[发明专利]基于控制热拉伸试验升温装置的升温方法

说明书

一种基于控制热拉伸试验升温装置的升温方法，通过对三段式加热丝分别对拉伸式样加热，三个热电偶分别测量拉伸试样的上中下三个位置的温度；将测量得到的温度反馈给温度比较器，温度比较器将得到的当前温度信息与预设的温度及其阈值进行比较，并将目标温度和当前温度的差值转化为电信号输出给加热丝的功率调节器；最后通过功率调节器根据温度差值通过控制加热丝的电流大小来对加热功率进行调节；本发明通过三段加热丝和热电偶对拉伸式样分别加热，在充分减小前期升温时间的同时，大大减小了由于延时而产生的温度的超差，使最终温度能够恰好处于目标的温度范围内，避免了后续的停止加热和升温调整，从而大大减少了试验的时间。

技术领域

本发明涉及的是一种金属材料高温力学性能测试领域的技术，具体是一种基于控制热拉伸试验升温装置的升温方法。

背景技术

在热拉伸试验中，加热保温占据了绝大部分的时间。常用的辐射加热容易导致上下部分加热不均匀，导致不同位置达到目标温度的时间不同；由于加热源与测温位置相隔有一定的距离，温度的测量和反馈有相当大的延迟，容易导致超过目标的温度范围，尤其是在加热速度较快的情况下。控温的不准确导致需要多次加热和停止加热来进行调整才能达到目标的温度区间，使得加热保温的时间急剧增加，导致实验的效率大大降低。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种基于控制热拉伸试验升温装置的升温方法，通过三段加热丝和热电偶对拉伸式样分别加热，在充分减小前期升温时间的同时，大大减小了由于延时而产生的温度的超差，使最终温度能够恰好处于目标的温度范围内，避免了后续的停止加热和升温调整，从而大大减少了试验的时间。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种基于控制热拉伸试验升温装置的升温方法，通过对三段式加热丝分别对拉伸式样加热，三个热电偶分别测量拉伸试样的上中下三个位置的温度；将测量得到的温度反馈给温度比较器，温度比较器将得到的当前温度信息与预设的温度及其阈值进行比较，并将目标温度和当前温度的差值转化为电信号输出给加热丝的功率调节器；最后通过功率调节器根据温度差值通过控制加热丝的电流大小来对加热功率进行调节。

所述的控制热拉伸试验升温装置包括：拉伸试验机、环境箱和温度控制机构，其中：拉伸试验机与环境箱相连，环境箱与温度控制机构相连。

所述的拉伸试验机包括：控制器、上横梁、下横梁和紧固插销，其中：上横梁和下横梁上下设置于拉伸式样两端并通过紧固插销与拉伸式样相连，控制器与上横梁相连用于控制其移动速度。

所述的环境箱包括：外壳、分为上中下三段的加热丝和保温材料，其中：外壳分别与拉伸试验机和温度控制机构相连，加热丝设置于外壳上并与拉伸式样相连。

所述的保温材料采用最高使用温度1200℃，导热系数0.033W/m·k玻璃纤维棉。

所述的温度控制机构包括：依次相连的用于温度测量的热电偶组、温度比较器、功率调节器和加热电源，其中：热电偶组与环境箱相连。

所述的热电偶组包括：三个分别测量拉伸式样上中下三个位置的热电偶，其中：热电偶与加热丝相对应连接拉伸式样。

技术效果

与现有技术相比，本发明大大减少了热拉伸试验的升温保温时间，显著节省了试验总时间，例如进行450℃的拉伸试验，由原有方法的33min减少至现有的19min，节省了42％的时间；由此产生的意料之外的技术效果包括：升温曲线简单有效且适用温度范围宽广，无需复杂的控制器。

本发明通过三段加热丝和热电偶对拉伸式样分别加热，在充分减小前期升温时间的同时，大大减小了由于延时而产生的温度的超差，使最终温度能够恰好处于目标的温度范围内，避免了后续的停止加热和升温调整，从而大大减少了试验的时间。

附图说明