[实用新型]超塑性光电测量自由胀形防氧化程序控制精确加载实验装置

权利要求书

1.一种超塑性光电测量自由胀形防氧化程序控制精确加载实验装置，所述实验装置主要由Ⅰ和Ⅱ两路防氧化加热/加载系统、极点高度光电测量系统和冷却系统组成，其特征在于： 

所述的两路防氧化加热/加载系统中Ⅰ路为正压加载系统，Ⅱ路为背压加载系统，均由高压净化氩气源、具有压力与温度测控功能的加热及加载气路、以及控制单元组成，两路防氧化加热/加载系统配合作用能完成试样无氧化加热，实现恒压、压力跃变和附加背压的对向差压加载方式，所述极点高度光电测量系统由光源、光电传感器及其处理电路组成，实现对胀形件极点高度的非接触测量，所述冷却系统对需要冷却的部位实施循环冷水冷却。 

2.如权利要求1所述的一种超塑性光电测量自由胀形防氧化程序控制精确加载实验装置，其特征在于： 

所述的Ⅰ和Ⅱ两路防氧化加热/加载系统独立设置，其组成和作用相同，其中纯净高压氩气瓶（1）、气瓶总阀（2）、压力表（3）、比例减压阀（4）和压力传感器（5）组成气源部分，由控制系统控制自动对氩气瓶输出高压气体减压，高压减压后的氩气经精密调压阀（6）、第一高精度压力传感器（9）、第一快速开关阀（10）、单向阀（12）、氩气进气管（14）后进入炉内高温合金加热筒（23）加热，加热后的两路氩气又经高温高压氩气背压进气管（27）和高温高压氩气胀形进气管（26）分别通入筒形压边模内的胀形件上腔和下腔，胀形件上、下腔通过排气管（29）、高温氩气排气室（31）及第二高精度压力传感器（33）、快速排气阀（35）与空气连通，组成具有压力与温度测控功能的防氧化加热及加载气路；所述精密调压阀（6）由步进电机（7）驱动调压，增量型旋转编码器（8）检测电机旋转角度，第一高精度压力传感器（9）和第二高精度压力传感器（33）分别检测精密减压阀输出压力和筒形压边模内上下腔的压力，炉内高温合金加热筒（23）置于中频感应加热炉（22）中，由中频感应加热电源（20）控制加热至高温，进而加热内部氩气，第一、二热电偶含二次仪表（21、36）分别检测高温合金加热筒内的温度和筒形压边模上下腔的温度，第二快速开关阀（11）连通两路气路，液压机活动横梁（44）、上绝热板（45）、环形上压边圈（46）、筒形压边模（47）、上绝热筒（48）、上环形压边模（49）、下压边模（50）、下绝热筒（51）、环形下压边圈（52）、下绝热板（53）和液压机工作台（54）组成胀形绝热保温炉及压边装置。 

3.如权利要求1所述的一种超塑性光电测量自由胀形防氧化程序控制精确加载实验装置，其特征在于： 

所述两路加热/加载系统的控制系统是以单片机微处理器为核心，实现对加热温度和加载压力的闭环调控，单片机通过压力传感器（5）检测气源压力，并控制比例减压阀（4）减压，实现高压减压闭环调控；单片机通过第一高精度压力传感器（9）和第二高精度压力传 感器（33）检测精密减压阀输出压力和筒形压边模内的压力，并通过调节步进电机转角来调节压力，形成压力调控闭环控制；单片机通过控制第一快速开关阀（10）、第二快速开关阀（11）和快速排气阀（35）的打开和关闭以实现加载或排空；单片机通过第一热电偶含二次仪表（21）和第二热电偶含二次仪表（36），检测当前高温合金加热筒和筒形压边模内的温度，并通过调节中频感应加热电源（20）功率输出来调节温度，形成温度调控闭环控制；单片机与PC机之间采用RS485通信，将采集的数据发送至上位PC机，上位PC机作为人机界面来输入和输出数据、指令。 

4.如权利要求1所述的一种超塑性光电测量自由胀形防氧化程序控制精确加载实验装置，其特征在于： 

所述极点高度光电测量系统由光源含电源（37）、聚光透镜（41）、光电池（42）和光电转换器（43）组成，光源含电源（37）位于筒形压边模（47）的一侧，聚光透镜（41）、光电池（42）、光电转换器（43）位于压边模的另一侧，光源含电源（37）发出的平行光经过平行光窗口（38）时，胀形试件（40）遮挡部分光源，从平行光窗口透出的部分光线经聚光透镜（41）聚集到光电池（42）上，光电池（42）将高度信号转换为光电能，并由光电转换器（43）转换为极点高度值后，通过RS485接口发送到上位PC机。 

5.如权利要求1所述的一种超塑性光电测量自由胀形防氧化程序控制精确加载实验装置，其特征在于： 

所述冷却系统主要对需要冷却的部位实施冷水循环降温冷却，由纯净冷水箱（25）、循环水泵（18）和循环管路组成，其中循环水泵（18）输出的冷却水经四通（17）通入第一循环水冷室（13）和第二循环水冷室（32）、以及中频感应加热电源（20）和中频感应加热炉（22），从各处循环回来热水则返回冷水箱（25），第一循环水冷室（13）对单向阀（12）冷却，第二循环水冷室（32）对高温氩气排气室（31）及第二高精度压力传感器（33）冷却。