[實用新型]一種緊湊拉伸試樣裂紋擴展速率測量的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720898004.5
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN207336223U
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發(fā)明（設計）人: 彭群家;董立謹;韓恩厚;柯偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: G01N3/06
• 分類號: G01N3/06
• 代理公司: 沈陽優(yōu)普達知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

本實用新型涉及一種緊湊拉伸試樣裂紋擴展速率測量的裝置，可應用于緊湊拉伸試樣疲勞裂紋擴展、應力腐蝕開裂、腐蝕疲勞等實驗的連續(xù)高精度測量。該裝置的GPIB卡和多路大功率繼電器卡插入計算機的PCI總線插槽，GPIB卡通過GPIB線纜依次與納伏微歐表、數(shù)據(jù)切換單元、直流電源相連接；多路大功率繼電器卡分別通過屏蔽導線或雙絞絕緣鉑絲與直流電源、緊湊拉伸試樣連接，數(shù)據(jù)切換單元分別通過屏蔽導線或雙絞絕緣鉑絲與緊湊拉伸試樣連接。本實用新型通過控制繼電器開關實現(xiàn)直流電方向的反轉，解決引線與試樣接觸電阻及引線兩端溫差產(chǎn)生的電勢對測量精度與穩(wěn)定性的干擾問題。

技術領域

本實用新型涉及裂紋擴展研究領域，具體為一種緊湊拉伸試樣裂紋擴展速率測量的裝置。

背景技術

在裂紋擴展研究中，柔度法和電位法是兩種常用的裂紋擴展速率測量方法。柔度法不適用于高溫環(huán)境中測量，其分辨率也較低。電位法彌補柔度法的不足，并且可實現(xiàn)計算機控制的自動測量。電位法根據(jù)所采用電源的類型可分為直流電位法和交流電位法，傳統(tǒng)的直流電位法與交流電位法相比，具有設備簡單，易于實現(xiàn)的特點，但其在抗干擾和熱干擾性能方面劣于交流電位法。環(huán)境溫度的變化導致材料本身電阻率變化，例如：對于通入3A直流電不銹鋼緊湊拉伸試樣，如環(huán)境溫度變化1℃，傳統(tǒng)直流電位法測得裂紋面電位降波動可達3～5μV。而且，電位測量引線與試樣的接觸電阻也隨溫度的變化而變化，這使得傳統(tǒng)直流電位法的測量穩(wěn)定性及精度大大降低。

實用新型內容

針對傳統(tǒng)直流電位法存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種緊湊拉伸試樣裂紋擴展速率測量的裝置，通過控制繼電器開關實現(xiàn)直流電方向的反轉，解決引線與試樣接觸電阻及引線兩端溫差產(chǎn)生的電勢對測量精度與穩(wěn)定性的干擾問題。

本實用新型的技術解決方案是：

一種緊湊拉伸試樣裂紋擴展速率測量的裝置，該裝置包括：計算機、GPIB卡、多路大功率繼電器卡、納伏微歐表、數(shù)據(jù)切換單元、直流電源、屏蔽導線或雙絞絕緣鉑絲，GPIB卡和多路大功率繼電器卡插入計算機的PCI總線插槽，GPIB卡通過GPIB線纜依次與納伏微歐表、數(shù)據(jù)切換單元、直流電源相連接；多路大功率繼電器卡分別通過屏蔽導線或雙絞絕緣鉑絲與直流電源、緊湊拉伸試樣連接，數(shù)據(jù)切換單元分別通過屏蔽導線或雙絞絕緣鉑絲與緊湊拉伸試樣連接。

所述的緊湊拉伸試樣裂紋擴展速率測量的裝置，繼電器卡具有四個繼電器，分別為：繼電器一、繼電器二、繼電器三、繼電器四，每個繼電器各有兩個接線端，分別為接線端a和接線端b；高穩(wěn)定直流電源的電流輸出端正極連接至繼電器一的接線端a，負極連接至繼電器二的接線端a，線纜采用雙絞線；繼電器三的接線端a與繼電器一的接線端a相連，繼電器四的接線端a與繼電器二的接線端a相連，繼電器三的接線端b與繼電器二的接線端b相連，繼電器四的接線端b與繼電器一的接線端b相連接，屏蔽導線或雙絞絕緣鉑絲分別從繼電器一的接線端b和繼電器二的接線端b引出，并分別點焊至緊湊拉伸試樣的上表面和下表面；當繼電器一和繼電器二閉合，繼電器三和繼電器四打開時，電流由緊湊拉伸試樣的上表面流入、下表面流出；當繼電器三和繼電器四閉合，繼電器一和繼電器二打開時，電流由緊湊拉伸試樣的下表面流入、上表面流出。

所述的緊湊拉伸試樣裂紋擴展速率測量的裝置，數(shù)據(jù)切換單元的電壓信號輸入端通過兩組屏蔽導線或雙絞絕緣鉑絲與緊湊拉伸試樣點焊連接，其中一組屏蔽導線或雙絞絕緣鉑絲點焊至緊湊拉伸試樣左側面切口的對角線位置，另一組屏蔽導線或雙絞絕緣鉑絲點焊至緊湊拉伸試樣的右側面。

所述的緊湊拉伸試樣裂紋擴展速率測量的裝置，數(shù)據(jù)切換單元帶通道多路復用器，具備四個以上電壓切換通道。

本實用新型與現(xiàn)有技術相比優(yōu)點在于：

第一、本實用新型采用緊湊拉伸試樣裂紋擴展速率測量的裝置，可實現(xiàn)多個緊湊拉伸試樣裂紋擴展長度的連續(xù)高精度測量。

第二，本實用新型在緊湊拉伸試樣上右側面增加一對參比電極，校正環(huán)境溫度波動引起的試樣裂紋面電位降的變化。