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PCY-Ⅲ-1400型材料熱膨脹系數(shù)測試儀

點擊次數(shù)：4240     更新時間：2010-08-24

                  

PCY-Ⅲ-1400型材料熱膨脹系數(shù)測試儀
使用說明書
 
 
、概述
本儀器采用智能儀表（單片機）技術(shù)對物理量，位移、溫度進行實驗全過程的檢測與控制，并可以實現(xiàn)脫機運行，聯(lián)機實現(xiàn)自動測試。運行于中文Windows環(huán)境，具有友好的中文用戶操作界面；脫機狀態(tài)由智能儀表檢測，手動測試。該儀器主要用于測定陶瓷、金屬、合金、石墨、耐火材料、精鑄用型殼及型芯材料以及其它固體材料的熱膨脹系數(shù)。為工廠、科研院所檢測材料制品的性能和科研教學(xué)提供了現(xiàn)代化的測試手段。
二、主要技術(shù)系數(shù)
1、zui高爐溫：1400℃。
2、升溫速度，實驗過程控制參數(shù)，含PID參數(shù)以及通迅方式。
⑴由智能儀表518P（708）實現(xiàn)全過程任意需要調(diào)節(jié)、設(shè)置、鎖定。操作見518P說明書。
⑵由上位機（計算機）實現(xiàn)界面調(diào)試任意需要位置（在線方式），并可實現(xiàn)在線修改。
3、電源電壓：220V±10﹪，50HZ
4、爐子zui大功耗≤2KW
5、膨脹值測量范圍與誤差：0--5㎜±0.1%
6、控溫精度：±1℃ 溫度記錄值誤差≤±0.5﹪
7、測量膨脹值分辨率：1um
三、儀器的組成及原理
1、系統(tǒng)組成：加載傳感器裝置、爐膛、小車、基座、控制系統(tǒng)（智能儀表）、五部份組成。 
2、組成原理圖： 
       3、原理介紹：
電爐升溫后爐膛內(nèi)的試樣發(fā)生膨脹，頂在試樣端部的測試桿產(chǎn)生與之等量的膨脹量（如果不計系統(tǒng)的熱變形量），這膨脹量由電感位移計測量出來，并由儀表顯示,通過智能儀表顯示的位移值，人工記錄，并按原理公式計算。
⑴加載傳感裝置中的測試桿，端頂著試樣端連著位移傳感器的鐵芯。試樣的另端頂在固定的試樣管壁上。因而試樣在此端的自由度被限制了，所以試樣的膨脹將引起位移傳感器的鐵芯相應(yīng)的位移。
⑵ 1000℃以下爐膛采用特種電阻絲發(fā)熱。（1600℃爐膛采用鉬絲發(fā)熱，用氬氣保護發(fā)熱元件不過快氧化，為保證爐管密封材料不致燒損，水冷端蓋中通有冷卻水）。爐膛的前、后轉(zhuǎn)動均為可調(diào)節(jié)。
⑶試樣裝在試樣管中固定不動，進出爐膛靠移動爐膛來實現(xiàn)。這樣避免了試樣受到振動，爐膛裝在小車上，小車可在基座導(dǎo)軌上移動。
⑷電氣部分：
a.參照518P儀表操作手冊，實驗控制參數(shù)可由用戶任意調(diào)整（出廠時已調(diào)好）。
四、使用與操作
儀器出廠時，已作好了全部參數(shù)的調(diào)整，使用時應(yīng)按下列程序操作。
1、將基座安放水平，調(diào)整爐膛的位置，使?fàn)t膛與試樣管相對運動自如，防止相互擦、碰。調(diào)整、移動爐膛時要緩慢，以防損壞爐膛和試樣。將爐膛固定在小車上，再調(diào)整定位腳在導(dǎo)軌上的位置，使小車靠住定位腳，固緊定位腳。這樣能保證測試時試樣處于爐膛均溫區(qū)之中。
2、當(dāng)測試桿和試樣接觸后位移顯示可能不指示零位，可以通過調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕，使位移顯示“2000”位。
3、檢查各部分的連線，以及智能儀表設(shè)置是否正常、實驗的基本要求、各參數(shù)測試要求、測試工藝要求等。
注意：連接電爐的電線端子定要接觸良好，并將儀表的地線接入實驗場所地線（或水管），減少系統(tǒng)之感應(yīng)電以保護智能儀表可靠工作及數(shù)據(jù)的正常傳送。
4、打開電源，檢查智能表518P基本參數(shù)的設(shè)置，連接計算機使計算機系統(tǒng)處于程序運行用戶界面，按操作要求步驟進行。實驗開始，出現(xiàn)曲線運行界面。然后按“啟動”使系統(tǒng)進入測試狀態(tài)。此時計算機顯示時間為實驗時間，亦可人工記錄時間內(nèi)完成實驗全過程（根據(jù)用戶要求可以設(shè)置恒溫區(qū)段）完成實驗后進行試樣結(jié)束。結(jié)果分析，對測試數(shù)據(jù)自動分析，亦可人工分析，并輸出實驗結(jié)果報告。
5、通過計算機可以對測試的數(shù)據(jù)建立用戶需要的數(shù)據(jù)庫，并對數(shù)據(jù)庫進行相關(guān)的操作。
6、膨脹系數(shù)計算方法：
試樣升溫達到測試溫度后，根據(jù)顯示結(jié)果可以實現(xiàn)人工計算機和計算機自動處理。計算機測試的結(jié)果為整個過程溫度點的試樣膨脹系數(shù)，根據(jù)輸出結(jié)果，選擇所需要的點。
 △Lt － Kt  
線膨脹百分率計算公式： δ= —————×100﹪
                               L
                           △Lt－ Kt
平均線膨脹系數(shù)計算公式：α= —————
                            L（t－t0）
兩公式中：
L：試樣室溫時的長度（um）
△Lt：試樣加熱t℃時測得的線變量即記錄值（um）
Kt：測試系統(tǒng)t時補償值um
t：試樣加熱溫度℃
t0：試樣加熱前的室溫℃
計算機和儀表顯示的位移單位均為um。
儀器的補償值Kt需要用戶自己預(yù)先測定和計算。求補償值Kt方法是：1000℃以下用石英標(biāo)樣；1000℃以上用高純剛玉標(biāo)樣作試樣，進行升溫測試，記錄出標(biāo)樣測試曲線，曲線中包括了標(biāo)樣、試樣管及測試桿的綜合膨脹值。而補償值Kt應(yīng)只是試樣管及測試桿在相應(yīng)溫度下的綜合膨脹值，所以應(yīng)將標(biāo)樣在相應(yīng)溫度下的膨脹值，從測試數(shù)據(jù)中相應(yīng)溫度下的膨脹量中扣除后剩下的膨脹量即為儀器在相應(yīng)溫度下的補償Kt。而標(biāo)樣的膨脹系數(shù)為已知的，計算機系統(tǒng)建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，不同的標(biāo)樣，用戶自己應(yīng)填充該數(shù)據(jù)庫。
Kt=△Lt標(biāo)-α標(biāo)×L標(biāo)×（t-t0）
石英標(biāo)樣的膨脹系數(shù)取樣平均值0.55×10-6/℃
例：若用該儀器測試1400℃時的補償值K1400
用剛玉標(biāo)樣升溫、升溫前標(biāo)樣L標(biāo)=50.1㎜
室溫t0=20℃升溫1400℃時,記錄△LI1400標(biāo)=0.11㎜已知1400℃時剛玉的平均線膨脹系數(shù)標(biāo)=8.623×10-6/℃
K1400 =△L1400標(biāo)-α標(biāo)×L標(biāo)（1400-20）
      =0.11-8.623×10-6×50.1×1380
=0.11-0.596
=-0.486（㎜）
五、調(diào)整與校正
1、膨脹值數(shù)字顯示方式的調(diào)整與校正
①零點：膨脹值采用智能數(shù)字式儀表進行顯示，應(yīng)將518P顯示儀表按其說明調(diào)整好的所需參數(shù)和量程。開啟儀表電源，并接好各線，所顯示不在“0”位，可通過調(diào)零旋鈕使其回到零點。
②量程校正
將50㎜長兩端磨平的圓棒放入試樣區(qū)，測試桿頂緊圓棒，調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕使膨脹值指示儀表2000左右。
2、升溫過程參數(shù)調(diào)整：
出廠時已對升溫過程各參數(shù)進行調(diào)整，并已鎖定。用戶如若有改變，可以參閱518P儀表調(diào)校方法說明書。智能儀表相當(dāng)于程序給定器，調(diào)節(jié)參數(shù)可任意進行，用戶在使用中可以定期對參數(shù)進行標(biāo)定。
 
六、試樣規(guī)范及制備
1、試樣尺寸
圓柱體Ф（6～8）×50（mm）
方形體（6～8）×（6×8）×50㎜
2、制樣制備
①型殼材料試樣：用模具壓制蠟?zāi)?，按型殼工藝涂掛試樣，脫蠟后?/span>350～400℃燒烤保溫小時，去除殘余模料，隨爐冷卻。試樣如果需要進行焙燒，可免去烘烤。
②陶芯材料試樣：用模具壓制陶芯，按陶芯制工藝燒制試樣（300℃保溫2小時，500℃保溫1小時，900℃保溫1小時，zui后升溫1150℃保溫2小時，然后隨爐冷卻。）
③用戶可根據(jù)自己的工藝要求制作試樣。
七、安裝、保養(yǎng)
1、儀器應(yīng)安裝在穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，周圍無震動源，機械主機的工作臺高度應(yīng)低于800㎜。
2、儀器使用過程中，須用氬氣瓶、冷卻水，因而要考慮裝置的擺放和連接。（試驗1000℃以上）
3、客戶訂購的測溫在1000℃以下的儀器及儀器不需要氬氣保護
4、試驗完畢后，應(yīng)及時清潔儀器。
八、產(chǎn)品成套覽表

規(guī)格
名   稱
規(guī)   格
單位
數(shù)量
備 注
主
機
機械主機
 
臺
1
 
1200℃以上另配剛玉標(biāo)樣壹只.
 
 
 
電控箱
同上體化
臺
 
附
件
標(biāo)樣
Φ6×50
件
1
 
隨
機
文
件
產(chǎn)品說明書
 
份
1
控溫表說明書
518P、501
份
1
產(chǎn)品合格證書
 
份
1
 
 
 
 

                                                     
 
 
 
 
 
 
高純剛玉標(biāo)樣線膨脹系數(shù)（供參考，氧化鋁含量99.99%）

溫度（℃）
線膨脹系數(shù)（1/℃）
溫度（℃）
線膨脹系數(shù)（1/℃）
室溫20
9.12×10-6
900
6.546×10-6
100
9.18×10-6
1000
6.508×10-6
200
7.28×10-6
1100
7.28×10-6
300
7.92×10-6
1200
7.352×10-6
400
7.88×10-6
1300
7.537×10-6
500
7.042×10-6
1400
7.607×10-6
600
6.742×10-6
1500
7.828×10-6
700
6.72×10-6
1600
8.253×10-6
800
6.64×10-6
1700
8.325×10-6

 
 
 
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