[实用新型]一种77K环境下超导材料的力学性能试验系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及超导材料测量技术，具体地，涉及一种77K环境下超导材料的力学性能试验系统。 

背景技术

目前，在超导材料测量技术中，浸泡式低温下力学性能测试技术，是针对于特殊环境下超导材料的力学性能测试技术。 

上述浸泡式低温下力学性能测试技术，具体包括：将试件放置到盛有低温冷却剂的杜瓦瓶内，运用外部的试样、并对试样进行拉伸，以测试试样在某一特定温度下试样的力学性能。 

在实现本实用新型的过程中，发明人发现，上述浸泡式低温下力学性能测试技术，至少存在以下缺陷： 

⑴适用范围小：只能在特定温度环境下进行试验，不能在变温度环境下进行试验；

⑵测量精度低：若采用浸泡式，样品需泡到冷却剂（如液氮）中，冷却剂会产生一定的浮力，影响变形传感器（应变仪）的测量精度；另外，浸泡式试验降温速率是一个未知的量，试样中无法精确控制，因此，对于那些对降温速率敏感的材料，大大影响其测量精度；

⑶成本高：浸泡式试验前需要把测试试样浸泡到冷却剂中，试验结束后，冷却剂不能回收，造成一定的经济损失；

⑷试验时间长：测试试样与试验夹具连接时，由于人为的因素，难免会发生试样脱落，若采用浸泡式，当试样脱落时，重新连接试验时，需要相当繁琐的过程，大大的浪费了试验时间。 

发明内容

本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种77K环境下超导材料的力学性能试验系统，以实现适用范围大、测量精度高、成本低与试验时间短的优点。 

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种77K环境下超导材料的力学性能试验系统，包括用于为超导材料试样提供77K连续降温环境的环境箱，输出口通过管道与所述环境箱的输入口连接、且用于向环境箱提供液氮的液氮罐，分别通过导线与环境箱及液氮罐连接、且用于控制环境箱及液氮罐的内部温度的温度控制箱，与环境箱轴承连接的循环风机，以及设置在环境箱中的低温引伸计。 

进一步地，在所述循环风机与环境箱之间，设有轴承座；在所述环境箱的内部，设有风循环组件；所述循环风机通过轴承座与风循环组件连接。 

进一步地，在所述环境箱的内部，设有与超导材料试样配合连接的力学性能测试组件。 

进一步地，所述力学性能测试组件，包括分别夹持在超导材料试样两端的上夹具体与下夹具体，设在所述下夹具体下端的下拉杆，以及自下向上依次配合设置在所述上夹具体上端的上拉杆、连接件与负荷传感器。 

进一步地，在所述环境箱的内部，设有与温度控制箱配合设置的温度控制组件。 

进一步地，所述温度控制组件包括端部伸出环境箱的至少一支温度传感器，每个温度传感器通过导线与温度控制箱的第一连接端连接。 

进一步地，所述温度控制组件还包括热补偿加热体，所述热补偿加热体通过导线与温度控制箱的第二连接端连接。 

进一步地，在所述液氮罐的内部，设有与液氮罐的输出口配合连接的液氮喷雾量控制装置；所述液氮喷雾量控制装置，通过波纹管与环境箱的输入口连接。 

进一步地，在所述液氮罐的内部，还设有热电偶，所述热电偶通过导线与温度控制箱的第三连接端连接。 

进一步地，所述环境箱的箱体为不锈钢箱体，在所述不锈钢箱体中填充有低导热系统发泡型绝缘体；所述不锈钢箱体具有前后分层设置的双层结构，所述双层结构包括用于放置超导材料试样与低温引伸计的前面一层、以及用于放置风循环组件的后面一层；在所述不锈钢箱体的顶部，设有用于自由拆装力学性能组件的凹槽结构。 

本实用新型各实施例的77K环境下超导材料的力学性能试验系统，由于包括用于为超导材料试样提供77K连续降温环境的环境箱，输出口通过管道与环境箱的输入口连接、且用于向环境箱提供液氮的液氮罐，分别通过导线与环境箱及液氮罐连接、且用于控制环境箱及液氮罐的内部温度的温度控制箱，与环境箱轴承连接的循环风机，以及设置在环境箱中的低温引伸计；可以提供更加宽范围的温度力学测试环境，温度测试范围为从100℃～-196℃，包含了高温区(100℃)、低温区（<-120℃），超低温区（<-150℃）等多个温区；从而可以克服现有技术中适用范围小、测量精度低、成本高与试验时间长的缺陷，以实现适用范围大、测量精度高、成本低与试验时间短的优点。