[發明專利]用于高溫應變傳感器靜態性能標定裝置及標定方法

有效

• 申請號: 202011019844.2
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112179265B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 梁軍生;劉志春;李劍;楊明杰;曹森;王大志
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01B7/16
• 分類號: G01B7/16
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 關慧貞

本發明用于高溫應變傳感器靜態性能標定裝置及標定方法屬于高溫應變測試技術領域，涉及一種用于高溫應變傳感器靜態性能標定裝置及標定方法。該標定裝置由高溫爐、加載測量系統組成，其中高溫爐由加熱和保溫單元、夾持單元及溫控單元組成，加載測量系統由加載單元和測量單元組成。標定方法采用高溫應變傳感器靜態性能標定裝置進行標定，先安裝夾持系統，再安裝標定梁、加載測量系統，最后，對高溫傳感器靈敏度系數、高溫傳感器漂移率進行標定。方法具有操作簡單，測試精度高、重復性好、溫度變化范圍大、實驗結果可靠的特點，為高溫下靜態標定電阻應變傳感器的性能參數提供了有效的實驗平臺。

技術領域

本發明屬于高溫應變測試技術領域，涉及一種用于高溫應變傳感器靜態性能標定裝置及標定方法。

背景技術

國內航空技術正處于高速發展階段，航空發動機作為航天器的核心部件，大多數采用的是渦輪發動機，而葉片作為發動機主要構成部分，在運行過程中將會受到高溫、高振動、熱應力、強氣流等綜合作用，隨著使用時間的增長，葉片容易損壞，使發動機出現故障。因此，需要對高溫等惡劣環境下工作的葉片進行應變監測。

現階段采用電阻應變計對航空發動機渦輪葉片的受力應變檢測是較為主流的方式，而所采用的電阻應變計需滿足測試準確度高、響應速度快、靈敏度高、抗高溫高壓、穩定性好等優點，因此，對電阻應變計在高溫環境下的應變靈敏系數(GF)、漂移率等性能參數的測試標定十分關鍵。現有的電阻應變計的性能標定裝置一般以常溫測試為主，少有高溫應變標定裝置，應變計標定裝置主要有力加載和位移加載兩種模式，力加載以高溫拉伸機為主，專利CN207456931U“一種用于石墨材料 1100℃高溫力學性能的測試裝置”發明人楊輝等公開了一種用于石墨構件高溫力學性能測試的裝置，在高溫環境中對試樣的力學性能及試樣表面的傳感器性能進行測試。但其對拉伸件基底要求比較嚴苛，操作復雜。

位移加載主要有等強度懸臂梁、四點簡支梁兩種類型，申請號為 201610953071.2的中國發明專利“一種用于室溫至1800℃高溫應變校準標定裝置”公開了一種由高溫應變實驗爐、溫控系統和高溫應變測試系統組成的標定裝置，可測量高溫工況下應變片的性能參數隨溫度變化特性等。但其采用簡支梁標定，外形較大，不夠緊湊，不利于針對尺寸較小的薄膜應變計進行高溫性能標定，高溫下該種位移測試方式實施不便，精度較差。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，發明一種用于高溫應變傳感器靜態性能標定裝置及標定方法。本發明為了解決現有應變片標定裝置工作溫度低，高溫標定裝置適用基底要求較高、難以在高溫下控制加載微應變精度的問題，采用等強度梁作為標定梁，耐受溫度高；采用位移加載方式對等強度梁施加載荷，完成應變計在高溫環境下的應變靈敏系數(GF)、漂移率、蠕變、熱輸出、機械輸出、滯后等性能參數的測試標定。為高溫下靜態標定應變傳感器的性能參數提供了有效的實驗平臺，為航空發動機渦輪葉片高溫環境下的應變檢測提供數據支持。

本發明采用的技術方案是一種用于高溫應變傳感器靜態性能標定裝置，其特征是，該裝置由高溫爐、加載測量系統組成；

所述的高溫爐5由加熱和保溫單元、夾持單元及溫控單元組成，其中，加熱和保溫單元位于該標定裝置中心；加熱和保溫單元由爐腔25、保溫石棉22、加熱元件21組成，加熱元件21位于爐腔25兩側，保溫石棉22和爐腔門6共同圍成爐腔25；標定裝置通過加熱元件21進行加熱，通過保溫石棉22與爐腔門6對爐腔進行保溫，通過控溫模塊設定程序控制溫度，并能自動調節參數；

夾持單元由頂部螺母16、上導向板17、隔熱墊18、連接桿19、標定梁夾具23組成；防止頂部螺母16受熱變形的隔熱墊18為納米微孔隔熱板；連接桿19是上部有外螺紋、下部具有內螺紋的陶瓷桿；連接桿19依次穿過上導向板17、隔熱墊18、保溫石棉22伸入爐腔25內，連接桿19上部通過頂部螺母16連接固定，可通過調整頂部螺母16與連接桿19螺紋連接的位置控制連接桿19在爐腔25中的位置，連接桿 19通過螺紋與微調整塊螺栓26a在爐腔25中與標定梁夾具23連接；