[发明专利]可测试弹簧在宽低温区弹性性能的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种对压缩弹簧弹性性能测试装置，特别涉及一种测试压缩弹簧在温区为室温至-268℃环境下弹性性能的装置。

背景技术

随着科学技术的发展，低温装置的应用越来越广，在这些装置中所使用的弹簧的弹性系数的准确测定，对弹簧的设计、使用有着重要作用。特别是形状记忆合金弹簧，它是在不同的温度条件下工作的，测试其弹性性能时需要将测试环境控制在使用的低温环境下。由于弹簧的尺寸较小，采用一套低温制冷系统，提供测试环境，并不现实。另外一方面，弹簧弹性性能测试时，必须要测试弹簧的形变量和弹簧力，无论是位移传感器还是力传感器都不适宜暴露在低温环境中。申请号为200710120292.2的发明专利，提供了一种采用液氮为工质测试弹簧低温弹性性能的装置，但这一装置难以将弹簧稳定在某一测试温度。目前国内尚无成熟的技术，即可以在宽低温范围（常温至-268℃或-196℃）连续调节弹簧的温度，又可以将弹簧维持在宽低温范围的某一个温度。

发明内容

本发明的目的是提供一种可在一个很宽的低温区（室温以下，直至-268℃）测试压缩弹簧弹性性能的装置，采用这一装置即可以在宽低温范围（常温至-268℃或-196℃）连续调节弹簧的温度，又可以将弹簧维持在宽低温范围的某一个温度点，并可以根据需要控制弹簧的降温或升温速率，而且操作简单、可靠性高。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种可测试弹簧在宽低温区弹性性能的装置，包括放置被测弹簧的弹簧腔以及被测弹簧的弹簧力、形变的测试系统，其特征在于，所述弹簧腔设置在一个冷阱内，该冷阱从外至内依次为绝热层、低温腔、弹簧腔，弹簧腔置于低温腔内的上部，并与低温腔隔离，弹簧腔内壁面装有测温热电偶，低温腔设有连通低温工质配气系统的入口和出口，绝热层包裹在低温腔的外部，绝热层与低温腔之间设置有填充空气或真空的绝热夹层。

上述方案中，所述的低温工质配气系统包括一个液体喷射器和一个气体喷射器，所述低温腔的入口穿过绝热层与液体喷射器出口连接，低温腔的出口穿过绝热层与气体喷射器吸气口连接；液体喷射器有两个输入口，一个通过调节阀来控制输入的常温高压气体，另一个抽吸液氮或液氦，出口形成设定温度的混合气进入低温腔入口；气体喷射器也有两个输入口，一个通过调节阀来控制输入的常温高压气体，另一个抽吸从低温腔出口流出的混合气体由出口排出，保证液体喷射器出口的混合低温气体能始终在冷阱内通畅。

所述夹层为单层或多层。

所述测试系统包括触杆，触杆的前端垂直对着弹簧腔内的被测弹簧，触杆的后端通过一个绝热棒连接力传感器，力传感器与一个拐臂支架的直臂连接，拐臂支架的横臂上设置一个位移传感器。

本发明的优点是，低温工质的流动采用喷射器驱动，低温管路部分无无动部件，低温腔的温度连续可调。若采用液氮为低温工质，则可在常温与-196℃之间连续可调，亦可实现从常温至液氮之间连续、稳定、快速地降温或升温；若采用液氦为工质，则可实现常温至-268℃之间的温度控制。

本发明可用于测试记忆合金弹簧的温度在常温和低温（-196℃或-268℃）之间连续降低或连续上升过程中的弹性性能，亦可以将弹簧稳定在常温和低温（-196℃或-268℃）之间某个温度下测试其弹性性能，以满足这种弹簧在航空器、航天器或低温设备上的使用环境要求。

附图说明

图1为本发明实施方式的简图。

图2为本发明实施方式冷阱的结构简图。

本发明用下述实施方式举例说明，本发明包含但不限于下述具体实施方式。

具体实施方式

参见图1，一种压缩弹簧弹性性能低温测试装置，由冷阱3、低温工质配气系统和弹性测试系统构成，其中，低温工质配气系统的作用是向冷阱提供设定温度的低温工质，配气系统中除了气体调节阀1，无其它动部件。冷阱的作用是提供一个可以放置测试弹簧7的低温环境，冷阱内无动部件。弹性测试系统的作用是测量弹簧的弹性性能，主要包括探测弹簧力的力传感器10和探测弹簧形变的位移传感器12。