CN101063603B - 用于实施膨胀测量检验的炉子 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于实施膨胀测量检验的炉子，包括一个可封闭的试样腔(8)，在试样腔上设有用于穿过射束(35)的窗口(20、21)，其中，在试样腔(8)内设置一个试样架(14)，它有一个用于安放试样(11)的水平支承面，以及，试样腔可借助一个或多个加热元件(9、10)加热。按本发明，加热元件(9、10)在面朝试样架(14)的那侧设计为基本上平面的，并构成试样腔(8)在上侧和下侧的边界，其中，加热元件(9、10)沿水平方向在所有侧超出于试样架(14)延伸。由此保证试样(11)上特别均匀的温度分布。

Description

用于实施膨胀测量检验的炉子
技术领域
本发明涉及一种用于实施膨胀测量检验的炉子。
背景技术
由EP1199541已知一种用于测量试样遭遇温度波动时尺寸变化的设备，其中，在两个光学系统之间设一个试样支架。试样在这里被一个管状炉体围绕，借此可将相应的温度作用在试样上。在这里一个重要的问题是，在用于实施这种膨胀测量检验的炉子内要产生均匀的温度场。在试样区内，温度梯度线应尽可能互相平行地延伸，至少相对于试样对称，由此，沿整个试样得到尽可能一致的温度状况。
上述类型已知炉子迄今的出发点是，在试样腔内温度场的均匀性通过一种管状炉体的构型来达到，其中，加热元件处于试样腔的侧壁内并相应于管状结构沿一个很大的高度延伸。已知的这种结构类型的炉子存在下述缺点，在试样腔的区域内可以达到一个仅仅近似均匀的温度场，而且试样表面离加热元件可能有差别巨大的距离，这要看试样装在何处以及试样有何种几何形状。此外，试样腔难以被接近并且不太适用于自动装料。
发明内容
因此本发明的目的是创造一种前言所述类型的炉子，其中，在试样腔内的温度场可达到更高的均匀性，以及，可以实现试样腔更佳的可接近性。
为此，本发明提供一种用于实施膨胀测量检验的炉子，包括一个可封闭的试样腔，在试样腔上设有用于穿过射束的窗口，其中，在所述试样腔内设置一个试样架，此试样架有一个用于安放试样的水平支承面，其中，试样腔可借助多个加热元件加热，其特征为：所述加热元件在面朝试样架的那侧设计为基本上平面的，并且所述试样腔在上侧以一个上侧加热元件为界、在下侧以一个下侧加热元件为界，其中，加热元件沿水平方向在所有侧超出于试样架延伸；加热元件的长度或直径比试样架的支承面长多倍；试样腔在上侧与下侧加热元件之间具有一个比试样腔的直径小多倍的高度；以及试样腔为圆柱状，试样架沿径向布置在试样腔中心。
按本发明，加热元件在面朝试样架的那侧设计为基本上平面的，并构成试样腔在上侧和下侧的边界，其中，加热元件沿水平方向在所有侧超出于试样架延伸。此炉子的特别优点在于，沿径向或水平方向看，试样腔的配备有加热元件之上壁与下壁比处于它们之间装在中央的试样长得多，从而在试样腔中心对温度变化造成最小的干扰效应，并在试样区建立均匀的温度分布。
在试样腔内温度场的均匀性还可以采取下述措施提高：试样腔在上侧与下侧加热元件之间有一个比试样腔的直径小多倍的高度。在此，按恰当的设计，试样腔是空心圆柱形的，以及与之相应，上侧与下侧加热元件为圆形的。
按本发明另一项有利的设计，上侧和下侧加热元件以及试样腔的侧壁衬有隔热装置。
炉子的一种有利的结构是将炉体分为上部和下部，其中，在上部与下部之间的分界面在上侧与下侧加热元件之间穿过试样腔。因此可以从炉体的下部取走上部，从而能轻易地接近试样腔并还可以借助机器人技术非常方便地为试样腔装料。恰当地，在这里炉体具有圆柱形基本形状，它的轴线与试样腔的轴线重合。
沿径向在炉子的下部，分别在对置侧设有一个光学窗口，用于光学测量装置的射束路径。
炉子在工作时抽真空和充保护气体。相应的措施，如在分界面处和在光学窗口处的密封件，保证实施这种工作方式。
附图说明
下面参见附图借助两种实施例详细说明本发明。其中：
图1按本发明炉子的一种实施例的剖切侧视图；
图2图1所示炉子的剖切俯视图；
图3图1所示炉子的透视图；
图4图1所示炉子上部打开后的透视图；
图5一种修改后的实施例透视图；以及
图6图5所示炉子上部打开后的透视图。
具体实施方式
图1至4表示一个具有圆柱形基本形状的炉子1。炉子1分成上部2和下部3，它们可以彼此移开，以及可沿一个水平延伸的分界面4叠合地彼此合拢。上部2的抬起和装上可借助铰链5进行，它固定在上部2以及下部3上。在对置侧，上部2上设置有手柄6。
在圆柱形炉体1内部的中心，上部2和下部3围绕着一个试样腔8，它有扁平的空心圆柱体构型以及同轴地设在炉体1内。在上部2与下部3之间的分界面4沿水平方向穿过所述试样腔8。随着将上部2装在下部3上，试样腔8被封闭。试样腔8在上侧以加热元件9为界，它基本上可以有一种设在上部2朝分界面4方向的下侧上的例如为圆形盘的构型。以类似的方式，试样腔8向下方以下部加热元件10为界，在这里圆形加热元件9和10彼此完全相同。
空心圆柱形试样腔8有一个比试样腔8的直径小多倍的高度。试样腔被形式上为环绕的圆柱形内表面的侧壁13包围，分界面4的接缝穿过它外延。试样腔8的直径与上和下加热元件9和10大体同样大小，它们在边缘侧被隔热装置19包围。在炉体1上部2和下部3内的隔热装置设置为，当关闭上部2时使得试样腔8隔热，以及可加热到例如达2000℃的高温。
在试样腔8中央设置基座14作为试样架，它有一个平的水平上侧。可从上方置入的试样11放在基座14上。为了测量，试样11可以在射束路径35的区域内放在基座14的任何位置上，在这里通过设置加热元件9和10在基座14的区域内形成均匀的温度剖面。
在基座14附近还有一个试样热电偶18，以及在加热盘10内或上有一个控制热电偶17。此外，为了炉子1在高温下工作，还在上部2和下部3内设水冷装置25。
邻接于炉子1设置一个光学系统，它测量试样11的取决于温度的长度变化。
光学系统包括一个光学发送器30和一个接收器31。发送器30有一个发射一种波长非常稳定的光的形式上为大功率GaN-LED 32的光源，并有一个扩散器33以及一个平行地发射光的视准管透镜34。由此产生的平行的射束路径35穿过设计在下部3上的窗口21进入并在那里命中试样11。只有未命中试样11的射束才重新通过窗口20射出，窗口20设在下部3上与窗口21的对置的那侧。
窗口21经由密封装置23以及窗口20经由密封装置22固定在试样腔8的侧壁上。此外，具有密封装置24的上部2密封地装在下部3上，所以试样腔8可充填气体或可以规定抽成真空。
由此形成阴影射束，它们在接收侧31首先命中滤波器36。滤波器36可设计为，它只允许具有由大功率GaN-LED 32发射的波长的射束通过。接着，射束通过一个包括一个或多个透镜的远心的光学系统37，然后命中高速直线CCD传感器38。传感器38的信号在A/D转换器进行处理，然后进一步传给数字式边缘识别处理机和CPU单元。
图5和6表示炉子1’的一种经修改的实施形式，其中，取代铰链5，采用提升和回转机构7。上部2借助提升和回转机构7从下部3抬起并侧向转开，从而可以从上方接近试样腔8，以便置入或取出试样11。其他方面，炉子1’与上述的实施例同样设计。

Claims (6)

1.一种用于实施膨胀测量检验的炉子，包括一个可封闭的试样腔(8)，在试样腔上设有用于穿过射束(35)的窗口(20、21)，其中，在所述试样腔(8)内设置一个试样架(14)，此试样架有一个用于安放试样(11)的水平支承面，其中，试样腔(8)能借助多个加热元件(9、10)加热，其特征为：所述加热元件(9、10)在面朝试样架(14)的那侧设计为基本上平面的，并且所述加热元件具有一个上侧加热元件和一个下侧加热元件，所述试样腔(8)在上侧以所述上侧加热元件(9)为界、在下侧以所述下侧加热元件(10)为界，其中，加热元件(9、10)沿水平方向在所有侧超出于试样架(14)延伸；加热元件(9、10)的长度或直径比试样架(14)的支承面长多倍；试样腔(8)在上侧加热元件(9)与下侧加热元件(10)之间具有一个比试样腔(8)的直径小多倍的高度；以及试样腔(8)为圆柱状，试样架(14)沿径向布置在试样腔中心。
2.按照权利要求1所述的炉子，其特征为，所述炉子分成上部(2)和下部(3)，在所述上部(2)设置上部的盘状上侧加热元件(9)，以及在所述下部(3)设置下部的盘状下侧加热元件(10)，其中，上部(2)设计为能够从下部(3)取走。
3.按照权利要求2所述的炉子，其特征为，在上部(2)与下部(3)之间的一个水平分界面(4)在上侧加热元件(9)与下侧加热元件(10)之间穿过试样腔(8)。
4.按照权利要求1所述的炉子，其特征为，试样腔(8)是空心圆柱形的，以及，上侧加热元件(9)和下侧加热元件(10)设计为圆形的。
5.按照权利要求1至4之一所述的炉子，其特征为，加热元件(9、10)以及试样腔(8)的侧壁(13)在背对试样腔(8)的那侧衬有隔热装置(19)。
6.按照权利要求1所述的炉子，其特征为，所述炉子分成上部(2)和下部(3)，所述窗口具有第一窗口和第二窗口，邻接于在下部(3)的所述第一窗口(20)设置光源(32)，以及，所述第二窗口(21)设在下部(3)的对置侧，邻接该第二窗口设置用于检测试样(11)长度的传感器。
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