CN208297402U - 金属线膨胀系数实验仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种金属线膨胀系数实验仪，包括加热箱、控温仪、光学显微镜和显示控制设备；所述加热箱内部设置有导热金属片，所述导热金属片用于接触并加热待试验的金属线；所述控温仪连通至所述加热箱内部以用于控制所述加热箱内部的温度；所述加热箱具有上端口，所述加热箱的上部安装有封闭所述上端口的透明观察板，所述光学显微镜的镜头朝向所述透明观察板；所述显示控制设备信号连接所述光学显微镜以能够获取并保存经过所述光学显微镜放大后的画面。本实用新型的金属线膨胀系数实验仪旨在解决现有技术的金属线膨胀系数实验中观察不方便、测量精度低以及加热时间长的技术问题。

Description

金属线膨胀系数实验仪

技术领域

本实用新型涉及实验器材领域，尤其涉及一种金属线膨胀系数实验仪。

背景技术

金属线膨胀系数实验仪是高校的物理实验中对金属线胀系数进行测量的一种实验仪，它可对金属的热胀冷缩的特性做出定量测量，并可对金属的线膨胀系数做精确测量计算。量度固体材料线膨胀程度的物理量，是单位长度、单位体积的物体，温度升高1℃时，其长度或体积的相对变化量。

现有技术的金属线膨胀系数实验仪结构主要是用可控温的电加热方式，加热密封的铜套管，铜套管内有防止被测金属杆(或称被测材料)弯曲的导向块，被测金属杆就穿过导向块置于铜套管内，且温度随着铜套管内的气温同步上升，被测金属杆就伸长，而铜套管一端顶在顶尖上不能动了，其另一端伸长量通过顶杆传递给机械百分表或者千分表而读出,但是百分表和千表的测量精度有限；另外这种直接利用空气传递热量加热被测金属杆的方式，铜套管内达到热平衡时间长,被测金属杆的温度测量误差较大。

鉴于此，有必要提供一种新的金属线膨胀系数实验仪以克服或至少缓解上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种金属线膨胀系数实验仪，该金属线膨胀系数实验仪旨在解决现有技术的金属线膨胀系数实验中观察不方便、测量精度低以及加热时间长的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种金属线膨胀系数实验仪，包括加热箱、控温仪、光学显微镜和显示控制设备；

所述加热箱内部设置有导热金属片，所述导热金属片用于接触并加热待试验的金属线；

所述控温仪连通至所述加热箱内部以用于控制所述加热箱内部的温度；

所述加热箱具有上端口，所述加热箱的上部安装有封闭所述上端口的透明观察板，所述光学显微镜的镜头朝向所述透明观察板；

所述显示控制设备信号连接所述光学显微镜以能够获取并保存经过所述光学显微镜放大后的画面。

优选地，所述透明观察板为耐温透明玻璃。

优选地，所述加热箱上设置有用于导向所述金属线的限位块。

优选地，所述加热箱的底面为斜坡形，所述导热金属片上设置有用于止挡所述金属线端部的凸起。

优选地，所述显示控制设备为计算机。

优选地，所述加热箱的内壁面设置有气凝胶保温层。

优选地，所述加热箱的底面设置有绝热层，所述导热金属片安装于所述绝热层上。

优选地，所述绝热层为耐高温陶瓷片。

本申请的方案中，由于包括加热箱、控温仪、光学显微镜和显示控制设备，加热箱内部设置有导热金属片，待试验的金属线直接放置在导热金属片上接触式加热，相比传统测量实验仪利用空气传递热量缩短了很多加热时间。控温仪连通至加热箱加热导热金属片，其中，控温仪能够控制并通过显示屏显示导热金属片的温度。显示控制设备信号连接光学显微镜以能够获取并保存经过光学显微镜放大后的画面，由此，显示控制设备可以记录下不同温度和时刻下金属线的形态变化并分析出金属线的长度增量。这种类似于通过光学显微镜放大后拍照记录的方式，可以直观地观察并计算材料膨胀系数，且测量精度高。因此，本实用新型提供的金属线膨胀系数实验仪有效解决了现有技术的金属线膨胀系数实验中观察不方便、测量精度低以及加热时间长的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的金属线膨胀系数实验仪的示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	加热箱	200	控温仪
110	导热金属片	120	透明观察板
				300	光学显微镜	400	显示控制设备
500	金属线

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

请参照附图1，本实用新型提供的一种金属线膨胀系数实验仪，包括加热箱100、控温仪200、光学显微镜300和显示控制设备400；加热箱100内部设置有导热金属片110，导热金属片110用于接触并加热待试验的金属线500；控温仪200连通至加热箱100内部以用于控制加热箱100内部的温度；加热箱100具有上端口，加热箱100的上部安装有封闭上端口的透明观察板120，光学显微镜300的镜头朝向透明观察板120；显示控制设备400信号连接光学显微镜300以能够获取并保存经过光学显微镜300放大后的画面。

本申请的方案中，由于包括加热箱100、控温仪200、光学显微镜300和显示控制设备400，加热箱100内部设置有导热金属片110，待试验的金属线500直接放置在导热金属片110上接触式加热，相比传统测量实验仪利用空气传递热量缩短了很多加热时间。控温仪200连通至加热箱100加热导热金属片110，其中，控温仪200能够控制并通过显示屏显示导热金属片110的温度。显示控制设备400信号连接光学显微镜300以能够获取并保存经过光学显微镜300放大后的画面，由此，显示控制设备400可以记录下不同温度和时刻下金属线500的形态变化并分析出金属线500的长度增量。这种类似于通过光学显微镜放大后拍照记录的方式，可以直观地观察并计算材料膨胀系数，且测量精度高。因此，本实用新型提供的金属线膨胀系数实验仪有效解决了现有技术的金属线膨胀系数实验中观察不方便、测量精度低以及加热时间长的技术问题。

进一步地，显示控制设备400为计算机，光学显微镜300为能够与计算机信号连接的电子光学显微镜。计算机与光学显微镜300信号连接并拍照或录制通过光学显微镜300放大后的画面。由于显微镜的镜头与金属线500的距离始终保持不变，因此，计算机上获取的金属线500的画面的放大倍数同样保持不变，通过比较画面中金属线500的长度可以准确计算出长度或体积的增大的百分比。计算机上还可以通过显示刻度线来辅助计算金属线500长度或体积的增大的百分比。

作为本实用新型的一种优选实施方式，透明观察板120为耐温透明玻璃。耐温透明玻璃应不影响光学显微镜300的镜头观察的清晰度。

进一步地，加热箱100上设置有用于导向金属线500的限位块。限位块位于导热金属片110的两侧，目的是防止金属线500在加热过程中发生弯曲或偏移，限位块的结构并不受特别限制，能够防止金属线500弯曲的燕尾槽等结构都是可以的。

优选地，加热箱100的底面为斜坡形，导热金属片110设置有用于止挡金属线500端部的凸起。置于加热箱100内的金属线500会在重力的作用下一端与导热金属片110上的凸起接触，从而保证长度增长量只出现在金属线500的另一端，从而便于观察。

优选地，加热箱100的内壁面设置有气凝胶保温层。气凝胶材料密度可低达3kg/m3，能起到非常好的绝热保温性能，并且耐高温。

进一步地，加热箱100的底面设置有绝热层，导热金属片110安装于绝热层上，绝热层可以使用一些耐高温的陶瓷材料构成，以避免加热箱100的箱体被直接加热。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种金属线膨胀系数实验仪，其特征在于，所述金属线膨胀系数实验仪包括加热箱、控温仪、光学显微镜和显示控制设备；

所述加热箱内部设置有导热金属片，所述导热金属片用于接触并加热待试验的金属线；

所述控温仪连通至所述加热箱内部以用于控制所述加热箱内部的温度；

所述加热箱具有上端口，所述加热箱的上部安装有封闭所述上端口的透明观察板，所述光学显微镜的镜头朝向所述透明观察板；

所述显示控制设备信号连接所述光学显微镜以能够获取并保存经过所述光学显微镜放大后的画面。

2.根据权利要求1所述的金属线膨胀系数实验仪，其特征在于，所述透明观察板为耐温透明玻璃。

3.根据权利要求1所述的金属线膨胀系数实验仪，其特征在于，所述加热箱上设置有用于导向所述金属线的限位块。

4.根据权利要求1所述的金属线膨胀系数实验仪，其特征在于，所述加热箱的底面为斜坡形，所述导热金属片上设置有用于止挡所述金属线端部的凸起。

5.根据权利要求1所述的金属线膨胀系数实验仪，其特征在于，所述显示控制设备为计算机。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的金属线膨胀系数实验仪，其特征在于，所述加热箱的内壁面设置有气凝胶保温层。

7.根据权利要求1至5任意一项所述的金属线膨胀系数实验仪，其特征在于，所述加热箱的底面设置有绝热层，所述导热金属片安装于所述绝热层上。

8.根据权利要求7所述的金属线膨胀系数实验仪，其特征在于，所述绝热层为耐高温陶瓷片。