CN206638614U - 一种用于固体热膨胀系数测量的装置 - Google Patents
一种用于固体热膨胀系数测量的装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN206638614U CN206638614U CN201720421082.6U CN201720421082U CN206638614U CN 206638614 U CN206638614 U CN 206638614U CN 201720421082 U CN201720421082 U CN 201720421082U CN 206638614 U CN206638614 U CN 206638614U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- level crossing
- under test
- object under
- temperature controller
- thermal expansion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种固体热膨胀系数测量装置，所述装置包括激光光源、平面镜、分光片、CCD相机、计算机、连接杆、温度控制器、固定挡板、待测物体。所述激光光源、平面镜、分光片、CCD相机构成一个迈克尔逊干涉仪。温度控制器用于加热待测物体，使其膨胀，通过连接杆推动平面镜发生移动。因此，在迈克耳逊干涉仪中，其干涉条纹发生变化，通过干涉条纹的变化获得待测物体的膨胀前后的变化长度，通过温度控制器读出待测物体温度变化量。经简单计算，得到待测物体的热膨胀系数。本实用新型具有结构简单、测试简便、测试范围大和测量灵敏度高等优点。
Description
技术领域
本实用新型属于物理仪器领域，具体涉及一种用于固体热膨胀系数测量的装置。
背景技术
固体是自然界物质的基本形态之一，其热膨胀系数是固体材料中一个非常重要的物理参数。准确、快速获得固体材料的热膨胀系数，对于精密机械设计与制作、桥梁与大坝修建等诸多领域具有十分重要意义。通常，测量固体热膨胀系数的方法有多种，如示差法、双线法、重量温度计法等，这些测量通常存在结构复杂、测量精度不高、操作不便、或易受环境温度变化影响较大等问题。因此，探索设计一种测量简便，测量精确高、结构简单的测量方法来测量物体的热膨胀系数，具有重要的应用价值。
发明内容
针对已有方案所存在的突出问题，本实用新型旨在提供一种新型的测量固体热膨胀系数的测量装置，该装置具有测量简单、操作简便、测量精度高、温度测量范围大等优势，可为温差变化大的工作环境中的产品的设计与制作提供质量保障。
为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案如下：
一种测量固体热膨胀系数的测量装置，如图1所示，具体包括激光光源1、平面镜2、平面镜3、分光片4，CCD相机5、计算机6、连接杆7、温度控制器8、固定挡板9和待测物体10。所述激光光源1、平面镜2、平面镜3、分光片4，CCD相机5构成一个迈克耳逊干涉仪，平面镜2和平面镜3互相垂直，且平面镜3与连接杆7、待测物体10连接在一起。待测物体10置于温度控制器8上面，当温度控制器8升温时待测物体10发生膨胀，从而推动连接杆7向左移动，其平面镜3也向左发生相同位移。对于迈克耳逊干涉仪来说，其干涉条纹发生变化，通过干涉条纹的变化可容易计算待测物体的膨胀前后的变化长度。其温度变化量可直接由温度控制器8直接读出，从而容易获得待测物体10的热膨胀系数。
所述激光光源1为可见光，工作波长为632.8nm。
所述连接杆7为热传导不良导体，且热膨胀系数很小。
所述固定挡板9放置在温度控制器8右侧，且不能移动。
所述温度控制器8固定在光学平台上，不能移动。
所述分光片4与平面镜2成45度角。
所述平面镜3放置在光学导轨上，在连接杆7的推动下可左右移动。
进一步，在开始测量前，调节平面镜2和平面镜3，使它们互相垂直，且到分光片4的距离接近相等。
本实用新型的有益效果：本实用新型提供的是基于迈克尔逊干涉仪来测量固体膨胀系数的装置，通过干涉条纹的移动量来测量固体因受热膨胀的变化量。该装置具有结构简单、测试简便、测试范围大和测量灵敏度高等优点，在工业生产、工程技术、精密制造与精密测量等领域有广阔应用前景。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
标识说明：1-激光光源；2-平面镜；3-平面镜；4-分光片；5-CCD相机；6-计算机；7-连接杆；8-温度控制器；9-固定挡板；10-待测物体。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但不能限制本实用新型的保护范围。
如图1所示，调节光路，使激光1发出的光束射向分光片4，光在分光片4发生反射和透射，分别射向平面镜2和平面镜3，反射后反向传播，再次通过分光片后会合，向下传播，在CCD相机5的成像阵列平面产生干涉圆环，传输到计算机6经显示屏可容易观察到干涉圆环。接着，调节温度控制器8，使温度缓慢上升，由T1升高到T2。由于热传导，待测物体10也跟着升温，从T1上升到T2。在此过程中，待测物体10发生热膨胀，设其伸长量为ΔL。因此，在图1中，其平面镜3也相应向左移动，其移动距离等于ΔL。对于迈克尔逊干涉仪来说，其光程差的改变量为ΔL，所以显示屏处就会观察到干涉圆环的“冒出”或“淹没”，设“冒出”或“淹没”干涉圆环数为N，则可得到ΔL＝N·λ/2。设待测物体10的初始长度为L，其温度变化量ΔT＝T2-T1，根据膨胀系数的定义，则可容易获得待测物体10的热膨胀系数，具体为：
α＝ΔL/(L·ΔT)＝Nλ/[2L(T2-T1)]
这里需要指出的是，为避免环境温度变化和振动的不利影响，该装置应放置在隔振光学平台上，处于恒温环境中。
最后应说明的是，该具体实施仅用于说明本实用新型的技术方案，而不是对其限制。
Claims (3)
1.一种测量固体热膨胀系数的装置，其特征在于：所述装置由迈克尔逊干涉仪与微位移传动系统构成；所述迈克尔逊干涉仪主要由激光光源(1)、平面镜(2，3)、分光片(4)、CCD相机(5)构成；所述微位移传动系统主要由：平面镜(3)、连接杆(7)、温度控制器(8)、固定挡板(9)、待测物体(10)组合而成。
2.根据权利要求1所述的一种测量固体热膨胀系数的装置，其特征在于：所述的分光片(4)与平面镜(2，3)成45度角，平面镜(2)和平面镜(3)互相垂直，且分别到分光片(4)的距离接近相等。
3.根据权利要求1所述的一种测量固体热膨胀系数的装置，其特征在于：所述的连接杆(7)为热不良导体，且热膨胀系数很小；所述的固定挡板(9)置于在温度控制器(8)右侧，且位置固定；所述的温度控制器(8)置于光学平台上，且位置固定。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720421082.6U CN206638614U (zh) | 2017-04-21 | 2017-04-21 | 一种用于固体热膨胀系数测量的装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720421082.6U CN206638614U (zh) | 2017-04-21 | 2017-04-21 | 一种用于固体热膨胀系数测量的装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN206638614U true CN206638614U (zh) | 2017-11-14 |
Family
ID=60246778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201720421082.6U Expired - Fee Related CN206638614U (zh) | 2017-04-21 | 2017-04-21 | 一种用于固体热膨胀系数测量的装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN206638614U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107894440A (zh) * | 2017-12-20 | 2018-04-10 | 沈阳建筑大学 | 一种混凝土热膨胀系数测量装置及测量方法 |
| CN110095497A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-08-06 | 成都师范学院 | 一种测量线胀系数的实验装置及方法 |
| CN110864628A (zh) * | 2019-10-23 | 2020-03-06 | 东北大学 | 双光源微小位移的测量方法 |
-
2017
- 2017-04-21 CN CN201720421082.6U patent/CN206638614U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107894440A (zh) * | 2017-12-20 | 2018-04-10 | 沈阳建筑大学 | 一种混凝土热膨胀系数测量装置及测量方法 |
| CN107894440B (zh) * | 2017-12-20 | 2023-11-10 | 沈阳建筑大学 | 一种混凝土热膨胀系数测量装置及测量方法 |
| CN110095497A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-08-06 | 成都师范学院 | 一种测量线胀系数的实验装置及方法 |
| CN110095497B (zh) * | 2019-06-13 | 2024-04-19 | 成都师范学院 | 一种测量线胀系数的实验装置及方法 |
| CN110864628A (zh) * | 2019-10-23 | 2020-03-06 | 东北大学 | 双光源微小位移的测量方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN206638614U (zh) | 一种用于固体热膨胀系数测量的装置 | |
| CN104330039B (zh) | 一种用于三坐标测量的大数值孔径光纤点衍射干涉装置及方法 | |
| CN102788810B (zh) | 基于光纤光栅的复合材料热膨胀系数测量装置及测量方法 | |
| CN203824948U (zh) | 一种迈克尔逊线胀系数测定仪 | |
| Ghaffar et al. | Two-dimensional displacement optical fiber sensor based on macro-bending effect | |
| CN202041181U (zh) | 薄膜厚度测量装置 | |
| CN105044035B (zh) | 基于谱域干涉仪的折射率和厚度同步测量方法与系统 | |
| CN102749303B (zh) | 一种测量平板型透明介质折射率的装置和方法 | |
| CN108760226B (zh) | 一种探测大气湍流结构常数的方法及装置 | |
| Zhang et al. | Optical fiber based soft curvature sensor with polyvinyl chloride reinforced silicone rubber substrate | |
| CN102980601A (zh) | 基于低相干干涉的光纤杨氏干涉光程差解调装置及方法 | |
| CN102353520B (zh) | 一种用于光纤延迟线测量系统的延迟量测量方法及其实现装置 | |
| CN1888839A (zh) | 固体激光器动态热畸变的干涉测量装置 | |
| CN201141843Y (zh) | 材料热膨胀性双光束激光干涉测量仪 | |
| CN108152323A (zh) | 双路激光干涉精确测量金属棒热膨胀系数的装置 | |
| CN104132611A (zh) | 一种真空环境下复合材料尺寸变化量测量装置 | |
| CN104251697A (zh) | 一种消除光纤陀螺热应力的补偿方法 | |
| CN103674220B (zh) | 测振系统 | |
| CN101509760A (zh) | 测定高斯光束束腰位置和尺寸的装置及方法 | |
| CN2927040Y (zh) | 固体激光介质动态热畸变的干涉测量装置 | |
| CN208091958U (zh) | 双路激光干涉精确测量金属棒热膨胀系数的装置 | |
| CN102435583B (zh) | 晶体材料光吸收系数的测量方法 | |
| CN203241024U (zh) | 剪切干涉测量装置 | |
| CN204903022U (zh) | 光栅分光偏振移相干涉系统 | |
| CN104964929A (zh) | 一种通过测量光斑半径变化获得材料热光系数的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20171114 Termination date: 20180421 |