一种热膨胀系数高通量测试方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术为一种热膨胀系数高通量测试装置及方法。该装置包括单个CCD相机[1]、单个镜头[2]、单个滤波片[3]、两个平面反射镜[4]、单个三棱镜[5]、两个单色光源[7]和超高温加热装置[17]。所述热膨胀系数测量采用单相机三维非接触数字图像相关方法(DIC)，测试温度从室温至2500℃；首先在样品表面制备超高温散斑，经过CCD相机采集带散斑的样品后，利用3D‑DIC软件计算出三维应变场，然后经过深度学习神经网络对标热膨胀仪测试精度。一次可以实现2‑10个样品热膨胀系数高通量测试，该测试方法可以应用在航空航天材料、力学等领域，进行热膨胀系数高通量、高精度测量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航空航天材料，力学领域，具体涉及一种热膨胀系数高通量测试装置及方法。

技术介绍

1、在航空航天材料如树脂基复合材料、陶瓷基复合材料及高温合金材料的诸多物理或机械性能中，热膨胀系数(cte)是一个基本且关键的参数。准确测量cte对于设计材料稳定结构，避免结构屈曲，预测热环境下材料结构服役时的内应力等具有重要意义。材料热膨胀系数测量方法有传统的接触式热机械仪、热膨胀分析仪、应变片、电子散斑干涉仪(espi)、菲索干涉仪和激光干涉仪等。yoon等使用高温应变片测量碳纤维增强树脂复合材料(cfrp)在20至100℃之间的cte。但是高温应变片的制造、粘贴耗时、费力，经济和时间成本较高。此外，应变片的精度也受高温环境相关各种因素影响严重，包括对温度灵敏度的依赖性和复杂的热输出补偿等，因此，高温应变片的可信度较低。pirgon等人用菲索干涉仪测量cfrp在80-400℃范围内的cte，baschek等人利用激光干涉膨胀仪测量cfrp的cte。dudescu等使用相移espi测定单向和双向cfrp的cte。

2、由于这些干涉仪对环境要求较高，需本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种热膨胀系数高通量测试装置，其特征在于，该高通量测试装置包括单相机三维数字图像相关系统(3D-DIC)(10)、超高温加热装置(17)、相机支架(11)、同步触发器(19)和光学平台(15)；其中3D-DIC系统(10)包括一个CCD相机(1)、一个镜头(2)、一个紫外带通滤波片(3)、两个平面反射镜(4)、一个三棱镜(5)、两个单色光源(7)、一台计算机(8)和数据线(9)；超高温加热装置(17)包括超高温炉(12)和控制柜(16)；所述3D-DIC(10)用于透过高温炉窗口(14)采集放置在超高温炉(12)底部的样品(18)高温图像；所述超高温加热装置(17)用于多个样品加热环...

【技术特征摘要】

1.一种热膨胀系数高通量测试装置，其特征在于，该高通量测试装置包括单相机三维数字图像相关系统(3d-dic)(10)、超高温加热装置(17)、相机支架(11)、同步触发器(19)和光学平台(15)；其中3d-dic系统(10)包括一个ccd相机(1)、一个镜头(2)、一个紫外带通滤波片(3)、两个平面反射镜(4)、一个三棱镜(5)、两个单色光源(7)、一台计算机(8)和数据线(9)；超高温加热装置(17)包括超高温炉(12)和控制柜(16)；所述3d-dic(10)用于透过高温炉窗口(14)采集放置在超高温炉(12)底部的样品(18)高温图像；所述超高温加热装置(17)用于多个样品加热环境；所述高温炉窗口(13)用于观察样品；所述高温炉窗口(14)用于测量样品温度；所述相机支架(11)用于支撑相机(1)和镜头(2)；所述光学平台用于支撑单相机3d-dic系统(10)；所述紫外带通滤波片(3)用于屏蔽超高温热辐射；所述两个单色光源(7)用于向样品发出单色光；所述平面反射镜(4)用来反射从从样品反射的两个单色光源(7)的光，进入三棱镜(5)；所述三棱镜(5)用于反射来自于平面反射镜(4)的光，从而在相机(1)的靶面进行成像；并将采集到的图像实时传输到所述计算机(8)；所述同步触发器(19)用于保证相机(1)和控制柜(16)的同步数据；所述计算机(8)用于采集图像和计算应变；所述数据线(9)用于传输相机(1)采集的图像。

2.根据权利要求1所述的热膨胀系数高通量测试装置，其特征在于：所述的ccd相机为紫外相机。

3.根据权利要求1所述的热膨胀系数高通量测试装置，其特征在于：所述的一个镜头(2)为紫外镜头。

4.根据权利要求1所述的热膨胀系数高通量测试装置，其特征在于：所述与两个单色光源波长对...

【专利技术属性】
技术研发人员：董亚丽，李宜彬，康鹏，徐惠彬，
申请(专利权)人：天目山实验室，
类型：发明
国别省市：