[發明專利]錨杯熱膨脹系數檢測方法和檢測裝置

有效

• 申請號: 201610116303.9
• 申請日: 2016-03-01
• 公開（公告）號: CN105738407B
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 朱明;王啟明;李居澤;楊磊;周庠天
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家天文臺
• 主分類號: G01N25/16
• 分類號: G01N25/16
• 代理公司: 北京中創陽光知識產權代理有限責任公司 11003
• 代理人: 尹振啟

1.錨杯熱膨脹系數檢測方法，其特征在于，所述檢測方法包括以下步驟：

步驟1：選取若干組光纖光柵傳感器，每組包括一個光纖光柵應變計和一個光纖光柵溫度計；

步驟2：將所述應變計、溫度計和錨杯按不同組合方式放入水浴溫度箱內；

步驟3：每種組合方式下，在升溫前紀錄所述應變計和溫度計的波長值；

步驟4：升溫直至達到60℃，每變換2～3℃測量一次所述應變計和溫度計的波長值，并記錄；

步驟5：根據步驟4的測量值，計算得出不同組合方式下應變計或錨杯的熱膨脹系數；

所述步驟2中包括以下組合方式：

狀態1：將每組傳感器中的所述應變計和溫度計捆綁在一起直接放入水浴溫度箱內；

狀態2：將每組傳感器中的所述應變計安裝在4 孔錨杯上，所述溫度計捆綁在應變計上，一起放入水浴溫度箱內；

狀態3：將每組傳感器中的所述應變計安裝在6 孔錨杯上，所述溫度計捆綁在應變計上，一起放入水浴溫度箱內；

所述步驟5中計算方式如下：

1) 被測物體由于溫度變化引起的應變，加上荷載變化引起的應變：

總和計算如下：

公式1 :ε總=K(λ1-λ0)+B（λt1-λt0 ）

2) 僅因荷載變化引起的應變：

公式2 :ε =K(λ1-λ0)+B（λt1-λt0）-α×ΔT

上式中：

ε總——為應變量,單位με；

ε——為應變量,單位με；

K——為應變計應變系數，單位με/nm ；

B——為傳感器溫度修正系數,單位με/nm；

λ1—— 為應變光柵當前的波長值，單位nm；

λ0——為應變光柵初始的波長值，單位nm；

λt1——為溫補光柵當前的波長值，單位nm；

λt0——為溫補光柵初始的波長值，單位nm；

α——為被測物體熱膨脹系數，單位με/℃；

ΔT=100×（λt1-λt0），單位℃；

利用公式2 反推出α：

公式3：α=｛K(λ1-λ0)+B（λt1-λt0）-ε｝/｛100×（λt1-λt0）｝；

所述光纖光柵應變計僅受到錨杯溫度變化引起的應變，因荷載變化引起的應變為零，即ε=0。

2.如權利要求1所述的檢測方法，其特征在于，所述傳感器通過螺釘擰緊固定在錨杯連接座上。

3.如權利要求1所述的檢測方法，其特征在于，所述錨杯材質采用40Cr，4 孔錨杯和6孔錨杯直徑不等。

4.權利要求1-3任一項所述錨杯熱膨脹系數檢測方法中使用的檢測裝置，包括水浴溫度箱和光纖光柵調節儀，所述光纖光柵調節儀與待測光纖光柵傳感器連接，測量所述波長值。

5.如權利要求4所述的檢測裝置，其特征在于，所述水浴溫度箱設置有箱體和箱蓋，箱體內設置有加熱裝置，利用水介質加熱待測光纖光柵傳感器和錨杯。