CN205562442U - 玻璃膨胀系数测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种玻璃膨胀系数测试装置，用以提高玻璃样品膨胀系数的测试准确性。玻璃膨胀系数测试装置，包括膨胀仪，还包括内部装有恒温液的恒温槽；所述膨胀仪包括样品支架，所述样品支架用于安放玻璃样品的部位伸入至恒温槽内的恒温液中。通过恒温槽内的恒温液加热或冷却安放在样品支架上的被测玻璃样品，减小了玻璃样品在加热或冷却过程中的温变冲击和传导滞后，有效提高了玻璃样品膨胀系数的测试准确性，测试重复性高。同时，仅样品支架用于安放玻璃样品的部位伸入至恒温槽内的恒温液中，减小温度冲击对膨胀仪内的位移传感器或干涉仪的影响，保证了膨胀仪的稳定性和测量精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种测试装置，特别是一种玻璃膨胀系数测试装置。
背景技术
物体炸裂的根本原因是体积的剧烈膨胀或收缩产生巨大的拉应力或者压应力，膨胀系数正是表征材料这种性能的物理参数。玻璃的膨胀系数是玻璃的重要物理参数之一，膨胀系数的大小直接影响着玻璃制品的热稳定性能，进而决定玻璃的适用范围。
对于玻璃膨胀系数的测试，目前通常是采用干涉式膨胀仪和推杆式膨胀仪进行的。现有的干涉式膨胀仪和推杆式膨胀仪都是通过改变炉体温度，经局部热传导带动样品的升温或降温，以测试升温或降温过程中被测样品伸长量或收缩量的，从而测算出样品的膨胀系数。由于玻璃自身导热性不良的，以及测试过程中炉体初始炉腔热力学状态的不同，在加热元件的温变冲击下，容易造成玻璃样品不同温度对应的时序不同，测算出同一样品的膨胀系数值会有差异，对玻璃膨胀系数测试，尤其是对膨胀系数高精度测试产生较大误差影响，测试重复性低。
另外，由于测试玻璃样品长度变化的位移传感器和干涉仪对于温度变化敏感，很容易受温度变化的影响，造成测试数据的误差。现有的干涉式膨胀仪和推杆式膨胀仪在进行玻璃样品膨胀系数测试时，位移传感器或干涉仪所处的区域会受到炉体温度冲击，对玻璃样品膨胀系数的测试造成影响，无法获得准确数据。
实用新型内容
本实用新型提供了一种玻璃膨胀系数测试装置，用以提高玻璃样品膨胀系数的测试准确性。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：玻璃膨胀系数测试装置，包括膨胀仪，还包括内部装有恒温液的恒温槽；所述膨胀仪包括样品支架，所述样品支架用于安放玻璃样品的部位伸入至恒温槽内的恒温液中。
进一步的是，该玻璃膨胀系数测试装置还包括温控系统，所述温控系统包括控制器，以及设置在恒温槽内的加热器和恒温液温度探头；所述加热器和恒温液温度探头均与控制器电连接。
进一步的是，所述温控系统还包括搅拌器，所述搅拌器包括驱动马达和带搅拌桨叶的搅拌杆，所述驱动马达设置在恒温槽上并与控制器电连接，所述搅拌杆与驱动马达的转子相连，所述搅拌杆带搅拌桨叶的部分伸入至恒温槽内的恒温液中。
进一步的是，所述膨胀仪的样品支架伸入恒温液中的部分与搅拌器的搅拌杆伸入恒温液中的部分分别位于恒温槽内相对应的两端。
进一步的是，所述恒温液温度探头设置在搅拌杆的下端。
进一步的是，所述温控系统还包括设置在恒温槽上用于冷却恒温液的冷却器，所述冷却器与控制器电连接。
进一步的是，所述温控系统还包括用于安装在玻璃样品上的样品温度探头，所述膨胀仪和样品温度探头均与控制器电连接。
进一步的是，所述恒温槽上设有支撑架，所述膨胀仪设置在支撑架上。
进一步的是，所述样品支架用于安放玻璃样品的部位上套设有隔液密封罩。
进一步的是，所述隔液密封罩由熔融石英材料制成。
本实用新型的有益效果是：通过恒温槽内的恒温液加热或冷却安放在样品支架上的被测玻璃样品，玻璃样品被大量恒温液包围，温变均匀，受外部温度变化影响小，减小了玻璃样品在加热或冷却过程中的温变冲击和传导滞后，有效提高了玻璃样品膨胀系数的测试准确性，测试重复性高。同时，仅样品支架用于安放玻璃样品的部位伸入至恒温槽内的恒温液中，减小温度冲击对膨胀仪内的位移传感器或干涉仪的影响，保证了膨胀仪的稳定性和测量精度。
附图说明
图1是本实用新型的实施结构示意图；
图中标记为：膨胀仪100、样品支架110、控制器210、搅拌器220、驱动马达221、搅拌杆222、搅拌桨叶223、加热器230、冷却器240、恒温液温度探头250、样品温度探头260、恒温槽300、支撑架310、玻璃样品400、隔液密封罩500。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，玻璃膨胀系数测试装置，包括膨胀仪100和内部装有恒温液的恒温槽300；所述膨胀仪100包括样品支架110，所述样品支架110用于安放玻璃样品400的部位伸入至恒温槽300内的恒温液中。其中，恒温槽300由耐腐蚀性好的材料制成，通常采用不锈钢材料制作；恒温槽300的四壁加厚，隔绝外部温变影响，提高其保温性；恒温液是与玻璃样品400进行热交换的介质，可采用防冻液等热交换效率高的液体作为装在恒温槽300内的恒温液。膨胀仪100通常设置在恒温槽300的上方，并使膨胀仪100的样品支架110竖直。
作为本实用新型的一种优选方案，再如图1所示，该玻璃膨胀系数测试装置还包括温控系统，所述温控系统包括控制器210，以及设置在恒温槽300内的加热器230和恒温液温度探头250；所述加热器230和恒温液温度探头250均与控制器210电连接。控制器210通过恒温液温度 探头250实时获取恒温槽300内的恒温液温度，并通过加热器230加热恒温液，实现不同温度条件下的玻璃膨胀系数测试。
因为靠近加热器230的恒温液加热快，远离加热器230的恒温液加热慢，在上述基础上为了使恒温液快速恒温，所述温控系统还包括搅拌器220，所述搅拌器220包括驱动马达221和带搅拌桨叶223的搅拌杆222，所述驱动马达221设置在恒温槽300上并与控制器210电连接，所述搅拌杆222与驱动马达221的转子相连，所述搅拌杆222带搅拌桨叶223的部分伸入至恒温槽300内的恒温液中。加热过程中，控制器210通过控制搅拌器220的搅拌转速和搅拌频率，可使恒温液的各个部分快速达到相同温度，保证了测试效率和准确性。由于，经搅拌后搅拌浆223附近的恒温液温度最能表示恒温液的平均温度，因此为了提高恒温液温度检查的准确性，同时又避免恒温液温度探头250与搅拌浆223干涉，通常将恒温液温度探头250设置在搅拌杆222的下端。
为了减小搅拌器220搅拌过程中恒温液对被测玻璃样品400的流动冲击和温变冲击，再如图1所示，所述膨胀仪100的样品支架110伸入恒温液中的部分与搅拌器220的搅拌杆222伸入恒温液中的部分分别位于恒温槽300内相对应的两端。
为了能够对恒温液进行冷却，以检测被测玻璃样品400低温下的收缩量，再如图1所示，所述温控系统还包括设置在恒温槽300上用于冷却恒温液的冷却器240，所述冷却器240与控制器210电连接。同理，需要降温检测时，控制器210通过恒温液温度探头250实时获取恒温槽300内的恒温液温度，并通过冷却器240冷却恒温液，实现低温条件下的玻璃膨胀系数测试。冷却过程中，控制器210通过控制搅拌器220的搅拌转速和搅拌频率可使恒温液的各个部分快速达到相同温度，保证了测试效率和准确性。
具体的，所述温控系统还包括用于安装在玻璃样品400上的样品温度探头260，所述膨胀仪100和样品温度探头260均与控制器210电连接。控制器210通过样品温度探头260实时获取到被测玻璃样品400的温度，以便进行控制和调整。此外，控制器210可通过膨胀仪100和样品温度探头260分别获取到被测玻璃样品400的伸缩量和温度，并直接计算出被测玻璃样品400的膨胀系数，再通过与控制器210相连的显示屏显示。
具体的，所述恒温槽300上设有支撑架310，所述膨胀仪100设置在支撑架310上。膨胀仪100内的位移传感器或干涉仪位于恒温槽300外。通过将胀仪100设置在支撑架310上，仅样品支架110用于安放玻璃样品400的部位伸入至恒温槽300内的恒温液中，减小温度冲击对膨胀仪100内的位移传感器或干涉仪的影响，提高了膨胀仪100的稳定性和测量准确性。
为了避免玻璃样品400与恒温液直接接触，再如图1所示，所述样品支架110用于安放玻璃样品400的部位上套设有隔液密封罩500。优选的，所述隔液密封罩500由熔融石英材料制成。 熔融石英是氧化硅(石英，硅石)的非晶态(玻璃态)；它是典型的玻璃，其原子结构长程无序；它通过三维结构交叉链接提供其高使用温度和低热膨胀系数；其外观为无色透明块状，颗粒或白色粉末。
使用该玻璃膨胀系数测试装置测试时，先将玻璃样品400安放在样品支架110上，然后对恒温槽300内的恒温液加热或冷却，同时通过搅拌器220搅拌使恒温液恒温，玻璃样品400整体与恒温液进行热交换并与恒温液保持相同温度，玻璃样品400的长度随温度变化而变化，膨胀仪100内的位移传感器或干涉仪记录下玻璃样品400的伸缩量，并结合样品温度探头260获取到的玻璃样品400的实时温度，即可计算出其膨胀系数；需要在不同温度下进行测试时，通过控制器210控制加热器230或冷却器240进行加热或冷却恒温液，并控制搅拌器220搅拌使恒温液恒温即可。
Claims (10)
1.玻璃膨胀系数测试装置，包括膨胀仪(100)，其特征在于：还包括内部装有恒温液的恒温槽(300)；所述膨胀仪(100)包括样品支架(110)，所述样品支架(110)用于安放玻璃样品(400)的部位伸入至恒温槽(300)内的恒温液中。
2.如权利要求1所述的玻璃膨胀系数测试装置，其特征在于：还包括温控系统，所述温控系统包括控制器(210)，以及设置在恒温槽(300)内的加热器(230)和恒温液温度探头(250)；所述加热器(230)和恒温液温度探头(250)均与控制器(210)电连接。
3.如权利要求2所述的玻璃膨胀系数测试装置，其特征在于：所述温控系统还包括搅拌器(220)，所述搅拌器(220)包括驱动马达(221)和带搅拌桨叶(223)的搅拌杆(222)，所述驱动马达(221)设置在恒温槽(300)上并与控制器(210)电连接，所述搅拌杆(222)与驱动马达(221)的转子相连，所述搅拌杆(222)带搅拌桨叶(223)的部分伸入至恒温槽(300)内的恒温液中。
4.如权利要求3所述的玻璃膨胀系数测试装置，其特征在于：所述膨胀仪(100)的样品支架(110)伸入恒温液中的部分与搅拌器(220)的搅拌杆(222)伸入恒温液中的部分分别位于恒温槽(300)内相对应的两端。
5.如权利要求3所述的玻璃膨胀系数测试装置，其特征在于：所述恒温液温度探头(250)设置在搅拌杆(222)的下端。
6.如权利要求2所述的玻璃膨胀系数测试装置，其特征在于：所述温控系统还包括设置在恒温槽(300)上用于冷却恒温液的冷却器(240)，所述冷却器(240)与控制器(210)电连接。
7.如权利要求2所述的玻璃膨胀系数测试装置，其特征在于：所述温控系统还包括用于安装在玻璃样品(400)上的样品温度探头(260)，所述膨胀仪(100)和样品温度探头(260)均与控制器(210)电连接。
8.如权利要求1所述的玻璃膨胀系数测试装置，其特征在于：所述恒温槽(300)上设有支撑架(310)，所述膨胀仪(100)设置在支撑架(310)上。
9.如权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的玻璃膨胀系数测试装置，其特征在于：所述样品支架(110)用于安放玻璃样品(400)的部位上套设有隔液密封罩(500)。
10.如权利要求9所述的玻璃膨胀系数测试装置，其特征在于：所述隔液密封罩(500)由熔融石英材料制成。
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|---|---|---|---|
| CN201620393551.3U CN205562442U (zh) | 2016-05-04 | 2016-05-04 | 玻璃膨胀系数测试装置 |
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| CN (1) | CN205562442U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108519402A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-09-11 | 北京工业大学 | 激光法测量超薄玻璃再热线收缩率的装置和方法 |
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2016
- 2016-05-04 CN CN201620393551.3U patent/CN205562442U/zh active Active
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