[实用新型]一种可控气氛高温弹性模量测试仪

说明书

技术领域

本实用新型属于测试仪器类，涉及测试固体材料高温弹性模量的仪器设备，特别是可控试验气氛的高温弹性模量测试仪。 

背景技术

高温弹性模量是固体材料（金属材料、耐火材料、陶瓷、水泥制品、铸石、玻璃等）、特别是耐火材料的一种重要高温物理性能；它可以评价材料的高温烧结性、高温强度、高温热应力及高温相变化等重要特性；对材料的研究及应用均具有非常重要的意义。 

因此，研究开发高温弹性模量测试仪是固体材料、特别是耐火材料测试领域内极为重要的课题。 

高温弹性模量测试方法主要有声频法、（超）声速法及脉冲激振法等。 

国际上，高温声频测试法的原理是：利用持续可变的频率波通过换能器经由耐高温金属丝来激发试样使其发生共振，通过李萨如图形判断其共振频率，从而获得弹性模量。测试仪包括信号发生器、换能器、金属悬丝、试样、金属悬丝、换能器、示波器、高温试验炉；试样及两端的金属悬丝均在高温试验炉内。 

（超）声速法是指给试样一定频率的超声波，测定超声波在试样中纵波的速度，根据相关公式计算出试样弹性模量的一种测试方法；（超）声速法是目前国际上比较常用的一种方法，该设备包括探头、缓冲杆、耐高温耦合剂、试样、高温试验炉及测控设备，试样、耐高温耦合剂及部分缓冲杆等均在高温试验炉内。 

近年来，脉冲激振法弹性模量的测试技术在国际上得到推崇，该方法以其测试快速、准确、操作简单而被广泛应用，目前有多个国家有该类产品，如，比利时的IMCE、日本的NTP公司等。 

关于高温弹性模量的测试，专利（US2007/O157698A1）和专利CN201020552484.8分别公开了各自的脉冲激振法高温弹性模量测试仪，该类测试仪包括声波发生器、试样、（试样支撑装置、）陶瓷波导管，声波信号接收器及处理装置、高温试验炉，试样、（试样支撑装置、）陶瓷波导管等均在高温试验炉内。 

该测试仪采用脉冲激振法无损检测试样的高温杨氏模量，其基本原理为：在高温环境下，由特定的脉冲激振装置以合适的外力和频率敲击试样底部，当激振信号在试样内部传输后，通过媒介传输，再由声波传感器接收，由计算机系统对接收到的信号进行分析处理，获得试样的共振频率，代入相关公式计算出试样的杨氏模量。本测试仪符合标准 ISO12680-1耐火材料动态杨氏模量试验方法－脉冲激振法。 

现有技术的上述各法，其高温试验炉内的气氛均为空气气氛，即自然氧化性气氛，炉内的试样、金属悬丝、耐高温耦合剂等均在高温下承受着空气的氧化作用，不仅使金属悬丝、耐高温耦合剂等会因高温氧化而缩短寿命，更严重的是对试样的性能产生影响，特别是当试样中含有碳等易被氧化的组分时，氧化后，试样的组分和组织结构发生变化，试样的性能就发生变化，致使测试不准确。 

同时，材料的使用环境是复杂多变的，除了常见的空气自然氧化气氛外，还有H₂、CO、氨气、煤气、氮气、氩气、氦气等还原腐蚀性气氛、中性气氛、惰性气氛和真空等多种工况条件，而材料在这些不同条件下的弹性模量值也会有不同的表现。因此，在测试该种环境下的高温弹性模量时也需要模拟的气氛条件。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种多种气氛可控，克服含碳耐火材料在高温自然空气环境下易被氧化的技术难题，提供一种可控试验气氛的高温弹性模量测试仪 。 

本实用新型的目的可以采取以下技术方案来实现：包括机架、用于声波信号的发生、传输与接收的声波信号系统、试样、高温试验炉体及激振系统，高温试验炉体设置在机架上，试样设置在高温试验炉体内，高温试验炉体为密封结构，在机架上设置抽真空装置和通入保护性气体装置。 

所述的高温试验炉体密封结构是，高温试验炉体的外壳焊缝以满焊工艺焊接，高温试验炉体的下部设置炉门，炉门与高温试验炉体之间密封并紧固。 

所述的抽真空装置包括通气管、真空阀以及真空泵，通气管设置在炉门上，通气管的外端接于炉膛外，通过真空阀连接真空泵。 

所述的通入保护性气体装置，包括通气管、流量控制阀及保护性气源，通气管通过流量控制阀和保护性气源连接。 

所述的保护性气体装置中的气体可以是氮气、氩气、氦气、一氧化碳气、氢气、氨气中的一种，也可为上述气体中的两种或两种以上的混合气体。