CN105181562A - 一种可视化材料试验环境温度箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可视化材料试验环境温度箱，包括试验箱和设备箱，试验箱由顶板、前侧板、后侧板、左侧板、右侧板和底板密封合围而成，设备箱内设有能对试验箱内温度进行控制的控温装置，其中：前侧板、后侧板、左侧板和右侧板的框架部分采用金属夹层隔热保温板制作，其余部分均采用透明隔热材料制作。本发明能够满足数字图像采集过程中多角度、多摄像头的架设需求，使得DIC设备能够从四周各个角度观察环境温度箱内试件的工作状态。对于材料的试验、研发、评价等过程中充分掌握材料特性，利用先进的数字技术对试验方法进行创新与改良，均具有十分重要的作用。

Description

一种可视化材料试验环境温度箱

技术领域

本发明涉及道路工程的技术领域，尤其涉及一种可视化材料试验环境温度箱。

背景技术

材料试验过程中，通常需要设定试验温度，环境温度箱便是用来在试验过程中维持试验温度的装置。

传统试验温度箱大多采用金属材料制作，因此，环境温度箱通常都是一个封闭的不透明箱体，只留一个观察窗口，用于试验过程中对试件状态的观察。各种环境温度箱的观察窗口或大或小，但最多不超过箱体的正面面积，箱体四周的其他三个侧面则依然采用金属隔热夹层制造。

近年来，随着数字图像采集（DigitalImageCapture，简称DIC）技术的发展，利用高分辨率高速摄像头对材料试验过程中试件的状态，变形，裂缝扩展等进行跟踪观测得到了空前广泛的应用。而由于环境温度箱空间的局限，以及摄像头工作环境的要求，使得摄像头难以直接安装于试验环境温度箱之中，只能在温度箱外部假设摄像头，透过透明的观察窗口对试件状态进行跟踪观测。由于现有环境温度箱的观察窗口均设置在箱体正面，只能采用单摄像头对试件面向箱体正面的平面上的状态进行跟踪。然而许多材料试验中试件的变形是个三维问题，采用单平面数据进行分析无法全面研究材料在试验过程中体现出来的力学特性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述技术现状，设计一种四侧面全透明的材料试验可视化环境温度箱，能够满足数字图像采集过程中多角度、多摄像头的架设需求，使得DIC设备能够从四周各个角度观察环境温度箱内试件的工作状态。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种可视化材料试验环境温度箱，包括试验箱和设备箱，试验箱由顶板、前侧板、后侧板、左侧板、右侧板和底板密封合围而成，设备箱内设有能对试验箱内温度进行控制的控温装置，其中：前侧板、后侧板、左侧板和右侧板的框架部分采用金属夹层隔热保温板制作，其余部分均采用透明隔热材料制作。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的透明隔热材料为双层中空有机玻璃。

上述的后侧板、左侧板和右侧板上的透明部均设置为透视窗，前侧板上的透明部设置为透视开合门。

上述的每个透视窗至少占据各自侧板的二分之一的面积；透视开合门至少占据前侧板二分之一的面积。

上述的顶板和底板均采用金属夹层隔热保温板制作。

上述的顶板上设置了三个通孔，其中位于两侧的两个通孔为用于穿过支撑立柱的支撑立柱通孔，位于中间的一个通孔为用于穿过加载杆的加载杆圆孔，支撑立柱通孔和加载杆圆孔内均配合有密封圈。

上述的支撑立柱通孔孔径为50mm；加载杆圆孔孔径为40mm。

上述的透视开合门一侧通过铰链连接于试验箱上，另一侧设置方便开合透视开合门的竖向条形把手。

上述的设备箱的壳体采用金属壁板制作。

上述的设备箱的前面板上设置散热窗口，散热窗口呈便于散热的蜂窝状结构。

本发明设计的可视化环境温度箱通过在前后左右四个侧面设置大面积的双层中空有机玻璃，在保证隔热保温的同时，能够在试验过程中提供四周全方位的观测角度，便于利用数字图像处理设备进行多角度跟踪观测。对于材料的试验、研发、评价等过程中充分掌握材料特性，利用先进的数字技术对试验方法进行创新与改良，均具有十分重要的作用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的侧视图；

图4为图1的仰视图；

图5为图1的主视图；

图6为图1的后视图。

其中的附图标记为：试验箱1、顶板11、支撑立柱通孔11a、加载杆圆孔11b、前侧板12、后侧板13、左侧板14、右侧板15、设备箱2、透视窗3、透视开合门4、散热窗口5。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

本发明的一种可视化材料试验环境温度箱，包括试验箱1和设备箱2，试验箱1由顶板11、前侧板12、后侧板13、左侧板14、右侧板15和底板密封合围而成，设备箱2内设有能对试验箱1内温度进行控制的控温装置，其中：前侧板12、后侧板13、左侧板14和右侧板15的框架部分采用金属夹层隔热保温板制作，其余部分均采用透明隔热材料制作。

实施例中，透明隔热材料为双层中空有机玻璃。

实施例中，后侧板13、左侧板14和右侧板15上的透明部均设置为透视窗3，前侧板12上的透明部设置为透视开合门4。

实施例中，每个透视窗3至少占据各自侧板的二分之一的面积；透视开合门4至少占据前侧板12二分之一的面积。

实施例中，顶板11和底板均采用金属夹层隔热保温板制作。

实施例中，顶板11上设置了三个通孔，其中位于两侧的两个通孔为用于穿过支撑立柱的支撑立柱通孔11a，位于中间的一个通孔为用于穿过加载杆的加载杆圆孔11b，支撑立柱通孔11a和加载杆圆孔11b内均配合有密封圈。

实施例中，支撑立柱通孔11a孔径为50mm；加载杆圆孔11b孔径为40mm。

实施例中，透视开合门4一侧通过铰链连接于试验箱1上，另一侧设置方便开合透视开合门4的竖向条形把手。

实施例中，设备箱2的壳体采用金属壁板制作。

实施例中，设备箱2的前面板上设置散热窗口5，散热窗口5呈便于散热的蜂窝状结构。

材料试验过程中经常会需要利用环境温度箱保持试验过程中的温度。现有的试验环境温度箱可视化窗口严重不足，难以对试件进行多角度的全方位跟踪观测，影响了当今先进的数字图像采集与处理技术在材料试验中的应用。本发明的设计理念是设计一种可视化的试验环境温度箱，能够尽可能多的提供试验观察窗口，从而在满足试验温度设定的同时，也能够充分利用数字图像采集与处理技术对材料试验过程进行更为深入的了解与掌握。

本发明的设计思路是：利用大尺寸双层中空有机玻璃尽可能的替代传统的金属夹层隔热保温板。除了必要的结构框架采用金属材料制作之外，其他非受力面积均采用双层中空有机玻璃进行替代。

本发明的可视化环境温度箱的平面尺寸为900mm长×700mm宽×1570mm高。

整个环境温度箱主要由以下几个部分组成：

试验箱1：由受力金属框架构成。左侧、右侧、后侧均设置了透视窗3，前侧设置了透视开合门4。顶部设置了三个圆孔，分别是UTM支撑立柱通孔11a，直径为50mm；以及UTM加载杆圆孔11b，直径为40mm。

透视窗3和透视开合门4均采用双层中空玻璃制成，保证温度箱达到隔热保温的要求。玻璃采用有机玻璃，达到一定的强度，避免使用过程中被轻易的损坏开裂。透明观察窗口固定于试验箱1整体框架之上，透视开合门4右侧通过铰链连接于试验箱1之上，左侧设置竖向条形把手，方便开合动作。

设备箱2：设备箱采用金属制造，由于内部安装空调设备，需采用导热性能较好，厚度较薄的壁板方便设备散热。

散热窗口5：为了进一步的对设备箱2内部设备进行散热，在设备箱2前面板上设置散热窗口5。散热窗口5由一系列蜂窝孔构成，尽可能的扩大通风散热面积。

控制面板：在设备箱2前面板上一部分区域设置控制面板，用于操作人员对设备参数进行设置。

通过以上部分构成了可视化环境温度箱的基本构造。UTM工作平台设置于试验箱1之内，通过UTM支撑立柱调节平台高度。UTM支撑立柱通过直径为50mm的圆孔伸出箱体，支撑上部液压加载机构。圆孔与支撑立柱之间的空隙通过橡胶密封圈封闭，防止试验箱1内外空气对流，影响试验箱1内的温度控制。UTM加载杆穿过直径为40mm的圆孔，由液压加载机构对试验箱1内部的材料试件进行加载。

设备箱2内部设置精密空调设备，通过吹送冷热空气，与试验箱1内部形成空气对流，冷热交换，从而对试验箱1内部温度进行精确控制。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可视化材料试验环境温度箱，包括试验箱(1)和设备箱(2)，所述的试验箱(1)由顶板(11)、前侧板(12)、后侧板(13)、左侧板(14)、右侧板(15)和底板密封合围而成，所述的设备箱(2)内设有能对试验箱(1)内温度进行控制的控温装置，其特征是：所述的前侧板(12)、后侧板(13)、左侧板(14)和右侧板(15)的框架部分采用金属夹层隔热保温板制作，其余部分均采用透明隔热材料制作。

2.根据根据权利要求1所述的一种可视化材料试验环境温度箱，其特征是：所述的透明隔热材料为双层中空有机玻璃。

3.根据根据权利要求2所述的一种可视化材料试验环境温度箱，其特征是：所述的后侧板(13)、左侧板(14)和右侧板(15)上的透明部均设置为透视窗(3)，所述的前侧板(12)上的透明部设置为透视开合门(4)。

4.根据根据权利要求3所述的一种可视化材料试验环境温度箱，其特征是：每个所述的透视窗(3)至少占据各自侧板的二分之一的面积；所述的透视开合门(4)至少占据前侧板(12)二分之一的面积。

5.根据权利要求4所述的一种可视化材料试验环境温度箱，其特征是：所述的顶板(11)和底板均采用金属夹层隔热保温板制作。

6.根据权利要求1所述的一种可视化材料试验环境温度箱，其特征是：所述的顶板(11)上设置了三个通孔，其中位于两侧的两个通孔为用于穿过支撑立柱的支撑立柱通孔(11a)，位于中间的一个通孔为用于穿过加载杆的加载杆圆孔(11b)，所述的支撑立柱通孔(11a)和加载杆圆孔(11b)内均配合有密封圈。

7.根据权利要求6所述的一种可视化材料试验环境温度箱，其特征是：所述的支撑立柱通孔(11a)孔径为50mm；所述的加载杆圆孔(11b)孔径为40mm。

8.根据权利要求5所述的一种可视化材料试验环境温度箱，其特征是：所述的透视开合门(4)一侧通过铰链连接于试验箱(1)上，另一侧设置方便开合透视开合门(4)的竖向条形把手。

9.根据权利要求1所述的一种可视化材料试验环境温度箱，其特征是：所述的设备箱(2)的壳体采用金属壁板制作。

10.根据权利要求9所述的一种可视化材料试验环境温度箱，其特征是：所述的设备箱(2)的前面板上设置散热窗口(5)，所述的散热窗口(5)呈便于散热的蜂窝状结构。