本發(fā)明涉及材料測試技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種監(jiān)測裝置及原位拉伸裝置。

背景技術(shù)：

近些年來，關(guān)于材料的物理場下的力學(xué)性能測試受到了學(xué)術(shù)界和工程界越來越多的關(guān)注。工程領(lǐng)域中時常會因材料及其制品的意外破壞、失效而導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失甚至嚴(yán)重事故的發(fā)生，很大一部分原因就是在設(shè)計過程中模擬校核時未考慮真實(shí)條件下各種負(fù)面環(huán)境所帶來的不利影響。由于熱場在服役條件中最常見，也是對材料性能的改變影響最顯著的因素之一，關(guān)于熱場下的材料拉伸測試更是經(jīng)久不衰的研究命題。通常材料試驗中的熱場加載的實(shí)現(xiàn)有幾種分類，即試件兩端夾具加載以及試件中部直接加載，接觸加載以及非接觸加載，各種方式都有其獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn)。但傳統(tǒng)的小型材料性能試驗機(jī)的溫度反饋只能針對加熱系統(tǒng)固定在裝置上的加熱系統(tǒng)，其功能單一，并且固定在裝置上的反饋系統(tǒng)僅能對材料進(jìn)行熱場加載進(jìn)行反饋，當(dāng)需要對其他物理場(如電場磁場)加載進(jìn)行反饋時，則沒有足夠的空間，無法嵌入該場加載模塊。并且，傳統(tǒng)的材料拉伸儀器在測量溫度時操作繁瑣，當(dāng)被測試樣需要測試很多點(diǎn)的不同溫度時候，不能隨時改變被測試樣的測試點(diǎn)。所以，可拆卸的、實(shí)用的、多功能的熱場加載裝置的反饋系統(tǒng)對于儀器空間的合理利用具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種監(jiān)測裝置，可進(jìn)行簡單的拆卸與安裝，大大便捷了材料進(jìn)行加熱拉伸試驗時對加熱溫度的監(jiān)測與控制。并且能簡單便捷的改變測試溫度的位置點(diǎn)。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種原位拉伸裝置，可簡單方便有效地利用監(jiān)測裝置進(jìn)行溫度的監(jiān)測。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種監(jiān)測裝置，用于監(jiān)測被測試樣進(jìn)行加熱拉伸試驗時熱輻射加熱系統(tǒng)的加熱溫度。熱輻射加熱系統(tǒng)包括第一容納箱和用于加熱被測試樣的加熱組件，加熱組件設(shè)置于第一容納箱內(nèi)。監(jiān)測裝置包括：熱場測量系統(tǒng)、信號處理裝置。熱場測量系統(tǒng)包括夾持件以及用于測試被測試樣溫度的熱電偶，第一容納箱具有第一側(cè)壁，第一側(cè)壁設(shè)置有滑槽，夾持件的一端連接熱電偶，另一端與滑槽可拆卸連接，且沿著滑槽滑動。熱電偶與信號處理裝置連接，并顯示和調(diào)節(jié)熱電偶的加熱溫度。

優(yōu)選地，監(jiān)測裝置還包括與第一容納箱匹配連接的第二容納箱。被測試樣夾持于第一容納箱和第二容納箱。第二容納箱頂部設(shè)置有開口、封閉開口的透明視窗，透明視窗與被測試樣相對。

優(yōu)選地，第二容納箱設(shè)置有凸起，第一容納箱設(shè)置有與凸起配合的凹孔。第一容納箱與第二容納箱匹配連接時，凸起伸入凹孔內(nèi)。

優(yōu)選地，第一容納箱與第二容納箱之間形成相對設(shè)置的第一夾持槽和第二夾持槽，被測試樣沿長度方向的兩端分別夾持于第一夾持槽和第二夾持槽。

優(yōu)選地，第一容納箱具有與第一側(cè)壁可拆卸連接的第二側(cè)壁，第一夾持槽的一部分位于第二側(cè)壁。

優(yōu)選地，透明視窗為高溫玻璃、透明塑料板中的一種。

優(yōu)選地，第一容納箱與第二容納箱內(nèi)壁均包裹隔熱件。

優(yōu)選地，隔熱件為石棉、真空板、氣凝膠氈中的一種。

優(yōu)選地，夾持件為彈性夾片。

一種原位拉伸裝置包括：拉伸裝置、熱輻射加熱系統(tǒng)、上面所提及的監(jiān)測裝置。處于拉伸狀態(tài)時的被測試樣的兩端分別設(shè)置于拉伸裝置的夾具夾緊并使被測試樣的兩端相互遠(yuǎn)離。

上述方案的有益效果：

本發(fā)明提供了一種監(jiān)測裝置及原位拉伸裝置，監(jiān)測裝置的第一容納箱的第一側(cè)壁設(shè)置有沿著側(cè)壁的長度方向的滑槽。用于夾持熱電偶的夾持件末端能夠在滑槽內(nèi)自由的移動，以便對被測試樣的不同部分進(jìn)行測量，同時也給需要設(shè)置的如電場設(shè)備、磁場設(shè)備等提供空間位置。同時，使用了這種監(jiān)測裝置的原位拉伸裝置，當(dāng)需要加熱拉伸某種材料時，處于拉伸狀態(tài)時的被測試樣的兩端分別會被設(shè)置于拉伸裝置的夾具夾緊并使被測試樣的兩端相互遠(yuǎn)離。操作便捷簡單。整個監(jiān)測裝置的加入不會影響材料的原位拉伸裝置的其他測試工作的進(jìn)行，也不會占用裝置過多的空間。所以，相對于現(xiàn)有的材料原位拉伸測試儀器操作相對便捷，實(shí)用性強(qiáng)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1提供的監(jiān)測裝置整體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1提供的監(jiān)測裝置內(nèi)部的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1提供的第一容納箱的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例1提供的第二容納箱的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例1提供的熱場測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：100-監(jiān)測裝置；101-被測試樣；103-熱輻射加熱系統(tǒng)；105-第一容納箱；107-加熱組件；109-熱場測量系統(tǒng)；111-熱電偶；113-彈性夾片；115-第一側(cè)壁；117-滑槽；119-第二容納箱；121-第二側(cè)壁；123-第三側(cè)壁；125-第一凹槽；127-第二凹槽；129-第四側(cè)壁；131-第五側(cè)壁；133-第三凹槽；135-第四凹槽；141-凸起；143-凹孔；145-開口；147-高溫玻璃；149-石棉；151-頂壁；153-第一夾持槽；155-第二夾持槽；157-第五凹槽；159-第六凹槽；161-第六側(cè)壁；163-夾持爪；165-夾持桿；167-抵擋片。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該發(fā)明產(chǎn)品使用時慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)置”、“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

實(shí)施例1

參閱圖1、圖2，本實(shí)施例提供了一種監(jiān)測裝置100，包括：熱場測量系統(tǒng)109、第二容納箱119、信號處理裝置(圖未標(biāo))。熱場測量系統(tǒng)109安置于第二容納箱119內(nèi)。熱場測量系統(tǒng)109與信號處理裝置相互配合，對進(jìn)行拉伸試驗時熱輻射加熱系統(tǒng)103的加熱溫度進(jìn)行監(jiān)測。熱輻射加熱系統(tǒng)103包括第一容納箱105以及用于加熱被測試樣101的加熱組件107，加熱組件107置于第一容納箱105內(nèi)。

具體地，參閱圖1至圖3，第一容納箱105外形類似于沒有頂蓋的長方體，第一容納箱105包括第一側(cè)壁115、第二側(cè)壁121、第三側(cè)壁123、第六側(cè)壁161。第一側(cè)壁115的頂部設(shè)置有滑槽117，滑槽117沿著第一側(cè)壁115的長度方向設(shè)置。第二側(cè)壁121上設(shè)置有第一凹槽125，第三側(cè)壁123上設(shè)置有與第二側(cè)壁121的第一凹槽125尺寸相同的第二凹槽127，第一凹槽125與第二凹槽127共同形成第一夾持槽153。同時，第一側(cè)壁115、第二側(cè)壁121、第三側(cè)壁123、第六側(cè)壁161上均設(shè)置有凹孔143。

其中，第二側(cè)壁121與第一容納箱105呈分離式設(shè)計，第一側(cè)壁115靠近第二側(cè)壁121方向的豎直位置上有第五凹槽157，第六側(cè)壁161靠近第二側(cè)壁121方向的豎直位置上設(shè)置有第六凹槽159。第一側(cè)壁115兩端能插入第五凹槽157與第六凹槽159所形成的空間內(nèi)。這樣設(shè)計能方便加熱組件107的取用。加熱組件107可以為熱電阻等通電可產(chǎn)熱的器件。

在本實(shí)施例中，參閱圖2，熱場測量系統(tǒng)109包括熱電偶111與彈性夾片113。

具體地，熱電偶111能測試被測試樣101的溫度，并把被測試樣101的溫度信號轉(zhuǎn)換成電信號，以數(shù)字形式顯示被測試樣101的溫度，或者根據(jù)該電信號控制加熱組件107以根據(jù)材料的測量需要調(diào)控加熱溫度。如圖2所示，熱電偶111形狀類似于圓柱形，數(shù)量為一個。當(dāng)然，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，熱電偶111也可以為其他形狀，個數(shù)也可根據(jù)需求選擇。

彈性夾片113夾持住熱電偶111，且以可拆卸的方式連接于第一側(cè)壁115。參閱圖5，具體地，彈性夾片113包括：夾持爪163、夾持桿165、抵擋片167。參閱圖2，具體地，夾持桿165的一端與抵擋片167連接并呈彎曲狀，抵擋片167可以伸入滑槽117內(nèi)，使得彈性夾片113末端能夠在滑槽117內(nèi)自由的移動，并且彎曲的構(gòu)造保證彈性夾片113能被滑槽117抵持住。夾持桿165的另一端與夾持爪163連接，夾持爪163個數(shù)為兩個，并且相對設(shè)置以保證能穩(wěn)定的夾持住熱電偶111。由此可見，彈性夾片113這樣設(shè)計能對熱電偶111施加斜向下的壓力，被測試樣101受到這個斜向下的壓力會產(chǎn)生與熱電偶111相互作用的斜向上的支持力，這兩個相互作用力使得熱電偶111能與被測試樣101緊密接觸，實(shí)現(xiàn)夾持和穩(wěn)固功能。當(dāng)然，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，可根據(jù)需要選擇其他形狀和個數(shù)的彈性夾片113，并且彈性夾片113也可以換做其他的能提供相同功能的夾持件。

具體地，信號處理裝置主要是反饋測量溫度的具體數(shù)據(jù)，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，熱電偶111與信號處理裝置也可用熱電偶溫度計來替代。

參閱圖4，在本實(shí)施例中，第二容納箱119外形類似于沒有底蓋的長方體，第二容納箱119主要包括：頂壁151、第四側(cè)壁129、第五側(cè)壁131。第二容納箱119與第一容納箱105扣合。熱電偶111置于第二容納箱119內(nèi)。第二容納箱119對熱電偶111提供保溫功能，同時保證操作的安全性，避免燙傷。

具體地，第二容納箱119與第一容納箱105接觸的面上設(shè)置有凸起141。凸起141是與第一側(cè)壁115、第二側(cè)壁121、第三側(cè)壁123、第六側(cè)壁161上均設(shè)置的凹孔143的尺寸相互配合的。當(dāng)監(jiān)測裝置100處于加熱測試狀態(tài)時，凸起141能伸入凹孔143內(nèi)，以此來實(shí)現(xiàn)第一容納箱105與第二容納箱119的穩(wěn)定扣合。

具體地，第一容納箱105與第二容納箱119的內(nèi)壁都包裹著石棉149。石棉149是具有高抗張強(qiáng)度、高撓性、耐化學(xué)和熱侵蝕、電絕緣和具有可紡性的硅酸鹽類礦物產(chǎn)品。因此，內(nèi)壁包裹石棉149可隔溫。包裹石棉149之后，被測試樣101處于加熱狀態(tài)時，熱量不會過多的傳遞到第一容納箱105與第二容納箱119以外。這就相應(yīng)的避免了意外的碰觸所帶來的燙傷。當(dāng)然，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，石棉149也可以換為其他能起到相同作用的隔熱件，例如真空板、氣凝膠氈等。

具體地，第二容納箱119的頂壁151設(shè)置有開口145和對開口145進(jìn)行封閉的高溫玻璃147，開口145能方便實(shí)驗進(jìn)行者對實(shí)驗過程進(jìn)行觀察，以免出現(xiàn)不必要的事故。高溫玻璃147是在一定的溫度、介質(zhì)(耐酸、耐堿)和壓力等級條件下玻璃能達(dá)到或者承受相應(yīng)的溫度、相應(yīng)壓力等級、適用介質(zhì)的特種玻璃，一般是采用高純硅質(zhì)礦物質(zhì)材料，經(jīng)高溫提煉而成，其在高溫環(huán)境下依舊可以保持著玻璃原有的通透性及透明度。高溫玻璃147具有透明度高、耐高溫、熱穩(wěn)定性好、化學(xué)性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。采用高溫玻璃147對開口145進(jìn)行封閉是處于安全考慮，由于加熱的溫度、加熱的材料不確定，因此加熱過程中可能會發(fā)生的情況就不能確定。為了保護(hù)觀察者人身安全，觀察者可以透過透明的高溫玻璃147清楚并且安全的觀察到實(shí)驗進(jìn)行的情況。

具體地，第二容納箱119的第四側(cè)壁129設(shè)置有第三凹槽133，第五側(cè)壁131設(shè)置有第四凹槽135。第三凹槽133與第四凹槽135共同組成了第二夾持槽155。第二夾持槽155設(shè)置于第一容納箱105的與第一夾持槽153共同配合夾持被測試樣101。由于第一夾持槽153向上的作用力與第二夾持槽155施加的向下的作用力使得被測試樣101在進(jìn)行加熱溫度監(jiān)測時，能被夾持穩(wěn)定，不晃動。

本實(shí)施例還提供了一種原位拉伸裝置，包括：拉伸裝置、熱輻射加熱系統(tǒng)103、監(jiān)測裝置100。拉伸裝置可采用現(xiàn)有的市售設(shè)備，拉伸裝置的兩側(cè)具有兩夾具。當(dāng)提供的原位拉伸裝置處于拉伸狀態(tài)時，被測試樣101的兩端會被拉伸裝置兩端的夾具夾緊并且使得被測試樣101的兩端相互遠(yuǎn)離。

本發(fā)明中當(dāng)需要對原位拉伸裝置的被測試樣101進(jìn)行加熱拉伸測試時，可以先組裝一個小型的監(jiān)測裝置100。首先，安裝加熱組件107使其位于第一容納箱105內(nèi)，即在第一容納箱105內(nèi)安裝熱電阻以及固定熱電阻的支架。被測試樣101置于第一容納箱105的第二側(cè)壁121與第三側(cè)壁123所形成的第一夾持槽153內(nèi)。接著，彈性夾片113一端伸入第一容納箱105的第一側(cè)壁115的滑槽117內(nèi)，另一端夾持住熱電偶111。調(diào)節(jié)彈性夾片113的角度與位置使得熱電偶111與被測試樣101抵緊接觸，并且不會發(fā)生相互晃動。第二容納箱119與第一容納箱105進(jìn)行扣合，使得第二容納箱119的第四側(cè)壁129與第五側(cè)壁131所形成的第二夾持槽155與第一夾持槽153吻合，由此來保證被測試樣101在加熱以及測溫過程中，不會發(fā)生晃動。組裝完畢之后，原位拉伸裝置的夾具夾持住被測試樣101的兩端。并且通電對熱電阻施加所需要的電壓，熱電阻對被測試樣101加熱，待其穩(wěn)定之后，給熱電偶111以及信號處理裝置通電，熱電偶111與被測試樣101接觸后，所測得的溫度信號被轉(zhuǎn)化成電信號，通過信號處理裝置被轉(zhuǎn)化成被測試樣101的溫度，并把具體的溫度數(shù)值顯示在信號處理裝置的顯示屏上。當(dāng)測得的溫度跟理論進(jìn)行加熱拉伸試驗的所需要溫度有差別時，例如測得的溫度低于理論所需溫度，則增加對熱電阻所施加的電壓。使得熱電阻的加熱溫度升高，并且再次給熱電偶111與信號處理裝置通電，觀察所測得的溫度是否為所需要溫度。如若溫度不合適再次進(jìn)行調(diào)節(jié)。同樣，當(dāng)需要測試溫度的位置發(fā)生變化時，可以調(diào)節(jié)彈性夾片113在滑槽117內(nèi)滑動，以選擇準(zhǔn)確的測試位置。同時，由于熱電阻對被測試樣101的加熱不可能使得被測試樣101各處的受熱均勻，所以可在熱電阻與被測試樣101中間增加一隔板。熱電阻對隔板進(jìn)行加熱，隔板再傳熱給被測試樣101以使得被測試樣101的均勻受熱。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。