The invention discloses a material thermal expansion measuring device based on DIC measurement technology, which includes thermocouple, external heating field, sample holder, quartz top rod, reflector, fulcrum, light source, imaging screen, laser rangefinder, CCD camera, upper computer and temperature acquisition and amplification module; thermocouple is placed in external heating field, and does not contact with external heating field; the working end of thermocouple is amplified when testing; The free end of the thermocouple is connected with the host computer through the temperature acquisition and amplification module; the sample is fixed in the external heating field through the sample bracket; one end of the sample contacts with the bottom of the external heating field and the other end contacts with one end of the quartz top rod; the reflector is installed at the supporting point; one end of the quartz top rod contacts with the reflector; the light source and the supporting point and the top rod are all in the same place. Horizontal line and coaxial; CCD camera and laser rangefinder are placed parallel; CCD camera is connected with upper computer. The device combines the principle of optical amplification with DIC technology, reduces the cost and improves the accuracy.
【技术实现步骤摘要】
一种基于DIC测量技术的材料热膨胀测量装置
本专利技术涉及材料热膨胀领域,具体是一种基于DIC测量技术的材料热膨胀测量装置。
技术介绍
数字图像相关(DigitalImageCorrelation=DIC)测量技术是应用计算机视觉技术的一种图像测量方法,是一种非接触的、用于全场形状、变形、运动测量的方法。它直接处理的对象是具有一定灰度分布的数字图像散斑图,通过对比材料或者结构表面在变形前后的散斑图运用相关算法得到全场位移和应变。二维测量变形及应变方面与传统方法相比有其显著的优点,可以针对不同的试样表面大小和形状进行二维全场应变值的分析计算。它是现代先进光电技术、图像处理与识别技术和计算机技术相结合的产物,是现代光检测学领域的又一新进展。在材料科学领域,尤其是金属材料作为应用最广泛的一类材料,对于不同材料的热膨胀量测量和膨胀系数测定一直是一个较为重要的课题,对于研究材料的热性能以及内在的相变规律等具有重要的意义。目前,测定材料热膨胀的方法主要有:应变片法、石英膨胀计法、双线法、光干涉法等。其中,应变片法因其灵敏系数随温度变化而变化,在材料非均匀变形的条件下,其具有一定的局限性。双线法虽然简单易行,但是其具有一定的局限性,主要适用于玻璃及料器等材料。光干涉法对于光路系统的稳定性和激光频率稳定性要求较高,操作较为繁琐。干涉法测量材料线膨胀系数的精度最高,但其精度易受到诸如温度、压力、湿度等因素的影响,因此对测量环境和试件尺寸要求较为苛刻,且仪器价格昂贵,操作复杂。而目前DIC在力学测量等方向凭借其可靠性、可用性、高精度和价格低廉等独特优点,已经在材料的力学行为测 ...
【技术保护点】
1.一种基于DIC测量技术的材料热膨胀测量装置,其特征在于该装置包括热电偶、外加热场、试样托、石英顶杆、反光镜、支点、光源、成像屏、激光测距仪、CCD相机、上位机和温度采集放大模块;所述热电偶置于外加热场中,且不与外加热场接触;测试时,热电偶的工作端放置于试样的中心位置;热电偶的自由端通过温度采集放大模块与上位机连接;所述试样托固定在外加热场内;测试时,试样通过试样托固定在外加热场内;试样的一端与外加热场的底部接触,另一端与石英顶杆的一端接触,试样与石英顶杆共轴;所述反光镜安装在支点上,反光镜的中轴线与支点的中心共线;所述石英顶杆的一端与反光镜接触;所述光源与支点和顶杆均在同一水平线上且同轴,光源位于反光镜和成像屏之间;光源和反光镜放置于一个避光空间中;CCD相机与激光测距仪平行放置,CCD相机的镜头与成像屏的距离和激光测距仪与成像屏的距离相同;CCD相机的镜头和激光测距仪均能够检测到成像屏;所述CCD相机与上位机连接。
【技术特征摘要】
1.一种基于DIC测量技术的材料热膨胀测量装置,其特征在于该装置包括热电偶、外加热场、试样托、石英顶杆、反光镜、支点、光源、成像屏、激光测距仪、CCD相机、上位机和温度采集放大模块;所述热电偶置于外加热场中,且不与外加热场接触;测试时,热电偶的工作端放置于试样的中心位置;热电偶的自由端通过温度采集放大模块与上位机连接;所述试样托固定在外加热场内;测试时,试样通过试样托固定在外加热场内;试样的一端与外加热场的底部接触,另一端与石英顶杆的一端接触,试样与石英顶杆共轴;所述反光镜安装在支点上,反光镜的中轴线与支点的中心共线;所述石英顶杆的一端与反光镜接触;所述光源与支点和顶杆均在同一水平线上且同轴,光源位于反光镜和成像屏之间;光源和反光镜放置于一个避光空间中;CCD相机与激光测距仪平行放置,CCD相机的镜头与成像屏的距离和激光测距仪与成像屏的距离相同;CCD相机的镜头和激光测距仪均能够检测到成像屏;所述CCD相机与上位机连接。2.根据权利要求1所述的基于DIC测量技术的材料热膨胀测量装置,其特征在于所述热电偶采用铂铑-铂热电偶。3.根据权利要求1所述的基于DIC测量技术的材料热膨胀测量装...
【专利技术属性】
技术研发人员:何珺,陈学广,徐庆坤,彭会芬,王思翔,张昌,
申请(专利权)人:河北工业大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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