[发明专利]一种微试样蠕变性能鼓胀测试的恒应力加载系统及方法

权利要求书

1.一种微试样蠕变性能鼓胀测试的恒应力加载系统，其特征在于，所述系统包括：夹持结构、温控装置、鼓胀变形测量系统、控制系统、流体加压装置、调压装置和压力计；

微试样固定在夹持结构的一端上，夹持结构的一端穿过温控装置，将微试样设置于温控装置的内部，夹持结构的另一端固定在地面上；

温控装置与控制系统连接，所述温控装置用于在控制系统的控制下使微试样处于恒温环境中；

流体加压装置的输出端与微试样的下表面连接，调压装置和压力计均设置在流体加压装置的输出端与微试样的下表面之间的压力介质管路上；流体加压装置用于利用流体介质对微试样的下表面产生压力，使微试样的上表面发生鼓胀变形；

鼓胀变形测量系统与控制系统连接，所述鼓胀变形测量系统用于测量微试样的上表面的鼓胀变形数据，并将所述鼓胀变形数据传输至控制系统；所述控制系统用于根据所述鼓胀变形数据计算微试样的调节载荷压力；

控制系统还分别与压力计和调压装置连接，所述控制系统还用于获取压力计测量的流体压力，比较流体压力与微试样的调节载荷压力，并根据比较结果控制调压装置的工作状态，使流体压力等于微试样的调节载荷压力。

2.根据权利要求1所述的微试样蠕变性能鼓胀测试的恒应力加载系统，其特征在于，所述鼓胀变形测量系统包括：激光发射器、分束镜、扩束镜、成像透镜、合束棱镜和CCD相机；

激光发射器用于向微试样的上表面发射激光，在激光发射器与微试样的激光发射光路上依次设置分束镜和扩束镜；所述分束镜用于将激光发射器发射的激光分为两束，一束激光照射到合束棱镜上，另一束激光经扩束镜的扩散后照射到微试样的上表面，并在微试样的上表面产生散射激光；

在微试样的上表面产生的散射激光光路上依次设置成像透镜、合束棱镜和CCD相机，所述散射激光经成像透镜后与合束棱镜上的一束激光进行干涉合成，干涉合成后的激光在CCD相机上形成微试样的鼓胀变形数据；

CCD相机与控制系统连接，所述CCD相机用于将所述鼓胀变形数据传输至控制系统。

3.根据权利要求2所述的微试样蠕变性能鼓胀测试的恒应力加载系统，其特征在于，所述调压装置包括：加压泵和泄压阀；

加压泵和泄压阀均设置在流体加压装置的输出端与微试样的下表面之间的压力介质管路上；

加压泵的控制端和泄压阀的控制端均与控制系统连接。

4.根据权利要求3所述的微试样蠕变性能鼓胀测试的恒应力加载系统，其特征在于，所述控制系统包括：PLC和上位机；

上位机分别与CCD相机和PLC连接，所述上位机用于根据CCD相机输出的鼓胀变形数据获得微试样的调节载荷压力，并将微试样的调节载荷压力传输至PLC；

PLC分别与压力计的信号输出端、加压泵的控制端和泄压阀的控制端连接，所述PLC用于获取压力计测量的流体压力，比较流体压力与微试样的调节载荷压力，并根据比较结果控制加压泵和泄压阀的工作状态，使流体压力等于微试样的调节载荷压力。

5.根据权利要求4所述的微试样蠕变性能鼓胀测试的恒应力加载系统，其特征在于，所述温控装置包括：大气炉、电加热丝和热电偶；

电加热丝、热电偶和微试样均设置于大气炉的内部；

大气炉包括石英玻璃和两个长方体凹槽；

两个长方体凹槽的一端均与夹持结构连接，两个长方体凹槽的另一端均与石英玻璃连接，形成一个封闭的腔体；

电加热丝和热电偶均与PLC连接，所述热电偶用于测量大气炉内部的温度，并将大气炉内部的温度传输至PLC；所述PLC用于根据大气炉内部的温度控制所述电加热丝的加热温度，使大气炉内部维持在恒定温度。

6.根据权利要求5所述的微试样蠕变性能鼓胀测试的恒应力加载系统，其特征在于，所述夹持结构包括：两个固定装置；

两个固定装置分别位于微试样的下方，并分布在压力介质管路的两侧；

所述固定装置包括支撑环、立柱和压紧环；

所述支撑环的一侧与微试样连接，所述支撑环的另一侧与所述立柱的一端连接，所述立柱的另一端固定在地面上；所述立柱与两个长方体凹槽的一端固定连接；

所述压紧环用于将微试样压紧固定在支撑环上。