. Гилессен испробовал окно, изготовленное по примеру электровводов, причем стальной конус заменялся на стеклянный. Эберт при определении сжимаемости металлов применял окна; для устранения искажений, вносимых стеклом, применялись иммерсионные жидкости. Дрикамер предложил изготовлять окна для давления 12 000 атм из искусственного сапфира, вырезанного так, что ось С перпендикулярна к поверхности окна.

При работе с давлениями до 100 атм окна следует приклеивать.

11. Манганиновый манометр

Манганиновый манометр с успехом применяется при измерении статических или медленно изменяющихся давлений в газах и жидкостях вплоть до 20 ООО атм.

Для измерений необходимо знать коэффициент зависимости электрического сопротивления применяемой манганиновой проволоки от давления; как показали наблюдения, эти коэффициенты оказываются различными для различных образцов манганина, в зависимости от состава и термической обработки. Далее, необходимо обеспечить неизменность сопротивления катушки до и после наложения давлений. Затем необходимо, чтобы проволока, находясь в камере давления, была вполне свободной, т.е. чтобы давление не вызывало в ней никаких дополнительных напряжений, которые могли бы повлиять на ее сопротивление и тем вызвать ошибки при измерениях. В физико-техническом бюро для измерений применяется катушка из манганиновой проволоки с общим сопротивлением около 10 ом. Раньше проволока наматывалась на какой-нибудь стержень вручную бифилярно. плотно, но без излишнего натяжения. Затем катушку снимали с сердечника, при этом она несколько расходилась. Затем ее концы припаивались мягким или лучше твердым припоем к концам электродов изолированного ввода; катушку устанавливали так, чтобы оба ее конца были направлены перпендикулярно по отношению к опорной плоскости ввода. При таких условиях наблюдалось хорошее постоянство сопротивления катушки.

Каркас катушки манометра сопротивления

В последнее время применяется новый метод изготовления таких манометров. На цилиндре из талька диаметром 16 мм делается винтовая нарезка глубиной 1–1,5 мм. Шаг нарезки 0,75–1 мм. После прокаливания при 950° С в углублениях на обоих торцах цилиндра укрепляются аральдитом маленькие медные колодочки, предварительно приготовленные. К ним перед укреплением па месте припаиваются твердым припоем по два медных провода для напряжения и тока. Затем в нарезку наматывается медный провод с диаметром 0,15 мм. На этот провод свободно наматывают манганиновый провод т и припаивают его концы к медным Колодочкам; после этого намотанную снизу медную проволоку осторожно снимают, так что остается манганиновый провод, свободно лежащий в нарезке. Он обладает достаточной подвижностью. Кроме того, катушка под давлением не сжимается, как это имело место при прежнем методе изготовления манометра, и дополнительных изменений сопротивления не возникает. Манганиновые катушки несколько суток подвергают температурной обработке при 140° С, а затем их подвергают в течение некоторого времени давлению, превышающему максимальное рабочее; эта операция повторяется несколько раз. Обработанные таким образом катушки обладают хорошим постоянством сопротивления при атмосферном давлении.

Бриджмен исследовал для своих катушек, намотанных несколько иначе, цикл старения под действием высокого давления и низкой температуры.

Влияние вида намотки манганиновых катушек для манометров исследовал Горансон.

В последнее время вместо манганина все чаще применяют сплав золото-хром; малый температурный коэффициент сопротивления этого сплава позволяет изготовлять из него эталоны электрического сопротивления. Благоприятное соотношение между коэффициентом давления и температурным коэффициентом электрического сопротивления этого сплава является преимуществом при его применении. Провода из этого сплава рекомендуется припаивать к медным или платиновым проводникам твердым припоем.

Другими приемами техники высоких давлений и применяемыми при этом устройствами являются: применение нейлоновых нитей в механизме манометра Бурдона, противокоррозийная защита для манометров и предохранения при превышении давлений.