用于极端条件材料应变特性的测量装置，包括微机终端、TDS-150数据采集仪、变温变磁装置及其内的杜瓦套、低温腔体、样品导管、杜瓦盖、超导线圈、样品台接头和样品台；微机终端安装有数据采集分析系统；其中变温变磁装置中的低温腔内安装有样品导管、下部外围安装有超导线圈，在样品导管的顶端有传输应变片电信号的屏蔽电缆接口，下部有样品接头，样品接头的下端、有样品台安装槽，装有样品台；低温腔内壁安装了控磁线路；样品台的第一层样品安装区、感应模块、连接通道，第二层有发热片和热电偶，第三层为针脚孔，应变片感应模块中有应变片，二者均有感应丝连接到公共端；实现多物理场下对材料的应变特性进行测量。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】用于极端条件材料应变特性的测量装置，包括微机终端、TDS-150数据采集仪、变温变磁装置及其内的杜瓦套、低温腔体、样品导管、杜瓦盖、超导线圈、样品台接头和样品台；微机终端安装有数据采集分析系统；其中变温变磁装置中的低温腔内安装有样品导管、下部外围安装有超导线圈，在样品导管的顶端有传输应变片电信号的屏蔽电缆接口，下部有样品接头，样品接头的下端、有样品台安装槽，装有样品台；低温腔内壁安装了控磁线路；样品台的第一层样品安装区、感应模块、连接通道，第二层有发热片和热电偶，第三层为针脚孔，应变片感应模块中有应变片，二者均有感应丝连接到公共端；实现多物理场下对材料的应变特性进行测量。【专利说明】用于极端条件材料应变特性的测量装置
本专利技术涉及一种用于极端条件材料应变特性的测量装置；实现多物理场(如低温，强磁场)下对材料的应变特性进行测试的装置。
技术介绍
众所周知，在实验凝聚态物理和材料学的研究中，对金属材料、多功能合金以及复合材料等众多材料的静态应变特性，如磁致伸缩、热致伸缩等物理机理进行测试和研究是材料物理学基础研究的重要手段。利用这一手段还能够进一步确定材料在实际工程应用中的价值。然而，在实际的材料静态应变测试中通常需要测量材料在给定温度以及给定磁场等特殊条件进行，这种特殊的测试条件致使单一的应变测量设备无法满足测试需求，难于实现现代材料基础研究的测试手段。此外，就目前最新物性测量系统而言，美国量子设计公司(Quantum Design, Inc.)研发的物理性能测量系统(PPMS)提供了能够在变温和强变磁场环境中对材料的电学、磁学、热学、光电、形貌等各种物理性能测量的手段；英国Cryogenic公司研发和生产的无液氦低温强磁场物性测量系统同样也能在低温和强磁场环境中对材料的电学、磁学、热学等性能进行测量。然而，上述公司所报道的系列产品中并不包含多物理场下应变特性测量功能。因此，设计一台用于极端条件材料应变特性的测量装置来满足材料在不同环境下应变特性研究具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种用于极端条件材料应变特性的测量装置；以实现低温和强磁场条件下材料应变特性的测量，具有温度环境稳定、结构简单、实施过程容易、建设成本相对较低等优点。 技术方案:一种用于极端条件材料应变特性的测量装置，包括微机终端1、TDS-150数据采集仪3、变温变磁装置及其内的杜瓦套8、低温腔体24、样品导管10、杜瓦盖 11、超导线圈22、样品台接头21和样品台23 ;其中:所述杜瓦盖11通过第一法兰19密封地安装于杜瓦套8上端面从而形成一外腔体外腔体内装有杜瓦瓶9，杜瓦盖11中央开有一通孔，低温腔体24下端嵌入杜瓦盖11的通孔内并位于杜瓦瓶9内，一真空模块13位于低温腔体24上端，此真空模块13与低温腔体24之间通过密封环12连接，真空模块13上设置了用于抽气的真空泵接口 16、用于冲入氦气以清洗低温腔24的氦气供气端接口 17和控磁电路接口 14，超导线圈22缠绕于低温腔体24下部的外侧面，沿着低温腔24的内壁设有防护层保护下的超导线圈控制电路20，这些密封的超导线圈控制电路20紧贴腔体壁并连接至位于真空模块13处的控磁线路接口 14 ；所述样品导管10下端穿过真空模块13与密封环12进入到低温腔体24内，样品导管10的上端设有屏蔽电缆接口 15，屏蔽电缆接口 15用于将样品导管10内部的信号传输线路连接至温度与磁场控制模块6 ；所述样品台23分为三层，第一层26包括样品安装区域、应变片感应模块42、线路连接通道A和拓展线路连接通道B，第二层结构27中装配有用于控制样品的实验温度的发热片32和用于测温的热电偶31，第三层结构为针脚孔34，应变片感应模块42进一步包括测量应变片40、参考应变片41，测量应变片40与样品38表面粘贴测量应变片40与参考应变片41上均设置有应变感应丝43，测量应变片40的感应丝43两端通过导线分别连接到线路连接通道A中的负极端(V-)和连接通道A中的公共端(COM)，参考应变片41的应变感应丝43的两端通过导线分别连接到线路连接通道A中的正极端(V+)和连接通道A中的公共端(COM)；所述微机终端I通过GPIB转换接口 5与温度磁场控制模块6连接，温度磁场控制模块6连接到超导线圈22和热电偶31，微机终端I通过RS232C连接线2与TDS-150数据采集仪3连接，TDS-150数据采集仪3通过三通屏蔽电缆4连接到线路连接通道A的负极端(V-)、正极端(V+)和公共端(COM)。 杜瓦瓶9内部装有超过三分之二的液氦，这些液氦足以完全浸泡超导线圈22 ;密封环12与低温腔和真空模块之间的接触区域涂抹有真空硅脂层。 变温变磁装置中还有一限位环18 ;此限位环18侧面具有螺纹面，限位环18位于杜瓦盖11和低温腔体24之间，通过旋转限位环18可以使低温腔体24在竖直方向上下移动，并带动超导线圈22移动从而调整超导线圈22浸入液氦的深度。 样品台接头21两端面间制作有引线针脚29 ;样品台接头21上的安装槽25内制作的限位齿30。 样品台第二层结构27中的热电偶31与发热片32形成对称安装。样品台23的第三层结构28上制作有针脚引线焊点33和针脚孔34，针脚引线焊点33为第一层结构26和第二层结构27中电路的连接点，针脚孔34与样品台接头21上的引线针脚29 —一对应。样品台23的第一层结构由样品安装台36、样品粘贴区37和两个接线通道组成，每个通道中都有线路接线点39 ;其中通道A为应变片的引脚线路连接通道，通道B为样品台23扩展功能所用的接线通道。 上述引线针脚29中传输测量应变片40、参考应变片41中电流响应信号的针脚为 1、2、3号，用于传输热电偶31和发热片32的电流的针脚为8、9、10、11、12号,用于样品台21的扩展功能的针脚为4、5、6、7号。 后面根据装置结构，结合工作方式进一步说明:本技术专利技术的实施装置为多物理场下的应变测量系统，主要由变温变磁装置、TDS-150数据采集仪和微机终端组成。其中，微机终端安装有使用LabVIEW2013开发的数据采集分析系统。微机终端分别通过RS232C连接线和GPIB转换接口与TDS-150数据采集仪和变温变磁装置连接；数据采集分析系统分别从TDS-150数据采集仪和变温变磁装置中读取应变数据和温度/磁场强度，同时进行分析处理并输出相应的结果。 变温变磁装置主要由样品导管、提供低温条件的液氦杜瓦部分和提供强磁场的超导线圈构建。液氦杜瓦部分即制冷部分，是维持特定温度环境的各个组件的综合，由杜瓦套、杜瓦瓶、杜瓦盖、低温腔、真空模块和防漏气环等组件组成。真空模块的上下均为法兰结构，一侧有两个气路接口，分别用于连接真空泵和连接氦气供气端，另一侧有一个控磁电路接口。防漏气环与低温腔和真空模块之间的接触都涂抹真空硅脂以增强密封性。杜瓦盖的中央开有与低温腔外径一致的圆孔，低温腔通过这个圆孔插入到杜瓦瓶里面。由于限位环中设有密封螺纹旋转机构，通过旋转限位环可以使低温腔在竖直方向上下移动，而超导线圈固定于低温腔上，因此可通过杜瓦盖上的限位环控制附着在低温腔上的超导线圈浸入液氦的深度。样品导本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于极端条件材料应变特性的测量装置，其特征在于：包括微机终端(1)、TDS‑150数据采集仪（3）、变温变磁装置及其内的杜瓦套(8)、低温腔体(24)、样品导管(10)、杜瓦盖(11)、超导线圈(22)、样品台接头(21)和样品台(23)；其中：所述杜瓦盖(11)通过第一法兰(19)密封地安装于杜瓦套(8)上端面从而形成一外腔体外腔体内装有杜瓦瓶(9)，杜瓦盖(11)中央开有一通孔，低温腔体(24)下端嵌入杜瓦盖(11)的通孔内并位于杜瓦瓶(9)内，一真空模块(13)位于低温腔体(24)上端，此真空模块(13)与低温腔体(24)之间通过密封环(12)连接，真空模块(13)上设置了用于抽气的真空泵接口(16)、用于冲入氦气以清洗低温腔(24)的氦气供气端接口(17)和控磁电路接口(14)，超导线圈(22)缠绕于低温腔体(24)下部的外侧面，沿着低温腔(24)的内壁设有防护层保护下的超导线圈控制电路(20)，这些密封的超导线圈控制电路(20)紧贴腔体壁并连接至位于真空模块(13)处的控磁线路接口(14)；所述样品导管(10)下端穿过真空模块(13)与密封环(12)进入到低温腔体(24)内，样品导管(10)的上端设有屏蔽电缆接口(15)，屏蔽电缆接口(15)用于将样品导管(10)内部的信号传输线路连接至温度与磁场控制模块(6)；所述样品台(23)分为三层，第一层(26)包括样品安装区域、应变片感应模块(42)、线路连接通道A和拓展线路连接通道B，第二层结构(27)中装配有用于控制样品的实验温度的发热片(32)和用于测温的热电偶(31)，第三层结构为针脚孔(34)，应变片感应模块(42)进一步包括测量应变片(40)、参考应变片(41)，测量应变片(40)与样品(38)表面粘贴测量应变片(40)与参考应变片(41)上均设置有应变感应丝(43)，测量应变片(40)的感应丝(43)两端通过导线分别连接到线路连接通道A中的负极端(V‑)和连接通道A中的公共端(COM)，参考应变片(41)的应变感应丝(43)的两端通过导线分别连接到线路连接通道A中的正极端(V+)和连接通道A中的公共端(COM)；所述微机终端(1)通过GPIB转换接口(5)与温度磁场控制模块(6)连接，温度磁场控制模块(6)连接到超导线圈(22)和热电偶(31)，微机终端(1)通过RS232C连接线(2)与TDS‑150数据采集仪(1)连接，TDS‑150数据采集仪(1)通过三通屏蔽电缆(4)连接到线路连接通道A的负极端(V‑)、正极端(V+)和公共端(COM)。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐坤，李哲，张元磊，曹义明，
申请(专利权)人：曲靖师范学院，
类型：发明
国别省市：云南;53
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。