CN207280992U

CN207280992U - 一种热膨胀实验仪

Info

Publication number: CN207280992U
Application number: CN201721252366.3U
Authority: CN
Inventors: 王玉莲; 雷莎
Original assignee: Anhui University of Science and Technology
Current assignee: Anhui University of Science and Technology
Priority date: 2017-09-27
Filing date: 2017-09-27
Publication date: 2018-04-27
Anticipated expiration: 2027-09-27

Abstract

本实用新型涉及实验设备技术领域，具体涉及一种热膨胀实验仪。本实用新型提供的热膨胀实验仪，包括试验台以及设于所述试验台上的陶瓷加热管、第一反射镜、第二反射镜、分光棱镜、氦氖激光器和白屏。与现有的热膨胀仪相比，本申请中采用氦氖激光器，氦氖激光器与半导体激光器相比，其相干性、单色性和方向性都更好，因此实验的误差更小，实验结果更加准确；并且采用陶瓷加热管对待测材料进行加热，待测材料放置所述陶瓷加热管内，这样陶瓷加热管环绕在所述待测材料的外侧，待测材料受热更均匀，这样待测材料的线性膨胀也会更均匀，有利于进行热膨胀实验。

Description

一种热膨胀实验仪

技术领域

本实用新型涉及实验设备技术领域，具体涉及一种热膨胀实验仪。

背景技术

现有的测量铝棒热膨胀系数的实验装置，是基于分离式迈克尔逊干涉仪的应用。铝棒是通过环绕的加热片加热，在加热棒的内部可插入电子温度计，可探测待测铝棒的温度。通过观测白屏中同心圆环的数量变化，与铝棒的温度变化之间的比值，可测量出待测铝棒的线性热膨胀系数，但是现有的热膨胀试验仪是通过加热片进行加热待测铝棒的，因此铝棒会受热会不均匀；用电子温度计深入到待测铝棒内部进行测温，这种接触式测温会不准确，毕竟电子温度计探测到温度需要时间效应；半导体激光器的相干性不够好。

实用新型内容

(一)本实用新型要解决的技术问题是：传统的热膨胀实验仪采用加热片加热，受热不均匀，并且电子温度计摄入到待测铝棒内部进行测温，接触式测温准确性较低，并且现有的热膨胀实验仪采用半导体激光器，而半导体机关器的相干性不够好。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种热膨胀实验仪，包括试验台以及设于所述试验台上的陶瓷加热管、第一反射镜、第二反射镜、分光棱镜、氦氖激光器和白屏，待测材料放置在所述陶瓷加热管内，所述第一反射镜、分光棱镜和所述氦氖激光器由前至后排列成一条直线，所述陶瓷加热管设置在所述第一反射镜的前侧并与所述第一反射镜连成一体，所述白屏和所述第二反射镜位于所述分光棱镜的左右两侧，且所述白屏、分光棱镜和所述第二反射镜由左至右排列成一条直线。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的热膨胀实验仪，包括试验台以及设于所述试验台上的陶瓷加热管、第一反射镜、第二反射镜、分光棱镜、氦氖激光器和白屏。在使用时，氦氖激光器发光通过中间的分光棱镜将一束光分成两路，分别照射到第一反射镜和第二反射镜上，第一反射镜和第二反射镜再将光反射回分光棱镜，通过风光棱镜折射到白屏上，两束反射光重合时就会产生干涉圆环，显示在白屏上，待测材料放置在所述陶瓷加热管内，所述陶瓷加热管位于所述第一反射镜的前侧，当待测材料在陶瓷加热管内受热变形时，待测材料棒子会在X轴(横向)延伸，带动反射镜微小移动，反射镜移动的时候白屏上的干涉圆环就会像水波纹一样一圈一圈的往外扩散，通过数圆环的圈数就可以计算出材料受热变形的量，与现有的热膨胀仪相比，本申请中采用氦氖激光器，氦氖激光器与半导体激光器相比，其相干性、单色性和方向性都更好，因此实验的误差更小，实验结果更加准确；并且采用陶瓷加热管对待测材料进行加热，待测材料放置所述陶瓷加热管内，这样陶瓷加热管环绕在所述待测材料的外侧，待测材料受热更均匀，这样待测材料的线性膨胀也会更均匀，有利于进行热膨胀实验。

进一步地，所述待测材料为铝棒或铜棒。

进一步地，所述陶瓷加热管上设有测温元件，所述测温元件用于检测所述陶瓷加热管的温度。

进一步地，所述测温元件为设于所述陶瓷加热管上的热电偶。

进一步地，所述热膨胀仪还包括控制箱，所述控制箱与所述陶瓷加热管电连接，所述控制箱能够控制所述陶瓷加热管的电压。

进一步地，所述热电偶与所述控制箱电连接，所述控制箱上设有显示屏，所述显示屏用于显示所述陶瓷加热管的温度数值。

附图说明

本实用新型上述和/或附加方面的优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请中所述热膨胀实验仪的结构示意图。

其中图1中附图标记与端件名称之间的对应关系为：

1、试验台，11、陶瓷加热管，12、第一反射镜，13、第二反射镜，14、分光棱镜，15、氦氖激光器，16、白屏，17、待测材料。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1所示，本实用新型提供了一种热膨胀实验仪，包括试验台1以及设于所述试验台1上的陶瓷加热管11、第一反射镜12、第二反射镜13、分光棱镜14、氦氖激光器15和白屏16，待测材料17放置在所述陶瓷加热管11内，所述第一反射镜12、分光棱镜14和所述氦氖激光器15由前至后排列成一条直线，所述陶瓷加热管11设置在所述第一反射镜12的前侧并与所述第一反射镜12连成一体，所述白屏16和所述第二反射镜13位于所述分光棱镜14的左右两侧，且所述白屏16、分光棱镜14和所述第二反射镜13由左至右排列成一条直线。

本实用新型提供的热膨胀实验仪，包括试验台1以及设于所述试验台1上的陶瓷加热管11、第一反射镜12、第二反射镜13、分光棱镜14、氦氖激光器15和白屏16。在使用时，氦氖激光器15发光通过中间的分光棱镜14将一束光分成两路，分别照射到第一反射镜12和第二反射镜13上，第一反射镜12和第二反射镜13再将光反射回分光棱镜14，通过风光棱镜折射到白屏16上，两束反射光重合时就会产生干涉圆环，显示在白屏16上，待测材料17放置在所述陶瓷加热管11内，所述陶瓷加热管11位于所述第一反射镜12的前侧，当待测材料17在陶瓷加热管11内受热变形时，待测材料17棒子会在X轴(横向)延伸，带动反射镜微小移动，反射镜移动的时候白屏16上的干涉圆环就会像水波纹一样一圈一圈的往外扩散，通过数圆环的圈数就可以计算出材料受热变形的量，与现有的热膨胀仪相比，本申请中采用氦氖激光器15，氦氖激光器15与半导体激光器相比，其相干性、单色性和方向性都更好，因此实验的误差更小，实验结果更加准确；并且采用陶瓷加热管11对待测材料17进行加热，待测材料17放置所述陶瓷加热管11内，这样陶瓷加热管11环绕在所述待测材料17的外侧，待测材料17受热更均匀，这样待测材料17的线性膨胀也会更均匀，有利于进行热膨胀实验，优选地，所述待测材料17为铝棒或者铜棒。

优选地，所述陶瓷加热管11上还设有测温元件，所述测温元件用于检测所述陶瓷加热管11的温度，这样就不必直接进行接触式测温，陶瓷加热管11环绕在所述待测材料17的外侧，这样二者的温度基本相同，通知测量陶瓷加热管11的温度，来获得待测材料17的温度，测量的准确性更高。优选地，所述测温元件为设于所述陶瓷加热管11上的热电偶，所述热电偶来测量陶瓷加热管11的电压变化值，然后通过电压变化值转换成温度变化值，以实现温度的测量，这样就避免了用电子温度计深入到待测铝棒内部进行测温，测温不准确的问题。

其中，所述热膨胀仪还包括控制箱，所述控制箱与所述陶瓷加热管11电连接，这样能够通过调整控制箱来调节所述陶瓷集热管的电压，进而调整陶瓷加热管11的加热温度，优选地，所述热电偶与所述控制箱电连接，所述控制箱上设有显示屏，所述显示屏用于显示所述陶瓷加热管11的温度数值，其中所述热电偶来检测陶瓷加热管11的电压变化值，然后将电压变化值传送给控制箱，控制量根据电压变化值计算出温度变化值，然后跟初始温度对比文，得出陶瓷加热管11的实际温度，然后在所述显示屏上显示出陶瓷加热管11的实际温度；，将陶瓷加热管11的温控部分和测温部分集成，减小整个产品的体积。

下面结合附图来说明本实用新型提供的热膨胀实验仪的工作原理。

在使用时，氦氖激光器15发光通过中间的分光棱镜14将一束光分成两路，分别照射到第一反射镜12和第二反射镜13上，第一反射镜12和第二反射镜13再将光反射回分光棱镜14，通过风光棱镜折射到白屏16上，两束反射光重合时就会产生干涉圆环，显示在白屏16上，铜棒或者铝棒放置在所述陶瓷加热管11内，所述陶瓷加热管11位于所述第一反射镜12的前侧，当铜棒或铝棒在陶瓷加热管11内受热变形时，铜棒或铝棒棒子会在X轴(横向)延伸，带动反射镜微小移动，反射镜移动的时候白屏16上的干涉圆环就会像水波纹一样一圈一圈的往外扩散，通过数圆环的圈数就可以计算出材料受热变形的量。

综上所述，本实用新型提供的热膨胀实验仪，包括试验台以及设于所述试验台上的陶瓷加热管、第一反射镜、第二反射镜、分光棱镜、氦氖激光器和白屏。与现有的热膨胀仪相比，本申请中采用氦氖激光器，氦氖激光器与半导体激光器相比，其相干性、单色性和方向性都更好，因此实验的误差更小，实验结果更加准确；并且采用陶瓷加热管对待测材料进行加热，待测材料放置所述陶瓷加热管内，这样陶瓷加热管环绕在所述待测材料的外侧，待测材料受热更均匀，这样待测材料的线性膨胀也会更均匀，有利于进行热膨胀实验，同时通过改变热膨胀实验仪的加热方式、测温方式，提高了热膨胀实验仪实验现象的对比度、膨胀均匀性及测温精度，从而提高热膨胀实验仪的测量精度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种热膨胀实验仪，其特征在于：包括试验台以及设于所述试验台上的陶瓷加热管、第一反射镜、第二反射镜、分光棱镜、氦氖激光器和白屏，待测材料放置在所述陶瓷加热管内，所述第一反射镜、分光棱镜和所述氦氖激光器由前至后排列成一条直线，所述陶瓷加热管设置在所述第一反射镜的前侧并与所述第一反射镜连成一体，所述白屏和所述第二反射镜位于所述分光棱镜的左右两侧，且所述白屏、分光棱镜和所述第二反射镜由左至右排列成一条直线。

2.根据权利要求1所述的热膨胀实验仪，其特征在于：所述待测材料为铝棒或铜棒。

3.根据权利要求2所述的热膨胀实验仪，其特征在于：所述陶瓷加热管上设有测温元件，所述测温元件用于检测所述陶瓷加热管的温度。

4.根据权利要求3所述的热膨胀实验仪，其特征在于：所述测温元件为设于所述陶瓷加热管上的热电偶。

5.根据权利要求4所述的热膨胀实验仪，其特征在于：所述热膨胀实验仪还包括控制箱，所述控制箱与所述陶瓷加热管电连接，所述控制箱能够控制所述陶瓷加热管的电压。

6.根据权利要求5所述的热膨胀实验仪，其特征在于：所述热电偶与所述控制箱电连接，所述控制箱上设有显示屏，所述显示屏用于显示所述陶瓷加热管的温度数值。