一種用于室溫至1200℃高溫應(yīng)變片參數(shù)電測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高溫應(yīng)變技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用于室溫至1200°C高溫應(yīng)變片參數(shù)電測裝置。
技術(shù)背景
[0002]工業(yè)設(shè)備在高溫工況下的應(yīng)變測量是測試系統(tǒng)中的重要一環(huán)。目前，粘貼式應(yīng)變片的設(shè)計、使用參數(shù)依據(jù)國標“GB-T 13992-2010”當中。由于此標準替代了 1992年實行的“GB-T 139921992”，而其中并無應(yīng)變片標定方式的參考依據(jù)，因此常用的粘貼式電阻應(yīng)變計測量裝置和方法并無具體的國家標準。應(yīng)變標定裝置領(lǐng)域也鮮有人涉足。
[0003]現(xiàn)有的應(yīng)變片標定裝置一般都是常溫下工作，目前國內(nèi)已有少量高溫應(yīng)變標定裝置，但具體的使用溫度范圍不明確。對于力加載和位移加載這兩種模式，大多數(shù)標定裝置只能實現(xiàn)其中一種。減小了設(shè)備的應(yīng)用范圍。而針對力加載模式，大部分設(shè)備的最大加載量程又不足以滿足越來越重量級的實驗要求。
[0004]從標定原理來說，現(xiàn)有標定裝置采用四點簡支梁方案的不多，基本以等強度懸臂梁作為承載梁。等強度懸臂梁的生產(chǎn)加工較為困難，尺寸精度不如矩形簡支梁好控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有應(yīng)變片標定裝置工作溫度低，少量在高溫環(huán)境應(yīng)變標定的裝置存在具體的使用溫度范圍不明確的問題，以及大多數(shù)標定裝置只能實現(xiàn)力加載和位移加載這兩種模式中一種的問題，提供了一種用于室溫至1200°C高溫應(yīng)變片參數(shù)電測裝置。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種用于室溫至1200°C高溫應(yīng)變片參數(shù)電測裝置，其特征在于由高溫應(yīng)變實驗爐和溫控系統(tǒng)組成，其中高溫應(yīng)變實驗爐由加熱與保溫系統(tǒng)、撐系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、測量系統(tǒng)封裝組成，溫控系統(tǒng)單獨安置；
[0007]其中加熱與保溫系統(tǒng)位于該高溫應(yīng)變片參數(shù)電測裝置中心，加熱與保溫系統(tǒng)由電加熱爐、上高溫爐殼、下高溫爐殼、保溫石棉、環(huán)型爐管組成，其中環(huán)型爐管被包裹在保溫石棉中，該系統(tǒng)由外到內(nèi)的順序排列依次為:上高溫爐殼、下高溫爐殼、保溫石棉、環(huán)型爐管、電加熱爐；
[0008]支撐系統(tǒng)由調(diào)整支腳、底座連接桿、底座螺母、外支架、下爐殼組成，底座連接桿用底座螺母固定安裝在下爐殼上，整個高溫應(yīng)變實驗爐由外支架支撐；
[0009]加載系統(tǒng)由砝碼座、螺紋連接桿、力加載連接桿、長連接片、短連接片、支撐圓柱、載荷連接塊、載荷連接桿、支撐圓柱、連接銷、標定梁、固定塊組成，加載力由砝碼座依次傳遞至螺紋連接桿、力加載連接桿、支撐圓柱、載荷連接塊、載荷連接桿、短連接片、連接銷、標定梁，螺紋連接桿一頭連接砝碼座，另一頭連接到力加載連接桿上，力加載連接桿通過支撐圓柱與載荷連接塊連接，又通過載荷連接桿連接短連接片，將載荷加到標定梁上；
[0010]測量系統(tǒng)由石英棒、測量連接長桿、測量連接短桿、小螺釘、連接塊、螺紋桿、絕熱塊、撓度測量連接塊、千分表固定件、電子千分表組成，電子千分表設(shè)引線與溫控顯示器連接，撓度測量連接塊連接測量連接短桿、測量連接長桿與加載系統(tǒng)的底座連接桿相連，石英棒通過小螺釘固定在連接塊上，連接塊與螺紋桿、絕熱塊、千分表固定件相連，最終連接到電子千分表上;
[0011]溫控系統(tǒng)由控溫模塊和K型熱電偶組成，K型熱電偶插入爐腔測溫，控溫模塊實現(xiàn)溫度控制。
[0012]所述測試裝置通過對開式鐵鉻鋁絲對爐腔進行加熱，通過保溫石棉與上爐殼、下爐殼對爐腔進行保溫，通過控溫模塊帶AT功能的模塊設(shè)定程序控制溫度。
[0013]所述標定梁為水平放置、中間純彎曲段的簡支梁；在初次安裝調(diào)試時需要用水平儀調(diào)整保證標定梁水平裝配；該高溫應(yīng)變片參數(shù)電測裝置采用矩形截面的四點接觸的標定梁作為承載梁。
[0014]所述底座連接桿由兩根帶有外螺紋的耐熱材料梁組成。
[0015]所述電子千分表固定在電爐下部中心設(shè)置的變形測量支架上，并將石英棒以一定彈簧力頂在梁的下表面進行變形測量；電子千分表量程為20mm、顯示靈敏度I μπκ精度±0.2%，變形值在觸摸式彩屏顯示器上顯示。
[0016]所述電加熱爐采用對開式、直徑為5mm的鐵鉻鋁絲牌號是0Cr25A15R，電加熱爐采用低壓變壓器供電，內(nèi)熱式電加熱爐能長期穩(wěn)定工作于1200°C，電加熱爐為三段自動調(diào)節(jié)式電爐，電加熱爐軸向均熱帶長為250mm，在均熱帶內(nèi)溫差f 5°C，其中爐溫300?600°C，溫差蘭30C ;爐溫600?800°C，溫差蘭40C ;爐溫800?1200°C，溫差蘭5°C ;電加熱爐環(huán)型爐管采用優(yōu)質(zhì)三氧化二鋁制造，電加熱爐下半環(huán)型爐管內(nèi)有高溫鋼防護板及承載彎矩部分，能確保電加熱爐絕緣安全，上半爐絲直接烘烤試樣，能提高電加熱爐調(diào)節(jié)靈敏度。
[0017]所述K型熱電偶測定的溫度溫，通過智能型數(shù)字式彩屏顯示，同時智能型數(shù)字式彩屏能顯示變形值，且有直觀彩色模擬圖，精度±0.3%、顯示靈敏度ο.rc ;控溫儀表帶有按程序升溫的模塊，能按用戶設(shè)定升溫速率升溫，且能完成多段階梯狀曲線升保溫，能在300?1200°C范圍內(nèi)任意設(shè)置溫度曲線，控溫模塊帶AT功能，能自動調(diào)節(jié)PID參數(shù)，執(zhí)行單元為可控硅，用移相觸發(fā)。
[0018]所述電加熱爐內(nèi)溫度由三支K型熱電偶測量，三支K型熱電偶沿電加熱爐內(nèi)軸向分布，分別測量左、中、右三段溫度；環(huán)型爐管分別按照左、中、右布置。
[0019]所述溫度控制器采集三支K型熱電偶信號，能結(jié)合程序設(shè)定溫度，控制三段環(huán)型爐管的輸出功率，保證電加熱爐按照預(yù)設(shè)的程序升溫，同時三段測溫、三段控溫的設(shè)計能保證電加熱爐內(nèi)溫度的均一性。
[0020]本發(fā)明的方案與現(xiàn)有方案相比，主要優(yōu)點在于采用矩形截面的四點簡支梁作為承載梁，最大載荷量達到2KN，最高耐受溫度1200°C，可實現(xiàn)力與位移兩種加載模式，完成如靈敏度系數(shù)、橫向效應(yīng)系數(shù)、零點漂移和蠕變、機械滯后、應(yīng)變極限、熱輸出等一系列應(yīng)變片性能相關(guān)基本實驗。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的高溫應(yīng)變片性能參數(shù)測試裝置的主視圖；
[0022]圖2為本發(fā)明的高溫應(yīng)變片性能參數(shù)測試裝置的側(cè)視圖；
[0023]圖3為本發(fā)明的高溫應(yīng)變片標定梁裝配示意圖；
[0024]圖4為本發(fā)明的高溫應(yīng)變電測裝置總裝配示意圖；
[0025]圖5為本發(fā)明的加熱與保溫系統(tǒng)裝置示意圖。
[0026][主要標記符號說明]
[0027]1-調(diào)整支腳、2-砝碼座、3-螺紋連接桿、4-通心支撐座、5-推力球軸承、6-螺紋手輪、7-通心螺紋連接桿、8-力加載連接桿、9-載荷連接塊、10-墊圈、11-螺栓連接桿、12-薄螺母、13-載荷連接桿、14-螺紋連接柱、15-底座固定桿、16-載荷連接桿、17-底座連接桿、18-底座螺母、19-底座主塊、20-長連接片、21-應(yīng)變片外接插頭、22-保溫石棉、23-上爐殼、24-標定梁、25-螺釘、26-墊塊、27-短連接片、28-支撐圓柱、29-石英棒、30-測量連接長桿、31-測量連接短桿、32-小螺釘、33-連接塊、34-螺紋桿、35-絕熱塊、36-撓度測量連接塊、37-千分表固定件、38-電子千分表、39-支撐圓柱、40-螺釘、41-固定塊、42-外支架、43-內(nèi)六角螺釘、44-下爐殼、45-活頁組件、46-連接銷、47-熱電偶、48-熱電偶緊固件、49-溫控模塊、50-應(yīng)變儀與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、51-環(huán)型爐管、52-溫度控制器、53-應(yīng)變采集系統(tǒng)、54-電加熱爐。
具體實施方案
[0028]如圖1、圖2、圖3、圖4所示，本發(fā)明提供一種用于室溫至1200°C高溫應(yīng)變片參數(shù)電測裝置，其特征在于由高溫應(yīng)變實驗爐和溫控系統(tǒng)組成，其中高溫應(yīng)變實驗爐由加熱與保溫系統(tǒng)、撐系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、測量系統(tǒng)封裝組成，溫控系統(tǒng)單獨安置；
[0029]其中加熱與保溫系統(tǒng)位于該高溫應(yīng)變片參數(shù)電測裝置中心，加熱與保溫系統(tǒng)由電加熱爐54、上高溫爐殼23、下高溫爐殼44、保溫石棉22、環(huán)型爐管51組成，其中環(huán)型爐管51被包裹在保溫石棉22中，該系統(tǒng)由外到內(nèi)的順序排列依次為:上高溫爐殼23、下高溫爐殼44、保溫石棉22、環(huán)型爐管51、電加熱爐54 ;
[0030]支撐系統(tǒng)由調(diào)整支腳1、底座連接桿17、底座螺母18、外支架42、下爐殼44組成，底座連接桿17用底座螺母18固定安裝在下爐殼44上，整個高溫應(yīng)變實驗爐由外支架42支撐；
[0031 ] 加載系統(tǒng)由砝碼座2、螺紋連接桿3、力加載連接桿8、長連接片20、短連接片27、支撐圓柱28、載荷連接塊9、載荷連接桿13、支撐圓柱39、連接銷46、標定梁24、固定塊41組成，加載力由砝碼座2依次傳遞至螺紋連接桿3、力加載連接桿8、支撐圓柱39、載荷連接塊9、載荷連接桿13、短連接片27、連接銷46、標定梁24，螺紋連接桿3 —頭連接砝碼座2，另一頭連接到力加載連接桿8上，力加載連接桿8通過支撐圓柱39與載荷連接塊9連接，又通過載荷連接桿13連接短連接片27，將載荷加到標定梁24上；
[0032]測量系統(tǒng)由石英棒29、測量連接長桿30、測量連接短桿31、小螺釘32、連接塊33、螺紋桿34、絕熱塊35、燒度測量連接塊36、千分表固定件37、電子千分表38組成，電子千分表38設(shè)引線與溫控顯示器連接，撓度測量連接塊36連接測量連接短桿31、測量連接長桿30與加載系統(tǒng)的底座連接桿17相連，石英棒29通過小螺釘32固定在連接塊33上，連接塊33與螺