專利名稱：一種高溫彈性模量測(cè)試儀的信號(hào)傳輸接收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測(cè)試固體材料高溫彈性模量的儀器，特別是一種脈沖激振 法高溫彈性模量測(cè)試儀的信號(hào)傳輸接收裝置。
技術(shù)背景高溫彈性模量是固體材料(耐火材料、陶瓷、水泥制品等)、特別是耐火材料的
一種重要高溫物理性能；它可以評(píng)價(jià)材料的高溫?zé)Y(jié)性、高溫強(qiáng)度、高溫?zé)釕?yīng)力及高溫 相變化等重要特性；對(duì)材料的研究及應(yīng)用具有非常重要的意義。因此，研究開發(fā)高溫彈性模量測(cè)試儀是固體材料、特別是耐火材料測(cè)試領(lǐng)域內(nèi) 極為重要的課題。常溫下脈沖激振法彈性模量測(cè)試儀，以其測(cè)試準(zhǔn)確、設(shè)備簡(jiǎn)單、方法快捷而被 國(guó)際所推崇。常溫脈沖激振法彈性模量測(cè)試儀，由于用于信號(hào)采集的傳感器只能在室 溫的環(huán)境中工作，而不能用于高溫條件，因此研發(fā)脈沖激振法高溫彈性模量測(cè)試儀的關(guān) 鍵，就在于實(shí)現(xiàn)高溫測(cè)試區(qū)內(nèi)信號(hào)的傳輸、接收以及打造適宜于聲波傳感器的工作環(huán)
^Mi ο目前國(guó)際上，脈沖激振法高溫彈性模量測(cè)試儀有不同的聲波信號(hào)傳輸及接收方 法。如，以剛玉棒作為信號(hào)傳輸介質(zhì)即將經(jīng)特制剛玉棒的一端與試樣端面耦合，其另 一端與聲波傳感器耦合，使所需傳輸?shù)男盘?hào)自高溫區(qū)的試樣發(fā)出后，經(jīng)剛玉棒傳遞至低 溫區(qū)的聲波傳感器。這種方法的不足不僅操作復(fù)雜、對(duì)樣品制備要求苛刻，還因系固 體“耦合”相接，測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確度低；而且設(shè)備較龐大，僅剛玉棒的長(zhǎng)度就在500mm以 上。另外還有采用懸絲法以懸絲將高溫區(qū)信號(hào)傳遞至低溫區(qū)；即將兩根懸絲的一 端分別捆綁在位于高溫區(qū)(爐膛)內(nèi)試樣兩端的特定位置，懸絲的另一端引出高溫區(qū)(爐 膛)與聲波振動(dòng)傳感器連接。這種方法的不足此法是以捆綁式相接，也是固體接觸 式傳輸，因懸絲的截面小及懸絲與試樣為捆綁方式，造成信號(hào)衰減很大；并且還會(huì)摻雜 其它的共振信號(hào)，干擾測(cè)試結(jié)果；另外懸絲必須耐高溫，一般采用鉬銠絲、鎳鉻絲等， 達(dá)到高溫后該絲脆性大、容易斷裂，在信號(hào)采集過程中對(duì)操作要求十分苛刻，須小心翼
^r ο上述方法的裝置均系固體接觸法裝置。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)在高溫環(huán)境下振動(dòng)信號(hào)傳輸及接收的技術(shù) 難題，提供一種脈沖激振法高溫彈性模量測(cè)試儀的信號(hào)傳輸接收裝置。本實(shí)用新型的目的可以采取以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)所述的脈沖激振法高溫彈性 模量測(cè)試儀的信號(hào)傳輸接收裝置，主要由傳輸媒介、陶瓷管、聲波傳感器及冷卻裝置組 成；陶瓷管下端位于爐膛內(nèi)的試樣上方，上端位于爐殼上；聲波傳感器伸入到陶瓷管上部的管內(nèi)；冷卻裝置設(shè)置在陶瓷管上部的周圍。所述的傳輸媒介為爐膛內(nèi)的空氣。所述的陶瓷管質(zhì)地致密、內(nèi)壁光滑，其下端位于試樣表面的節(jié)點(diǎn)周圍且垂直于 試樣表面。所述的聲波傳感器固定在傳感器支撐座上，傳感器支撐座設(shè)置在爐體的上部。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)①以空氣作為傳輸媒介，使傳輸途徑避免了由固體材料 (剛玉棒、懸絲)作為信號(hào)傳輸介質(zhì)引入的諸多繁瑣因素，試樣制備要求精度相對(duì)較低， 操作簡(jiǎn)單；②聲波信號(hào)在質(zhì)地致密、內(nèi)壁光滑的陶瓷管內(nèi)傳輸，可使其在遠(yuǎn)距離傳輸后 衰減很小；③冷卻裝置高效小巧，確保工作環(huán)境不高于50°C，解決了聲波傳感器不能在 高溫環(huán)境工作的難題。

附圖為本實(shí)用新型正視圖的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。圖中，1、試樣，2、傳輸媒介，3、陶瓷管，4、冷卻裝置，5、傳感器支撐座， 6、聲波傳感器，7、高溫爐爐膛。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖，說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。如附圖1所示所述的脈沖激振法高溫彈性模量測(cè)試儀的信號(hào)傳輸接收裝置， 主要由傳輸媒介2、陶瓷管3、冷卻裝置4及聲波傳感器6組成；陶瓷管3下端位于高溫 爐爐膛7內(nèi)的試樣1上方，上端位于爐殼上；聲波傳感器6伸入到陶瓷管3的上部；冷卻 裝置4設(shè)置在陶瓷管3的上部周圍，其可采用內(nèi)部以水為介質(zhì)的循環(huán)管道。陶瓷管3下 端位于試樣表面的節(jié)點(diǎn)周圍且垂直于試樣表面，該陶瓷管3系容納傳輸媒介2 (空氣)的 剛玉管，其質(zhì)地致密、內(nèi)壁光滑。試樣1節(jié)點(diǎn)在試樣1長(zhǎng)度L方向上距其兩端為0.224L 的位置。所述的傳輸媒介2是用于傳輸高溫下聲波信號(hào)的氣體介質(zhì)，本實(shí)施例采用空氣。所述的聲波傳感器6固定在傳感器支撐座5上，傳感器支撐座5設(shè)置在爐體上部 的橫梁上，傳感器支撐座5可使聲波傳感器6沿橫梁左右移動(dòng)。試驗(yàn)方法 ①按規(guī)定安裝試樣1，并通過傳感器支撐座5調(diào)節(jié)聲波傳感器6沿爐頂橫梁左右 移動(dòng)，使其位置適應(yīng)于不同測(cè)試試樣的長(zhǎng)度；②啟動(dòng)冷卻裝置4，確保傳感器6工作環(huán)境溫度在50°C以下；③設(shè)定測(cè)試的第一個(gè)溫度點(diǎn)(例如500°C )，按升溫制度加熱爐膛7至第一試驗(yàn) 溫度點(diǎn)(500°C )，并保溫30分鐘；④操作脈沖激振系統(tǒng)，試樣1發(fā)出聲波信號(hào)；⑤信號(hào)經(jīng)陶瓷管3內(nèi)的傳輸媒介2 (空氣)，傳輸至聲波傳感器 6，聲波傳感器6 將信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)按程序算出第一溫度點(diǎn)(500°C )的彈性模量；⑥繼續(xù)按升溫制度加熱爐膛7至第二試驗(yàn)溫度點(diǎn)(1000°C )，并保溫30分鐘；重復(fù)上述操作，測(cè)得第二個(gè)溫度點(diǎn)(1000°c)的彈性模量；⑦繼續(xù)按升溫制度加 熱爐膛7至第三個(gè)是試驗(yàn)溫度點(diǎn)(150(TC )，并保溫30分 鐘；重復(fù)上述操作，測(cè)得第三個(gè)溫度點(diǎn)(1500°C)的彈性模量；依如此程序，既可測(cè)得某單個(gè)溫度點(diǎn)的彈性模量，又可測(cè)得連續(xù)溫度的高溫彈 性模量曲線。
權(quán)利要求1.一種脈沖激振法高溫彈性模量測(cè)試儀的信號(hào)傳輸接收裝置，其特征是主要由傳 輸媒介(2)、陶瓷管(3)、聲波傳感器(6)及冷卻裝置(4)組成；陶瓷管(3)下端位于高 溫爐爐膛(7)內(nèi)的試樣(1)上方，上端位于爐殼上；聲波傳感器(6)伸入到陶瓷管(3)上 部管內(nèi)；冷卻裝置(4)設(shè)置在陶瓷管(3)上部的周圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的脈沖激振法高溫彈性模量測(cè)試儀的信號(hào)傳輸接收裝置，其特 征是所述的傳輸媒介(2)為空氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的脈沖激振法高溫彈性模量測(cè)試儀的信號(hào)傳輸接收裝置，其特 征是所述的陶瓷管(3)質(zhì)地致密、內(nèi)壁光滑，其下端位于試樣(1)表面的節(jié)點(diǎn)周圍且垂 直于試樣(1)表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的脈沖激振法高溫彈性模量測(cè)試儀的信號(hào)傳輸接收裝置，其特 征是所述的聲波傳感器(6)固定在傳感器支撐座(5)上，傳感器支撐座(5)設(shè)置在爐體 的上部。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種脈沖激振法高溫彈性模量測(cè)試儀的信號(hào)傳輸接收裝置，主要由傳輸媒介(2)、陶瓷管(3)、聲波傳感器(6)及冷卻裝置(4)組成；陶瓷管(3)下端位于高溫爐爐膛(7)內(nèi)的試樣(1)上方，上端位于爐殼上；聲波傳感器(6)伸入到陶瓷管(3)上部的管內(nèi)；冷卻裝置(4)設(shè)置在裝有聲波傳感器(6)的陶瓷管(3)上部的外圍四周，聲波傳感器(6)固定在傳感器支撐座(5)上，傳感器支撐座(5)設(shè)置在爐體的上部。本實(shí)用新型采用非固體接觸式信號(hào)傳輸接收裝置，克服了試樣與固體傳輸媒介耦合造成的缺陷，信號(hào)接收準(zhǔn)確，操作方便。本實(shí)用新型的實(shí)施為固體材料的高溫彈性模量測(cè)試提供了有效的裝置。
文檔編號(hào)G01N29/22GK201803989SQ20102055248
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月28日
發(fā)明者余成林, 劉祎冉, 婁海琴, 李曉睿, 李永剛, 蔚曉敏, 譚麗華, 邵昕 申請(qǐng)人:中鋼集團(tuán)洛陽耐火材料研究院有限公司