一种77K环境下超导材料的力学性能试验系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种77K环境下超导材料的力学性能试验系统，包括用于为超导材料试样提供77K连续降温环境的环境箱，输出口通过管道与所述环境箱的输入口连接、且用于向环境箱提供液氮的液氮罐，分别通过导线与环境箱及液氮罐连接、且用于控制环境箱及液氮罐的内部温度的温度控制箱，与环境箱轴承连接的循环风机，以及设置在环境箱中的低温引伸计。本实用新型专利技术所述77K环境下超导材料的力学性能试验系统，可以克服现有技术中适用范围小、测量精度低、成本高与试验时间长等缺陷，以实现适用范围大、测量精度高、成本低与试验时间短的优点。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及超导材料测量技术，具体地，涉及一种77K环境下超导材料的力学性能试验系统。
技术介绍
目前，在超导材料测量技术中，浸泡式低温下力学性能测试技术，是针对于特殊环境下超导材料的力学性能测试技术。上述浸泡式低温下力学性能测试技术，具体包括将试件放置到盛有低温冷却剂的杜瓦瓶内，运用外部的试样、并对试样进行拉伸，以测试试样在某一特定温度下试样的力学性能。在实现本技术的过程中，专利技术人发现，上述浸泡式低温下力学性能测试技术， 至少存在以下缺陷⑴适用范围小只能在特定温度环境下进行试验，不能在变温度环境下进行试验；⑵测量精度低若采用浸泡式，样品需泡到冷却剂(如液氮)中，冷却剂会产生一定的浮力，影响变形传感器(应变仪)的测量精度；另外，浸泡式试验降温速率是一个未知的量，试样中无法精确控制，因此，对于那些对降温速率敏感的材料，大大影响其测量精度；⑶成本高浸泡式试验前需要把测试试样浸泡到冷却剂中，试验结束后，冷却剂不能回收，造成一定的经济损失；⑷试验时间长测试试样与试验夹具连接时，由于人为的因素，难免会发生试样脱落，若采用浸泡式，当试样脱落时，重新连接试验时，需要相当繁琐的过程，大大的浪费了试验时间。
技术实现思路
本技术的目的在于，针对上述问题，提出一种77K环境下超导材料的力学性能试验系统，以实现适用范围大、测量精度高、成本低与试验时间短的优点。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是一种77K环境下超导材料的力学性能试验系统，包括用于为超导材料试样提供77K连续降温环境的环境箱，输出口通过管道与所述环境箱的输入口连接、且用于向环境箱提供液氮的液氮罐，分别通过导线与环境箱及液氮罐连接、且用于控制环境箱及液氮罐的内部温度的温度控制箱，与环境箱轴承连接的循环风机，以及设置在环境箱中的低温引伸计。进一步地，在所述循环风机与环境箱之间，设有轴承座；在所述环境箱的内部，设有风循环组件；所述循环风机通过轴承座与风循环组件连接。进一步地，在所述环境箱的内部，设有与超导材料试样配合连接的力学性能测试组件。进一步地，所述力学性能测试组件，包括分别夹持在超导材料试样两端的上夹具体与下夹具体，设在所述下夹具体下端的下拉杆，以及自下向上依次配合设置在所述上夹具体上端的上拉杆、连接件与负荷传感器。进一步地，在所述环境箱的内部，设有与温度控制箱配合设置的温度控制组件。进一步地，所述温度控制组件包括端部伸出环境箱的至少一支温度传感器，每个温度传感器通过导线与温度控制箱的第一连接端连接。进一步地，所述温度控制组件还包括热补偿加热体，所述热补偿加热体通过导线与温度控制箱的第二连接端连接。进一步地，在所述液氮罐的内部，设有与液氮罐的输出口配合连接的液氮喷雾量控制装置；所述液氮喷雾量控制装置，通过波纹管与环境箱的输入口连接。进一步地，在所述液氮罐的内部，还设有热电偶，所述热电偶通过导线与温度控制箱的第三连接端连接。进一步地，所述环境箱的箱体为不锈钢箱体，在所述不锈钢箱体中填充有低导热系统发泡型绝缘体；所述不锈钢箱体具有前后分层设置的双层结构，所述双层结构包括用于放置超导材料试样与低温引伸计的前面一层、以及用于放置风循环组件的后面一层；在所述不锈钢箱体的顶部，设有用于自由拆装力学性能组件的凹槽结构。本技术各实施例的77K环境下超导材料的力学性能试验系统，由于包括用于为超导材料试样提供77K连续降温环境的环境箱，输出口通过管道与环境箱的输入口连接、且用于向环境箱提供液氮的液氮罐，分别通过导线与环境箱及液氮罐连接、且用于控制环境箱及液氮罐的内部温度的温度控制箱，与环境箱轴承连接的循环风机，以及设置在环境箱中的低温引伸计；可以提供更加宽范围的温度力学测试环境，温度测试范围为从 100°C _196°C，包含了高温区(100°C )、低温区(<-120°C)，超低温区(<-150°C)等多个温区；从而可以克服现有技术中适用范围小、测量精度低、成本高与试验时间长的缺陷，以实现适用范围大、测量精度高、成本低与试验时间短的优点。本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中图1为根据本技术77K环境下超导材料的力学性能试验系统的结构示意图。结合附图，本技术实施例中附图标记如下1-环境箱；2-循环风机；3-轴承座；4-下拉杆；5-下夹具体；6_超导材料试样； 7-上拉杆；8-连接件；9-负荷传感器；10-温度传感器；11-热补偿加热体；12-温度控制箱；13-液氮罐；14-液氮喷雾量控制装置；15-热电偶。具体实施方式以下结合附图对本技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。根据本技术实施例，提供了一种77K环境下超导材料的力学性能试验系统。 如图1所示，本实施例包括用于为超导材料试样6提供77K连续降温环境的环境箱1，输出口通过管道与环境箱1的输入口连接、且用于向环境箱1提供液氮的液氮罐13，分别通过导线与环境箱1及液氮罐13连接、且用于控制环境箱1及液氮罐13的内部温度的温度控制箱12，与环境箱1轴承连接的循环风机2，以及设置在环境箱1中的低温引伸计。进一步地，在上述实施例中，在循环风机2与环境箱1之间，设有轴承座3 ；在环境箱1的内部，设有风循环组件；循环风机2通过轴承座3与风循环组件连接。进一步地，在上述实施例中，在环境箱1的内部，设有与超导材料试样6配合连接的力学性能测试组件。其中，上述力学性能测试组件，包括分别夹持在超导材料试样6两端的上夹具体与下夹具体5，设在下夹具体5下端的下拉杆4，以及自下向上依次配合设置在上夹具体上端的上拉杆7、连接件8与负荷传感器9。进一步地，在上述实施例中，在环境箱1的内部，设有与温度控制箱12配合设置的温度控制组件。其中，上述温度控制组件包括温度控制组件包括端部伸出环境箱1的至少一支温度传感器(如温度传感器10)，每个温度传感器通过导线与温度控制箱12的第一连接端连接；温度控制组件还包括热补偿加热体11，所述热补偿加热体11通过导线与温度控制箱12 的第二连接端连接。进一步地，在上述实施例中，在液氮罐13的内部，设有与液氮罐13的输出口配合连接的液氮喷雾量控制装置14 ；液氮喷雾量控制装置14，通过波纹管与环境箱1的输入口连接；在液氮罐13的内部，还设有热电偶15，热电偶15通过导线与温度控制箱12的第三连接端连接。进一步地，在上述实施例中，环境箱1的箱体为不锈钢箱体，在不锈钢箱体中填充有低导热系统发泡型绝缘体；不锈钢箱体具有前后分层设置的双层结构，双层结构包括用于放置超导材料试样6与低温引伸计的前面一层、以及用于放置风循环组件的后面一层； 在不锈钢箱体的顶部，设有用于自由拆装力学性能组件的凹槽结构。在上述实施例中，环境箱1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：关明智，王省哲，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：实用新型
国别省市：