專利名稱：高溫應(yīng)變片性能參數(shù)測試裝置及其測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種測量裝置，具體是一種高溫應(yīng)變片性能參數(shù)測量裝置。
背景技術(shù)：
在核反應(yīng)堆系統(tǒng)調(diào)試中，為了監(jiān)測設(shè)備長期高溫受力的應(yīng)力情況，高溫 應(yīng)變測量是系統(tǒng)調(diào)試必不可少的一項(xiàng)重要工作。目前，常用的應(yīng)變片標(biāo)定裝
置類型集中體現(xiàn)在國標(biāo)"GB-T 13992-1992電阻應(yīng)變計(jì)"中，主要用于室溫 及中低溫度下的應(yīng)變片參數(shù)標(biāo)定，而不適宜高溫應(yīng)變片的參數(shù)標(biāo)定，在高溫 下其性能和精度無法保障。常用的各種應(yīng)變片標(biāo)定裝置，加載方式只有力加 載或位移加載兩種方式中的一種。位移加載時(shí)位移值的測量均采用千分表或 三點(diǎn)撓度儀，在高溫下這種位移測量方式實(shí)施不便，測量精度較差；在對(duì)應(yīng) 變片進(jìn)行高溫穩(wěn)定化處理時(shí)，須進(jìn)行多次高溫循環(huán)，并同時(shí)測定其有關(guān)特性 參數(shù)的變化，測試高溫應(yīng)變片的熱輸出和熱滯后參數(shù)，其前提是把應(yīng)變片安 裝在相應(yīng)的材料試件上，目前都是將應(yīng)變片安裝(粘貼或焊接)在與被測結(jié) 構(gòu)同種材料上，在一定的溫度循環(huán)中，測定應(yīng)變片的輸出值，但是，應(yīng)變片 一旦被安裝在試件上就無法取下再用，這使得應(yīng)變片在檢測過后即成為廢 品，無法再用，因而一批應(yīng)變片只能抽樣標(biāo)定，成本高、代表性差，特別是 在分散度很大的情況下，誤差更大；更無法實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)變片的逐片考驗(yàn)、穩(wěn)定 化處理和逐片修正。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種反應(yīng)堆調(diào)試時(shí)，可滿足對(duì)設(shè)備進(jìn)行長期高 溫應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測需求的高溫應(yīng)變片性能參數(shù)測量裝置，為長期高溫應(yīng)變監(jiān)測 提供數(shù)據(jù)修正。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種高溫應(yīng)變片性能參數(shù)測試裝置，其特征在于所述的測試裝置由加 熱系統(tǒng)、保溫系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)和加載系統(tǒng)組成；加熱 系統(tǒng)位于裝置的中心，與溫控系統(tǒng)連接；在加熱系統(tǒng)的內(nèi)部套裝有支撐系統(tǒng)，保溫系統(tǒng)位于加熱系統(tǒng)的外側(cè)；循環(huán)系統(tǒng)與加熱系統(tǒng)連通，加載系統(tǒng)與支撐 系統(tǒng)連接；其中
加熱系統(tǒng)由環(huán)形爐瓦、熱屏蔽區(qū)和爐腔構(gòu)成；在環(huán)形爐瓦上纏有鎳 絡(luò)電爐絲，熱屏蔽區(qū)位于環(huán)形爐瓦的內(nèi)側(cè)，在熱屏蔽區(qū)上有一個(gè)凸臺(tái)，爐腔 為由熱屏蔽區(qū)所圍成的內(nèi)側(cè)空間構(gòu)成的加熱空間；
保溫系統(tǒng)由耐火保溫材料硅鋁質(zhì)纖維氈、上端蓋、爐壁、支撐腿、筒 座和封座構(gòu)成；硅鋁質(zhì)纖維氈填充于加熱系統(tǒng)的外圍和上下兩端，硅鋁質(zhì)纖 維氈外圍被爐壁封裝，爐壁上下兩端用上端蓋和下端蓋壓緊封裝，下端蓋坐 落在筒座上，筒座焊接于支撐腿上，封座塞在爐腔的上下兩端，分別被上端 蓋和下端蓋壓緊；
溫控系統(tǒng)由主控?zé)犭娕己蜏囟瓤刂破鳂?gòu)成；控?zé)犭娕疾迦霠t腔，爐腔 與溫度控制器相連；
循環(huán)系統(tǒng)由內(nèi)循環(huán)通道和外循環(huán)通道構(gòu)成；爐腔、熱屏蔽區(qū)與爐瓦之 間的間隙連接形成內(nèi)循環(huán)通道，內(nèi)循環(huán)通道和外循環(huán)通道通過氣腔連接；
支撐系統(tǒng)由支撐圓筒構(gòu)成，整體座落于熱屏蔽區(qū)內(nèi)部的凸臺(tái)上；焊接 有高溫應(yīng)變片的等強(qiáng)度標(biāo)定梁通過螺栓固定于支撐圓筒上；
加載系統(tǒng)由位移加載器和砝碼力加載拉桿構(gòu)成；位移加載器具有手柄； 碼力加載拉桿與砝碼連接，并由支架支撐。
其附加特征在于
所述的測試裝置具有使用時(shí)與專用桿連接的專用夾具，專用桿在使用時(shí) 放置于爐腔內(nèi)，不使用時(shí)放置于裝置外。
所述測試裝置的專用夾具由壓塊和槽座構(gòu)成；壓塊具有兩個(gè)，分別通過 螺栓固定在槽座的兩邊，在槽座的中間裝有與專用桿連接的螺栓；專用桿由 提環(huán)、座塊、提桿和擋塊構(gòu)成；提環(huán)和擋塊均焊接于提桿上；專用夾具通過 裝在槽座中間的螺栓插入座塊和提桿與專用桿連接。
一種應(yīng)用高溫應(yīng)變片性能參數(shù)測試裝置的測試方法，其特征在于所述 測試方法的步驟如下
第一步將高溫應(yīng)變片點(diǎn)焊于等強(qiáng)度標(biāo)定梁上，等強(qiáng)度標(biāo)定梁的受拉和受壓側(cè)分別點(diǎn)焊數(shù)量相等的高溫應(yīng)變片，接入靜態(tài)應(yīng)變儀；若測試熱輸出和 熱滯后參數(shù)，則不需將高溫應(yīng)變片點(diǎn)焊，僅需將高溫應(yīng)變片用專用夾具夾持, 夾緊高溫應(yīng)變片的基底邊緣；
第二步將等強(qiáng)度標(biāo)定梁裝入支撐筒，并用螺栓固定成懸臂梁，在螺栓 上均涂石墨粉；若測試熱輸出和熱滯后參數(shù)，則將夾具用螺釘固定于專用桿 上；
第三步將支撐筒放入熱屏蔽區(qū)內(nèi)固定好，視加載方式不同，選擇套上 位移加載器或裝入砝碼力加載拉桿；若測試熱輸出和熱滯后參數(shù)，則將專用 桿放入熱屏蔽區(qū)，而不需要裝上位移加載器或砝碼力加載拉桿；
第四步打開裝置的電源開關(guān)，加熱系統(tǒng)開始對(duì)爐腔進(jìn)行加熱；
第五步將預(yù)設(shè)好試驗(yàn)需要的溫度點(diǎn)，并預(yù)先進(jìn)行控溫整定過的溫度 PID控制器設(shè)定升溫速率，啟動(dòng)溫度控制，使?fàn)t腔內(nèi)的溫度按要求變化，測 高溫蠕變時(shí)，溫度恒定于一高溫點(diǎn)；
第六步在溫度到達(dá)預(yù)定的溫度點(diǎn)平穩(wěn)后進(jìn)行相應(yīng)的加卸載操作；若用 位移加載，則旋轉(zhuǎn)位移加載器的手柄，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)手柄為加載，順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 手柄為卸載；旋轉(zhuǎn)一圈手柄，使等強(qiáng)度標(biāo)定梁上受拉和受壓的應(yīng)變改變50 個(gè)微應(yīng)變；每次旋轉(zhuǎn)位移加載器的手柄時(shí)，都要使手柄上的刻度圓盤上的刻 度轉(zhuǎn)回到初始值；若用力加載，則將標(biāo)準(zhǔn)重量的砝碼按需要數(shù)量逐個(gè)加到托 盤上，砝碼放到托盤上以后，使托盤平穩(wěn)不動(dòng)；若測試熱輸出和熱滯后參數(shù)， 則不需要加載荷；
第七步測量在各級(jí)溫度下高溫應(yīng)變片產(chǎn)生的應(yīng)變；
第八步數(shù)據(jù)處理，獲得高溫應(yīng)變片的各項(xiàng)性能參數(shù)，其中恒高溫下位 移加載測得的蠕變數(shù)據(jù)為高溫應(yīng)變片自身的蠕變參數(shù)，力加載測得的蠕變數(shù) 據(jù)為等強(qiáng)度標(biāo)定梁的材料和高溫應(yīng)變片自身的蠕變量之和，兩者之差即為高 溫下等強(qiáng)度標(biāo)定梁的材料蠕變參數(shù)。
其附加特征在于
所述測試方法第二步中使用的夾具具有12個(gè)，悉數(shù)用螺釘固定于專用 桿上。所述測試裝置的基本技術(shù)參數(shù)為-
a. 應(yīng)變片最高標(biāo)定工作溫度700°C;
b. 應(yīng)變片工作區(qū)溫度不均勻度不超過土1。C; C.應(yīng)變場額定應(yīng)變?yōu)椤?000微應(yīng)變；
d. 標(biāo)定梁工作區(qū)應(yīng)變場不均勻度在0.2% ~ 0.5%內(nèi)；
e. 位移加載器最大位移加載量20mm，加載精度IO微米；
f. 最大力加載量298.7N;
g. 最大熱功率為7kW。
本發(fā)明的效果在于采用本發(fā)明的高溫應(yīng)變片性能參數(shù)測試裝置，可對(duì) 高溫應(yīng)變片的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，如熱輸出、熱滯后、靈敏系數(shù)隨溫度的變化、 零漂、高溫應(yīng)變片自身的蠕變數(shù)據(jù)等進(jìn)行測試，測試精度和可靠度高，試驗(yàn) 結(jié)果高溫重復(fù)性好。本高溫應(yīng)變片性能參數(shù)測試裝置特設(shè)的專用夾具，可以 實(shí)現(xiàn)高溫應(yīng)變片熱輸出的逐片標(biāo)定，并使高溫應(yīng)變片在標(biāo)定后還可再用；同 時(shí)還可以對(duì)高溫應(yīng)變片的熱輸出及熱滯后性能進(jìn)行穩(wěn)定化處理。


圖1是本發(fā)明的高溫應(yīng)變片性能參數(shù)測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本發(fā)明的高溫應(yīng)變片性能參數(shù)測試裝置的專用夾具示意圖。 圖3是本發(fā)明的高溫應(yīng)變片性能參數(shù)測試裝置的專用桿示意圖。 圖中1爐瓦；2電爐絲；3.熱屏蔽區(qū)；4.熱屏蔽區(qū)凸臺(tái)；5.爐腔；6. 耐火保溫材料；7.熱電偶；8.溫度控制器；9.內(nèi)循環(huán)通道；IO.氣腔；11.支撐 圓筒；12.高溫應(yīng)變片；13.等強(qiáng)度標(biāo)定梁；14.螺栓；15.位移加載器；16.砝 碼力加載拉桿；17.砝碼；18.支架；19.上端蓋；20.爐壁；21.支撐腿；22.筒 座；23.外循環(huán)通道；24.封座；25.靜態(tài)應(yīng)變儀；26.夾具；27.專用桿；28.下 端蓋；29.壓塊；30.槽座；31.提環(huán)；32.座塊；33.提桿；擋塊34。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明的高溫應(yīng)變片性能參數(shù)測試裝置由加熱系統(tǒng)、保溫 系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)和加載系統(tǒng)組成。加熱系統(tǒng)位于裝置
的中心，與溫控系統(tǒng)連接；在加熱系統(tǒng)的內(nèi)部套裝有支撐系統(tǒng)，保溫系統(tǒng)位于加熱系統(tǒng)的外側(cè)；循環(huán)系統(tǒng)與加熱系統(tǒng)連通，加載系統(tǒng)與支撐系統(tǒng)連接。 其中
加熱系統(tǒng)由環(huán)形爐瓦l、熱屏蔽區(qū)3和爐腔5構(gòu)成，位于裝置的中心； 環(huán)形爐瓦l用剛玉制成，在環(huán)形爐瓦1上纏有鎳鉻電爐絲2，通過電加熱達(dá) 到規(guī)定的溫度；環(huán)形爐瓦1的內(nèi)側(cè)為環(huán)形的熱屏蔽區(qū)3，熱屏蔽區(qū)3的內(nèi)部 有一個(gè)凸臺(tái)4，熱屏蔽區(qū)3所圍成的內(nèi)側(cè)空間構(gòu)成加熱空間即爐腔5，試驗(yàn)
件置于爐腔5內(nèi)；在熱屏蔽區(qū)3和爐瓦1之間有一定的間隙；加熱系統(tǒng)熱功
率為7kW。
保溫系統(tǒng)由耐火保溫材料硅鋁質(zhì)纖維氈6、上端蓋19、爐壁20、支撐 腿21、筒座22、封座24和下端蓋28構(gòu)成；硅鋁質(zhì)纖維氈6填充于加熱系 統(tǒng)的外圍和上下兩端，硅鋁質(zhì)纖維氈6外圍被爐壁20封裝，爐壁20上下兩 端用上端蓋19和下端蓋28壓緊封裝，下端蓋28坐落在筒座22上，筒座22 焊接于支撐腿21上，封座24塞在爐腔5的上下兩端，分別被上端蓋19和 下端蓋28壓緊。
溫控系統(tǒng)由主控?zé)犭娕?和溫度控制器8構(gòu)成；其中溫度控制器8采 用0.1級(jí)高精度PID溫度調(diào)節(jié)器SR253進(jìn)行溫度控制，主控?zé)犭娕?插入爐 腔5，獲得爐腔內(nèi)的實(shí)時(shí)溫度，爐腔5與溫度控制器8相連；將實(shí)時(shí)溫度反 饋回溫度控制器8，使其自動(dòng)按要求調(diào)節(jié)溫度，溫度控制器8在700°C時(shí)的 控制精度為士0.1。C。
循環(huán)系統(tǒng)由內(nèi)循環(huán)通道9和外循環(huán)通道23構(gòu)成；循環(huán)系統(tǒng)可以使裝 置內(nèi)溫度場均勻；爐腔5、熱屏蔽區(qū)3與爐瓦1間的間隙連接形成內(nèi)循環(huán)通 道9，與外循環(huán)通道23通過氣腔10連接；在氣腔10處使用高溫風(fēng)機(jī)產(chǎn)生強(qiáng) 迫流動(dòng)。
支撐系統(tǒng)由支撐圓筒圓11構(gòu)成，整體座落于熱屏蔽區(qū)3內(nèi)部的凸臺(tái)4 上；焊接有高溫應(yīng)變片12的等強(qiáng)度標(biāo)定梁13，通過螺栓14固定于支撐圓筒 11上；支撐系統(tǒng)用于固定爐腔5內(nèi)的試驗(yàn)件，以便加載。
加載系統(tǒng)由位移加載器15和砝碼力加載拉桿16構(gòu)成；砝碼力加載拉 桿16與砝碼17連接，并由支架18支撐。加載系統(tǒng)為固定在支撐系統(tǒng)上的等強(qiáng)度標(biāo)定梁13施加載荷，以使其梁 上下表面產(chǎn)生均勻的機(jī)械應(yīng)變場；加載系統(tǒng)具有位移載荷和力載荷兩種加載 方式，不同時(shí)施加，分別用于不同的目的， 一是通過給定位移加載量，形成 恒定應(yīng)變場，測定應(yīng)變片在高溫下包括應(yīng)變片蠕變在內(nèi)的工作特性，二是通 過給定力加載量，形成恒定應(yīng)力場，測定標(biāo)定梁13材料在高溫條件下的蠕 變特性；位移加載采用位移加載器15，其位移加載精度10微米，達(dá)到額定 應(yīng)變的最大加載量20mm，力加載采用砝碼加載，達(dá)到額定應(yīng)變的最大加載 量298.7N。
為解決高溫應(yīng)變片性能穩(wěn)定化處理時(shí)，應(yīng)變片一旦被安裝在試件上就無 法取下再用的問題，本發(fā)明采用以夾代焊，設(shè)計(jì)了如圖2所示的專用夾具。 專用夾具26由壓塊29和槽座30構(gòu)成；壓塊29具有兩個(gè)，分別通過螺栓14 固定在槽座30的兩邊，在槽座30的中間還裝有與專用桿27連接的螺栓14; 專用桿27在使用時(shí)放置于爐腔5內(nèi)，不使用時(shí)放置于裝置外，專用桿27如 圖3所示，由提環(huán)31、座塊32、提桿33和擋塊34構(gòu)成；提環(huán)31和擋塊34 均焊接于提桿33上；專用夾具26通過裝在槽座30中間的螺栓14、座塊32 和提桿33與專用桿27連接。
使用時(shí)，把高溫應(yīng)變片12安裝在夾具26上，把高溫應(yīng)變片12夾緊， 再將安裝高溫應(yīng)變片的夾具放在試驗(yàn)裝置中，專門用于標(biāo)定高溫應(yīng)變片的熱 輸出和熱滯后。夾具與被測結(jié)構(gòu)為同種材料，以模擬實(shí)測中真實(shí)熱輸出和分 散度，使基底更真實(shí)地傳遞應(yīng)變，而且夾具的結(jié)構(gòu)形式和夾緊力既能保證壓 力均勻，有足夠的抗剪力，又不會(huì)給應(yīng)變片基底造成損傷。嚴(yán)格按規(guī)定的溫 度進(jìn)行熱循環(huán)及穩(wěn)定化處理，同時(shí)監(jiān)測應(yīng)變片工作特性曲線隨每次溫度循環(huán) 的改變，實(shí)現(xiàn)高溫應(yīng)變片的逐片測試，并使其經(jīng)測試后仍可再使用，且可使 熱輸出曲線的線性度改善、穩(wěn)定，重復(fù)性變好。
高溫應(yīng)變片性能參數(shù)測試裝置的基本技術(shù)參數(shù)如下
1. 應(yīng)變片最高標(biāo)定工作溫度700°C;
2. 應(yīng)變片工作區(qū)溫度不均勻度不超過± rc;
3. 應(yīng)變場額定應(yīng)變正負(fù)1000微應(yīng)變；4. 標(biāo)定梁工作區(qū)應(yīng)變場不均勻度在0.2% ~ 0.5%內(nèi)；
5. 位移加載器最大位移加載量20mm，加載精度10微米；
6. 最大力加載量298.7N。
7. 最大熱功率7kW
應(yīng)用本發(fā)明的高溫應(yīng)變片性能參數(shù)測試裝置，進(jìn)行參數(shù)測試的步驟如
下
第一步將高溫應(yīng)變片12點(diǎn)焊于等強(qiáng)度標(biāo)定梁13上，等強(qiáng)度標(biāo)定梁13 的受拉和受壓側(cè)分別點(diǎn)悍數(shù)量相等的高溫應(yīng)變片12，接入靜態(tài)應(yīng)變儀25; 若測試熱輸出和熱滯后參數(shù)，則不需將高溫應(yīng)變片12點(diǎn)焊，僅需將高溫應(yīng) 變片12用專用夾具26夾持，夾緊高溫應(yīng)變片12的基底邊緣；
第二步:將等強(qiáng)度標(biāo)定梁13裝入支撐筒ll，并用螺栓14固定成懸臂梁，
螺栓14上均涂石墨粉以防止高溫咬死；若測試熱輸出和熱滯后參數(shù)，則將
12個(gè)夾具悉數(shù)用螺釘固定于專用桿27上；
第三步將支撐筒11放入熱屏蔽區(qū)3內(nèi)固定好，視加載方式不同，選 擇套上位移加載器15或裝入力加載拉桿16;若測試熱輸出和熱滯后參數(shù)， 則將專用桿27放入熱屏蔽區(qū)3，不需要裝上位移加載器15或力加載拉桿16; 第四步打開裝置的電源開關(guān)，加熱系統(tǒng)開始對(duì)爐腔5進(jìn)行加熱； 第五步將預(yù)設(shè)好試驗(yàn)需要的溫度點(diǎn)，并預(yù)先進(jìn)行控溫整定過的溫度
PID控制器設(shè)定升溫速率，啟動(dòng)溫度控制，使?fàn)t腔5內(nèi)的溫度按要求變化， 測高溫蠕變時(shí)，溫度恒定于一高溫點(diǎn)；
第六步在溫度到達(dá)預(yù)定的溫度點(diǎn)平穩(wěn)后進(jìn)行相應(yīng)的加卸載操作；若用 位移加載，則旋轉(zhuǎn)位移加載器15的手柄，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)手柄為加載，順時(shí)針 旋轉(zhuǎn)手柄為卸載；旋轉(zhuǎn)一圈手柄，可以使等強(qiáng)度標(biāo)定梁13上受拉和受壓的 應(yīng)變改變50個(gè)微應(yīng)變；每次旋轉(zhuǎn)位移加載器15的手柄時(shí)，都要使手柄上的 刻度圓盤上的刻度轉(zhuǎn)回到初始值；若用力加載，則將標(biāo)準(zhǔn)重量的砝碼按需要 數(shù)量逐個(gè)加到托盤上，砝碼放到托盤上以后，要求使托盤平穩(wěn)不動(dòng)；若測試 熱輸出和熱滯后參數(shù)，此步?jīng)]有相應(yīng)的加載操作，不需要加載荷；
第七步測量在各級(jí)溫度下高溫應(yīng)變片12產(chǎn)生的應(yīng)變；第八步數(shù)據(jù)處理，獲得高溫應(yīng)變片12的各項(xiàng)性能參數(shù)；其中恒高溫 下位移加載測得的蠕變數(shù)據(jù)，為高溫應(yīng)變片12自身的蠕變參數(shù)；力加載測 得的蠕變數(shù)據(jù)，為等強(qiáng)度標(biāo)定梁13的材料和高溫應(yīng)變片12自身的蠕變量之 和，兩者之差即為高溫下等強(qiáng)度標(biāo)定梁13的材料蠕變參數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種高溫應(yīng)變片性能參數(shù)測試裝置，其特征在于所述的測試裝置由加熱系統(tǒng)、保溫系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)和加載系統(tǒng)組成；加熱系統(tǒng)位于裝置的中心，與溫控系統(tǒng)連接；在加熱系統(tǒng)的內(nèi)部套裝有支撐系統(tǒng)，保溫系統(tǒng)位于加熱系統(tǒng)的外側(cè)；循環(huán)系統(tǒng)與加熱系統(tǒng)連通，加載系統(tǒng)與支撐系統(tǒng)連接；其中加熱系統(tǒng)由環(huán)形爐瓦(1)、熱屏蔽區(qū)(3)和爐腔(5)構(gòu)成；在環(huán)形爐瓦(1)上纏有鎳鉻電爐絲(2)，熱屏蔽區(qū)(3)位于環(huán)形爐瓦(1)的內(nèi)側(cè)，在熱屏蔽區(qū)(3)上有一個(gè)凸臺(tái)(4)，爐腔(5)為由熱屏蔽區(qū)(3)所圍成的內(nèi)側(cè)空間構(gòu)成的加熱空間；保溫系統(tǒng)由耐火保溫材料硅鋁質(zhì)纖維氈(6)、上端蓋(19)、爐壁(20)、支撐腿(21)、筒座(22)和封座(24)構(gòu)成；硅鋁質(zhì)纖維氈(6)填充于加熱系統(tǒng)的外圍和上下兩端，硅鋁質(zhì)纖維氈(6)外圍被爐壁(20)封裝，爐壁(20)上下兩端用上端蓋(19)和下端蓋(28)壓緊封裝，下端蓋(28)坐落在筒座(22)上，筒座(22)焊接于支撐腿(21)上，封座(24)塞在爐腔(5)的上下兩端，分別被上端蓋(19)和下端蓋(28)壓緊；溫控系統(tǒng)由主控?zé)犭娕?7)和溫度控制器(8)構(gòu)成；主控?zé)犭娕?7)插入爐腔(5)，爐腔(5)與溫度控制器(8)相連；循環(huán)系統(tǒng)由內(nèi)循環(huán)通道(9)和外循環(huán)通道(23)構(gòu)成；爐腔(5)、熱屏蔽區(qū)(3)與爐瓦(1)之間的間隙連接形成內(nèi)循環(huán)通道(9)，內(nèi)循環(huán)通道(9)和外循環(huán)通道(23)通過氣腔(10)連接；支撐系統(tǒng)由支撐圓筒(11)構(gòu)成，整體座落于熱屏蔽區(qū)(3)內(nèi)部的凸臺(tái)(4)上；焊接有高溫應(yīng)變片(12)的等強(qiáng)度標(biāo)定梁(13)通過螺栓(14)固定于支撐圓筒(11)上；加載系統(tǒng)由位移加載器(15)和砝碼力加載拉桿(16)構(gòu)成；位移加載器(15)具有手柄；砝碼力加載拉桿(16)與砝碼(17)連接，并由支架(18)支撐。
2.按照權(quán)利要求1所述的高溫應(yīng)變片性能參數(shù)測試裝置，其特征在于所述的測試裝置具有使用時(shí)與專用桿(27)連接的專用夾具(26)，專用桿 (27)在使用時(shí)放置于爐腔(5)內(nèi)，不使用時(shí)放置于裝置外。
3. 按照權(quán)利要求2所述的高溫應(yīng)變片性能參數(shù)測試裝置，其特征在于: 所述測試裝置的專用夾具(26)由壓塊(29)和槽座(30)構(gòu)成；壓塊(29) 具有兩個(gè)，分別通過螺栓(14)固定在槽座(30)的兩邊，在槽座(30)的 中間裝有與專用桿(27)連接的螺栓(14);專用桿(27)由提環(huán)(31)、座 塊(32)、提桿(33)和擋塊(34)構(gòu)成；提環(huán)(31)和擋塊(34)均焊接 于提桿(33)上；專用夾具(26)通過裝在槽座(30)中間的螺栓(14)插 入座塊(32)和提桿(33)與專用桿(27)連接。
4. 一種應(yīng)用高溫應(yīng)變片性能參數(shù)測試裝置的測試方法，其特征在于 所述測試方法的步驟如下第一步將高溫應(yīng)變片(12)點(diǎn)焊于等強(qiáng)度標(biāo)定梁(13)上，等強(qiáng)度標(biāo) 定梁(13)的受拉和受壓側(cè)分別點(diǎn)焊數(shù)量相等的高溫應(yīng)變片(12)，接入靜 態(tài)應(yīng)變儀(25);若測試熱輸出和熱滯后參數(shù)，則不需將高溫應(yīng)變片(12) 點(diǎn)焊，僅需將高溫應(yīng)變片(12)用專用夾具(26)夾持，夾緊高溫應(yīng)變片(12) 的基底邊緣；第二步將等強(qiáng)度標(biāo)定梁(13)裝入支撐筒(11)，并用螺栓(14)固 定成懸臂梁，在螺栓(14)上均涂石墨粉；若測試熱輸出和熱滯后參數(shù)，則 將夾具用螺釘固定于專用桿(27)上；第三步將支撐筒(11)放入熱屏蔽區(qū)(3)內(nèi)固定好，視加載方式不 同，選擇套上位移加載器(15)或裝入砝碼力加載拉桿(16);若測試熱輸 出和熱滯后參數(shù)，則將專用桿(27)放入爐腔(5)內(nèi)，而不需要裝上位移 加載器(15)或砝碼力加載拉桿(16);第四步打開裝置的電源開關(guān)，加熱系統(tǒng)開始對(duì)爐腔(5)進(jìn)行加熱；第五步將預(yù)設(shè)好試驗(yàn)需要的溫度點(diǎn)，并預(yù)先進(jìn)行控溫整定過的溫度 PID控制器設(shè)定升溫速率，啟動(dòng)溫度控制，使?fàn)t腔(5)內(nèi)的溫度按要求變 化，測高溫蠕變時(shí)，溫度恒定于一高溫點(diǎn)；第六步在溫度到達(dá)預(yù)定的溫度點(diǎn)平穩(wěn)后進(jìn)行相應(yīng)的加卸載操作；若用位移加載，則旋轉(zhuǎn)位移加載器(15)的手柄，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)手柄為加載，順時(shí) 針旋轉(zhuǎn)手柄為卸載；旋轉(zhuǎn)一圈手柄，使等強(qiáng)度標(biāo)定梁(13)上受拉和受壓的 應(yīng)變改變50個(gè)微應(yīng)變；每次旋轉(zhuǎn)位移加載器(15)的手柄時(shí)，都要使手柄 上的刻度圓盤上的刻度轉(zhuǎn)回到初始值；若用力加載，則將標(biāo)準(zhǔn)重量的砝碼 (17)按需要數(shù)量逐個(gè)加到托盤上，砝碼(17)放到托盤上以后，使托盤平 穩(wěn)不動(dòng)；若測試熱輸出和熱滯后參數(shù)，則不需要加載荷；第七步測量在各級(jí)溫度下高溫應(yīng)變片(12)產(chǎn)生的應(yīng)變； 第八步數(shù)據(jù)處理，獲得高溫應(yīng)變片(12)的各項(xiàng)性能參數(shù)，其中恒高 溫下位移加載測得的蠕變數(shù)據(jù)為高溫應(yīng)變片(12)自身的蠕變參數(shù)，力加載 測得的蠕變數(shù)據(jù)為等強(qiáng)度標(biāo)定梁(13)的材料和高溫應(yīng)變片(12)自身的蠕 變量之和，兩種方式加載得到的蠕變量之差即為高溫下等強(qiáng)度標(biāo)定梁(13) 的材料蠕變量。
5. 按照權(quán)利要求3所述的高溫應(yīng)變片性能參數(shù)測試裝置的測試方法,其 特征在于所述測試方法第二步中使用的夾具具有12個(gè)，悉數(shù)用螺釘固定 于專用桿(27)上。
6. 按照權(quán)利要求3或4所述的高溫應(yīng)變片性能參數(shù)測試裝置的測試方 法，其特征在于所述測試裝置的基本技術(shù)參數(shù)為a. 應(yīng)變片最高標(biāo)定工作溫度700°C;b. 應(yīng)變片工作區(qū)溫度不均勻度不超過±1°<3;c. 應(yīng)變場額定應(yīng)變?yōu)椤?1000微應(yīng)變；d. 標(biāo)定梁工作區(qū)應(yīng)變場不均勻度在0.2% ~ 0.5%內(nèi)；e. 位移加載器最大位移加載量20mm，加載精度10微米；f. 最大力加載量298.7N;g. 最大熱功率為7kW。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高溫應(yīng)變片性能參數(shù)測試裝置及其測試方法。高溫應(yīng)變片性能參數(shù)測試裝置由加熱系統(tǒng)、保溫系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)和加載系統(tǒng)組成。使用該裝置及其測試方法可測試高溫應(yīng)變片的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)如零漂、熱輸出、熱滯后、機(jī)械滯后、靈敏系數(shù)隨溫度的變化、高溫應(yīng)變片的蠕變、實(shí)測對(duì)象材料做成的等強(qiáng)度標(biāo)定梁的蠕變等。測試精度高、高溫重復(fù)性好，試驗(yàn)結(jié)果可靠，為長期高溫應(yīng)變監(jiān)測提供了數(shù)據(jù)修正。
文檔編號(hào)G01N3/18GK101614640SQ200910060139
公開日2009年12月30日 申請日期2009年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月28日
發(fā)明者何承義, 劉梓才, 盧琰琰, 李錫華 申請人:中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院