[發明專利]一種用于力學試驗的高低溫試驗裝置無效

申請號：	201410531129.5	申請日：	2014-10-10
公開（公告）號：	CN104266914A	公開（公告）日：	2015-01-07
發明（設計）人：	武湛君;劉新;王智;嚴佳;許喬奇	申請（專利權）人：	大連理工大學
主分類號：	G01N3/18	分類號：	G01N3/18
代理公司：	大連理工大學專利中心 21200	代理人：	趙連明;梅洪玉
地址：	116024 遼寧***	國省代碼：	遼寧;21
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種用于力學試驗低溫試驗裝置
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種用于力學試驗的高低溫試驗裝置，特別涉及跨大溫差進行力學性能測試的高低溫試驗裝置。

背景技術

為了了解一些材料在極端環境下的特性，往往需要在高溫或低溫環境下測試其力學性能，有時還需要研究材料在超低溫到高溫的連續溫度范圍內的力學性能。目前，已經有許多研究人員研制了多種高溫或低溫試驗箱，能夠單獨實現高溫或單獨實現低溫環境，其中，低溫環境的實現多采用壓縮機制冷的方式，由于壓縮機受到自身功率及成本等因素的限制，很難達到超低溫溫度，最低溫度也僅能達到-150℃左右，無法滿足試驗溫度越來越低的要求，而且現有的環境試驗箱都很難在極低溫度到高溫范圍內連續控制溫度。

針對現有高溫或低溫試驗系統的不足，本發明提供了一種可以實現智能連續控溫的高低溫試驗裝置，不僅可以實現極低的溫度(-196℃)，還可以達到300℃的高溫，并且可以通過控制低溫介質的流量或電阻絲的加熱功率，實現對箱體內溫度的精準控制，溫度波動誤差小于2℃。本高低溫試驗裝置可以與作動頭上置的力學疲勞試驗機聯合使用，能夠實現-196℃～300℃溫度范圍內的靜力及疲勞力學試驗，并且可以通過試驗箱的觀察窗，實時觀察材料在溫度試驗箱內進行力學性能測試的全過程，便于研究材料在高低溫力學試驗中的形變、裂紋擴展等行為。

發明內容

本發明的目的是為了提供可控制溫度的高低溫力學試驗環境的試驗裝置。

為了達到上述條件，本發明采用的技術方案是：

一種用于力學試驗的高低溫試驗裝置，包括電氣控制系統、高低溫環境試驗箱、加熱控制系統和制冷控制系統。加熱控制系統在高低溫環境試驗箱內，電氣控制系統和制冷控制系統在高低溫環境試驗箱體外；通過控制電氣控制系統的功率來控制加熱控制系統和制冷控制系統，使高低溫環境試驗箱內溫度實現在-196℃～300℃連續可控的變化，同時通過高低溫環境試驗箱工作室內的熱電偶實時監測箱體內溫度并將結果反饋至電氣控制系統，在電氣控制系統的觸摸板上可以看到箱體內的實時溫度。

所述的高低溫環境試驗箱包括金屬箱體、箱門、循環風機、熱電偶、加熱電阻、液氮接入管、保溫插塊、照明設備、觀察窗及可拆卸的除霜裝置；低溫是通過控制低溫介質流量實現的，液氮經接入管流入箱體內，通過循環風機攪拌保持箱體內溫度均勻，熱電偶實時監測箱內溫度，并傳至電氣控制系統的控制板上，實現可視化智能操作；高溫是通過控制加熱電阻的功率實現的，加熱電阻加熱后，經過循環風機不斷攪拌保持溫度恒定，通過熱電偶實時監測箱內溫度，并傳至電氣控制系統的控制板上，實現可視化智能操作。

所述的制冷控制系統用的冷卻液為液氮，液氮接入管從高低溫環境試驗箱箱體外部接入，箱體內液氮接入管的排出口在循環風機的渦輪內部。優選地，所述的高低溫環境試驗箱箱門上有一觀察窗是由抽真空的雙層鋼化玻璃所制成，可以實現高低溫環境下，實時觀測箱內試驗過程。

可拆卸的除霜裝置是通過電阻絲和電吹風吹出熱風，在不同低溫試驗環境下，熱風溫度可以通過電氣控制系統調節，以確保觀察窗不上霜。

所述的高低溫環境試驗箱箱體內部裹了一層耐熱保溫材料，優選硅酸鋁纖維氈，耐熱保溫材料外鑲一層金屬板，挨著箱門的箱體上下安裝有活動保溫插塊，保溫插塊是由耐熱保溫材料外裹薄金屬板制成，在保溫插塊的空隙，也插有耐熱保溫材料，箱門內部裝有照明裝置，便于觀察試驗過程。

所述的高低溫環境試驗箱箱體可以通過裝卸門口上下的保溫插塊，與力學試驗機方便結合使用，完成高低溫環境的力學性能測試試驗。

本發明的有益效果是：

1.可以與力學試驗機一起使用，實現極端溫度(-196℃～300℃)下材料的力學性能測試；

2.通過對循環風機以及電氣控制系統的控制，可以保持試驗箱內溫度恒定，并且可以實現溫度的精確控制，波動幅度不大于2℃；

3.同時具備加熱控制系統和制冷控制系統，一個裝置可以實現高溫和低溫兩種試驗環境，便于測試大范圍溫度變化對力學性能的影響。

4.設有觀察窗、除霜裝置和照明裝置，可以在高低溫試驗時觀察到試樣的破壞過程。

附圖說明

圖1為高低溫試驗裝置的原理圖。

圖2為高低溫環境試驗箱的結構示意圖。