專利名稱：一種材料熱膨脹系數測量裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及膨脹系數的測量裝置，特別是一種材料熱膨脹系數測量裝置?！?br>
背景技術：
在非金屬材料制造以及金屬冶煉行業(yè)中，需要了解材料的熱膨脹系數，尤其在金屬冶煉時使用到炭陽極，炭陰極，石墨陰極作為原料或耗材，電極的熱膨脹系數大小影響電解過程的質量及效率，所以熱膨脹系數是電解過程重要的物理量，炭電極或石墨電極生產企業(yè)檢測其產品熱膨脹系數參數用于改善生產工藝，鋁生產企業(yè)也會檢測熱膨脹系數參數用于質量控制或改變電解參數。中國鋁用炭素熱膨脹系數測定的標準是YST63. 4-2006鋁用炭素材料檢測方法第4部分熱膨脹系數的測定，石墨電極的測定標準是GB/T3074. 4-2003石墨電極測定方法石墨電極熱膨脹系數(CTE)測定方法，用重復性和再現性表示檢測結果的精度。以此標準為依據的設備生產廠商主要有瑞士 R&D Carbon公司，其外置式測溫組件均完全暴露于開放的空間里，如果實驗室內有人員走動，或其他任何原因所形成的紊流會通過測頭表面并對測量值產會影響，最終造成測量值不準及測量精度差問題；在放樣時需要將石英測量桿抬起，以上公司用的是手動操作，在高溫條件下操作不方便，影響放樣時間，降低測量的重復性，試樣架提升過程運行不穩(wěn)定等上述缺點均對試驗精度及重復性產生影響。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一種穩(wěn)態(tài)環(huán)境下提高測溫精度的裝置，以解決上述技術的不足，提高測量精度，更好的為生產服務。本發(fā)明實現簡單，成本低。本發(fā)明是一種材料熱膨脹系數測量裝置，其特征是包括以下部分本體部分，石英架罩部分、石英架測試部分、力口熱爐部分，在本體部分上裝有石英架罩部分、石英架測試部分和加熱爐部分，石英架罩部分位于石英架測試部分上方，石英架測試部分位于加熱爐部分上方。石英架罩部分包括罩，該罩罩在石英架測試部分的頂部及周圍，罩為I個底面、I個側面開口的殼體件。石英架測試部分包括傳感器、傳感器固定座、臺階銷一、提升支架二、臺階銷二、提升支架一、大支架、石英測桿，位移傳感器固定在傳感器固定座中，傳感器固定座經臺階銷一與提升支架二相連，提升支架二的另一處經臺階銷二與提升支架一相連，提升支架一另一端與大支架相連；位移傳感器的下端經石英測桿與位于加熱爐中的試件相接。還包括位移導向套、提升套、壓緊套、銅套、橡膠圈，導向套裝在傳感器固定座的下端，導向套內裝有提升套，石英測桿的頂端與位移傳感器的下端接觸，石英測桿穿過提升套和導向套的底端與位于加熱爐中的試件相接，在石英測桿與提升套之間裝有壓緊套、銅套、橡膠圈。本發(fā)明在外置式測位移組件上加防護罩，使測位移組件相對于外部環(huán)境為半封閉狀態(tài)，當實驗室有人員走動時，所產生的紊流對測頭的影響很小，因為其半封閉的型式，相當于形成了空氣流動的”盲區(qū)”。按此慣性思維做成全封閉式會更好，但不能做成那樣，因為那樣會造成防護罩內溫度聚集，影響位移傳感器的實際測量值，增加了不可控因素，所以位移測量組件不能做成全封閉式，本發(fā)明半封閉式的結構為最優(yōu)化方法；石英測桿的提升采用杠桿機構，性能穩(wěn)定可靠，試樣架的提升采用步進電機驅動的絲杠螺桿機構運行穩(wěn)定；設備外殼材料采用優(yōu)質條紋不銹鋼制成，美觀大方、經濟適用。綜上所述，本發(fā)明具有測量值準確、放樣操作方便，放樣快速、穩(wěn)定等優(yōu)點。
圖I是本裝置的外形圖。圖2是測試部分的結構圖。圖3是石英架罩的立體圖。圖4是石英架部分結構圖。圖5是石英桿提升部分細節(jié)圖。圖號名稱對照表I為設備主體2為石英架罩部分3為石英架測試部分4為加熱爐部分 5為罩6為位移傳感器7為石英測試架 8為石英測桿9為試樣10為加熱爐11為傳感器固定座12為提升支架一13為提升支架二 14為大支架15為提升套16為壓緊套17為銅套 18為橡膠圈19為導向套20為熱電阻 21為進氣管22為臺階銷一 23為臺階銷二24為提升支架三
具體實施方式
如圖1，本裝置主要包括以下部分本體部分1，石英架罩部分2、石英架測試部分3、加熱爐部分4和提升部分，在本體部分I上裝有石英架罩2、石英架測試部分3、加熱爐部分4，石英架罩2位于石英架測試部分3上方，石英架測試部分3位于加熱爐部分4上方。石英架罩部分2包括罩5，在石英架的頂部及圓周裝有石英架罩5，如圖3，石英架罩5為I個底面和I個側面開口的殼體件，以散熱和防止氣流波動，保證測量的準確。如圖2、4、5，石英架測試部分3包括傳感器固定座11、臺階銷一 22、提升支架二13、臺階銷二 23、提升支架一 12、大支架14、石英測桿8，位移傳感器6固定在傳感器固定座11中，傳感器固定座11經臺階銷一 22與提升支架二 13相連，提升支架二 13的另一處經臺階銷二 23與提升支架一 12相連，提升支架一 12另一端與大支架14相連；位移傳感器6的下端經石英測桿8與位于加熱爐10中的試件9相接。還包括位移傳感器6、導向套19、提升套15、壓緊套16、銅套17、橡膠圈18，導向套19裝在傳感器固定座11的下端，導向套19內裝有提升套15，石英測桿8的頂端與位移傳感器6的下端接觸，石英測桿8穿過提升套15和導向套19的底端與位于加熱爐10中的試件9相接，在石英測桿8與提升套15之間裝有壓緊套16、銅套17、橡膠圈18。如圖2、4、5，熱電阻20從加熱爐的側面深入爐膛內，進氣管從加熱爐10底部進入，石英架7裝在大支架14上，通過傳感器固定座11用螺釘連接，位移傳感器6從傳感器固定座11的開口孔傳入，用螺釘與傳感器固定座11緊固在一起，石英測桿8從提升套15中心孔穿入，在提升套中間依次裝入橡膠圈18、銅套17，然后用壓緊套16旋入進行緊固，緊固后石英桿部分可在導向套19內上下滑動，導向套19用螺釘固定在傳感器固定座11上，在大支架14上裝有提升支架一 12，提升支架二 13用臺階銷二 23裝在提升支架一 12上，并能以臺階銷二 23為中心進行旋轉，提升支架三24掛在升套15上的T型槽內，它的上下運動可帶動提升套15的運動，從而實現石英測桿8的上下運動，提升支架三24上端用臺階銷一 22與提升支架二 13進行動連接。石英架部分的大支架14與石英架提升機構中的連扳連接實現上下運動，當石英架機構上行至指定位置時，提升支架二 13撞上設備上的擋塊，擋塊下壓提升支架二 13從而實 現石英測桿8的提升。本裝置使用方法給設備通電加熱，當加熱爐4恒定在300°C之后，點擊自動測量按鈕，石英測試架部分3自動上升，當上行至指定位置時，提升支架二 13撞上設備上的擋塊，擋塊下壓提升支架二 13從而實現石英測桿8的提升，將試樣9放入石英架，12秒鐘后石英測架試部分3自動下降，當下行至某一位置時提升支架二 13與擋塊脫開，石英測架試部分3由于自重落在試樣9上，石英測桿8的上端與位移傳感器6接觸，以實現對試樣位移量的測試90分鐘后，系統(tǒng)報警提示實驗結束，畫面中自動顯示線性熱膨脹系數測試結果，此時按提升機構按鈕，石英測試架部分3上升，取出試樣后再按下降機構按鈕，石英測試架7進入爐膛繼續(xù)恒溫，等待下一次測試。本裝置優(yōu)點1.在外置式測位移組件加防護罩5測位移組件相對于外部環(huán)境為半封閉狀態(tài)，當實驗室有人員走動時，所產生的紊流對測頭的影響很小且能散熱。2.石英測桿的提升采用杠桿機構，性能穩(wěn)定可靠，現有裝置一般使用電機驅動或電磁鐵驅動來帶動石英測桿的上升，這樣不可避免會產生電磁對位移傳感器6的影響，從而影響測試精度。3.外觀部分外殼部分采用優(yōu)質條紋不銹鋼加工制成，整體布局合理、美觀。
權利要求1.一種材料熱膨脹系數測量裝置，其特征是包括以下部分本體部分(1)，石英架罩部分(2)、石英架測試部分(3)、加熱爐部分(4)，在所述的本體部分上裝有石英架罩部分、石英架測試部分和加熱爐部分，所述的石英架罩部分位于石英架測試部分上方，所述的石英架測試部分位于加熱爐部分上方。
2.根據權利要求I所述的測量裝置，其特征是所述的石英架罩部分(2)包括罩(5)，所述的罩(5)罩在石英架測試部分(3)的頂部及周圍，罩(5)為I個底面、I個側面開口的殼體件。
3.根據權利要求I所述的測量裝置，其特征是所述的石英架測試部分(3)包括位移傳感器(6)、傳感器固定座(11)、臺階銷一(22)、提升支架二(13)、臺階銷二(23)、提升支架一(12)、大支架(14)、石英測桿(8)，所述的位移傳感器固定在傳感器固定座中，傳感器固定座經臺階銷一與提升支架二相連，提升支架二的另一處經臺階銷二與提升支架一相連，提升支架一另一端與大支架相連；位移傳感器的下端經石英測桿與位于加熱爐中的試件相接觸。
4.根據權利要求3所述的測量裝置，其特征是還包括位移導向套(19)、提升套(15)、壓緊套(16)、銅套(17)、橡膠圈(18)，所述的位移導向套裝在傳感器固定座的下端，導向套內裝有提升套，石英測桿的頂端與位移傳感器的下端接觸，石英測桿(8)穿過提升套和導向的底端與位于加熱爐(10)中的試件(9)相接，在石英測桿與提升套之間裝有壓緊套、銅套、橡膠圈。
專利摘要一種材料熱膨脹系數測量裝置，其特征是包括以下部分本體部分(1)，石英架罩部分(2)、石英架測試部分(3)、加熱爐部分(4)，在本體部分上裝有石英架罩部分、石英架測試部分和加熱爐部分,石英架罩部分位于石英架測試部分上方，石英架測試部分位于加熱爐部分上方。石英架罩部分罩在石英架測試部分的頂部及周圍，罩的形狀為1個底面、1個側面開口的殼體件。本裝置優(yōu)點測位移部件相對于外部環(huán)境為半封閉狀態(tài),外界產生的紊流對測頭的影響很小，且能散熱石英測桿的提升采用杠桿機構，較之用電機或電磁鐵驅動的性能穩(wěn)定可靠，測試精度高。外殼部分采用優(yōu)質條紋不銹鋼加工制成，整體布局合理、美觀。
文檔編號G01N25/16GK202649146SQ20122022973
公開日2013年1月2日 申請日期2012年5月21日 優(yōu)先權日2012年5月21日
發(fā)明者孫璞, 辛瑞峰, 馮紹杰, 陳洪, 韓超光, 于明超, 曹功武 申請人:北京英斯派克科技有限公司