[实用新型]热机械分析仪拉伸夹具的温度校正装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及热机械分析仪技术领域，尤其涉及一种热机械分析仪拉伸夹具的温度校正装置。

背景技术

热机械分析TMA（Thermo mechanical analysis）是在设定的气氛、负载及温度程序下测量试样的尺寸变化与温度（或时间）关系的技术。用于这种测量的仪器称为热机械分析仪。

热机械分析的各种模式中常用的是膨胀模式和拉伸模式，对应不同模式采用不同的夹具来处理样品。

当采用膨胀模式时，热机械分析仪的加热炉内安装膨胀夹具100，膨胀夹具100的结构如图1所示，其包括样品支架110、探针120以及热电偶130，样品支架110安装在热机械分析仪的平台上，将样品140置于样品支架110上，探针120的一端压于样品140上，探针120的另一端延伸至加热炉外与热机械分析仪的位移传感器连接，热电偶130安装在样品支架110外并靠近样品140设置。

当采用拉伸模式时，热机械分析仪的加热炉内安装拉伸夹具，拉伸夹具200的结构如图2所示，其包括样品支架210、探针220、热电偶230，样品支架210安装在热机械分析仪的平台上，样品支架210的上端安装有上夹具250，在上夹具250的下方并位于样品支架210内设置下夹具260，样品240被夹持于上夹具250与下夹具260之间，下夹具260固定连接探针220，探针220一端与下夹具260相连接，探针220另一端延伸至加热炉外并与位移传感器连接，探针220及下夹具260对样品240施加一定的负载，使样品240在检测过程中为拉直状态，热电偶230靠近样品设置于样品支架210内部，用于检测样品240的温度。

上述两种模式的工作原理如下：在测试时，样品置于样品支架、探针组成的测试夹具中，加热炉提供程序设定的温度条件，测试过程中样品所处的环境温度通过热电偶测量。测试程序所要求的负载由仪器的施力马达提供，由探针传输到样品上。当样品在程序温度下发生形变时，探针随着样品形变向上或向下移动，通过设备的位移传感器可测量到探针的位移量，即样品的膨胀或收缩量。只要保障温度过程、施加力、位移测量等因素准确即可获得样品形变过程的准确信息。

为了要获得精确的实验结果，在第一次安装TMA以及TMA工作一定时间后，需要对TMA进行校准，主要有力校准、探针校准以及温度校准。

温度校准是为了避免温度误差对最终检测结果产生影响。温度误差来源：TMA是由炉壁缠绕的电热丝提供热量，通过辐射及炉内气氛热传导的方式对样品进行加热，其炉内各位置的温度并不是均匀一致的。实验中，被测样品与热电偶并非一体，因此测试过程中两者所处环境温度是有差异的，比如Z-CTE测试过程中，因为热电偶位置更靠近炉壁，而样品基本在炉子中轴线位置，距离炉壁较远，因此热电偶位置的温度往往高于样品位置的温度。而实际测试中需要用热电偶表达样品温度，因此需要对由加热炉、样品、热电偶的三者组成的系统进行温度校正，当系统发生改变时（加热炉、样品、热电偶的三者相对位置发生变化或热传导特性发生变化时）则需要重新校正。

现有技术中只有TMA膨胀夹具的温度校正方法，在进行拉伸模式的测量时，则引用膨胀模式下的校正温度参数，没有专门针对拉伸模式的校正方法，这样会使热机械分析仪在采用拉伸模式检测样品时出现以下缺陷：

（1）、由于TMA加热炉内各处温度不均匀（温度梯度），膨胀夹具更换为拉伸夹具后，样品-热电偶-炉子相对位置发生变化以及炉子不同位置热传导的差异，均会导致原膨胀夹具下校正获取的温度校正参数不适用，样品测试温度偏离实际值，测试结果不正确；

（2）、在更改为拉伸模式后，为了尽量减小温度测试误差，热电偶位置一般放在拉伸模式样品支架内靠近样品的位置，但在一些型号的TMA设计中，热电偶会阻挡测试前探针位移清零时探针的动作。需要在清零前挪开热电偶，清零完毕后再放回来。这样会带来一个问题：即每次测试热电偶与样品的相对位置可能是不固定的，温度测试结果的稳定性较差。另还有一种情况：热电偶放置在样品附近可能阻碍测试中样品膨胀或收缩过程，导致测试结果不准确。

因此，急需要针对拉伸模式进行温度校正，以保证样品在拉伸模式下样品温度的测试精度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种热机械分析仪拉伸夹具的温度校正装置，其能对热机械分析仪的拉伸模式进行温度标定，减小温度误差。

本实用新型的另一个目的在于提供一种热机械分析仪拉伸夹具的温度校正装置，其有效借助于分析仪的现有设备进行温度校正，方案易于实现。

为达到此目的，本实用新型采用以下技术方案：