本實用新型涉及材料測試技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種加熱裝置及加熱監(jiān)測裝置。

背景技術(shù)：

近些年來，關(guān)于材料的物理場下的力學性能測試受到了學術(shù)界和工程界越來越多的關(guān)注。工程領(lǐng)域中時常會因材料及其制品的意外破壞、失效而導致經(jīng)濟損失甚至嚴重事故的發(fā)生，很大一部分原因就是在設計過程中模擬校核時未考慮真實條件下各種負面環(huán)境所帶來的不利影響。由于熱場在服役條件中最常見，也是對材料性能的改變影響最顯著的因素之一，因此關(guān)于熱場下的材料拉伸測試成了經(jīng)久不衰的研究課題。

通常材料試驗中熱場加載的實現(xiàn)有幾種分類，即被測試樣兩端夾具加載以及被測試樣中部直接加載，接觸加載以及非接觸加載，各種方式都有其獨有的優(yōu)點。但傳統(tǒng)的小型材料性能試驗機的溫度加載模塊都是固定在裝置上，且對小型材料原位拉伸的被測試樣直接進行加熱，存在一定的安全隱患。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種加熱裝置，對小型材料原位拉伸的被測試樣來說，其能夠通過間接加熱的方式對被測試樣進行加熱，提高了加熱試驗過程的安全性。

本實用新型的另一目的在于提供一種加熱監(jiān)測裝置，其能夠?qū)訜徇^程中被測試樣表面的溫度進行監(jiān)測，從而保證被測試樣表面溫度處于能夠進行正常的拉伸試驗的恒溫狀態(tài)。

本實用新型是這樣實現(xiàn)的：

一種加熱裝置，用于對原位拉伸測試使用的被測試樣進行加熱。加熱裝置包括加熱元件、導熱板、箱體以及與箱體相配合的蓋體，加熱元件、導熱板均設置于箱體內(nèi)；被測試樣夾持于箱體和蓋體之間；箱體具有第一腔室和第二腔室，第一腔室和第二腔室分別位于導熱板相對的兩側(cè)，加熱元件位于第一腔室。

優(yōu)選地，加熱元件為熱電阻。

優(yōu)選地，箱體包括相對設置的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，蓋體包括相對設置的第三側(cè)壁和第四側(cè)壁；第一側(cè)壁與第三側(cè)壁之間形成第一夾持孔，第二側(cè)壁與第四側(cè)壁之間形成第二夾持孔，被測試樣沿長度方向的兩端分別穿過第一夾持孔、第二夾持孔。

優(yōu)選地，蓋體開設有用于觀察被測試樣的通孔，且蓋體設置有與通孔相配合的透明隔熱體。

優(yōu)選地，透明隔熱體為高溫玻璃。

優(yōu)選地，加熱裝置還包括支撐裝置，支撐裝置設置有容納箱體的容納槽，支撐裝置的側(cè)壁設置有限位件，箱體可選地相對于容納槽移動以調(diào)節(jié)高度，并通過限位件固定。

優(yōu)選地，箱體的內(nèi)壁設置有隔熱件。

優(yōu)選地，隔熱件的材質(zhì)為石棉或聚氨酯發(fā)泡板或云母。

一種加熱監(jiān)測裝置，包括加熱裝置和監(jiān)測被測試樣溫度的溫度監(jiān)測裝置。

優(yōu)選地，溫度監(jiān)測裝置包括熱電偶及與熱電偶相連接的信號處理裝置。

本實用新型的有益效果是：被測試樣與加熱元件置于加熱裝置內(nèi)部，通過導熱板將加熱元件與被測試樣分隔在兩個不同的空間里，采用非接觸熱輻射方式對被測試樣加熱，首先對加熱元件施加電壓，將產(chǎn)生的熱量通過熱輻射傳遞給導熱板，然后導熱板將熱量進行二次傳熱傳遞給被測試樣，從而保證了被測試樣加熱過程中試驗的安全性；同時，在本實用新型中將加熱裝置應用在加熱監(jiān)測裝置中，通過溫度監(jiān)測裝置監(jiān)測被測試樣表面的溫度，熱電偶將所監(jiān)測到的溫度信號傳遞給信號處理裝置，經(jīng)過信號處理裝置的反饋，調(diào)節(jié)加熱元件兩端所施加的電壓，保證被測試樣處于能夠進行正常的拉伸試驗的恒溫狀態(tài)。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本實用新型的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本實用新型實施例1提供的加熱監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型實施例1提供的加熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型實施例1提供的加熱裝置中箱體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型實施例1提供的加熱監(jiān)測裝置正視面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖標：101-加熱監(jiān)測裝置；300-被測試樣；100-加熱裝置；110-加熱元件；120-導熱板；140-蓋體；130-箱體；132-第一側(cè)壁；134-第五側(cè)壁；122-第一表面；124-第二表面；126-第一腔室；128-第二腔室；200-溫度監(jiān)測裝置；142-第三側(cè)壁；144-第一夾持孔；148-透明隔熱體；146-通孔；150-支撐裝置；152-限位件；210-熱電偶；220-彈性夾片；230-信號處理裝置；222-凹槽。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實用新型實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因此，以下對在附圖中提供的本實用新型的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本實用新型的范圍，而是僅僅表示本實用新型的選定實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“左”、“右”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該實用新型產(chǎn)品使用時慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本實用新型的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設置”、“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。

實施例1

圖1是本實施例1提供的一種加熱監(jiān)測裝置101的結(jié)構(gòu)示意圖，加熱監(jiān)測裝置101包括加熱裝置100和用于監(jiān)測被測試樣300溫度的溫度監(jiān)測裝置200。加熱裝置100用于對原位拉伸測試使用的被測試樣300進行加熱，溫度監(jiān)測裝置200用于監(jiān)測被加熱的被測試樣300表面的溫度，用溫度監(jiān)測裝置200對被測試樣300表面溫度進行監(jiān)測，通過反饋的溫度信息，對被測試樣300表面的溫度進行調(diào)節(jié)，確保被測試樣300所達到的溫度處于能夠進行正常拉伸試驗的恒溫狀態(tài)。

圖2為加熱裝置100結(jié)構(gòu)示意圖，參照圖2，加熱裝置100包括加熱元件110、導熱板120、箱體130以及與箱體130相配合的蓋體140；加熱元件110、導熱板120均設置于箱體130內(nèi)；被測試樣300夾持于箱體130和蓋體140之間。加熱之前先將被測試樣300置于箱體130上，然后再將蓋體140蓋合在箱體130上，使被測試樣300處于夾持狀態(tài)，避免加熱過程中出現(xiàn)被測試樣300移動導致被測試樣300受熱不均勻，從而影響被測試樣300的拉伸效果。

在本實施例中，蓋體140與箱體130采用分離式設計的目的在于便于將加熱裝置100安裝在需要進行熱場加載的小型力學性能試驗儀器中，對試驗儀器空間的合理利用具有重要意義。

圖3是加熱裝置100中箱體130的結(jié)構(gòu)示意圖，參照圖3，箱體130包括第一側(cè)壁132和與第一側(cè)壁132相對設置的第二側(cè)壁(未示出)、第五側(cè)壁134和與第五側(cè)壁134相對設置的第六側(cè)壁(未示出)，第一側(cè)壁132、第二側(cè)壁分別連接于第五側(cè)壁134、第六側(cè)壁之間，進一步地，第一側(cè)壁132、第二側(cè)壁中至少有一個側(cè)壁與第五側(cè)壁134、第六側(cè)壁采用可拆卸的連接。

優(yōu)選地，第一側(cè)壁132與第五側(cè)壁134、第六側(cè)壁采用可拆卸連接；在本實施例中將第一側(cè)壁132采用可拆卸方式連接，便于被測試樣300及箱體130內(nèi)部其它部件例如加熱元件110、導熱板120的安裝。

需要說明的是：第一側(cè)壁132、第二側(cè)壁、第五側(cè)壁134及第六側(cè)壁的位置關(guān)系為基于附圖所示位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的加熱監(jiān)測裝置101必須具有特定方位構(gòu)造，因此不能理解為對本實用新型的限制。

在本實施例中，箱體130的第一側(cè)壁132、第二側(cè)壁、第五側(cè)壁134及第六側(cè)壁相互依次連接形成空腔，導熱板120內(nèi)置于空腔中，導熱板120的一端固定在第五側(cè)壁134上，導熱板120的另一端固定在第六側(cè)壁上，進一步地，導熱板120的兩端放置在同一水平面。

參照圖2，導熱板120包括相對設置的第一表面122和第二表面124。在本實施例中，導熱板120的第一表面122與第二表面124分別為對稱設置的曲面，且以導熱板120中心線為對稱軸兩端分別向第五側(cè)壁134、第六側(cè)壁的方向逐漸擴張。導熱板120的曲面設計可在一定程度上保證其在熱輻射過程中的均勻受熱，進而進一步保證被測試樣300的均勻受熱。

在本實施例中，導熱板120的形狀并不僅僅局限于曲面板，也可以是其它的形狀，例如平面板。在本實施例中導熱板120的材質(zhì)采用的是硅導熱板120，因Si-Si是很強的共價鍵結(jié)構(gòu)，質(zhì)點的振動會迅速傳到相鄰質(zhì)點，故其導熱系數(shù)很高，導熱能力很強，從而加快了熱傳播的速度，有利于將導熱板120上的熱量通過熱輻射傳遞給被測試樣300。

在本實用新型的其它實施例中，導熱板120的材質(zhì)也可以根據(jù)導熱板120的形狀、厚度、及需要傳導的溫度來確定，因同種材料在不同的溫度下，其導熱系數(shù)也會不一樣，例如導熱板120的材質(zhì)也可以是銅、鋁、不銹鋼等，在本實用新型的其它實施例中，導熱板120的材質(zhì)可根據(jù)具體的情況進行選擇。

參照圖2，由于導熱板120置于箱體130的內(nèi)部，將箱體130的空腔分為第一腔室126和第二腔室128，第一腔室126和第二腔室128分別為位于導熱板120相對的兩側(cè)；加熱元件110設置于第一腔室126，被測試樣300設置于第二腔室128的上方，且夾持于箱體130和蓋體140之間；導熱板120將加熱元件110與被測試樣300分隔在兩個不同的腔室中，避免了加熱元件110與被測試樣300的直接接觸，從而保證了包含被測試樣300在內(nèi)的試驗過程的安全性。

在本實施例中箱體130的內(nèi)側(cè)壁均設置有隔熱件(未示出)，用于隔絕箱體130內(nèi)部熱量與外界熱量的熱交換，在一定程度上起到隔熱作用，保證了箱體130內(nèi)部產(chǎn)生的熱量不散發(fā)出去，從而加快了對被測試樣300的熱輻射傳遞。在本實施例中隔熱件的材質(zhì)是石棉，但在本實用新型的其它實施例中，隔熱件的材質(zhì)并不僅僅局限于石棉，也可以是其它的隔熱材質(zhì)，例如聚氨酯發(fā)泡板、云母。

在本實施例中，加熱元件110為熱電阻，通過給熱電阻施加電壓，對導熱板120通過熱輻射方式加熱，再由導熱板120對被測試樣300進行熱輻射加熱，從而對由熱電阻產(chǎn)生的熱量通過導熱板120進行二次熱傳遞，可有效避免直接加熱帶來的安全隱患。

請依次參照圖1、圖2、圖3，蓋體140包括第三側(cè)壁142和與第三側(cè)壁142相對設置的第四側(cè)壁(未示出)，第一側(cè)壁132與第三側(cè)壁142之間形成第一夾持孔144，第二側(cè)壁與第四側(cè)壁之間形成第二夾持孔(未示出)，且第一夾持孔144、第二夾持孔的大小與被測試樣300的兩端相配合，確保被測試樣300能夠穿過第一夾持孔144、第二夾持孔；被測試樣300沿長度方向的兩端分別穿過第一夾持孔144、第二夾持孔，從而將被測試樣300固定。

參照圖2，蓋體140上開設有用于觀察被測試樣300的通孔146，進一步地，通孔146設置在蓋體140兩對角線相交處的中心位置，且通孔146的大小可根據(jù)需要觀察的視野范圍確定，確保能夠完整的觀察到箱體130內(nèi)部的加熱情況。

在本實施例中，蓋體140上還設置有與通孔146相配合的透明隔熱體148，進一步地，透明隔熱體148是高溫玻璃，高溫玻璃可以作為光學數(shù)字顯微鏡的觀測視窗使用；通過透明隔熱體148可以觀測到被測試樣300的加熱情況，同時對箱體130也起到一定的隔熱作用。

參照圖1，加熱裝置100還包括支撐裝置150，支撐裝置150設置有容納箱體130的容納槽(未示出)，且支撐裝置150的側(cè)壁設置有限位件152，箱體130可選地相對于容納槽上下移動以調(diào)節(jié)高度，并通過限位件152固定，從而來適應不同儀器的高度，以保證被測試樣300進行正常的拉伸試驗。在本實用新型中，限位件152為螺釘，通過螺釘將支撐裝置150與箱體130固定，從而達到調(diào)節(jié)整體高度的目的。

參照圖4，加熱監(jiān)測裝置101還包括溫度監(jiān)測裝置200，溫度監(jiān)測裝置200包括熱電偶210、彈性夾片220和與熱電偶210相連接的信號處理裝置230。請再參照圖2所示，第六側(cè)壁靠近蓋體140的一端面設置有凹槽222，彈性夾片220的一端設置于凹槽222內(nèi)，彈性夾片220的另一端固定熱電偶210；進一步地，彈性夾片220可在凹槽222內(nèi)橫向自由移動。

在本實施例中，彈性夾片220的材質(zhì)是金屬，但在本實用新型的其它實施例中，彈性夾片220的材質(zhì)也不僅僅局限于金屬，也可以是其它材質(zhì)，例如橡膠、塑料等。

本實施例中加熱監(jiān)測裝置101是這樣實現(xiàn)加熱監(jiān)測功能的：將被測試樣300置于加熱位置的箱體130，對熱電阻施加電壓使其產(chǎn)生熱量，熱量通過熱輻射的方式給導熱板120加熱，導熱板120將通過二次熱傳遞將熱量傳遞給被測試樣300，從而實現(xiàn)對被測試樣300的加熱過程；在對被測試樣300加熱的過程中，熱電偶210通過彈性夾片220產(chǎn)生的力的作用，使熱電偶210與被測試樣300表面相接處，彈性夾片220在凹槽222內(nèi)自由來回的移動，監(jiān)測被測試樣300表面不同位置的溫度；與此同時，熱電偶210將所監(jiān)測到的溫度信號傳遞給與其相連接的信號處理裝置230，經(jīng)過信號處理裝置230的反饋，調(diào)節(jié)熱電阻兩端所施加的電壓，保證被測試樣300處于能夠進行正常拉伸試驗的恒溫狀態(tài)。

綜上所述，在本實用新型中將被測試樣300與加熱元件110置于加熱裝置100內(nèi)部，通過導熱板120將加熱元件110與被測試樣300分隔在兩個不同的空間里，采用非接觸輻射方式對被測試樣300加熱，從而實現(xiàn)了被測試樣300加熱過程中試驗的安全性。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。