亚星游戏官网-www.yaxin868.com

专利名称：一种可控气氛高温弹性模量测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于测试仪器类，涉及测试固体材料高温弹性模量的仪器设备，特别是可控试验气氛的高温弹性模量测试仪。
背景技术：
高温弹性模量是固体材料(金属材料、耐火材料、陶瓷、水泥制品、铸石、玻璃等)、特别是耐火材料的一种重要高温物理性能；它可以评价材料的高温烧结性、高温强度、高温热应力及高温相变化等重要特性；对材料的研究及应用均具有非常重要的意义。 因此，研究开发高温弹性模量测试仪是固体材料、特别是耐火材料测试领域内极为重要的课题。高温弹性模量测试方法主要有声频法、(超)声速法及脉冲激振法等。国际上，高温声频测试法的原理是利用持续可变的频率波通过换能器经由耐高温金属丝来激发试样使其发生共振，通过李萨如图形判断其共振频率，从而获得弹性模量。测试仪包括信号发生器、换能器、金属悬丝、试样、金属悬丝、换能器、示波器、高温试验炉；试样及两端的金属悬丝均在高温试验炉内。(超)声速法是指给试样一定频率的超声波,测定超声波在试样中纵波的速度,根据相关公式计算出试样弹性模量的一种测试方法；(超)声速法是目前国际上比较常用的一种方法,该设备包括探头、缓冲杆、耐高温耦合剂、试样、高温试验炉及测控设备,试样、耐高温耦合剂及部分缓冲杆等均在高温试验炉内。近年来，脉冲激振法弹性模量的测试技术在国际上得到推崇，该方法以其测试快速、准确、操作简单而被广泛应用，目前有多个国家有该类产品，如，比利时的IMCE、日本的NTP公司等。关于高温弹性模量的测试，专利(US2007/0157698A1)和专利CN201020552484. 8分别公开了各自的脉冲激振法高温弹性模量测试仪，该类测试仪包括声波发生器、试样、(试样支撑装置、)陶瓷波导管，声波信号接收器及处理装置、高温试验炉，试样、(试样支撑装置、)陶瓷波导管等均在高温试验炉内。该测试仪采用脉冲激振法无损检测试样的高温杨氏模量，其基本原理为在高温环境下，由特定的脉冲激振装置以合适的外力和频率敲击试样底部，当激振信号在试样内部传输后，通过媒介传输，再由声波传感器接收，由计算机系统对接收到的信号进行分析处理，获得试样的共振频率，代入相关公式计算出试样的杨氏模量。本测试仪符合标准ISO12680-1耐火材料动态杨氏模量试验方法一脉冲激振法。现有技术的上述各法，其高温试验炉内的气氛均为空气气氛，即自然氧化性气氛，炉内的试样、金属悬丝、耐高温耦合剂等均在高温下承受着空气的氧化作用，不仅使金属悬丝、耐高温耦合剂等会因高温氧化而缩短寿命，更严重的是对试样的性能产生影响，特别是当试样中含有碳等易被氧化的组分时，氧化后，试样的组分和组织结构发生变化，试样的性能就发生变化，致使测试不准确。[0011]同时，材料的使用环境是复杂多变的，除了常见的空气自然氧化气氛外，还有h2、CO、氨气、煤气、氮气、氩气、氦气等还原腐蚀性气氛、中性气氛、惰性气氛和真空等多种工况条件，而材料在这些不同条件下的弹性模量值也会有不同的表现。因此，在测试该种环境下的高温弹性模量时也需要模拟的气氛条件。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种多种气氛可控，克服含碳耐火材料在高温自然空气环境下易被氧化的技术难题，提供一种可控试验气氛的高温弹性模量测试仪。本实用新型的目的可以采取以下技术方案来实现包括机架、用于声波信号的发生、传输与接收的声波信号系统、试样、高温试验炉体及激振系统，高温试验炉体设置在机架上，试样设置在高温试验炉体内，高温试验炉体为密封结构，在机架上设置抽真空装置和通入保护性气体装置。所述的高温试验炉体密封结构是，高温试验炉体的外壳焊缝以满焊工艺焊接,高温试验炉体的下部设置炉门，炉门与高温试验炉体之间密封并紧固。 所述的抽真空装置包括通气管、真空阀以及真空泵，通气管设置在炉门上，通气管的外端接于炉膛外，通过真空阀连接真空泵。所述的通入保护性气体装置，包括通气管、流量控制阀及保护性气源，通气管通过流量控制阀和保护性气源连接。所述的保护性气体装置中的气体可以是氮气、氩气、氦气、一氧化碳气、氢气、氨气中的一种，也可为上述气体中的两种或两种以上的混合气体。本实用新型的优点测试仪适应多种气氛，可以测试材料在多种气氛条件的弹性模量数据；以保护性气体保护试样及相关部件(金属悬丝、耐高温耦合剂等)不被氧化，使试样的易被氧化组分不会因氧化而发生组分及结构变化，从而保证了测试数据的准确性；同时使相关部件不会因氧化而缩短寿命，减少了消耗，节约了开支，降低了成本。

附图I为本实用新型实施例结构示意图。图中，I、声波信号系统，2、试验炉体,3、试样,4、炉门，5、通气管,6、激振系统,7、
真空阀，8、真空泵，9、保护性气源，10、流量控制阀。
具体实施方式
结合附图1，说明本实用新型的具体实施例。实施例I :如附图I所示的实施例为底部装样式可控试验气氛的高温弹性模量测试仪，包括机架、声波信号系统I、试样3、高温试验炉体2及激振系统6,声波信号系统I用于声波信号的发生、传输与接收，高温试验炉体2设置在机架上，试样3设置在高温试验炉体2内，高温试验炉体2采用密封结构，并设置抽真空和通入保护性气体装置。其高温试验炉体2密封结构是，试验炉体2的外壳为各焊缝以满焊工艺焊接，炉门4设置为底开门，并在炉门4处设置通气管5，通气管5的外端接于炉膛外，再以三通接头分别连接真空阀7及流量控制阀10，试验炉炉门4和炉体之间以密封结构密封，两者之间以紧固装置紧固锁紧。其抽真空装置包括，通气管5连接三通接头、三通接头的一支连接真空阀7，真空阀7连接真空泵8。其通入保护性气体装置包括，通气管5连接三通接头，三通接头的一支连接进流量控制阀10，流量控制阀10连接保护性气源9，所述的保护性气源9中的气体为氮气、氩气、氦气、一氧化碳气、氢气、氨气中的一种，也可以是两种或两种以上的混合气体。其气体源可以是该种瓶装气体，管道气体，也可以是产气装置，本实施例为氮气瓶。试验步骤①打开炉门4，装置试样3 ； ②关闭炉门4，并密封紧固锁紧之；③关闭流量控制阀10，开启真空阀7，打开真空泵8，使高温试验炉体2炉膛内达到负压真空状态；④关闭真空泵8、真空阀7 ；⑤打开氮气瓶，开启流量控制阀10，使高温试验炉体2炉膛内充满氮气；⑥按升温制度，加热试验炉体2炉膛，使之达到预定试验温度；⑦按操作程序，启动脉冲激振系统6,使试样3被激发出声波信号；⑧试样3的声波信号经传输媒介，传输至信号接受系统，再经计算机分析处理，测得该试验温度的弹性模量。⑨切断加热电源，按试样3的冷却制度，使之冷却至室温；⑩关闭流量控制阀10，关闭氮气瓶，打开试验炉炉门4，取出试样3。实施例2 在实施例I的基础上，炉门设置在试验炉体前方，通气管设置在试验炉体的下部或后部。试验步骤同上。
权利要求1.一种可控气氛高温弹性模量测试仪，包括机架、用于声波信号的发生、传输与接收的声波信号系统(I)、试样(3)、高温试验炉体(2)及激振系统(6)，高温试验炉体(2)设置在机架上，试样(3)设置在在高温试验炉体(2)内，其特征是高温试验炉体(2)为密封结构，在机架上设置抽真空装置和通入保护性气体装置。
2.根据权利要求I所述的可控气氛高温弹性模量测试仪，其特征是所述的高温试验炉体(2)密封结构是，高温试验炉体(2)的外壳焊缝以满焊工艺焊接，高温试验炉体(2)的下部设置炉门(4)，炉门(4)与高温试验炉体(2)之间密封并紧固。
3.根据权利要求I所述的可控气氛高温弹性模量测试仪，其特征是所述的抽真空装置包括通气管(5)、真空阀(7)以及真空泵(8)，通气管(5)设置在炉门(4)上，通气管(5)的外端接于炉膛外，通过真空阀(7)连接真空泵(8)。
4.根据权利要求2或3所述的可控气氛高温弹性模量测试仪，其特征是所述的炉门设置在试验炉体前方。
5.根据权利要求I或3所述的可控气氛高温弹性模量测试仪，其特征是所述的通入保护性气体装置，包括通气管(5)、流量控制阀(10)及保护性气源(9)，通气管(5)通过流量控制阀(10)和保护性气源(9)连接。
6.根据权利要求5所述的可控气氛高温弹性模量测试仪，其特征是通气管设置在试验炉体的下部或后部。
专利摘要本实用新型公开了一种可控气氛高温弹性模量测试仪，包括机架、用于声波信号的发生、传输与接收的声波信号系统(1)、试样(3)、高温试验炉体(2)及激振系统(6)，高温试验炉体(2)设置在机架上，试样(3)设置在在高温试验炉体内，高温试验炉体为密封结构，在机架上设置抽真空装置和通入保护性气体装置。本实用新型的优点在于，以保护性气体保护试样及相关部件不被氧化，使试样的易被氧化组分不会因氧化而发生组分及结构变化，从而保证了测试数据的准确性；同时使相关部件不会因氧化而缩短寿命，减少了消耗，节约了开支，降低了成本。同时，本实用新型可模拟材料的使用环境，控制试验炉的气氛，测其高温弹性模量的变化情况。
文档编号G01N29/32GK202631483SQ20122017943
公开日2012年12月26日 申请日期2012年4月25日 优先权日2012年4月25日
发明者李永刚, 李晓睿, 邵昕, 谭丽华, 刘祎冉, 蔚晓敏, 申西杰, 郭红丽 申请人:中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司