CN208350690U - 一种固体材料线膨胀系数测定装置 - Google Patents

Abstract

一种固体材料线膨胀系数测定装置，包括固定试样的支撑部件，还包括加热部件和完成试样线膨胀系数测定的检测部件，加热部件包括加热炉，试样位于加热炉的加热腔内；检测部件包括位于试样顶部和/或底部的端面连接件，检测部件还包括使用时与端面连接件接触的检测探头，检测探头连接在夹头上。本实用新型可以检测非均质材料的线膨胀系数，拓宽了检测材料范围；结构简单，操作方便。

Description

一种固体材料线膨胀系数测定装置

技术领域

本实用新型涉及热膨胀系数测试技术领域，尤其是涉及一种固体材料线膨胀系数测定装置。

背景技术

线膨胀系数又名线弹性系数，是耐火材料使用时应考虑的重要参数，指固体物质的温度每改变1℃，其长度的变化与它在原温度时的比值。材料不同，线膨胀系数大小亦不相同。

现有技术中，线膨胀系数测定仪器主要针对长度在100mm以下的测定式样，明显不能满足大尺寸构件的线膨胀系数精密测定，测定仪器采用的测定方法主要有手持式测定法、LVDT法、电阻应变片法等，在一定程度上可以解决尺寸大于100mm的试样线膨胀系数测定问题，但是手持式测定法和LVDT法均需将测定试样从恒温环境中取出，温度的突变增加了测定误差；电阻应变片法过程复杂，不易操作，对于无法采用预埋工艺的材料测定精度低。无论上述哪种测定方法，均是测定仪器的设定部件与待测定试样直接接触，对于非均质固体材料，选取接触位置的精度会严重影响测定结果精度。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种适用于非均质材料线膨胀系数的测定装置，该装置的检测探头与试样材料端面接触，以避免由于接触位置的选取造成的测定误差，采用的技术方案是：一种固体材料线膨胀系数测定装置，包括固定试样的支撑部件，还包括加热部件和完成试样线膨胀系数测定的检测部件，所述加热部件包括加热炉，其特征在于：所述试样位于加热炉的加热腔内；所述检测部件包括位于试样顶部和/底部的端面连接件，所述检测部件还包括使用时与端面连接件接触的检测探头，所述检测探头连接在夹头上。

为尽可能降低端面连接件热变形对测定结果的影响，所述端面连接件由石英玻璃制成。

采用低膨胀系数的材料制作试样的底部支撑件，尽量避免由于试样底部支撑造成的测定误差，具体为：所述加热腔包括加热腔底板，所述加热腔底板与加热炉底座之间设低膨胀系数合金材料制成的支撑立柱；所述支撑立柱由因瓦合金制成。

为提高温升效率，尽量减小热能损失，所述加热腔还包括加热炉壁和加热腔内壁，所述试样置于加热腔内壁中并位于加热腔底板上，所述加热腔内壁与加热炉壁之间、加热腔底板与加热炉底座之间设有保温层。所述加热炉壁的上部缩合成端口，所述端口配合有端盖，端口与端盖之间装有隔热棉。端口的内凹口中装有密封垫圈。

为快速安装固定试样，所述加热腔底板上设有固定试样用的定位挡片。

检测探头的高度调节实现的方式为：所述检测部件还包括立柱，所述立柱上连接夹头支撑组件，所述夹头支撑组件包括齿轮Ⅰ，所述齿轮Ⅰ啮合支撑臂上的齿条，所述支撑臂的另一端安装齿轮Ⅱ，所述齿轮Ⅱ啮合夹头上的扇形轮，检测探头连接在夹头的端臂上。

本实用新型的有益效果在于：本装置充分考虑到加热过程中可对测定结果造成影响的相关因素，通过支撑立柱和保温材料的使用以降低使用中本装置受热变形对测定结果的影响；采用本装置可对不同尺寸的固体材料进行线膨胀系数检测，在竖直方向上的系统热变形几乎可以忽略不计，检测结果更精确；本装置可检测非均质材料的线膨胀系数，拓宽了检测材料范围；本装置具有结构简单、操作方便之优点。

附图说明

附图1是本实用新型结构示意图，附图2是加热炉的结构示意图，附图3是附图2的俯视图，其中1、端盖，2、隔热棉，3、加热炉壁，4、端面连接件，5、加热丝，6、检测试样，7、热电偶，8、保温层，9、定位挡片，10、加热腔底板，11、支撑立柱，12、加热炉底座，13、支撑台架底座，14、xy工作台，15、立柱，16、顶紧螺丝，17、齿轮Ⅰ,18、支撑臂，19、齿轮Ⅱ，20、夹头，21、检测探头，22、通孔，23、密封垫圈。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行说明。本实用新型公开了一种固体材料线膨胀系数测定装置，该测定装置包括固定试样的支撑部件，还包括加热部件和完成试样线膨胀系数测定的检测部件。

检测部件包括位于试样顶部的端面连接件4，试样底部由定位挡片9固定在加热腔底板10上，结合附图3，本实施例中采用4片定位挡片9，定位挡片9均匀分布在加热腔底板10上，可对截面为正方形或者圆形的试样进行定位。实际使用中，可根据试样的形状灵活调整定位挡片9的数量和分布。检测探头21连接在夹头20上，并穿过加热炉壁上部的端口与端面连接件4接触。立柱15上通过顶紧螺丝16连接夹头支撑组件，夹头支撑组件连接在夹头支撑组件的下支撑臂上的齿轮Ⅰ17，齿轮Ⅰ17啮合与上支撑臂18一体制出的齿条，上支撑臂18的另一端安装齿轮Ⅱ19，齿轮Ⅱ19啮合夹头20上的扇形轮，检测探头21连接在夹头的端臂上。这样，旋开顶紧螺丝16，可上下移动夹头支撑组件至适当位置；转动齿轮Ⅰ17，或者转动齿轮Ⅱ19，均可改变检测探头21的高度，以使检测探头21与试样的高度相配合。

加热部件包括加热炉，试样位于加热炉的加热腔内，加热腔由加热腔底板10、加热炉壁3和加热腔内壁构成，加热腔底板10与加热炉底座12之间设低膨胀系数材料制成的支撑立柱11。试样置于加热腔内壁中并位于加热腔底板10上，加热腔内壁与加热炉壁之间、加热腔底板与加热炉底座之间设有保温层8。热电偶7位于加热腔内壁和保温层8之间，热电偶7位于加热腔之内。加热炉壁的上部缩合成端口，端口上配合有端盖1，端口与端盖1之间装有隔热棉2。

端口的内凹口中装有密封垫圈23。

本实施例中，端面连接件4由石英玻璃制成；支撑立柱由因瓦合金制成。

本装置的使用方法为：

1) 将待测材料进行切割，获得长度和形状均符合要求的试样。

2) 打开端盖1，按照顺序放入底部端面连接件、试样和顶部的端面连接件，顶部的端面连接件应保持与试样同轴线。

3) 端盖1位置从下往上依次放置密封垫圈23和隔热棉2，拧紧端盖1。

4) 调节齿轮Ⅱ19，使检测探头与检测材料表面保持垂直。

5) 拧开顶紧螺丝16，调整检测部件高度，使检测探头21缓慢进入加热腔，调节至端面连接件上方约3mm处。

6) 调节齿轮Ⅰ17，使检测探头缓慢向下移动，观察检测探头上电感测微仪读数，当电感测微仪出现读数时，反向调节齿轮Ⅰ17，直至电感测微仪读数刚好为零。

7) 加热腔加热到指定温度并记录观察到的热电偶检测结果。

8) 读取电感测微仪检测结果，并进行热膨胀系数相关计算。

当然，上述说明并非对本实用新型的限制，本实用新型也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种固体材料线膨胀系数测定装置，包括固定试样的支撑部件，还包括加热部件和完成试样线膨胀系数测定的检测部件，所述加热部件包括加热炉，其特征在于：所述试样位于加热炉的加热腔内；所述检测部件包括位于试样顶部和/或底部的端面连接件，所述检测部件还包括使用时与端面连接件接触的检测探头，所述检测探头连接在夹头上。

2.按照权利要求1所述的测定装置，其特征在于：所述端面连接件由石英玻璃制成。

3.按照权利要求1所述的测定装置，其特征在于：所述加热腔包括加热腔底板，所述加热腔底板与加热炉底座之间设低膨胀系数合金材料制成的支撑立柱。

4.按照权利要求3所述的测定装置，其特征在于：所述支撑立柱由因瓦合金制成。

5.按照权利要求3所述的测定装置，其特征在于：所述加热腔还包括加热炉壁和加热腔内壁，所述试样置于加热腔内壁中并位于加热腔底板上，所述加热腔内壁与加热炉壁之间、加热腔底板与加热炉底座之间设有保温层。

6.按照权利要求5所述的测定装置，其特征在于：所述加热炉壁的上部缩合成端口，所述端口配合有端盖，端口与端盖之间装有隔热棉。

7.按照权利要求6所述的测定装置，其特征在于：端口的内凹口中装有密封垫圈。

8.按照权利要求3所述的测定装置，其特征在于：所述加热腔底板上设有固定试样用的定位挡片。

9.按照权利要求3所述的测定装置，其特征在于：所述检测部件还包括立柱，所述立柱上连接夹头支撑组件，所述夹头支撑组件包括齿轮Ⅰ，所述齿轮Ⅰ啮合支撑臂上的齿条，所述支撑臂的另一端安装齿轮Ⅱ，所述齿轮Ⅱ啮合夹头上的扇形轮，检测探头连接在夹头的端臂上。