本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種可控氣氛高溫彈性模量測試儀，包括機(jī)架、用于聲波信號(hào)的發(fā)生、傳輸與接收的聲波信號(hào)系統(tǒng)（1）、試樣（3）、高溫試驗(yàn)爐體（2）及激振系統(tǒng)（6），高溫試驗(yàn)爐體（2）設(shè)置在機(jī)架上，試樣（3）設(shè)置在在高溫試驗(yàn)爐體內(nèi)，高溫試驗(yàn)爐體為密封結(jié)構(gòu)，在機(jī)架上設(shè)置抽真空裝置和通入保護(hù)性氣體裝置。本實(shí)用新型專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于，以保護(hù)性氣體保護(hù)試樣及相關(guān)部件不被氧化，使試樣的易被氧化組分不會(huì)因氧化而發(fā)生組分及結(jié)構(gòu)變化，從而保證了測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；同時(shí)使相關(guān)部件不會(huì)因氧化而縮短壽命，減少了消耗，節(jié)約了開支，降低了成本。同時(shí)，本實(shí)用新型專利技術(shù)可模擬材料的使用環(huán)境，控制試驗(yàn)爐的氣氛，測其高溫彈性模量的變化情況。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)屬于測試儀器類，涉及測試固體材料高溫彈性模量的儀器設(shè)備，特別是可控試驗(yàn)氣氛的高溫彈性模量測試儀。
技術(shù)介紹
高溫彈性模量是固體材料(金屬材料、耐火材料、陶瓷、水泥制品、鑄石、玻璃等)、特別是耐火材料的一種重要高溫物理性能；它可以評(píng)價(jià)材料的高溫?zé)Y(jié)性、高溫強(qiáng)度、高溫?zé)釕?yīng)力及高溫相變化等重要特性；對(duì)材料的研究及應(yīng)用均具有非常重要的意義。 因此，研究開發(fā)高溫彈性模量測試儀是固體材料、特別是耐火材料測試領(lǐng)域內(nèi)極為重要的課題。高溫彈性模量測試方法主要有聲頻法、(超)聲速法及脈沖激振法等。國際上，高溫聲頻測試法的原理是利用持續(xù)可變的頻率波通過換能器經(jīng)由耐高溫金屬絲來激發(fā)試樣使其發(fā)生共振，通過李薩如圖形判斷其共振頻率，從而獲得彈性模量。測試儀包括信號(hào)發(fā)生器、換能器、金屬懸絲、試樣、金屬懸絲、換能器、示波器、高溫試驗(yàn)爐；試樣及兩端的金屬懸絲均在高溫試驗(yàn)爐內(nèi)。(超)聲速法是指給試樣一定頻率的超聲波,測定超聲波在試樣中縱波的速度,根據(jù)相關(guān)公式計(jì)算出試樣彈性模量的一種測試方法；(超)聲速法是目前國際上比較常用的一種方法,該設(shè)備包括探頭、緩沖桿、耐高溫耦合劑、試樣、高溫試驗(yàn)爐及測控設(shè)備,試樣、耐高溫耦合劑及部分緩沖桿等均在高溫試驗(yàn)爐內(nèi)。近年來，脈沖激振法彈性模量的測試技術(shù)在國際上得到推崇，該方法以其測試快速、準(zhǔn)確、操作簡單而被廣泛應(yīng)用，目前有多個(gè)國家有該類產(chǎn)品，如，比利時(shí)的IMCE、日本的NTP公司等。關(guān)于高溫彈性模量的測試，專利(US2007/0157698A1)和專利CN201020552484. 8分別公開了各自的脈沖激振法高溫彈性模量測試儀，該類測試儀包括聲波發(fā)生器、試樣、(試樣支撐裝置、)陶瓷波導(dǎo)管，聲波信號(hào)接收器及處理裝置、高溫試驗(yàn)爐，試樣、(試樣支撐裝置、)陶瓷波導(dǎo)管等均在高溫試驗(yàn)爐內(nèi)。該測試儀采用脈沖激振法無損檢測試樣的高溫楊氏模量，其基本原理為在高溫環(huán)境下，由特定的脈沖激振裝置以合適的外力和頻率敲擊試樣底部，當(dāng)激振信號(hào)在試樣內(nèi)部傳輸后，通過媒介傳輸，再由聲波傳感器接收，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行分析處理，獲得試樣的共振頻率，代入相關(guān)公式計(jì)算出試樣的楊氏模量。本測試儀符合標(biāo)準(zhǔn)ISO12680-1耐火材料動(dòng)態(tài)楊氏模量試驗(yàn)方法一脈沖激振法。現(xiàn)有技術(shù)的上述各法，其高溫試驗(yàn)爐內(nèi)的氣氛均為空氣氣氛，即自然氧化性氣氛，爐內(nèi)的試樣、金屬懸絲、耐高溫耦合劑等均在高溫下承受著空氣的氧化作用，不僅使金屬懸絲、耐高溫耦合劑等會(huì)因高溫氧化而縮短壽命，更嚴(yán)重的是對(duì)試樣的性能產(chǎn)生影響，特別是當(dāng)試樣中含有碳等易被氧化的組分時(shí)，氧化后，試樣的組分和組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，試樣的性能就發(fā)生變化，致使測試不準(zhǔn)確。同時(shí)，材料的使用環(huán)境是復(fù)雜多變的，除了常見的空氣自然氧化氣氛外，還有h2、CO、氨氣、煤氣、氮?dú)狻鍤狻⒑獾冗€原腐蝕性氣氛、中性氣氛、惰性氣氛和真空等多種工況條件，而材料在這些不同條件下的彈性模量值也會(huì)有不同的表現(xiàn)。因此，在測試該種環(huán)境下的高溫彈性模量時(shí)也需要模擬的氣氛條件。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于提供一種多種氣氛可控，克服含碳耐火材料在高溫自然空氣環(huán)境下易被氧化的技術(shù)難題，提供一種可控試驗(yàn)氣氛的高溫彈性模量測試儀。本技術(shù)的目的可以采取以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)包括機(jī)架、用于聲波信號(hào)的發(fā)生、傳輸與接收的聲波信號(hào)系統(tǒng)、試樣、高溫試驗(yàn)爐體及激振系統(tǒng)，高溫試驗(yàn)爐體設(shè)置在機(jī)架上，試樣設(shè)置在高溫試驗(yàn)爐體內(nèi)，高溫試驗(yàn)爐體為密封結(jié)構(gòu)，在機(jī)架上設(shè)置抽真空裝置和通入保護(hù)性氣體裝置。所述的高溫試驗(yàn)爐體密封結(jié)構(gòu)是，高溫試驗(yàn)爐體的外殼焊縫以滿焊工藝焊接,高溫試驗(yàn)爐體的下部設(shè)置爐門，爐門與高溫試驗(yàn)爐體之間密封并緊固。 所述的抽真空裝置包括通氣管、真空閥以及真空泵，通氣管設(shè)置在爐門上，通氣管的外端接于爐膛外，通過真空閥連接真空泵。所述的通入保護(hù)性氣體裝置，包括通氣管、流量控制閥及保護(hù)性氣源，通氣管通過流量控制閥和保護(hù)性氣源連接。所述的保護(hù)性氣體裝置中的氣體可以是氮?dú)狻鍤狻⒑狻⒁谎趸細(xì)狻錃狻睔庵械囊环N，也可為上述氣體中的兩種或兩種以上的混合氣體。本技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)測試儀適應(yīng)多種氣氛，可以測試材料在多種氣氛條件的彈性模量數(shù)據(jù)；以保護(hù)性氣體保護(hù)試樣及相關(guān)部件(金屬懸絲、耐高溫耦合劑等)不被氧化，使試樣的易被氧化組分不會(huì)因氧化而發(fā)生組分及結(jié)構(gòu)變化，從而保證了測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；同時(shí)使相關(guān)部件不會(huì)因氧化而縮短壽命，減少了消耗，節(jié)約了開支，降低了成本。附圖說明附圖I為本技術(shù)實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I、聲波信號(hào)系統(tǒng)，2、試驗(yàn)爐體,3、試樣,4、爐門，5、通氣管,6、激振系統(tǒng),7、真空閥，8、真空泵，9、保護(hù)性氣源，10、流量控制閥。具體實(shí)施方式結(jié)合附圖1，說明本技術(shù)的具體實(shí)施例。實(shí)施例I :如附圖I所示的實(shí)施例為底部裝樣式可控試驗(yàn)氣氛的高溫彈性模量測試儀，包括機(jī)架、聲波信號(hào)系統(tǒng)I、試樣3、高溫試驗(yàn)爐體2及激振系統(tǒng)6,聲波信號(hào)系統(tǒng)I用于聲波信號(hào)的發(fā)生、傳輸與接收，高溫試驗(yàn)爐體2設(shè)置在機(jī)架上，試樣3設(shè)置在高溫試驗(yàn)爐體2內(nèi)，高溫試驗(yàn)爐體2采用密封結(jié)構(gòu)，并設(shè)置抽真空和通入保護(hù)性氣體裝置。其高溫試驗(yàn)爐體2密封結(jié)構(gòu)是，試驗(yàn)爐體2的外殼為各焊縫以滿焊工藝焊接，爐門4設(shè)置為底開門，并在爐門4處設(shè)置通氣管5，通氣管5的外端接于爐膛外，再以三通接頭分別連接真空閥7及流量控制閥10，試驗(yàn)爐爐門4和爐體之間以密封結(jié)構(gòu)密封，兩者之間以緊固裝置緊固鎖緊。其抽真空裝置包括，通氣管5連接三通接頭、三通接頭的一支連接真空閥7，真空閥7連接真空泵8。其通入保護(hù)性氣體裝置包括，通氣管5連接三通接頭，三通接頭的一支連接進(jìn)流量控制閥10，流量控制閥10連接保護(hù)性氣源9，所述的保護(hù)性氣源9中的氣體為氮?dú)狻鍤狻⒑狻⒁谎趸細(xì)狻錃狻睔庵械囊环N，也可以是兩種或兩種以上的混合氣體。其氣體源可以是該種瓶裝氣體，管道氣體，也可以是產(chǎn)氣裝置，本實(shí)施例為氮?dú)馄俊Ｔ囼?yàn)步驟①打開爐門4，裝置試樣3 ； ②關(guān)閉爐門4，并密封緊固鎖緊之；③關(guān)閉流量控制閥10，開啟真空閥7，打開真空泵8，使高溫試驗(yàn)爐體2爐膛內(nèi)達(dá)到負(fù)壓真空狀態(tài)；④關(guān)閉真空泵8、真空閥7 ；⑤打開氮?dú)馄浚_啟流量控制閥10，使高溫試驗(yàn)爐體2爐膛內(nèi)充滿氮?dú)猓虎薨瓷郎刂贫龋訜嵩囼?yàn)爐體2爐膛，使之達(dá)到預(yù)定試驗(yàn)溫度；⑦按操作程序，啟動(dòng)脈沖激振系統(tǒng)6,使試樣3被激發(fā)出聲波信號(hào)；⑧試樣3的聲波信號(hào)經(jīng)傳輸媒介，傳輸至信號(hào)接受系統(tǒng)，再經(jīng)計(jì)算機(jī)分析處理，測得該試驗(yàn)溫度的彈性模量。⑨切斷加熱電源，按試樣3的冷卻制度，使之冷卻至室溫；⑩關(guān)閉流量控制閥10，關(guān)閉氮?dú)馄浚蜷_試驗(yàn)爐爐門4，取出試樣3。實(shí)施例2 在實(shí)施例I的基礎(chǔ)上，爐門設(shè)置在試驗(yàn)爐體前方，通氣管設(shè)置在試驗(yàn)爐體的下部或后部。試驗(yàn)步驟同上。權(quán)利要求1.一種可控氣氛高溫彈性模量測試儀，包括機(jī)架、用于聲波信號(hào)的發(fā)生、傳輸與接收的聲波信號(hào)系統(tǒng)(I)、試樣(3)、高溫試驗(yàn)爐體(2)及激振系統(tǒng)(6)，高溫試驗(yàn)爐體(2)設(shè)置在機(jī)架上，試樣(3)設(shè)置在在高溫試驗(yàn)爐體(2)內(nèi)，其特征是高溫試驗(yàn)爐體(2)為密封結(jié)構(gòu)，在機(jī)架上設(shè)置抽真空裝置和通入保護(hù)性氣體裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可控氣氛高溫彈性模量測試儀，其特征是所述的高溫試驗(yàn)爐體(2)密封結(jié)構(gòu)是，高溫試驗(yàn)爐體(2)的外殼焊縫以滿焊工藝焊接，高溫試驗(yàn)爐體(本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種可控氣氛高溫彈性模量測試儀，包括機(jī)架、用于聲波信號(hào)的發(fā)生、傳輸與接收的聲波信號(hào)系統(tǒng)（1）、試樣（3）、高溫試驗(yàn)爐體（2）及激振系統(tǒng)（6），高溫試驗(yàn)爐體（2）設(shè)置在機(jī)架上，試樣（3）設(shè)置在在高溫試驗(yàn)爐體（2）內(nèi)，其特征是：高溫試驗(yàn)爐體（2）為密封結(jié)構(gòu)，在機(jī)架上設(shè)置抽真空裝置和通入保護(hù)性氣體裝置。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李永剛，李曉睿，邵昕，譚麗華，劉祎冉，蔚曉敏，申西杰，郭紅麗，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中鋼集團(tuán)洛陽耐火材料研究院有限公司，
類型：實(shí)用新型
國別省市：
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