[發明專利]基于控制熱拉伸試驗升溫裝置的升溫方法

在審

• 申請號: 201911093256.0
• 申請日: 2019-11-11
• 公開（公告）號: CN111811957A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 陳劼實;楊磊
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18;G05D23/22;G05D23/32
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

1.一種基于控制熱拉伸試驗升溫裝置的升溫方法，其特征在于，通過對三段式加熱絲分別對拉伸式樣加熱，三個熱電偶分別測量拉伸試樣的上中下三個位置的溫度；將測量得到的溫度反饋給溫度比較器，溫度比較器將得到的當前溫度信息與預設的溫度及其閾值進行比較，并將目標溫度和當前溫度的差值轉化為電信號輸出給加熱絲的功率調節器；最后通過功率調節器根據溫度差值通過控制加熱絲的電流大小來對加熱功率進行調節；

所述的裝置包括：拉伸試驗機、環境箱和溫度控制機構，其中：拉伸試驗機與環境箱相連，環境箱與溫度控制機構相連；

所述的環境箱包括：外殼、分為上中下三段的加熱絲和保溫材料，其中：外殼分別與拉伸試驗機和溫度控制機構相連，加熱絲設置于外殼上并與拉伸式樣相連；

溫度控制機構包括：依次相連的用于溫度測量的熱電偶組、溫度比較器、功率調節器和加熱電源，其中：熱電偶組與環境箱相連。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征是，所述的拉伸試驗機包括：控制器、上橫梁、下橫梁和緊固插銷，其中：上橫梁和下橫梁上下設置于拉伸式樣兩端并通過緊固插銷與拉伸式樣相連，控制器與上橫梁相連用于控制其移動速度。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征是，所述的熱電偶組包括：三個分別測量拉伸式樣上中下三個位置的熱電偶，其中：熱電偶與加熱絲相對應連接拉伸式樣。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征是，所述的步驟2具體為：判斷所測溫度T_i與目標溫度T_s之間差值的絕對值|△T_i|是否小于預設的溫差△T_m，若滿足要求則說明拉伸試樣每一部分的溫度均已達到目標溫度范圍，此時進入保溫階段，試樣經過預設時長的保溫；在保溫階段若出現不滿足的|△T_i|△T_m情況，系統將發出警告提醒，同時給操作者提供結束保溫操作返回至升降溫調整階段和忽略警告繼續進行試驗兩項操作選擇，保溫順利結束后進行拉伸試驗。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征是，所述的步驟3中最大功率為P_m，目標溫度為T_s，每個熱電偶所測的當前溫度為T_i，i為1,2,3，目標溫度與當前所測溫度之差為△T_i＝T_s-T_i，加熱功率大小與溫差之間的關系滿足：

當△T_i≥100℃，即與目標溫度相距較多時，使用加熱絲的最大功率進行加熱，從而減少升溫的時間；當0℃≤△T_i100℃時，加熱功率隨△T的減小而線性減?。划敗鱐_i0℃時，即由于熱輻射的延時導致溫度超過目標溫度時，停止加熱。