[發明專利]用于極端條件材料應變特性的測量裝置

有效

• 申請號: 201410554503.3
• 申請日: 2014-10-20
• 公開（公告）號: CN104267155A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 徐坤;李哲;張元磊;曹義明
• 申請（專利權）人: 曲靖師范學院
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G01B7/16
• 代理公司: 云南省曲靖市專利事務所 53104
• 代理人: 許永昌;郎正德

1.一種用于極端條件材料應變特性的測量裝置，其特征在于：包括微機終端(1)、TDS-150數據采集儀（3）、變溫變磁裝置及其內的杜瓦套(8)、低溫腔體(24)、樣品導管(10)、杜瓦蓋(11)、超導線圈(22)、樣品臺接頭(21)和樣品臺(23)；其中：

所述杜瓦蓋(11)通過第一法蘭(19)密封地安裝于杜瓦套(8)上端面從而形成一外腔體外腔體內裝有杜瓦瓶(9)，杜瓦蓋(11)中央開有一通孔，低溫腔體(24)下端嵌入杜瓦蓋(11)的通孔內并位于杜瓦瓶(9)內，一真空模塊(13)位于低溫腔體(24)上端，此真空模塊(13)與低溫腔體(24)之間通過密封環(12)連接，真空模塊(13)上設置了用于抽氣的真空泵接口(16)、用于沖入氦氣以清洗低溫腔(24)的氦氣供氣端接口(17)和控磁電路接口(14)，超導線圈(22)纏繞于低溫腔體(24)下部的外側面，沿著低溫腔(24)的內壁設有防護層保護下的超導線圈控制電路(20)，這些密封的超導線圈控制電路(20)緊貼腔體壁并連接至位于真空模塊(13)處的控磁線路接口(14)；

所述樣品導管(10)下端穿過真空模塊(13)與密封環(12)進入到低溫腔體(24)內，樣品導管(10)的上端設有屏蔽電纜接口(15)，屏蔽電纜接口(15)用于將樣品導管(10)內部的信號傳輸線路連接至溫度與磁場控制模塊(6)；

所述樣品臺(23)分為三層，第一層(26)包括樣品安裝區域、應變片感應模塊(42)、線路連接通道A和拓展線路連接通道B，第二層結構(27)中裝配有用于控制樣品的實驗溫度的發熱片(32)和用于測溫的熱電偶(31)，第三層結構為針腳孔(34)，應變片感應模塊(42)進一步包括測量應變片(40)、參考應變片(41)，測量應變片(40)與樣品(38)表面粘貼測量應變片(40)與參考應變片(41)上均設置有應變感應絲(43)，測量應變片(40)的感應絲(43)兩端通過導線分別連接到線路連接通道A中的負極端(V-)和連接通道A中的公共端(COM)，參考應變片(41)的應變感應絲(43)的兩端通過導線分別連接到線路連接通道A中的正極端(V+)和連接通道A中的公共端(COM)；

所述微機終端(1)通過GPIB轉換接口(5)與溫度磁場控制模塊(6)連接，溫度磁場控制模塊(6)連接到超導線圈(22)和熱電偶(31)，微機終端(1)通過RS232C連接線(2)與TDS-150數據采集儀(1)連接，TDS-150數據采集儀(1)通過三通屏蔽電纜(4)連接到線路連接通道A的負極端(V-)、正極端(V+)和公共端(COM)。

2.根據權利要求1所述的測量裝置，其特征在于：杜瓦瓶(9)內部裝有超過三分之二的液氦，這些液氦足以完全浸泡超導線圈(22)。

3.根據權利要求1所述的測量裝置，其特征在于：密封環(12)與低溫腔和真空模塊之間的接觸區域涂抹有真空硅脂層。

4.根據權利要求1所述的測量裝置，其特征在于：變溫變磁裝置中還有一限位環(18)；此限位環(18)側面具有螺紋面，限位環(18)位于杜瓦蓋(11)和低溫腔體(24)之間，通過旋轉限位環(18)可以使低溫腔體(24)在豎直方向上下移動，并帶動超導線圈(22)移動從而調整超導線圈(22)浸入液氦的深度。

5.根據權利要求1所述的測量裝置，其特征在于樣品臺接頭(21)兩端面間制作有引線針腳(29)。

6.根據權利要求1或5所述的測量裝置，其特征在于樣品臺接頭(21)上的安裝槽(25)內制作的限位齒(30)。

7.根據權利要求1所述的測量裝置，其特征在于樣品臺第二層結構(27)中的熱電偶(31)與發熱片(32)形成對稱安裝。

8.根據權利要求1或7所述的測量裝置，其特征在于樣品臺(23)的第三層結構(28)上制作有針腳引線焊點(33)和針腳孔(34)，針腳引線焊點(33)為第一層結構(26)和第二層結構(27)中電路的連接點，針腳孔(34)與樣品臺接頭(21)上的引線針腳(29)一一對應。

9.根據權利要求1所述的測量裝置，其特征在于樣品臺(23)的第一層結構由樣品安裝臺(36)、樣品粘貼區(37)和兩個接線通道組成，每個通道中都有線路接線點(39)；其中通道A為應變片的引腳線路連接通道，通道B為樣品臺(23)擴展功能所用的接線通道。

10.根據權利要求5所述的測量裝置，其特征在于：所述引線針腳(29)中傳輸測量應變片(40)、參考應變片(41)中電流響應信號的針腳為1、2、3號，用于傳輸熱電偶(31)和發熱片(32)的電流的針腳為8、9、10、11、12號，用于樣品臺(21)的擴展功能的針腳為4、5、6、7號。