Микровесы на кварцевом подвесе

МИКРОВЕСЫ НА КВАРЦЕВОМ ПОДВЕСЕ [c.157]

Авторы построили кварцевые микровесы, сочетающие в себе преимущества весов Фильмера — Маннерта и Неера. Весы (рис. 65) представляют собой н есткое кварцевое коромысло 2 с припаянными к нему кварцевыми подвесами 5 для чашки с образцом и противовеса. Коромысло подвешено на горизонтальной кварцевой торзионной нити 3 диаметром 23 мк, натягиваемой пружиной 4. При взвешивании образцов с массой меньше 3 -Ю- г противовесом не пользуются, а поворот коромысла, вызванный массой взвешиваемого образца, устраняется закручиванием нити 3 до восстановления коромысла в нулевом положении. Кроме того, на весах можно проводить сравнительные взвешивания образцов с массами до 0,2 г, отличающимися друг от друга не более чем на 3-10 г. Масса образца, или разность масс образца и проти вовеса, определяется по углу закручивания торзионной нити, который отсчитывается по лимбу 7. Нониус. нимба позволяет довести точность отсчета угла закручивания нити до 1 минуты, что соответствует массе 5 -10 г. Таким образом, относительная чувствительность весов при абсолютном взвешивании равна 6 -Ю, а при сравнении двух образцов 4 -10 . Определение нулевого положения коромысла производится при помощи сложного двойного проекционного микроскопа, позволяющего видеть на экране увеличенное изображение обоих концов визирной нити 1 коромысла. Такая сложная система отсчета продиктована необходимостью исключить влияние опускания (просадки) коромысла, изменяющегося с изменением нагрузки весов. Весы предназначены для микрохимических работ. [c.113]

Микровесы на кварцевом подвесе (рис. 157) разработаны для выполнения дистанционным способом обычных взвешиваний радиоактивных [c.157]

Рис. 157. Микровесы на кварцевом подвесе и органы электрического управления.

Известно много разных конструкций микровесов (исчерпывающую сводку см. в работе [148]), однако в адсорбционных исследованиях используются только весы со спиральной пружиной и с крутильно-рычажны-М подвесом (оба типа имеются в продаже) и резонатор из кварцевого кристалла. Микровесы последнего типа отличаются высокой чувствительностью ( 10 —10 2 мкг), однако область их применения невелика, так как они годятся только для таких адсорбентов, которые осаждаются тонким слоем на поверхности кварцевого кристалла (например, напыленных металлических пленок). [c.352]

Целью эксперимента было выяснение химической стороны процесса взаимодействия углерода с кислородом. Большинство опытов проводилось со сферическими частицами из электродного угля диаметром 5—6 мм. Углеродный шарик помещался в кварцевую трубку, обогреваемую электропечью. Опыты велись при температурах 400—500°С. Температура поверхности электродного шарика измерялась платина-платинородиевой термопарой й — 0,10 мм), которая являлась одновременно подвесом для шарика. Скорость процесса окисления определялась по изменению веса углеродного шарика во времени с помощью крутильных микровесов. [c.134]

Призменные весы. Варбург и Имори в 1886 г., повидимому, впервые применили к прецизионным микровесам принцип уравновешивания относительно центральной точки опоры. Большое достоинство этого принципа состоит в том, что сравнительно большая масса может быть уравновешена с очень высокой степенью воспроизводимости, причем не требуется определения абсолютной величины этой массы. Это свойство особенно существенно в случае микровесов, конструируемых для исследования поверхностных явлений, когда вес коромысла и образца часто на много порядков превышает изменения веса в результате изучаемых поверхностных реакций. Другое необходимое условие состоит в том, что небольшое изменение веса, вызванное поверхностной реакцией, должно быть уравновешено некоторой силой, абсолютная величина которой может быть определена с большой точностью это условие не столь хорошо удовлетворяется в указанном типе весов. Для точной абсолютной компенсации небольшого приращения веса применялись многие методы, однако в случае приз- иенных весов самый распространенный способ состоит в применении компенсирующего микрорейтера со всеми ошибками, связанными с точностью и воспроизводимостью установки рейтера. Естественные ограничения этого типа компенсации в сравнении с другими методами и свойственные ему ошибки были рассмотрены ранее [18]. Были проведены исследования поверхностных процессов в высоком вакууме с использованием призменных весов с рейтерной компенсацией [22] опыт показал, что эти весы не пригодны для работы в вакууме. Возможный выигрыш в точности, который может быть получен при замене рейтера более точным методом компенсации нагрузки, всегда ограничивается степенью точности изготовления и установки кварцевых опорных призм. Это особенно справедливо в том случае, если и для подвесов на концах коромысла также применяются опорные призмы, так как здесь требуется точно фиксировать положение трех опорных призм по длине коромысла, причем каждая из них должна иметь максимально возможную свободу вращения вокруг трех параллельных горизонтальных осей. Ограничения, присущие прецизионным микровесам на опорных призмах, подробно описаны в статье Фельгентрегера [18]. [c.51]

Пользуясь описанными выше принципами, Кирк, Крэйг, Гулл-берг и Бойер [38] сконструировали очень удачные крутильные микровесы, позволившие в 1942—1946 гг. количественно изучить химические свойства трансурановых элементов, имевшихся в количествах порядка миллиграмма. В этих весах сочетаются устройство с крутильной нитью по Нееру, подвеска чашечек по Стилу и Гранту, колодцы для чашек по Петтерсону и отсчетный микроскоп Эмиха и Донау для определения положения коромысла. Благодаря применению жесткого коромысла консольного типа главная часть нагрузки и веса чашек уравновешивалась противовесом. Незначительные дифференциальные изменения веса измерялись поворотом колеса, сообщавшим нити момент кручения, достаточный для возвращения коромысла в исходное нулевое положение, которое определялось ранее при помощи отсчетного микроскопа. Конструкция и принципы работы этого прибора подробно описаны в указанной выше статье [38]. Чувствительность, предельная нагрузка и рабочий интервал этих весов существенно меняются при изменении конструкции отдельных деталей, особенно длины и диаметра кварцевой нити. В од--ном из приборов, приспособленных автором для работы в вакууме, применялась крутильная нить толщиной 18 с чувствительностью 6 10" г на 1 мин. дуги и предельной нагрузкой всего лишь 0,050 г. Столь малая предельная нагрузка является недостатком в исследованиях поверхности, когда образцы с достаточно большой поверхностью весят обычно в 10 раз больше (около 0,3 г). Кроме того, работа с весами в вакууме осложнялась необходимостью приведения в действие арретиров и крутильного механизма через стенку вакуумного кожуха с одновременным осуществлением достаточно точной регулировки. Применение стационарных арретиров устраняет первое из затруднений, но сужает рабочий интервал весов, ограничивая колебания коромысла малой дугой. Предельная нагрузка определялась главным образом величиной площади поперечного сечения крутильной нити, в то время как чувствительность изменялась обратно пропорционально квадрату этой площади. В результате для исследования поверхностных процессов были использованы весы с крутильной нитью толщиной 50 f, предельной нагрузкой около 0,5 г, а чувствительностью приблизительно около 1 у. В крутильных весах Гарнера предельная нагрузка увеличена за счет того, что применяются более тяжелые вертикальны ритц подвеса зна ительно более twrss [c.58]

Взвешивание. Выше указывалось, что работа наиболее эффективных вакуумных микровесов зависит от упругой деформации кварцевой или вольфрамовой детали при ее изгибании, кручении, растяжении или иной упругой и поддающейся измерению деформации. Поскольку большую часть веса чашечки, подвесов и образца лучше всего уравновешивать независимым способом, изменение веса вследствие протекания поверхностной реакции можно определять одним из двух общих методов. Согласно одному из них, коромысло возвращают в нулевое положение, прилагая точно регулируемый компенсирующий крутящий момент или соответствующее электромагнитное поле. Другой способ состоит в наблюдении изменения веса по отклонению коромысла. Автор испытал оба метода и рекомендует последний, так как он позволяет использовать более простую конструкцию весов и процесс взвешивания при этом представляет собой простую операцию. Этот метод не дает такой большой точности, как метод нулевой компенсации, но, пользуясь им в ограниченном интервале, можно при помощи специальных приемов получить столь же точные результаты. Применяя окулярный микрометр Бауша и Ломба с крестом нитей в поле зрения, смонтированный на специальном катетометре (Geneva), можно добиться точности измерения отклонений, превышающей 0,003 мм, при общем вертикальном смещении, равном 1 см. Точные измерения в случае других весов с коромыслом, имеющим больший размах колебаний, производились при помощи вертикально перемещаемого катетометра, максимальная точность установки которого составляла 0,01 мм. Важно проверить смещение трубы катетометра при ее движении в горизонтальном направлении проверка осуществляется при помощи U-образной трубки со ртутью, мениски которой расположены достаточно близко к концам коромысла так, чтобы они могли быть сфокусированы одновременно с нитями-указателями. Отсчеты производятся по нитям-указателям, представляющим [c.76]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология