PCY型高温卧式膨胀仪
仪器信息网 · 2011-03-24 00:41 · 13639 次点击
一、概述
本仪器是用于测定金属、陶瓷、耐火材料以及其它固体材料,特别是刚玉、耐火材料、釉料及无机材料制品、精铸用型壳及型芯材料的热膨胀系数。为工厂、科研院校检材料热胀性能测试及科研教学提供必备的测试手段。
二、技术参数
1、最高炉温:1000℃、1400℃、1700℃由客户自选
2、升温速度:2.0小时可达最高温度,可自动程序升温,也可根据需要手动调节
3、电源电压:220V±10﹪,50HZ
4、最大功耗≤2KW
5、膨胀值测量范围及误差:±5㎜±0.1%
6、膨胀值指示方式:数字显示、千分表指示由客户自选
7、膨胀值测量分辨率:1um,0.1um(用户自选)
8、膨胀系数重复性误差:+0.15*10-6~+0.1*10-6
三、仪器的组成及简单原理
仪器由加载传感器装置、电阻炉、小车、基座、电器控制箱五部份组成。
电炉升温后炉膛内的试样发生膨胀,顶在试样端部的测试杆产生与之等量的膨胀量(如果不计系统的热变形量的话),这一膨胀量由电感位移传感器及仪表精确测量出来,并由仪表显示(也可直接由千分表指示出来)。
为消除系统热变形量对测试结果的影响,在计算中需加上相应的补偿值才是试样的真实膨胀值。
1、加载传感装置中的测试杆一端顶着试样,一端连着位移传感器的铁芯。试样的另一端顶在固定的试样档板上。因而试样在此端的自由度被限制了,所以试样的膨胀将引起位移传感器的铁芯相应的位移。测试杆在导支套中移动导支套通有冷却水,以消除温度的影响。
2、采用高温电阻丝、硅碳管、钼丝等为发热元件的管式电阻炉。为保证炉管密封材料不致烧损,水冷端盖中通有冷却水。电阻炉的升、降、前、后转动均为可调节。
3、试样装在试样管中固定不动,进出炉膛靠移动炉膛来实现。这样避免了试样受到振动,电炉膛装在小车上,小车可在基座导轨上移动。
4、电气部分:电炉采用电阻炉。炉温测定采用相应热电偶及温控单元。
四、使用与操作
仪器出厂时,各部分已作好调整。使用时只需要按下列程序操作即可。
1、将基座安放水平,调整电阻炉的位置,使炉膛与试样管相对运动自如,要防止它们相互发生擦、碰现象。调整、移动电阻炉时一定要缓慢,以防损坏炉膛和试样管。调好后将止动螺钉紧固好,将电阻炉固定在小车上。再调整定位脚在导轨上的位置,使小车靠住定位脚时,电阻炉端面至导支套端面距离为30㎜,然后固紧定位脚。这样就能保证测试时试样处于炉膛均温区之中。
2、测试时吊耳上需悬吊上两支砝码杆,测试杆与导支套之间须注入适量的机油(用粘度尽量小的润滑油,以尽可能减少磨擦阻力)。注入测试杆端部两小孔,使测试杆具有良好的随动性。测试如需加载,则按需要加上相应砝码,可以测试在不同载荷下的膨胀系数。
3、当测试杆和试样接触后,膨胀值显示可能不指示“零”位,此时可调节微调旋钮,使仪表指示在“零”位。
4、检查各部分的连线,确认各仪表性能正常,将冷却水通入导支套及水冷端盖。炉温在700℃以前,通入导支套及端盖的冷却水流量要小些,使导支套出水温度在室温附近即可。
5、电控箱:
(1)按电气接线图接好电源、电炉和电偶等连接线。
(2)升温控制可仔细阅读配套说明书,利用该控温仪可手动、自动升温,如要求速度较慢,可将输出功率限在60左右,可减少程序升温的超差,如速度跟踪不上,可适当增大输出功率HPL。
(3)随着炉温的升高,将试样膨胀变形值,通过电感位移传感器将其变化数值在仪表上指示,或直接在千分表上指示。量程在出厂前已调好,用户一般不要调整。
(4)仪器使用完毕,将各开关拨至原位,以免下次开机时造成误动作而损坏仪器。
6、膨胀系数计算方法:
试样升温达到测试温度后,根据记录结果,按下式计算出试样加热至t℃时的线膨胀百分率和平均线膨胀系数:
△Lt-Kt
线膨胀百分率计算公式:δ=———————×100﹪
L
△Lt-Kt
平均线膨胀系数计算公式:α=——————
L(t-to)
两公式中:
L:试样室温时的长度(㎜)
△Lt:试样加热至t℃时测得的线变量值(mm)(仪表示值),△Lt数值正负表示试样的膨胀与负膨胀(收缩)
Kt:测试系统t℃时补偿值(mm)
t:试样加热量温度(℃)
t0:试样加热前的室温(℃)
仪器的补偿值Kt需要用户自己预先测定和计算。求补偿值Kt方法是:1000℃以下用石英标样;1000℃以上用高纯刚玉标样作试样,进行升温测试,仪表中数值包含了标样、试样管及测试杆的综合膨胀值。而补偿值Kt应只是试样管及测试杆在相应温度下的综合膨胀值,所以应将标样在相应温度下的膨胀值,从膨胀量中扣除后,剩下的膨胀量即为仪器在相应温度下的补偿Kt。而标样的膨胀系数为已知的话,则Kt可用下列公式求出。即已知α标、Lt标、L标、t、t0则:
Kt=△Lt标-α标×L标×(t-t0)
石英标样的膨胀系数取样平均值0.55×10-6/℃;刚玉标样的膨胀系数可在表一中查到。
例如:求1400℃时仪器补偿值K1400,用刚玉标样作试样进行升温测试,升温前量得标样长度L标=50.1mm,室温t0=20℃升温至1400℃时,记录△L1400标=0.11㎜,在表一中查的1400℃时刚玉标样的平均线膨胀系数α标=8.623×10-6/℃将上述数值代入公式中
K1400=△L1400标-α标×L标(1400-20)
=0.11-8.623×10-6×50.1×(1400×20)
=-0.486(㎜)
五、调整与校正
1、膨胀值数字显示方式的调整与校正
①零点:膨胀值采用智能数字式仪表进行显示,应将AL8089显示仪表按其说明调整好所需参数和量程。开启仪表电源,并接好各线,所显示不在“0”位,可通过调零旋钮使其回到零点。
②量程校正:
a、将档板插入试样管,放入50㎜长两端磨平的圆棒至试样区,测试杆顶紧圆棒(可加上100克负荷),调节调零旋钮使膨胀值指示仪表回零位。
b、校正“+5㎜”(+2mm)
调好零位后,轻轻移动测试杆,再增加一块5mm块规放入试样区,并将测试杆端头靠紧圆棒,调节仪表的满度校正补偿(放大倍数),使其显示为+5000um(5mm),其误差不应大于满量程的0.5%。亦可将量程设为+2mm,方法同上。重复多次以便校准。
C、复零:
将5mm的块规取出,示值应回零。
2、千分表指示方式的零点及量程调整
装好千分表,将档板插入试样管,放入50mm长两端磨平的圆棒放至试样区,使千分表的顶杆轻轻顶住测试杆,活动自如。通过调零旋钮及调节千分表的表盘使指示为0,千分表不需要调节量程,表盘指示值即膨胀值,记下即可。
3、升温过程参数调整:
出厂时已对升温过程各参数进行调整,并已锁定。用户如若有改变,可以参阅仪表调校方法说明书。智能仪表相当于一程序给定器,调节参数可任意进行,用户在使用中可以定期对参数进行标定。
六、试样规范及制备
1、试样尺寸
圆柱体Φ(6~10)×50(mm)
方形体(6~10)×(6~10)×50(mm)
2、试样制备
①型壳材料试样:用专用模具压制蜡模,按型壳工艺涂挂试样,
脱蜡后在350~400℃烧烤保温一小时,去除残余模料,随炉冷却。试样如果需要进行焙烧,可免去烘烤。
②陶芯材料试样:用专用模具压制陶芯,按陶芯制工艺烧制试样(300℃保温2小时,500℃保温1小时,900℃保温1小时,最后升温至1150℃保温2小时,然后随炉冷却。)
③用户可根据自己的工艺要求制作试样。
七、安装、保养
1、仪器应安装在稳定的基础上,周围无震动源,机械主机的工作台高度应低于800㎜。
2、仪器使用过程中,须用氩气瓶、冷却水,因而要考虑装置的摆放和连接。
3、客户订购的测温在1000℃以下的仪器及专用仪器不需要氩气保护。
4、试验完毕后,应及时清洁仪器。