[实用新型]一种全激光式材料热膨胀系数测量装置

说明书

本实用新型公开了一种全激光式材料热膨胀系数测量装置，属于材料热膨胀系数测定技术领域，包括支撑框架，在支撑框架上安装有透明加热壳罩，在透明加热壳罩上设有密封盖，在透明加热壳罩内设有用于支撑待测样品的四脚支架，在四脚支架上放置有待测样品，在透明加热壳罩外部设有激光发射器，在激光发射器与透明加热壳罩之间设有光路系统，激光发射器发出的激光束通过光路系统分出六个分支激光束，六个分支激光束一一对应照射在待测样品的六个侧面上；在透明加热壳罩外部还设有用于测量待测样品侧面位移量的激光测距系统；整体结构紧凑，而且便于与计算机数控自动化兼容融合，使得整个测量趋于智能化控制。

技术领域

本实用新型属于材料热膨胀系数测定技术领域，特别涉及一种全激光式材料热膨胀系数测量装置。

背景技术

通常用热膨胀系数来衡量材料因温度改变而产生的胀缩程度，即在程序控温和负载力接近于零的情况下，测量样品尺寸变化与温度关系。可测量固体、熔融金属、粉末、涂料等各类样品，广泛应用于无机陶瓷、金属材料、塑胶聚合物、建筑材料、涂层材料、耐火材料、复合材料等领域。依据材料的微观结构不同可分为：线膨胀系数和体膨胀系数。热膨胀仪根据测量方法不同可分为：线膨胀仪，主要用来测量材料的线膨胀系数；体膨胀仪，主要用来测量材料的体膨胀系数。根据测量原理可分为：①光学热膨胀仪，分为光杠杆式和光干涉法膨胀仪，其中光干涉膨胀仪的优点是，光学非接触、绝对测量、测量准确度高。但造价昂贵、仪器结构及操作都很复杂、温度不容易超过1000℃，对样品形状及侧面要求苛刻，不适用于材料的烧结过程的研究；②电测法，分为电感式和电容式膨胀仪两种；③机械热膨胀仪，分为千分表式和顶杆式膨胀仪，其中顶杆法是一种经典方法，采用机械测量原理，即将试样的一端固定在支持器的端头上，另一端与顶杆接触，试样、支持器和顶杆同时加热，试样与这些部件的热膨胀差值被顶杆传递出来，并被测量，其优点是，使用容易、结构简单适用各种形状的样品等，缺点是，属于接触、相对测量方法，需要用标准样品对系统定标，测长准确度低，但可达到很高温度，适用于材料的烧结过程的研究。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种全激光式材料热膨胀系数测量装置；为达到上述目的所采取的技术方案是：

一种全激光式材料热膨胀系数测量装置，包括支撑框架，在支撑框架上安装有透明加热壳罩，在透明加热壳罩上设有密封盖，在透明加热壳罩内设有用于支撑待测样品的四脚支架，在四脚支架上放置有待测样品，在透明加热壳罩外部设有激光发射器，在激光发射器与透明加热壳罩之间设有光路系统，激光发射器发出的激光束通过光路系统分出六个分支激光束，六个分支激光束一一对应照射在待测样品的六个侧面上；在透明加热壳罩外部还设有用于测量待测样品侧面位移量的激光测距系统；优选的，在密封盖上设有抽真空通孔，在透明加热壳罩内安装有温度传感器。

优选的，所述光路系统包括第一半透半反镜，激光发射器发出的激光束经过第一半透半反镜被分为沿竖直向上方向的第一主分支激光束和沿水平向右方向的第二主分支激光束；

第一主分支激光束经过第一反射镜反射后向待测样品方向传播，然后经过第二半透半反镜后被分为沿水平方向的顶面分支激光束和沿竖直向下方向的底面分支激光束，所述顶面分支激光束经过第二反射镜进入待测样品顶面，所述底面分支激光束经过第一反射镜组进入待测样品底面；

第二主分支激光束经过第三半透半反镜被分为沿水平向后方向的左后主分支激光束和沿水平向右方向的右前主分支激光束；

所述左后主分支激光束经过第四半透半反镜被分为沿水平向右方向的左面分支激光束和沿水平向后方向的后面分支激光束，左面分支激光束直接进入待测样品左面；后面分支激光束经过第二反射镜组进入待测样品后面；

所述右前主分支激光束经过第五半透半反镜被分为沿水平向右方向的右面分支激光束和沿水平向后方向的前面分支激光束，前面分支激光束直接进入待测样品前面；右面分支激光束经过第三反射镜组进入待测样品右面。