[实用新型]一种低温弹性模量测试装置

说明书

本实用新型公开了一种低温弹性模量测试装置，属于固体材料参数测试技术领域：真空腔体设在设备架上，密封法兰上设有光学玻璃窗口且密封法兰通过密封胶圈安装在真空腔体之上，真空泵通过抽气阀与真空腔体下部相连；真空腔体下部设有放气阀；真空腔体内部设有炉架、低温‑加热炉、试样架系统、试样、温度控制系统、温度测试系统和信号激发系统；不锈钢液氮杜瓦通过炉架固定在真空腔体内；加热体和试样架系统置于不锈钢液氮杜瓦内；在支撑架底部设温度控制系统、温度测量系统和信号激励系统；试样置于试样台上；温度控制系统和温度测试系统内设热电偶，热电偶置于试样边缘；信号采集系统为激光测振仪，固定在设备架顶部，位于光学玻璃窗口正上方。

技术领域

本实用新型属于固体材料参数测试技术领域，特别提供一种低温弹性模量测试装置。

背景技术

随着航空航天、低温超导、核聚变等领域的发展，设计低温应用材料的需求日益增多。如月球车在前进过程中，其车身要求能够在低温环境下抵抗外力冲击，因此要求相关材料在低温环境下具有优异的力学性能，以保障材料安全服役。

低温环境下材料的弹性模量是低温力学性能评价体系中不可或缺的一项重要性能指标，也是当前材料低温弹性模量测试的一个难题。利用低温弹性模量并结合其他力学性能参数，可以很好的评估材料的服役安全性。脉冲激振法由于其属于无损检测且检测精确、检测速度快、操作简单而开始被广泛应用，其原理为通过合适的外力使试样发生纵向振动或扭转振动，当试样振动某一频率与试样的固有频率相一致时，产生共振，此时振幅最大，进而测出试样的固有频率，由相关公式计算得出杨氏模量或剪切模量，但是此测试方法实现低温弹性模量测试需要解决炉体低温问题。

实用新型内容

为了解决低温环境下(-150℃-200℃)材料的弹性模量测量问题，本实用新型提出了一种低温弹性模量测试装置。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种低温弹性模量测试装置，其特征在于，所述测试装置包括：真空系统、低温-加热炉、试样架系统5、信号激发系统15、信号采集系统11；

真空系统由真空腔体2、密封法兰9和真空泵22组成，真空腔体2设置在设备架1上，密封法兰9上设置有光学玻璃窗口10，且密封法兰9通过密封胶圈安装在真空腔体2之上，真空泵22通过抽气阀18与真空腔体2下部相连；真空腔体2下部设置有放气阀21；

真空腔体2内部设置有炉架19、低温-加热炉、试样架系统5、温度控制系统14、温度测量系统20和信号激发系统15；

低温-加热炉由不锈钢液氮杜瓦3和加热体4组成，不锈钢液氮杜瓦3通过炉架19固定在真空腔体2内；加热体4和试样架系统5置于不锈钢液氮杜瓦3内；

试样架系统5由支撑架501和试样台502组成，在支撑架501上设置有温度控制系统14、温度测量系统20和信号激励系统15；试样6置于试样台502上；温度控制系统14和温度测试系统20内设热电偶，热电偶设置于试样6边缘；

信号采集系统11为激光测振仪，固定在设备架1顶部，位于光学玻璃窗口10正上方，激光测振仪通过光学玻璃窗口10实现激光信号的传输。

作为优选的技术方案：

不锈钢液氮杜瓦3外表面设置有保冷材料，以降低热传导。

不锈钢液氮杜瓦3底部设有液氮充注口16，液氮罐17通过液氮充注口16与不锈钢液氮杜瓦3连接，不锈钢液氮杜瓦底部3上部设置有液氮排气口8。

液氮排气口8上设有减压阀7，液氮罐17与液氮充注口16连通的管道上设置有调节阀13。

加热体4内置电加热裸丝，电加热裸丝为不锈钢或镍铬合金。