Устройство и принцип работы

Принцип работы универсального стилоскопа
1.1 Анализ с помощью стилоскопа заключается в следующем. Между анализируемым образцом и электродом зажигается электрическая дуга или искра, и ее излучение направляется однолинзовым осветителем в щель стилоскопа. Наблюдатель рассматривает в окуляр спектр анализируемого сплава.

Оптическая принципиальная схема стилоскопа универсального
2.1 Оптическая схема стилоскопа построена по автоколлимационной схеме. 

Свет от дуги 1 (рис. 1) в стилоскопе, призмой 4 направляется на линзу 5, которая формирует изображение источника на пластинку 6 со щелью, установленной в фокальной плоскости объектива 7. Далее в стилоскопе универсальном параллельный пучок света попадает на диспергирующие призмы 8, 9. Большой катет призмы 9 посеребрен, поэтому лучи отражаются от него, проходя в обратном направлении через призмы на объектив, затем призмой 10 направляются в окуляр 11, где и наблюдается спектр. Для защиты призмы 4 от атмосферных паров, пыли и брызг расплавленного металла в стилоскопе используются постоянное защитное стекло 3 и сменное защитное стекло 2.

Электрическая принципиальная схема универсального стилоскопа

3.1 Блок питания, конструктивно выполненный в виде отдельного блока стилоскопа, включается в сеть 220 В/ 50 Гц вилкой ХР1 (рис. 2). 

Напряжение сети через вставку Х2, колодку ХЗ, плавкие вставки FU1 и FU2, замкнутые контакты 1,7 тумблера Q1, через обмотки дросселя L1 поступает на первичную обмотку разделительного трансформатора TV1. Дроссель L1, конденсаторы C1, С2, СЗ, С1З, С14 служат для уменьшения радиопомех, излучаемых блоком питания.
В дуговом режиме блок питания стилоскопа работает следующим образом. При установке тумблера Q1 в положение ДУГА вторичные обмотки разделительного трансформатора TV1 соединяются параллельно. При замыкании кнопки S1 в стилоскопе или тумблера S2 в источнике света на реле КV1 поступает напряжение (рис. 3, 4). Напряжение со вторичных обмоток подводится к аналитическому разряднику стилоскопа или источника света через резисторы R1/ R2, замкнутые контакты КV1.1 реле KV1, вторичную обмотку высокочастотного трансформатора TV3, розетки Х4, Х5. Одновременно от одной из секций вторичной обмотки разделительного трансформатора TV1, через резистор R1, замкнутые контакты KV1.1, KV1.2 реле KV1, резистор R4 поступает напряжение на первичную обмотку высоковольтного трансформатора TV2.
Высоковольтное напряжение снимается со вторичной обмотки и поступает на искровой колебательный контур, состоящий из конденсаторов С11, С12, и индуктивности первичной обмотки высокочастотного трансформатора ТV3 и искрового разрядника. Конденсаторы колебательного контура заряжаются от вторичной обмотки высоковольтного трансформатора TV2. Когда напряжение на конденсаторах по величине становится равным пробивному напряжению разрядника, происходит пробой воздушного промежутка и конденсаторы разряжаются в цепь первичной обмотки высокочастотного трансформатора TV3. Процесс повторяется каждый полупериод питающего напряжения. Возникающие в контуре колебания высокой частоты трансформируются высокочастотным трансформатором ТV3, накладываются на низкое напряжение во вторичной обмотке трансформатора ТУЗ и подводятся через розетки Х4, Х5 к разряднику стилоскопа или источника света.
В искровом режиме стилоскопа блок питания работает следующим образом. При установке тумблера Q1 в положение ИСКРА секции вторичной обмотки разделительного трансформатора включаются последовательно. Одновременно к конденсатору С10 подключаются дополнительные емкости С..С9. Величина дополнительной емкости выбирается переключателем Q2 ЕМКОСТЬ. Такая схема дает импульсный разряд с повышенной плотностью тока. Высокочастотная часть схемы в искровом режиме работает аналогично дуговому режиму.
Для улучшения теплообмена блока питания стилоскопа предусмотрен вентилятор М1, обдувающий резисторы R1, R2. В качестве индикатора включения блока питания в сеть служит лампа Н1. После обесточивания реле KV1 резистор R3 разряжает остаточное напряжение на конденсаторах С..С10.

3.2. Электрическая принципиальная схема стилоскопа состоит из разрядника FV1 (рис. 3), к которому через вилки Х6, Х7 подается напряжение. Кнопка S1 предназначена для включения реле KV1 в схеме блока питания стилоскопа. 

3.3. Электрическая принципиальная схема источника света стилоскопа состоит из разрядника FV2 (рис. 4), к которому через вилки Х8, Х9 подается напряжение. Тумблер S2 и блокировочная кнопка S3 предназначены для включения реле KV1 в схеме блока питания.
При работе блока питания стилоскопа совместно с источником света заземляется блок питания через клемму ХТ1 (рис. 2), а источник света - через клемму ХТ2 (рис. 4). 

Универсальный стилоскоп включает собственно стилоскоп 3 (Рис.5), источник света 2, блок питания 1, рельс 8, подставку 6, кабель 9.

Стилоскоп состоит из головки с осветительной системой и спектрального аппарата.
В корпусе головки стилоскопа 16 (Рис.6а) находятся постоянное защитное стекло, призма и линза перед постоянным защитным стеклом имеется сменное защитное стекло Сменное защитное стекло принимает на себя во время работы брызги расплавленного металла, предохраняя тем самым от порчи постоянное защитное стекло. Когда сменное защитное стекло покроется пятнами (от выгорания стекла), дающими заметное ослабление интенсивности спектра, его необходимо заменить.
На головке 16 с помощью винта 17 крепится оправа 1, несущая три вольфрамовых контакта 18 Последние служат для подведения к анализируемому объекту одного из полюсов электрической сети, а также для устойчивости стилоскопа во время работы. На головке стилоскопа имеется откидной шаблон 2, позволяющий устанавливать электрод 3 в требуемое положение.
Для анализа мелких деталей к стилоскопу прилагается сменная оправа 19 (Рис.6б), которая крепится к головке винтом 17. При работе на открытом воздухе на оправу 19 надевается кожух 29.
Головка изолируется от остальной части стипоскопа изолятором 6 (Рис.6а). В отверстии изолятора находится разрезная втулка 5, в которую вставляется стержневой электрод 3 или держатель дискового электрода 26 (Рис.6б), крепление их производится винтом 4 (Рис.6а). Дисковый электрод можно эксплуатировать длительное время без заточки, для чего предусмотрено вращение диска 27 (Рис.6б) рукояткой 28 с фиксацией через 15 градусов. К стилоскопу прилагаются стержневые (стальные) и дисковые (стальные и медные) электроды. Стальные электроды изготавливаются из стали марки У7 ГОСТ 1435-90, медные - из меди марки М1Т2 ГОСТ 495-92. Для изготовления стальных электродов допускается использовать стали марок У8, У9, У 10, У12, У7А V8A V9A по ГОСТ 1435-90.
Необходимый при работе стилоскопа разворот призмы осуществляется с помощью штока 13 (Рис.6а), который крепится к стилоскопу хомутом 14 и стопорным винтом 15 в шарнире.
Напряжение питания от блока питания подается к головке стилоскопа и электроду по проводам 20, 21 (Рис.6б).
Спектральный аппарат заключен в корпус 12, на котором закреплен окуляр 8, а с помощью трубы 25 присоединен изолятор с головкой. В трубе помещается оправа с оптической щелью. В поле зрения окуляра стилоскопа имеется указатель для фиксации спектральных линий. На окулярной части закреплены наглазник и налобник 9. Наглазник и налобник защищают глаза от света дуги. На корпусе смонтирован маховичок 10. Вращением маховичка осуществляется поворот диспергирующей призмы 9 (рис. 1), вследствие чего спектр перемещается в none зрения окуляра. К корпусу винтами 22 (Рис.6б) крепится ручка 24 с кнопкой-включателем S1. Электрическая связь стилоскопа с блоком питания осуществляется кабелем 23.
Для переноса стилоскопа в процессе работы предусмотрен ремень 7.

Блок питания стилоскопа представляет собой портативное устройство, позволяющее получить дугу переменного тока и низковольтную искру.
Корпус блока питания выполнен из двух боковых стоек 3, 5 (Рис.7), верхней панели 2 и нижнего шасси Боковые крышки крепятся внизу винтами.
На верхней панели расположены: 
колодка ХЗ для подключения блока питания к сети 220 В через кабель; сигнальная лампа Н1; плавкие вставки FU1 и FU2, защищающие блок питания от перегрузок в сети; клемма заземления ХТ1; рукоятка 1 разрядника F1 для регулировки искрового промежутка во время работы; розетки Х4, Х5 для стыковки блока питания со стилоскопом или источником света; тумблер Q1 ДУГА, ИСКРА для переключения режимов работы блока питания; тумблер Q2 ЕМКОСТЬ для подключения дополнительной емкости при работе в искровом режиме.
В корпусе блока питания установлены:
высокочастотный трансформатор ТVЗ; высоковольтные конденсаторы С11, С12; высокочастотный фильтр, состоящий из дросселя L1 и конденсатора С3 (рис. 2); нагрузочные сопротивления R1, R2 (Рис.7), выполненные в виде спиралей из высокоомной проволоки; вентилятор М1 для уменьшения нагрева корпуса; разделительный трансформатор TV1, высоковольтный трансформатор TV2, реле KV1, конденсаторы С8, С9 и сопротивление R

Источник света представляет из себя электрический разрядник, работающий в дуговом и искровом режимах, и состоит из стойки 8 (Рис.8), корпуса 7 и крышки
С помощью стойки источник света устанавливается на рельс совместно с головкой стилоскопа. Анализируемый образец любой формы помещается под крышкой на токопроводящем столике 6. Образцы малых размеров закрепляются съемным зажимом 5, который ввинчивается в любое из четырех отверстий столика стилоскопа. Зажим может быть использован и как прижимное устройство для образцов малой массы и неустойчивой формы.
Дисковый электрод 10 (медный или стальной) закрепляется на откидывающейся заслонке 11, что обеспечивает легкость доступа к дисковому электроду при его замене. Дисковый электрод можно эксплуатировать длительное время без заточки, для чего предусмотрено вращение диска рукояткой 2 с фиксацией через 15°.
Необходимый промежуток между анализируемым образцом и электродом устанавливается по накладным калибрам 3 подъемом дискового электрода с помощью винта 1. Для устранения срезания светового потока рекомендуется устанавливать анализируемый образец на столике краем над дисковым электродом.
Напряжение от блока питания стилоскопа к источнику света подводится с помощью жгута с разъемами. Включение блока питания при работе с источником света осуществляется тумблером S2. Блокирующая кнопка размыкает низковольтную цепь при открывании крышки, предохраняя работающего от поражения током. Обязательное заземление источника света осуществляется с помощью клеммы ХТ2.
Для сбора и удаления окалины из корпуса источника света в стилоскопе предусмотрен поддон.

Рельс 8 (Рис.5) стандартного профиля предназначен для крепления подставки и источника света. Для установки на столе рельс снабжен четырьмя регулируемыми опорами 5.

Подставка 6 (Рис.5) предназначена для крепления стилоскопа на рельсе. Высота подставки регулируется гайкой 7. Стилоскоп устанавливается в направляющую 4 и зажимается рукояткой.