CN202649146U - 一种材料热膨胀系数测量装置 - Google Patents
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Abstract
一种材料热膨胀系数测量装置，其特征是：包括以下部分：本体部分（1），石英架罩部分（2）、石英架测试部分（3）、加热炉部分（4），在本体部分上装有石英架罩部分、石英架测试部分和加热炉部分,石英架罩部分位于石英架测试部分上方，石英架测试部分位于加热炉部分上方。石英架罩部分罩在石英架测试部分的顶部及周围，罩的形状为1个底面、1个侧面开口的壳体件。本装置优点：测位移部件相对于外部环境为半封闭状态,外界产生的紊流对测头的影响很小，且能散热石英测杆的提升采用杠杆机构，较之用电机或电磁铁驱动的性能稳定可靠，测试精度高。外壳部分采用优质条纹不锈钢加工制成，整体布局合理、美观。
Description
技术领域
本发明涉及膨胀系数的测量装置，特别是一种材料热膨胀系数测量装置。
背景技术
在非金属材料制造以及金属冶炼行业中,需要了解材料的热膨胀系数，尤其在金属冶炼时使用到炭阳极,炭阴极,石墨阴极作为原料或耗材,电极的热膨胀系数大小影响电解过程的质量及效率,所以热膨胀系数是电解过程重要的物理量,炭电极或石墨电极生产企业检测其产品热膨胀系数参数用于改善生产工艺,铝生产企业也会检测热膨胀系数参数用于质量控制或改变电解参数。中国铝用炭素热膨胀系数测定的标准是YST63.4-2006铝用炭素材料检测方法第4部分热膨胀系数的测定,石墨电极的测定标准是GB/T3074.4-2003石墨电极测定方法石墨电极热膨胀系数（CTE）测定方法，用重复性和再现性表示检测结果的精度。以此标准为依据的设备生产厂商主要有瑞士R&D Carbon公司,其外置式测温组件均完全暴露于开放的空间里,如果实验室内有人员走动,或其他任何原因所形成的紊流会通过测头表面并对测量值产会影响,最终造成测量值不准及测量精度差问题；在放样时需要将石英测量杆抬起，以上公司用的是手动操作，在高温条件下操作不方便，影响放样时间，降低测量的重复性，试样架提升过程运行不稳定等上述缺点均对试验精度及重复性产生影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种稳态环境下提高测温精度的装置,以解决上述技术的不足,提高测量精度,更好的为生产服务。本发明实现简单,成本低。本发明是一种材料热膨胀系数测量装置，其特征是包括以下部分：本体部分，石英架罩部分、石英架测试部分、加热炉部分，在本体部分上装有石英架罩部分、石英架测试部分和加热炉部分,石英架罩部分位于石英架测试部分上方，石英架测试部分位于加热炉部分上方。石英架罩部分包括罩，该罩罩在石英架测试部分的顶部及周围，罩为1个底面、1个侧面开口的壳体件。石英架测试部分包括传感器、传感器固定座、台阶销一、提升支架二、台阶销二、提升支架一、大支架、石英测杆,位移传感器固定在传感器固定座中，传感器固定座经台阶销一与提升支架二相连，提升支架二的另一处经台阶销二与提升支架一相连，提升支架一另一端与大支架相连；位移传感器的下端经石英测杆与位于加热炉中的试件相接。还包括位移导向套、提升套、压紧套、铜套、橡胶圈,导向套装在传感器固定座的下端，导向套内装有提升套,石英测杆的顶端与位移传感器的下端接触，石英测杆穿过提升套和导向套的底端与位于加热炉中的试件相接，在石英测杆与提升套之间装有压紧套、铜套、橡胶圈。
本发明在外置式测位移组件上加防护罩,使测位移组件相对于外部环境为半封闭状态,当实验室有人员走动时,所产生的紊流对测头的影响很小,因为其半封闭的型式,相当于形成了空气流动的”盲区”。按此惯性思维做成全封闭式会更好,但不能做成那样,因为那样会造成防护罩内温度聚集,影响位移传感器的实际测量值,增加了不可控因素,所以位移测量组件不能做成全封闭式,本发明半封闭式的结构为最优化方法；石英测杆的提升采用杠杆机构，性能稳定可靠，试样架的提升采用步进电机驱动的丝杠螺杆机构运行稳定；设备外壳材料采用优质条纹不锈钢制成，美观大方、经济适用。
综上所述，本发明具有测量值准确、放样操作方便，放样快速、稳定等优点。
附图说明
图1是本装置的外形图。
图2是测试部分的结构图。
图3是石英架罩的立体图。
图4是石英架部分结构图。
图5是石英杆提升部分细节图。
图号名称对照表
1为设备主体 2为石英架罩部分 3为石英架测试部分
4为加热炉部分 5为罩 6为位移传感器
7为石英测试架 8为石英测杆 9为试样
10为加热炉 11为传感器固定座 12为提升支架一
13为提升支架二 14为大支架 15为提升套
16为压紧套 17为铜套 18为橡胶圈
19为导向套 20为热电阻 21为进气管
22为台阶销一 23为台阶销二 24为提升支架三
具体实施方式
如图1，本装置主要包括以下部分：本体部分1，石英架罩部分2、石英架测试部分3、加热炉部分4和提升部分，在本体部分1上装有石英架罩2、石英架测试部分3、加热炉部分4,石英架罩2位于石英架测试部分3上方，石英架测试部分3位于加热炉部分4上方。
石英架罩部分2包括罩5，在石英架的顶部及圆周装有石英架罩5，如图3，石英架罩5为1个底面和1个侧面开口的壳体件，以散热和防止气流波动，保证测量的准确。
如图2、4、5，石英架测试部分3包括传感器固定座11、台阶销一22、提升支架二13、台阶销二23、提升支架一12、大支架14、石英测杆8,位移传感器6固定在传感器固定座11中，传感器固定座11经台阶销一22与提升支架二13相连，提升支架二13的另一处经台阶销二23与提升支架一12相连，提升支架一12另一端与大支架14相连；位移传感器6的下端经石英测杆8与位于加热炉10中的试件9相接。
还包括位移传感器6、导向套19、提升套15、压紧套16、铜套17、橡胶圈18,导向套19装在传感器固定座11的下端，导向套19内装有提升套15,石英测杆8的顶端与位移传感器6的下端接触，石英测杆8穿过提升套15和导向套19的底端与位于加热炉10中的试件9相接，在石英测杆8与提升套15之间装有压紧套16、铜套17、橡胶圈18。
如图2、4、5，热电阻20从加热炉的侧面深入炉膛内，进气管从加热炉10底部进入，石英架7装在大支架14上，通过传感器固定座11用螺钉连接，位移传感器6从传感器固定座11的开口孔传入，用螺钉与传感器固定座11紧固在一起，石英测杆8从提升套15中心孔穿入，在提升套中间依次装入橡胶圈18、铜套17，然后用压紧套16旋入进行紧固，紧固后石英杆部分可在导向套19内上下滑动，导向套19用螺钉固定在传感器固定座11上，在大支架14上装有提升支架一12，提升支架二13用台阶销二23装在提升支架一12上，并能以台阶销二23为中心进行旋转，提升支架三24挂在升套15上的T型槽内，它的上下运动可带动提升套15的运动，从而实现石英测杆8的上下运动，提升支架三24上端用台阶销一22与提升支架二13进行动连接。石英架部分的大支架14与石英架提升机构中的连扳连接实现上下运动，当石英架机构上行至指定位置时，提升支架二13撞上设备上的挡块，挡块下压提升支架二13从而实现石英测杆8的提升。
本装置使用方法：给设备通电加热，当加热炉4恒定在300℃之后，点击自动测量按钮，石英测试架部分3自动上升，当上行至指定位置时，提升支架二13撞上设备上的挡块，挡块下压提升支架二13从而实现石英测杆8的提升，将试样9放入石英架，12秒钟后石英测架试部分3自动下降，当下行至某一位置时提升支架二13与挡块脱开，石英测架试部分3由于自重落在试样9上，石英测杆8的上端与位移传感器6接触，以实现对试样位移量的测试90分钟后，系统报警提示实验结束，画面中自动显示线性热膨胀系数测试结果，此时按提升机构按钮，石英测试架部分3上升，取出试样后再按下降机构按钮，石英测试架7进入炉膛继续恒温，等待下一次测试。本装置优点：1.在外置式测位移组件加防护罩5测位移组件相对于外部环境为半封闭状态,当实验室有人员走动时,所产生的紊流对测头的影响很小且能散热。2.石英测杆的提升采用杠杆机构，性能稳定可靠，现有装置一般使用电机驱动或电磁铁驱动来带动石英测杆的上升，这样不可避免会产生电磁对位移传感器6的影响，从而影响测试精度。3.外观部分：外壳部分采用优质条纹不锈钢加工制成，整体布局合理、美观。
Claims (4)
1.一种材料热膨胀系数测量装置，其特征是：包括以下部分：本体部分（1），石英架罩部分（2）、石英架测试部分（3）、加热炉部分（4），在所述的本体部分上装有石英架罩部分、石英架测试部分和加热炉部分,所述的石英架罩部分位于石英架测试部分上方，所述的石英架测试部分位于加热炉部分上方。
2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征是：所述的石英架罩部分（2）包括罩（5），所述的罩（5）罩在石英架测试部分（3）的顶部及周围，罩（5）为1个底面、1个侧面开口的壳体件。
3.根据权利要求1所述的测量装置，其特征是：所述的石英架测试部分（3）包括位移传感器（6）、传感器固定座（11）、台阶销一（22）、提升支架二（13）、台阶销二（23）、提升支架一（12）、大支架（14）、石英测杆（8）,所述的位移传感器固定在传感器固定座中，传感器固定座经台阶销一与提升支架二相连，提升支架二的另一处经台阶销二与提升支架一相连，提升支架一另一端与大支架相连；位移传感器的下端经石英测杆与位于加热炉中的试件相接触。
4.根据权利要求3所述的测量装置，其特征是：还包括位移导向套（19）、提升套（15）、压紧套（16）、铜套（17）、橡胶圈（18）,所述的位移导向套装在传感器固定座的下端，导向套内装有提升套,石英测杆的顶端与位移传感器的下端接触，石英测杆（8）穿过提升套和导向的底端与位于加热炉（10）中的试件（9）相接，在石英测杆与提升套之间装有压紧套、铜套、橡胶圈。
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| CN114264690A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-04-01 | 中钢新型材料股份有限公司 | 一种提高测试精度的石墨热膨胀系数测试方法 |
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