Dilatometer

'n Eenvoudige struktuur van 'n dilatometer vir die meting van die termiese uitsetting van vloeistowwe en vaste stowwe

'n Dilatometer is 'n wetenskaplike instrument wat volumeveranderinge meet wat veroorsaak word deur 'n fisiese of chemiese proses. 'n Bekende toepassing van 'n dilatometer is die kwik-in-glas termometer, waarin die verandering in volume van die vloeistofkolom van 'n afgemerkte skaal afgelees word. Omdat kwik eweredig uitsit met stygende temperatuur is die volumeveranderinge direk eweredig met temperatuur.

Toepassings

Dilatometers word gebruik in die vervaardiging van metaallegerings, studie van legeringstransformasies, saamgeperste en gesinterde vuurvaste materiale, glase, keramiekprodukte, komposiete en plastiek.

Dilatometrie word ook gebruik om die vordering van chemiese reaksies te moniteer, veral dié wat 'n aansienlike molêre volumeverandering ondergaan (bv. polimerisasie). 'n Spesifieke voorbeeld is die tempo van faseveranderings.

In voedselwetenskap word dilatometers gebruik om die vastevet-indeks van voedsel-olies en botter te meet.

Nog 'n algemene toepassing van 'n dilatometer is die meting van termiese uitsetting . Termiese uitsetbaarheid is 'n belangrike ingenieursparameter en word gedefinieer as:

$\alpha ={\frac {1}{V}}{\biggl (}{\frac {\partial V}{\partial T}}{\biggr )}_{p,N}\$

Tipes

Daar is 'n aantal tipes dilatometers:

• Kapasitansie dilatometers bestaan uit 'n parallel-plaat kapasitor met 'n een stilstaande plaat, en een beweegbare plaat wat aan die monster raak. Wanneer die monsterlengte verander, beweeg dit die beweegbare plaat, wat die gaping tussen die plate verander. Die kapasitansie is omgekeerd eweredig aan die grootte van die gaping. Lengtverandering van 10 pikometer kan waargeneem word.
• Dryfstang (stootstang) dilatometer. Die monster wat ondersoek word, word in 'n oond geplaas. 'n Dryfstang dra die termiese uitsetting oor na 'n vervormingsmeter, wat die lengteverandering meet. Aangesien die meetstelsel (stootstang) aan dieselfde temperatuur as die monster blootgestel word en daardeur eweneens uitsit, word 'n relatiewe waarde verkry, wat agterna omgeskakel moet word. Bypassende lae-uitsetmateriale en differensiële samestellings kan gebruik word om die invloed van dryfstang-uitsetting te minimaliseer.
• Hoë-oplosvermoë-Laserdilatometer. Die hoogste oplosvermoë en absolute akkuraatheid is moontlik met 'n Michelson-Interferometer-tipe Laserdilatometer. Die oplosvermoë is van die orde van pikometers. Boonop skep die beginsel van interferensiemeting die moontlikheid van baie hoër akkuraatheid, want dit is 'n absolute meettegniek wat nie kalibrasie benodig nie. 
• 'n Optiese dilatometer is 'n instrument wat dimensieveranderinge meet van 'n monster wat verhit word by temperature wat gewoonlik wissel van 25 tot 1400°C. Die optiese dilatometer laat die monitering van materiale se uitsettings en inkrimpings toe deur 'n nie-kontakmetode te gebruik, met 'n resolusie van ongeveer ±70 mikrometer per pixel. Aangesien die stelsel dit moontlik maak om die materiaal te verhit en sy oorlangse/vertikale bewegings te meet sonder enige kontak tussen instrument en monster, is dit moontlik om van die mees elastiese materiale, soos polimere, tot bros keramiekpoeiers te ontleed.

Dilatometers sluit dikwels 'n meganisme in om temperatuur te beheer. Dit kan 'n oond wees vir metings by verhoogde temperature (tot 2000°C), of 'n kriostaat vir metings by temperature onder kamertemperatuur. Metallurgiese toepassings behels dikwels gesofistikeerde temperatuurbeheer wat in staat is om presiese temperatuur-tyd-profiele toe te pas vir verhitting en blus van monsters.

Sien ook

• Optiese dilatometer
• Vervormingsmeter