[发明专利]0～60℃岩石线性热膨胀系数的测量方法及测量装置

权利要求书

1.一种0～60℃岩石线性热膨胀系数的测量方法，其按照先后顺序包括以下步骤：

a、准备四个相同的电阻应变片，分别为电阻应变片Ⅰ、电阻应变片Ⅱ、电阻应变片Ⅲ和电阻应变片Ⅳ；

b、准备两个相同的铝合金样品，分别为铝合金样品Ⅰ和铝合金样品Ⅱ，并对其进行表面剖光，用丙酮进行表面清洗；

c、在铝合金样品Ⅰ和铝合金样品Ⅱ上分别粘贴电阻应变片Ⅰ和电阻应变片Ⅱ；

d、将铝合金样品Ⅰ与电阻应变片Ⅰ的组合体装入锡箔袋Ⅰ中，袋口用硅橡胶密封；将铝合金样品Ⅱ与电阻应变片Ⅱ的组合体装入锡箔袋Ⅱ中，袋口用硅橡胶密封；

e、将同一待测岩石制成两个相同的岩石样品，分别为岩石样品Ⅰ和岩石样品Ⅱ，并对其进行表面剖光，用丙酮进行表面清洗；

f、在岩石样品Ⅰ和岩石样品Ⅱ上分别粘贴电阻应变片Ⅲ和电阻应变片Ⅳ；

g、将岩石样品Ⅰ与电阻应变片Ⅲ的组合体装入锡箔袋Ⅲ中，袋口用硅橡胶密封；将岩石样品Ⅱ与电阻应变片Ⅳ的组合体装入锡箔袋Ⅳ中，袋口用硅橡胶密封；

h、将铝合金样品Ⅰ与电阻应变片Ⅰ的组合体、岩石样品Ⅰ与电阻应变片Ⅲ的组合体放入恒温水浴槽中；

i、将铝合金样品Ⅱ与电阻应变片Ⅱ的组合体、岩石样品Ⅱ与电阻应变片Ⅳ的组合体放入阶梯级变温水浴槽中；

j、在恒温水浴槽和阶梯级变温水浴槽中分别放置温度传感器Ⅰ和温度传感器Ⅱ；

k、用数据记录仪实时采集电阻应变片Ⅰ、电阻应变片Ⅱ、电阻应变片Ⅲ、电阻应变片Ⅳ、温度传感器Ⅰ和温度传感器Ⅱ的电阻变化，并将其转化为应变和温度数据，存储到计算机中；

l、校验恒温水浴槽中铝合金样品Ⅰ和岩石样品Ⅰ在恒温条件下的变形，并用温度传感器Ⅰ记录恒温水浴槽的温度；

m、在阶梯级变温水浴槽温度变化时，用温度传感器Ⅱ记录阶梯级变温水浴槽的实时温度；

n、校验电阻应变片Ⅱ的线性热膨胀系数，测量阶梯级变温水浴槽中岩石样品Ⅱ与电阻应变片Ⅳ的组合体随温度变化引起的应变量，再计算出岩石样品Ⅱ的线性热膨胀系数。

2.如权利要求1所述的0～60℃岩石线性热膨胀系数的测量方法，其特征在于：所述电阻应变片Ⅰ、电阻应变片Ⅱ、电阻应变片Ⅲ和电阻应变片Ⅳ的电阻均为119.5±0.5Ω，热膨胀系数均为11×10^-6/℃。

3.如权利要求1所述的0～60℃岩石线性热膨胀系数的测量方法，其特征在于：所述铝合金样品Ⅰ和铝合金样品Ⅱ的成分均为Al、Mg和Si，其质量百分含量分别为60%、35%和5%。

4.如权利要求3所述的0～60℃岩石线性热膨胀系数的测量方法，其特征在于：所述铝合金样品Ⅰ和铝合金样品Ⅱ的线性热膨胀系数均为22.4×10^-6/℃。

5.如权利要求1所述的0～60℃岩石线性热膨胀系数的测量方法，其特征在于：所述电阻应变片Ⅰ、电阻应变片Ⅱ、电阻应变片Ⅲ、电阻应变片Ⅳ、温度传感器Ⅰ和温度传感器Ⅱ分别与所述数据记录仪连接。

6.如权利要求1所述的0～60℃岩石线性热膨胀系数的测量方法，其特征在于：所述铝合金样品Ⅰ、铝合金样品Ⅱ、岩石样品Ⅰ和岩石样品Ⅱ分别通过三线制电阻应变片导线与所述数据记录仪连接。

7.如权利要求1所述的0～60℃岩石线性热膨胀系数的测量方法，其特征在于：所述恒温水浴槽设有循环水入口和循环水出口，循环水从所述恒温水浴槽的循环水入口进入，从所述恒温水浴槽的循环水出口排出。

8.如权利要求1所述的0～60℃岩石线性热膨胀系数的测量方法，其特征在于：所述阶梯级变温水浴槽设有循环水入口和循环水出口，循环水从所述阶梯级变温水浴槽的循环水入口进入，从所述阶梯级变温水浴槽的循环水出口排出。

9.如权利要求1所述的0～60℃岩石线性热膨胀系数的测量方法，其特征在于：所述恒温水浴槽的温度为25℃，所述阶梯级变温水浴槽的温度为0～60℃。

10.一种0～60℃岩石线性热膨胀系数的测量装置，包括数据记录仪和计算机，其特征在于：还包括恒温水浴槽、恒温水浴循环控制装置、阶梯级变温水浴槽、阶梯级变温水浴循环控制装置、电阻应变片、铝合金样品、岩石样品、锡箔袋、加热/制冷装置、温度传感器和不间断电源变压器。