[发明专利]自动控制疲劳测试液氮环境装置

说明书

技术领域

本发明涉及温度自动控制和试样固定装置领域，尤其涉及一种测试成本低且可实现液氮的自动补充的自动控制疲劳测试液氮环境装置。

背景技术

众所周知，温度环境装置是为了提供指定的恒定温度环境而设计的绝热装置。目前可实现低温环境下进行力学性能测试的装置为环境箱，其实现低温环境的原理主要是通过液氮注入环境箱内使其扩散均匀以达到低温效果。但是现有环境箱通常只能实现最低-110℃或-130℃以上的低温环境。而且为了适应试样、结构与试验机的装夹配套，环境箱上下设计为很大的通孔，在使用液氮制冷进行低温环境设置时，液氮很快就从上下端的空隙中挥发，为了保持恒定的低温环境，就需不断补充液氮，使得测试过程中液氮的消耗量非常大，测试成本很高。另外，环境箱由于上下通孔设计，只能单独设计固定架而无法直接固定到试验机上，使用不方便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动控制疲劳测试液氮环境装置，以解决现有技术中温度环境装置存在液氮消耗量大，测试成本高且使用不方便的技术问题。

为达到上述目的，本发明提供一种自动控制疲劳测试液氮环境装置，与试验机连接，包括：液氮环境箱，液位监控装置，自动控制液位开关，试样夹持装置和用以固定试样夹持装置与试验机的固定装置，液氮环境箱包括环境箱体和环境箱盖，环境箱体为内外两层包裹，中心为真空的中空结构，箱体上设置有液氮注入孔，环境箱盖与环境箱体连接，且其上设置有四个第一通孔，一个第二通孔和一个第三通孔；自动控制液位开关设置在环境箱体内；液位监控装置穿设于第二通孔与自动控制液位开关连接；试样夹持装置包括上夹头和下夹头，下夹头设置在环境箱体底部，固定装置设置在环境箱盖上方，其上设置有四个连接杆，四个连接杆分别穿设于环境箱盖上的四个第一通孔与下夹头相连，上夹头穿设于第三通孔与试验机的载荷传感器相连，且与下夹头相对应。

依照本发明较佳实施例所述的自动控制疲劳测试液氮环境装置，其自动控制液位开关为一浮标。

本发明的自动控制疲劳测试液氮环境装置采用环境箱体下部密封，只有上部开孔的密闭设计，有效减少了液氮的挥发，液氮挥发缓慢，大大降低了测试成本。并且，该装置可通过将试样装置和试样浸没在液氮环境中实现-196℃环境试验，温控准确。另外，液位监控装置可自动控制液氮注入，实现液氮的自动补充，无需操作员看守，降低了劳动强度。因此，与现有技术相比，本发明具有液氮挥发缓慢，测试成本低、温度环境低、温控准确、人工劳动强度低的优点。另外，本发明可以直接配套使用到上置式作动缸疲劳试验机和大多数拉力试验机上进行静态或疲劳力学性能测试，无需单独设计固定架，使用非常方便。

附图说明

图1为本发明自动控制疲劳测试液氮环境装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，具体说明本发明。

请参阅图1，一种自动控制疲劳测试液氮环境装置，包括：液氮环境箱，液位监控装置30，自动控制液位开关，试样夹持装置和用以固定试样夹持端与试验机的固定装置70，液氮环境箱包括环境箱体10和环境箱盖20，环境箱体10上设置有液氮注入孔11，环境箱盖11与环境箱体10连接，且其上设置有四个第一通孔21，一个第二通孔22，和一个第三通孔23；自动控制液位开关为浮标40，其设置在环境箱体10内；液位监控装置30穿设于第二通孔22与浮标40连接；试样夹持装置包括上夹头50和下夹头60，下夹头60设置在环境箱体10底部，固定装置70设置在环境箱盖20上方，其上设置有四个连接杆71，四个连接杆71分别穿设于环境箱盖20上的四个第一通孔32与下夹头60相连；上夹头50穿设于第三通孔23与试验机的载荷传感器相连，且与下夹头60相对应。

在进行实验时，掀起环境箱盖20，将上夹头50取出，然后将试样安装在上夹头50和下夹头60之间，通过连接杆71与上端固定装置70连接并与试验机固定。之后，正确摆放环境箱位置，并盖紧环境箱盖20，通过液氮注入孔11注入液氮。当液氮充满环境箱体10时，液位监控装置30会发出信号并自动停止添加液氮。最后，设置试验机参数并正式开始测试。测试过程中，由于液氮挥发会导致液面降低，当浮标40检测到液面小于设定参数后，液位监控装置30会再次发出信号并开启液氮进行补充，直至液氮加满再次停止加入为止。上述过程可全部自动完成无需操作人员监控。