Das LINSEIS Dilatometer L75/120-LT dient zur Messung der Wärmeausdehnung von (Polymer-) Proben. Dabei können bis zu 8 Proben gleichzeitig gemessen werden. Zum Aufheizen und Abkühlen der Proben wird ein handelsüblicher Temperaturprüfschrank verwendet. Die Meßeinrichtung wird durch
einen Ausschnitt in der Decke des Schranks in den Prüfraum eingebracht. Nach außen ist die Meßeinrichtung luftdicht abgeschlossen, um ein Eindringen von Feuchtigkeit in den Prüfraum (betauen, vereisen) zu vermeiden.
Zusätzlich kann der Prüfraum mit einem trockenen Gas gefüllt oder gespült werden. Zur Temperaturmessung werden vier Thermoelemente (Typ-K) verwendet, die jeweils zwischen zwei Proben angeordnet sind, um die Probentemperatur unabhängig von einer evtl. nicht gleichmäßigen
Temperaturverteilung (nicht isothermes Verhalten) im Prüfraum zu erfassen.
Die Längenänderung der Probe(n) wir mit je einem LVDT (Linear variable differetial transformer = Differentialtrafo) gemessen. Dabei verändert ein ferromagnetischer Kern beim Verschieben die Kopplung zwischen einer Primär- und zwei Sekundär-wicklungen des LVDT. Dadurch ergibt sich eine von der Bewegungsrichtung abhängige Phasenlage und eine von der Bewegungslänge abhängige Amplitude des Ausgangssignals. Nach der Gleichrichtung entsteht eine der Verschiebung des Kerns proportionale Gleichspannung.
Die acht Ausgangsspannungen von den LVDTs und die Ausgangsspannungen der vier Thermoelemente werden dann digitalisiert (2xPCI-ReglerkarteL70/2003) und gespeichert. Die Übertragung der Längenänderung der Probe auf den LVDT geschieht mit zwei Quarzglasrohren.
Da die Wärmeausdehnung von Quarz (ca. 5E-7/K) relativ klein zur Ausdehnung der zu messenden Polymerproben (z. B. Poly-Propylen: ca. 1.8E-4/K) ist, kann die Eigenausdehnung der Probenhalterung
vernachlässigt werden. Für besonders genaue Messungen ist es möglich, durch Verrechnen der Messung eines Referenzkörpers (dessen Wärmeausdehnung bekannt ist) auch diesen Einfluß zu kompensieren. Um bei einem maximalen Meßbereich von ±1mm auch Proben mit unterschiedlichen Längen messen zu können (ca. 80..100mm), kann die effektive Länge des Fühlstempels motorisch verändert werden. Dazu wird der Abstand zwischen der Stempelaufnahme und dem Kern (vom LVDT)
mit einer Gewindespindel aus INVAR (Legierung die im Raumtemperaturbereich so gut wie keine Wärmeausdehnung aufweist) immer so verändert, daß unabhängig von der Probenlänge der Kern immer in der Mitte des Meßbereichs liegt (Automatischer Nullabgleich).
Zum leichten und schnellen Auswechseln der Probe(n) können alle Fühlstempel mit einem Exzenter abgehoben werden
Thermoanalyse
Dilatometer
