[发明专利]一种高温应变测量装置

说明书

本发明公开了一种高温应变测量装置，包括光源发生器、光路传输通道、应变测试室和光谱仪，光源发生器通过光路传输通道与应变测试室的进光端连接，应变测试室的出光端通过光路传输通道与光谱仪连接，应变测试室能够折射和反射光线，应变测试室的反射面上连接有被测试件。本发明的高温应变测量装置，可以测量‑300～1000℃温度范围下的被测试件应力变化，适用于不同材料、形状以及结构形式的构件表面的应变测量，操作简便，且高温下测量精度高。

技术领域

本发明涉及应变测量的技术领域，特别是涉及一种高温应变测量装置。

背景技术

作为结构热强度试验中不可或缺的一环，高温下的应变测试技术成为研究的重点，尤其在航空航天、土木结构等领域中具有重要的意义。在高温环境下的应变测量更一直以来是困扰相关研究人员的难题。极端温度条件下对应变测量的准确性直接影响到计算和试验的精度和有效性。

目前应变的测量方式主要有接触式测量方法和非接触式测量方法：接触式测量方法主要是电阻式应变片和光纤光栅应变计，非接触测量方法主要采用数字图像处理方法(DIC方法)。接触式测量方法测量精度和准确性较高，但受电阻材料的限制和光纤光栅特性的影响，传统上，使用黏结或焊接在测试样品上的传统电阻应变仪测量曝露于外部环境的材料的高温应变。然而，这种方法受到应变片丝栅的耐温极限和粘贴剂的耐温能力所限制，在工程试验中仅实现了平面金属基底最高温度800℃的高温应变，通常不能在超过800℃的高温环境下工作，并且测量误差较大，标准梁上安装的应变计测量精度仅为20-30％。而数字图像处理方法可以在较高的温度下工作，但准确性和精度一般差强人意。因此，亟需设计一种可以在较大温度范围和较高的温度条件下测量应变的装置至关重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种高温应变测量装置，以解决上述现有技术存在的问题，使高温应变测量测量的温度范围和测量精度均有所提高。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种高温应变测量装置，包括光源发生器、光路传输通道、应变测试室和光谱仪，所述光源发生器通过所述光路传输通道与所述应变测试室的进光端连接，所述应变测试室的出光端通过所述光路传输通道与所述光谱仪连接，所述应变测试室能够折射和反射光线，所述应变测试室的反射面上连接有被测试件。

优选的，所述应变测试室的形状为三棱柱，所述三棱柱的一个侧面连接所述进光端、另一个侧面连接所述出光端、底面为所述反射面。

优选的，所述进光端的所述光路传输通道位于所述三棱柱高度的三分之一到三分之二之间。

优选的，所述三棱柱的横截面为等腰三角形。

优选的，所述应变测试室的折射率n与所述等腰三角形的顶角θ的关系为

优选的，所述光源发生器能够同时发射至少两种不同波长的光线。

优选的，所述应变测试室的材质为水晶、石英或者金刚石，且所述应变测试室的表面覆盖有不透光膜。

优选的，所述应变测试室的底面焊接或粘接于所述被测试件的表面上，所述光路传输通道与所述应变测试室的底面平行。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明的高温应变测量装置，可以测量-300～1000℃温度范围下的被测试件应力变化，适用于不同材料、形状以及结构形式的构件表面的应变测量，操作简便，且高温下测量精度高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。