專利名稱：用于實施膨脹測量檢驗的爐子的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1前序部分所述的爐子。
背景技術(shù)：
由EP1199541已知一種用于測量試樣遭遇溫度波動時尺寸變化的設備，其中，在兩個光學系統(tǒng)之間設一個試樣支架。試樣在這里被一個管狀爐體圍繞，借此可將相應的溫度作用在試樣上。在這里一個重要的問題是，在用于實施這種膨脹測量檢驗的爐子內(nèi)要產(chǎn)生均勻的溫度場。在試樣區(qū)內(nèi)，溫度梯度線應盡可能互相平行地延伸，至少相對于試樣對稱，由此，沿整個試樣得到盡可能一致的溫度狀況。
上述類型已知爐子迄今的出發(fā)點是，在試樣腔內(nèi)溫度場的均勻性通過一種管狀爐體的構(gòu)型來達到，其中，加熱元件處于試樣腔的側(cè)壁內(nèi)并相應于管狀結(jié)構(gòu)沿一個很大的高度延伸。已知的這種結(jié)構(gòu)類型的爐子存在下述缺點，在試樣腔的區(qū)域內(nèi)可以達到一個僅僅近似均勻的溫度場，而且試樣表面離加熱元件可能有差別巨大的距離，這要看試樣裝在何處以及試樣有何種幾何形狀。此外，試樣腔難以被接近并且不太適用于自動裝料。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是創(chuàng)造一種前言所述類型的爐子，其中，在試樣腔內(nèi)的溫度場可達到更高的均勻性，以及，可以實現(xiàn)試樣腔更佳的可接近性。
此目的通過一種具有權(quán)利要求1特征的爐子達到。在從屬權(quán)利要求中說明其他有利的設計。
按本發(fā)明，加熱元件在面朝試樣架的那側(cè)設計為基本上平面的，并構(gòu)成試樣腔在上側(cè)和下側(cè)的邊界，其中，加熱元件沿水平方向在所有側(cè)超出于試樣架延伸。此爐子的特別優(yōu)點在于，沿徑向或水平方向看，試樣腔的配備有加熱元件之上壁與下壁比處于它們之間裝在中央的試樣長得多，從而在試樣腔中心對溫度變化造成最小的干擾效應，并在試樣區(qū)建立均勻的溫度分布。
在試樣腔內(nèi)溫度場的均勻性還可以采取下述措施提高試樣腔在上側(cè)與下側(cè)加熱元件之間有一個比試樣腔的直徑小多倍的高度。在此，按恰當?shù)脑O計，試樣腔是空心圓柱形的，以及與之相應，上側(cè)與下側(cè)加熱元件為圓形的。
按本發(fā)明另一項有利的設計，上側(cè)和下側(cè)加熱元件以及試樣腔的側(cè)壁襯有隔熱裝置。
爐子的一種有利的結(jié)構(gòu)是將爐體分為上部和下部，其中，在上部與下部之間的分界面在上側(cè)與下側(cè)加熱元件之間穿過試樣腔。因此可以從爐體的下部取走上部，從而能輕易地接近試樣腔并還可以借助機器人技術(shù)非常方便地為試樣腔裝料。恰當?shù)?，在這里爐體具有圓柱形基本形狀，它的軸線與試樣腔的軸線重合。
沿徑向在爐子的下部，分別在對置側(cè)設有一個光學窗口，用于光學測量裝置的射束路徑。
爐子在工作時抽真空和充保護氣體。相應的措施，如在分界面處和在光學窗口處的密封件，保證實施這種工作方式。


下面參見附圖借助兩種實施例詳細說明本發(fā)明。其中圖1按本發(fā)明爐子的一種實施例的剖切側(cè)視圖；圖2圖1所示爐子的剖切俯視圖；圖3圖1所示爐子的透視圖；圖4圖1所示爐子上部打開后的透視圖；圖5一種修改后的實施例透視圖；以及圖6圖5所示爐子上部打開后的透視圖。
具體實施例方式
圖1至4表示一個具有圓柱形基本形狀的爐子1。爐子1分成上部2和下部3，它們可以彼此移開，以及可沿一個水平延伸的分界面4疊合地彼此合攏。上部2的抬起和裝上可借助鉸鏈5進行，它固定在上部2以及下部3上。在對置側(cè)，上部2上設置有手柄6。
在圓柱形爐體1內(nèi)部的中心，上部2和下部3圍繞著一個試樣腔8，它有扁平的空心圓柱體構(gòu)型以及同軸地設在爐體1內(nèi)。在上部2與下部3之間的分界面4沿水平方向穿過所述試樣腔8。隨著將上部2裝在下部3上，試樣腔8被封閉。試樣腔8在上側(cè)以加熱元件9為界，它基本上可以有一種設在上部2朝分界面4方向的下側(cè)上的例如為圓形盤的構(gòu)型。以類似的方式，試樣腔8向下方以下部加熱元件10為界，在這里圓形加熱元件9和10彼此完全相同。
空心圓柱形試樣腔8有一個比試樣腔8的直徑小多倍的高度。試樣腔被形式上為環(huán)繞的圓柱形內(nèi)表面的側(cè)壁13包圍，分界面4的接縫穿過它外延。試樣腔8的直徑與上和下加熱元件9和10大體同樣大小，它們在邊緣側(cè)被隔熱裝置19包圍。在爐體1上部2和下部3內(nèi)的隔熱裝置設置為，當關閉上部2時使得試樣腔8隔熱，以及可加熱到例如達2000℃的高溫。
在試樣腔8中央設置基座14作為試樣架，它有一個平的水平上側(cè)?？蓮纳戏街萌氲脑嚇?1放在基座14上。為了測量，試樣11可以在射束路徑35的區(qū)域內(nèi)放在基座14的任何位置上，在這里通過設置加熱元件9和10在基座14的區(qū)域內(nèi)形成均勻的溫度剖面。
在基座14附近還有一個試樣熱電偶18，以及在加熱盤10內(nèi)或上有一個控制熱電偶17。此外，為了爐子1在高溫下工作，還在上部2和下部3內(nèi)設水冷裝置25。
鄰接于爐子1設置一個光學系統(tǒng)，它測量試樣11的取決于溫度的長度變化。
光學系統(tǒng)包括一個光學發(fā)送器30和一個接收器31。發(fā)送器30有一個發(fā)射一種波長非常穩(wěn)定的光的形式上為大功率GaN-LED 32的光源，并有一個擴散器33以及一個平行地發(fā)射光的視準管透鏡34。由此產(chǎn)生的平行的射束路徑35穿過設計在下部3上的窗口21進入并在那里命中試樣11。只有未命中試樣11的射束才重新通過窗口20射出，窗口20設在下部3上與窗口21的對置的那側(cè)。
窗口21經(jīng)由密封裝置23以及窗口20經(jīng)由密封裝置22固定在試樣腔8的側(cè)壁上。此外，具有密封裝置24的上部2密封地裝在下部3上，所以試樣腔8可充填氣體或可以規(guī)定抽成真空。
由此形成陰影射束，它們在接收側(cè)31首先命中濾波器36。濾波器36可設計為，它只允許具有由大功率GaN-LED 32發(fā)射的波長的射束通過。接著，射束通過一個包括一個或多個透鏡的遠心的光學系統(tǒng)37，然后命中高速直線CCD傳感器38。傳感器38的信號在A/D轉(zhuǎn)換器進行處理，然后進一步傳給數(shù)字式邊緣識別處理機和CPU單元。
圖5和6表示爐子1’的一種經(jīng)修改的實施形式，其中，取代鉸鏈5，采用提升和回轉(zhuǎn)機構(gòu)7。上部2借助提升和回轉(zhuǎn)機構(gòu)7從下部3抬起并側(cè)向轉(zhuǎn)開，從而可以從上方接近試樣腔8，以便置入或取出試樣11。其他方面，爐子1’與上述的實施例同樣設計。
權(quán)利要求
1.一種用于實施膨脹測量檢驗的爐子，包括一個可封閉的試樣腔(8)，在試樣腔上設有用于穿過射束(35)的窗口(20、21)，其中，在所述試樣腔(8)內(nèi)設置一個試樣架(14)，此試樣架有一個用于安放試樣(11)的水平支承面，其中，試樣腔(8)可借助一個或多個加熱元件(9、10)加熱，其特征為所述加熱元件(9、10)在面朝試樣架(14)的那側(cè)設計為基本上平面的，并構(gòu)成試樣腔(8)在上側(cè)和下側(cè)的邊界，其中，加熱元件(9、10)沿水平方向在所有側(cè)超出于試樣架(14)延伸。
2.按照權(quán)利要求1所述的爐子，其特征為，加熱元件(9、10)的長度或直徑比試樣架(14)的支承面長多倍。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的爐子，其特征為，在一上部(2)設有上部的盤狀加熱元件(9)，以及在一下部(3)設有下部的盤狀加熱元件(10)，其中，上部(2)設計為可以從下部(3)取走。
4.按照權(quán)利要求3所述的爐子，其特征為，在上部(2)與下部(3)之間的一個水平分界面(4)在上側(cè)與下側(cè)加熱元件(9、10)之間穿過試樣腔(8)。
5.按照權(quán)利要求1至4之一所述的爐子，其特征為，試樣腔(8)在上側(cè)與下側(cè)加熱元件(9、10)之間具有一個比試樣腔(8)的直徑小多倍的高度。
6.按照權(quán)利要求1至5之一所述的爐子，其特征為，試樣腔(8)是空心圓柱形的，以及，上側(cè)和下側(cè)加熱元件(9、10)設計為圓形的。
7.按照權(quán)利要求1至6之一所述的爐子，其特征為，加熱元件(9、10)以及試樣腔(8)的側(cè)壁(13)在背對試樣腔(8)的那側(cè)襯有隔熱裝置(19)。
8.按照權(quán)利要求1至7之一所述的爐子，其特征為，試樣腔(8)為圓柱狀，試樣架(14)沿徑向布置在試樣腔中心。
9.按照權(quán)利要求1至8之一所述的爐子，其特征為，鄰接于在下部(3)的第一窗口(20)設置光源(32)，以及，在下部(3)的對置側(cè)設有第二窗口(21)，鄰接第二窗口設置用于檢測試樣(11)長度的傳感器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于實施膨脹測量檢驗的爐子，包括一個可封閉的試樣腔(8)，在試樣腔上設有用于穿過射束(35)的窗口(20、21)，其中，在試樣腔(8)內(nèi)設置一個試樣架(14)，它有一個用于安放試樣(11)的水平支承面，以及，試樣腔可借助一個或多個加熱元件(9、10)加熱。按本發(fā)明，加熱元件(9、10)在面朝試樣架(14)的那側(cè)設計為基本上平面的，并構(gòu)成試樣腔(8)在上側(cè)和下側(cè)的邊界，其中，加熱元件(9、10)沿水平方向在所有側(cè)超出于試樣架(14)延伸。由此保證試樣(11)上特別均勻的溫度分布。
文檔編號G01N25/16GK101063603SQ200710101240
公開日2007年10月31日 申請日期2007年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月24日
發(fā)明者H·貝爾 申請人:貝爾-熱分析有限公司