CN204380715U - 一种用于低频力学谱测试实验的低温致冷装置 - Google Patents

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张永康
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Abstract

本实用新型公开了一种用于低频力学谱测试实验的低温致冷装置,属于致冷装置制造技术领域,该低温致冷装置包括:液氮发生装置和温度控制装置。其中,液氮发生装置包括:液氮罐、空气泵、常开型低温电磁阀、导管;温度控制装置包括:温控仪、固态继电器、加热电炉、热电偶、泄压阀。该装置减少了主观因素的影响和液氮的用量,控制精度较高,控制过程用时短。

Description

一种用于低频力学谱测试实验的低温致冷装置
技术领域
本实用新型属于致冷装置制造技术领域,尤其涉及一种用于低频力学谱测试实验的低温致冷装置。
背景技术
力学谱反映了力学波与材料相互作用的力学特性,低频力学谱的测试是研究材料的力、电、磁等特性的重要手段。对材料在不同温度、频率、应变幅度等条件下的力学谱测试,可以探测材料的内部结构、缺陷和位错,研究晶界或相界面的运动规律。对于一些的特殊材料,其低温条件下的低频力学谱的测试尤为重要,因此在测量材料低频力学谱的过程中,就需要一套低温致冷装置。目前,国内使用的低频力学谱仪一般都是自行研制的,苏州市职业大学现代测试技术研究所曾于2004年研制了LMA-1型低频力学谱测试仪,其实验温度为200K~600K。但在对材料进行低温力学谱测试时,通过手动的方式推送液氮达到对材料降温的目的,因而温度控制的精度不高,且需要较长的时间才能稳定温度,控制过程较长。
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于低频力学谱测试实验的低温致冷装置,减少主观因素的影响和液氮的用量,提高控制精度,缩短控制过程用时。
(二)技术方案
为了解决上述问题,本实用新型提供了一种用于低频力学谱测试 实验的低温致冷装置,所述致冷装置包括:
液氮发生装置,其包括:空气泵、空气泵导管、液氮罐、液氮导管,所述空气泵与所述液氮罐通过所述空气泵导管连接,所述液氮导管上设有常开型低温电磁阀;
温度控制装置,其包括:加热电炉、温控仪,所述温控仪包括信号输入接口和信号输出接口,所述常开型低温电磁阀通过信号线与所述信号输出接口连接,所述加热电炉内设有试样,所述加热电炉与所述信号输出接口之间通过信号线连接有固态继电器,所述温度控制装置还包括用于测量试样温度的测温单元,所述测温单元通过信号线与所述信号输入接口连接;
真空罐,所述加热电炉设于所述真空罐内,所述真空罐设有压力表及阀门A,所述真空罐与所述液氮罐通过液氮导管连接。
其中,所述加电热炉内的试样通过上、下夹头固定。
其中,所述真空罐设有泄压阀。
其中,所述空气泵导管设有阀门B。
其中,测温单元为热电偶。
其中,固态继电器的输出受控端外接220V交流电源为加热电炉加热。
其中,所述液氮罐设有隔热橡胶塞。
(三)有益效果
为了使被测量材料能快速达到实验要求的温度,并满足实验对其温度的控制要求,本实用新型提供了一种用于低频力学谱测试实验的低温致冷装置,该装置减少了主观因素的影响和液氮的用量,控制精度较高,控制过程用时短。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
1、温控仪;2、信号输入接口;3、信号输出接口;4、固态继电 器;5、试样上夹头;6、阀门A;7、压力表;8、热电偶;9、泄压阀;10、试样下夹头;11、真空罐;12、试样;13、加热电炉;14、液氮导管;15、液氮罐;16、常开型低温电磁阀;17、隔热橡胶塞;18、阀门B;19、空气泵,20、空气泵导管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型,但不用来限制本实用新型的范围。
本实用新型提供了一种用于低频力学谱测试实验的低温致冷装置,所述致冷装置包括:
液氮发生装置,其包括:空气泵19、空气泵导管20、液氮罐15、液氮导管14,所述空气泵19与所述液氮罐15通过所述空气泵导管20连接,所述液氮导管14上设有常开型低温电磁阀16;
温度控制装置,其包括:加热电炉13、温控仪1,所述温控仪1包括信号输入接口2和信号输出接口3,所述常开型低温电磁阀16通过信号线与所述信号输出接口3连接,所述加热电炉13内设有试样12,所述加热电炉13与所述信号输出接口3之间通过信号线连接有固态继电器4,所述温度控制装置还包括用于测量试样温度的测温单元8,所述测温单元8通过信号线与所述信号输入接口2连接;
真空罐11,所述加热电炉13设于所述真空罐11内,所述真空罐11设有压力表7及阀门A6,所述真空罐11与所述液氮罐15通过液氮导管14连接。
优选地,所述加热电炉13内的试样12通过上、下(5,10)夹头固定。
优选地,所述真空罐11设有泄压阀9,起到安全保护的作用。
优选地,所述空气泵导管20设有阀门B18,提高控制精度。
优选地,测温单元8为热电偶,直接接触被测物体测量准确。
优选地,固态继电器4的输出受控端外接220V交流电源为加热电炉13加热。
为了增强所述液氮罐15的保温效果,优选地,所述液氮罐15设有隔热橡胶塞17。
下面以测温单元8为热电偶为例,对所述致冷装置的制冷方法做进一步的说明,所述制冷方法包括以下步骤:
1.真空罐11抽真空,打开空气泵19;
2.在温控仪1设定实验温度。由热电偶8测得当前试样12的初始温度高于设定温度,因此温度控仪信号输出接口3无信号输出,常开型低温电磁阀16处于打开状态,打开阀门B18,液氮在空气压力作用下,被推送至真空罐11,使试样12温度下降;
3.由热电偶8测得试样12的温度低于设定温度,温控仪信号输出接口3输出高电平,驱动常开型低温电磁阀16关断,同时使固态继电器4触点闭合,接通220V交流电源为加热电炉13供电,从而使真空罐11内的液氮气化,随着加热过程的进行,试样12的温度不断上升;
4.当温度由于惯性的作用,超过设定值时,温控仪信号输出接口3没有信号输出,则固态继电器4触点断开,加热电炉13停止工工作,同时常开型低温电磁阀16重新打开,空气泵19压力将液氮推送至真空罐11,此时只有少量液氮进入真空罐11;
5.该温度控制系统重复步骤3、4,直至试样12温度稳定在实验设定温度;
6.待试样12温度稳定后,对试样12进行低频力学谱的测试实验。
该低温致冷装置既可用于材料在低温条件下力学谱的测量,也可为其他实验提供低温环境。具有以下优点:
1.该装置结构简单,实现成本低,实用性强,具有较强的推广 与应用价值;
2.采用自动低温控制过程,与手动控制相比较,减少了主观因素的影响和液氮的用量,控制精度较高,控制过程用时短;
以上实施方式仅用于说明本实用新型,而并非对本实用新型的限制,有关技术领域的普通技术人员,在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下,还可以做出各种变化和变型,因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴,本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (7)

1.一种用于低频力学谱测试实验的低温致冷装置,其特征在于,所述致冷装置包括:
液氮发生装置,其包括:空气泵、空气泵导管、液氮罐、液氮导管,所述空气泵与所述液氮罐通过所述空气泵导管连接,所述液氮导管上设有常开型低温电磁阀;
温度控制装置,其包括:加热电炉、温控仪,所述温控仪包括信号输入接口和信号输出接口,所述常开型低温电磁阀通过信号线与所述信号输出接口连接,所述加热电炉内设有试样,所述加热电炉与所述信号输出接口之间通过信号线连接有固态继电器,所述温度控制装置还包括用于测量试样温度的测温单元,所述测温单元通过信号线与所述信号输入接口连接;
真空罐,所述加热电炉设于所述真空罐内,所述真空罐设有压力表及阀门A,所述真空罐与所述液氮罐通过液氮导管连接。
2.如权利要求1所述的用于低频力学谱测试实验的低温致冷装置,其特征在于,所述加热电炉内的试样通过上、下夹头固定。
3.如权利要求1所述的用于低频力学谱测试实验的低温致冷装置,其特征在于,所述真空罐设有泄压阀。
4.如权利要求1所述的用于低频力学谱测试实验的低温致冷装置,其特征在于,所述空气泵导管设有阀门B。
5.如权利要求1所述的用于低频力学谱测试实验的低温致冷装置,其特征在于,测温单元为热电偶。
6.如权利要求1~5任一项所述的用于低频力学谱测试实验的低温致冷装置,其特征在于,固态继电器的输出受控端外接220V交流电源为加热电炉加热。
7.如权利要求1~5任一项所述的用于低频力学谱测试实验的低温致冷装置,其特征在于,所述液氮罐设有隔热橡胶塞。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106840911A (zh) * 2017-01-05 2017-06-13 中国石油大学(华东) 一种液氮控温控压冻融损伤页岩实验装置及方法
CN109540709A (zh) * 2018-11-29 2019-03-29 四川大学 一种用于材料裂纹扩展测试的试验系统

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