本發(fā)明是一種具有光學測量通道的高溫電爐，屬于測量技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)高溫力學性能測試中測量材料彈性模量和泊松比時，一般采用接觸式測量方式，接觸式方法是采用引伸桿及端部刀口與試樣相接觸的引伸計來測試試樣高溫區(qū)內(nèi)的變形，不論是采用雙邊測量引伸桿或單邊側(cè)插式引伸計，都必須以接觸方式進行測量。這種方式的主要缺點在于：

1.由于在測量材料變形時需要將引伸桿接觸到試樣接觸，所以要在高溫爐上開口，將引伸桿伸入，這會影響爐子的溫度均勻性，影響測量結(jié)果；

2.高溫下引伸桿材料難以解決，并且端部刀口設(shè)計制造困難；

3.裝卸很麻煩，很容易帶來人為的安裝誤差。

基于以上接觸引伸計在測量材料彈性模量和泊松比時的問題，所以采用新型光電技術(shù)及數(shù)字處理技術(shù)的非接觸式測量成為一個方向。非接觸式測量使用光學測量技術(shù)，無需在高溫爐上開口以伸進引伸桿，所以，高溫爐的溫度均勻性比較好，但光學方法觀察試驗需要有一個較大和良好透光性的觀察窗，觀察窗的設(shè)計要保證高溫爐整體的保溫性和均勻性，所以設(shè)計一種溫度使用范圍更廣、溫場均勻度好的高溫電爐是實施光電非接觸式測量的關(guān)鍵。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的正是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題而設(shè)計提供了一種具有光學測量通道的高溫電爐，其目的是完成航空發(fā)動機材料在高溫電爐中進行的變形測量，該種測量采用非接觸式測量技術(shù)。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

該種具有光學測量通道的高溫電爐，該電爐的功率為.5kW，保溫時為1.2kW,保溫后爐內(nèi)溫度波動度為±2℃以內(nèi)，測量時，該電爐懸掛于材料試驗機上，其特征在于：該電爐為雙半圓柱的對開式結(jié)構(gòu)，該電爐的爐殼的外形尺寸為φ380×高380mm，該電爐的爐管(1)的尺寸為內(nèi)徑150mm×高300mm，爐管(1)的材料為高純?nèi)趸X制陶瓷，三氧化二鋁的純度達90％以上，在爐管(1)的內(nèi)壁的凹槽(2)內(nèi)嵌裝加熱用鐵鉻鋁電阻絲(3)，鐵鉻鋁電阻絲的外徑為1.5mm，繞成外徑為9mm的螺旋結(jié)構(gòu)，該鐵鉻鋁電阻絲(3)的工作溫度達1300℃以上，爐管(1)內(nèi)壁上鐵鉻鋁電阻絲(3)分上、中、下三個加熱段，作為均溫區(qū)的中間加熱段(4)位于爐管(1)中心處上、下高度50mm，該中間加熱段(4)上插裝有三支K型熱電偶進行電爐溫度的測量，該上、中、下三個加熱段通過人機界面系統(tǒng)進行數(shù)字式智能型控溫，控溫精度達0.2級，顯示靈敏度為0.1℃，中間加熱段(4)內(nèi)的溫度梯度達3℃以內(nèi)；

在電爐的一個半圓柱爐壁中間開有一個正方形的通孔(5)作為光測通道，該正方形的通孔(5)的尺寸為120mm×120mm，在該通孔(5)周邊的爐壁上鋪貼耐火度達1600℃的真空成型的氧化鋁纖維氈(6)并形成層狀結(jié)構(gòu)，將一塊厚度為8mm×寬140mm×高140mm的光學級石英玻璃(7)安裝在氧化鋁纖維氈(6)形成的層狀結(jié)構(gòu)的開口上，使石英玻璃(7)的中心線與通孔5)的中心線重合并與電爐中心點相交，石英玻璃(7)的外表面到電爐中心點的距離為200mm，另外，在石英玻璃(7)的壓板上通過管路(8)形成自動循環(huán)水冷卻以避免石英玻璃(7)外表面燙傷測試人員。

該種具有光學測量通道的高溫電爐中，作為光學通道的通孔(5)中可避免干擾光線進入，氧化鋁纖維氈(6)具有極佳的低導熱性能，可防止傳導散熱至石英玻璃(7)上。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述高溫電爐的整體外形結(jié)構(gòu)示意圖

圖2為本發(fā)明所述高溫電爐的一個半圓柱內(nèi)部的結(jié)構(gòu)示意圖

圖3為本發(fā)明所述高溫電爐的爐管的結(jié)構(gòu)示意圖

圖4為本發(fā)明所述高溫電爐的觀察窗的結(jié)構(gòu)示意圖

具體實施方式

以下將結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明技術(shù)方案作進一步地詳述：

參見附圖1～4所示，該種具有光學測量通道的高溫電爐，該電爐的功率為.5kW，保溫時為1.2kW,保溫后爐內(nèi)溫度波動度為±2℃以內(nèi)，測量時，該電爐懸掛于材料試驗機上，該電爐為雙半圓柱的對開式結(jié)構(gòu)，該電爐的爐殼的外形尺寸為φ380×高380mm，該電爐的爐管1的尺寸為內(nèi)徑150mm×高300mm，爐管1的材料為高純?nèi)趸X制陶瓷，三氧化二鋁的純度達90％以上，高純度的三氧化二鋁對爐內(nèi)電陰絲的電絕緣及化學穩(wěn)定性都非常有效，可確保電爐長期穩(wěn)定工作，在爐管1的內(nèi)壁的凹槽2內(nèi)嵌裝加熱用鐵鉻鋁電阻絲3，電阻絲3的總長為300mm，鐵鉻鋁電阻絲的外徑為1.5mm，繞成外徑為9mm的螺旋結(jié)構(gòu)，該鐵鉻鋁電阻絲3的工作溫度達1300℃以上，可穩(wěn)定工作在1000℃狀態(tài)下，爐管1內(nèi)壁上鐵鉻鋁電阻絲3分上、中、下三個加熱段，作為均溫區(qū)的中間加熱段4位于爐管1中心處上、下高度50mm，該中間加熱段4上插裝有三支K型熱電偶進行電爐溫度的測量，該上、中、下三個加熱段通過人機界面系統(tǒng)進行數(shù)字式智能型控溫，電爐溫度控制采用嵌入式低功耗CPU為核心，ARMCPU，主頻400MHz，一體化觸摸屏的分辨率為1024×1024，可達65535真色彩，而功耗僅為5W，內(nèi)存64M，全中文界面，可實時監(jiān)控溫度，顯示測溫、控溫曲線，具有曲線保存、調(diào)用功能，可儲存100多組曲線，并可人為設(shè)置異常數(shù)據(jù)報警及保護功能，工作和儲存溫度可高達60℃以上，防護等級1P65，抗干擾能力達到工業(yè)三級，控溫精度達0.2級，顯示靈敏度為0.1℃，中間加熱段4內(nèi)的溫度梯度達3℃以內(nèi)；

在電爐的一個半圓柱爐壁中間開有一個正方形的通孔5作為光測通道，該正方形的通孔5的尺寸為120mm×120mm，在該通孔5周邊的爐壁上鋪貼耐火度達1600℃的真空成型的氧化鋁纖維氈6并形成層狀結(jié)構(gòu)，該層狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)為純白色，這樣既可形成良好的保溫層，又可防止光學干擾，將一塊厚度為8mm×寬140mm×高140mm的光學級石英玻璃7安裝在氧化鋁纖維氈6形成的層狀結(jié)構(gòu)的開口上，使石英玻璃7的中心線與通孔5的中心線重合并與電爐中心點相交，石英玻璃7的外表面到電爐中心點的距離為200mm，另外，在石英玻璃7的壓板上通過管路8形成自動循環(huán)水冷卻以避免石英玻璃7外表面燙傷測試人員。