[发明专利]一种金属热电势测量仪器

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属热电势测量仪器。

背景技术

金属材料热电势的产生机制是当金属材料的两端存在一个温度梯度时，由于温度的不均匀性导致体系电子的不对称性分布，从而在材料两端产生一个电势差。通常所说的热电势也即塞贝克（Seebeck）系数，其定义是样品的两端由温度差△T引起的电势差△V与温度差△T之比，即热电势S=△V/△T。热电势是一个仅与材料性质有关的物理量，仅当材料本身的基本性质发生改变时才会随之变化，与材料的几何形状和尺寸没有关系且具有良好的线性叠加特性。

核电厂中的关键设备所用金属材料在长期服役过程中，由于热老化、中子辐照等老化效应的作用，材料的力学性能会发生改变，如强度硬度上升、塑性韧性下降。研究发现，金属材料力学性能的变化与热电势变化密切相关，可以通过测量材料的热电势评估材料的力学性能变化。相比于其它热电材料的热电势，金属材料的热电势很小，一般在几μV/K到几十μV/K，这就要求对于金属材料的热电势测量要更加精确。

目前用于金属材料热电势测量的仪器的基本原理是将试样横跨在两个可控温的平台上，在试样两端建立起稳定的温度梯度，测量试样两端的电势差，从而获得样品的热电势数据。虽然这些仪器已能够满足金属热电势测量的基本要求，但具有以下缺点：1、在测量金属材料热电势时受环境影响较大，不同环境温度下测得的结果不同；2、测量探头与试样之间的压紧力大小对热电势检测结果影响较大，不同压紧力下测得的结果不同，且现有仪器很难准确控制压紧力；3、现有仪器的在计算热电势时，其读取数据的温度传感器和电压传感器不在同一个测量点，从而使得计算结果不够准确。为了克服上述缺点，需要一种既能够控制环境温度，又能够控制压紧力，并且温度和压力在同一个点处测量的热电势测量装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够控制环境温度的金属热电势测量仪器。

为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案：

一种金属热电势测量仪器，它包括温控箱，所述的温控箱内设置有样品台，所述的测量仪器还包括用于将待测金属试样固定在样品台上的固定装置、用于测量待测金属试样的测量装置、用于对所述的测量装置进行控制的控制装置，所述的固定装置和测量装置设置于所述的样品台上。

优选地，所述的测量装置包括能够沿Y轴方向移动地设置于样品台上的第一探头组件和第二探头组件，所述的固定装置包括能够沿X轴方向滑动地设置于样品台上的第一支撑块和第二支撑块，所述的X轴与Y轴相互垂直。

优选地，所述的样品台上沿X轴方向开设有X轴向燕尾槽，沿Y轴方向开设有Y轴向燕尾槽，所述的固定装置可滑动地安装于X轴向燕尾槽中，所述的测量装置可滑动地安装于Y轴向燕尾槽中。

优选地，所述的第一探头组件包括第一探头支座、安装于第一探头支座上的第一支柱、安装于第一支柱上的第一探头、用于对所述的第一探头加热的第一加热片，所述的第一支柱与所述的第一探头支座之间设置有第一弹性件；所述的第二探头组件包括第二探头支座、安装于第二探头支座上的第二支柱、安装于第二支柱上的第二探头、用于对所述的第二探头加热的第二加热片，所述的第二支柱与所述的第二探头支座之间设置有第二弹性件。

优选地，所述的控制装置包括用于分别控制第一加热片和第二加热片的加热片温度控制器、用于分别测量第一探头和第二探头温度的温度测量仪。

优选地，所述的控制装置包括用于控制第一探头组件和第二探头组件在Y轴方向上对待测金属试样加载力的进给机构，所述的进给机构固定于所述的样品台上，所述的控制装置还包括一力传感器，所述的力传感器设置于所述的第一探头组件、第二探头组件与所述的进给机构之间，用于测量所述的进给机构对所述的第一探头组件、第二探头组件施加的压力。

优选地，所述的控制装置还包括一用于测量所述的力传感器压力信号的压力测量仪。

优选地，第一支撑块包括用于夹持所述的待测金属试样的第一V型块、用于调节所述的第一V型块与所述的待测金属试样之间压力的第一螺旋手柄；第二支撑块包括用于夹持所述的待测金属试样的第二V型块、用于调节所述的第二V型块与所述的待测金属试样之间压力的第二螺旋手柄。

优选地，所述的控制装置包括用于控制所述的温控箱内温度的温控箱温度控制器。

优选地，所述的控制装置还包括用于分别测量第一探头和第二探头之间电压差的电压测量仪。