专利名称：一种测量样品线膨胀用立式测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用示差法测量材料线膨胀系数用的装置，特别是一种测量样品 线膨胀用立式测量装置。
背景技术：
现有的示差法线膨胀系数的测量装置分卧式和立式两种。卧式装置的代表产品 为德国耐驰的高温膨胀仪，国内大多数膨胀仪均为这种结构；由于样品重量与高温蠕变等原因，这种结构形式只能测量直径不超多20mm的小样品，而且样品的收縮 会使样品与样品架的底面分离，因此限制了其在收缩多于膨胀情况下的陶瓷等样品 的测量。另一种以美国UNITHERM1161V为代表的立式热膨胀仪的立式装置特别适用于测 量在加热的不同阶段分别产生收縮和膨胀的材料的测定。但其顶杆需加反向平衡载 荷，给操作带来很大不便。瑞士炭素研究所热膨胀仪的位移传感器固定在机架的上部，样品则通过气缸带 动的托架送入加热炉内。由于金属机架和气缸杆等碳钢材料的线膨胀系数为 12.5x10—7'C,而石英为0.5xl(T/'C，碳钢是石英的25倍左右，因此系统本身的膨 胀变形受环境温度变化影响较大。为了保证测量的准确性，需要提高仪器的稳定性，需使仪器所处环境温度的变化小于o. rc方可。这样，对环境要求过于苛刻， 一般实验室难以满足此要求。 实用新型内容本实用新型的目的是提供一种测量样品线膨胀用的立式测量装置，以解决上述 测量装置的不足。本实用新型是一种测量样品线膨胀用立式测量装置，包括升降机构和测量机 构，其特征是测量机构包括位移传感器、传感器座、导向套、石英样品架、顶杆； 石英样品架的上方固装有传感器座，二者装在安装臂的一端，安装臂另一端与升降机构连接；位移传感器装在传感器座上部的轴向的孔内；在石英样品架内，在传感 器座的下方固装有导向套，顶杆位于导向套的轴向孔内，上端伸入到传感器座的轴 向孔内，并与位移传感器接触，下端与位于石英样品架内底部的样品接触。在顶杆的上端具有定位套。在相应于定位套处的传感器座上，具有上窗孔。 在石英样品架的底部的筒壁上，开有下窗孔。上述的"石英样品架的上方固装有传感器座，二者装在安装臂的一端"的具体 结构可以是石英样品架的筒部位于安装臂的孔中，石英样品架的法兰搭在安装臂 的孔的上部，用螺栓将传感器座和石英样品架固装在安装臂的一端。升降机构包括直线电机、电机架、升降支架；直线电机位于电机架内，升降支 架位于直线电机上的螺杆上；升降支架与安装臂的另一端固装在一起。通过螺杆带 动升降支架上、下移动。本实用新型采用石英样品架和石英顶杆联为一体的结构，使测量过程中系统膨 胀处于稳定状态，当室温保持在25'C士2'C时，环境温度的变化不会对测量产生影 响，对石英样品进行测量，重复性误差不超过0.3xl(T7T:。直线电机带动的样品架 升出炉外后，可以方便地放取样品，过程简单易于操作。位移传感器座为中空结构， 两侧开有上窗孔以便于提起顶杆上端的定位套。石英样品架上部具有石英法兰用于 固定，下部前后开有下窗孔以便样品取放。样品架固定在直线电机带动的升降支架 上。顶杆由导向套导向。被测样品直径的大小，取决于炉膛尺寸和样品架直径。本 实施例结构最大可以测量直径为50mm的样品。本实用新型的主要优点是 一，消除系统膨胀对测量的影响。本实用新型的样 品架、顶杆和标准样品均为石英含量在99.9%以上的熔融石英，传感器座固定在石 英样品架上；系统膨胀相对较为稳定，环境温度的变化不超过士2'C，对测量结果 的影响可以忽略不计，使测量结果的重复性得到提高。二，顶杆的设计无需反向平 衡载荷，机构简化，方便操作。顶杆为直径在6 8mm的石英杆，依靠自身重力以 自由垂直状态接触样品上表面，上端设置了定位套，在放、取样品时，用手提起定 位套，就可以将顶杆与样品脱离，可以方便地取放样品。三，样品架的设计，可以 满足较大直径样品的测量，对陶瓷、玻璃等制样较难的材料，适应性提高。根据国 际标准IS014420-2000、国内有色行业标准YS/T63. 4-2006的要求，仪器测量结果 的重复性为O. lxl(TV°C，再现性为O. 17x10"V'C。本实用新型能满足上述国际标准和国内有色行业标的要求。综上所述，本实用新型能测量大尺寸样品，操作方便，对环境温度变化不敏感， 测量准确， 一般实验室均可使用。
图1为本实用新型的结构示意图。图2为图1中的测量机构的放大图。图3为图2中的A-A剖面视图。图中的代号说明l电机架 2直线电机5传感器座 51上窗孔6导向套 61螺栓7石英样品架71法兰8顶杆 81定位套3升降支架 4位移传感器 52螺栓 53安装臂72下窗孔具体实施方式
如图l、 2、 3为本实用新型的结构示意图，包括升降机构和测量机构。 测量机构包括位移传感器4、传感器座5、导向套6、石英样品架7、顶杆8; 石英样品架7的上方固装有传感器座5， 二者装在安装臂53的一端，安装臂53另 一端与升降机构连接；位移传感器4装在传感器座5上部的轴向的孔内；在传感器 座5的下方固装有导向套6，顶杆8位于导向套6的轴向孔内，上端伸入到传感器 座5的轴向孔内，并与位移传感器4接触，下端与位于石英样品架7内底部的样品 9接触。在顶杆8的上端具有定位套81。在相应于定位套81处的传感器座5上， 具有上窗孔51。在石英样品架7的底部的筒壁上，开有下窗孔72。本实施例中， 石英样品架7与传感器座5二者装在安装臂53的一端，其具体结构是石英样品 架7的筒部位于安装臂53的孔中，石英样品架7的法兰71搭在安装臂53的孔的 上部，用螺栓52将传感器座5和石英样品架7固装在安装臂53的一端。升降机构包括电机架l、直线电机2、升降支架3;直线电机2位于电机架1 内，升降支架3位于直线电机2上的螺杆上；升降支架3与安装臂53的另一端固 装在一起。本实施例适用于铝用炭素预焙阳极、陶瓷、混凝土、玻璃等的恒温热膨胀系数 的测定。待测样品9为直径10 50mm，长度50mm的圆柱体。测量操作时，先启动 电机l的下降按钮，将测量机构送入恒温的加热炉内(炉温可在100 100(TC任意 设定)约1 3小时，使系统达到稳定。然后再启动电机l的提升按钮，将测量机 构升出炉外。从上窗孔51提起顶杆定位套81，从下窗孔72将拟测量的样品9放入 石英样品架7的底部；松开定位套81，使顶杆8落下与样品9接触；再用升降机构 将测量机构下降进入加热炉，进行测量。
权利要求1、一种测量样品线膨胀用立式测量装置，包括升降机构和测量机构，其特征是测量机构包括位移传感器(4)、传感器座(5)、导向套(6)、石英样品架(7)、顶杆(8)；石英样品架的上方固装有传感器座，二者装在安装臂(53)的一端，安装臂另一端与升降机构连接；位移传感器装在传感器座上部的轴向的孔内；在石英样品架内，在传感器座的下方固装有导向套，顶杆位于导向套的轴向孔内，上端伸入到传感器座的轴向孔内，并与位移传感器接触，下端与位于石英样品架内底部的样品(9)接触。
2、 根据权利要求1所述的测量样品线膨胀用立式测量装置，其特征是在顶杆(8)的上端具有定位套(81)。
3、 根据权利要求2所述的测量样品线膨胀用立式测量装置，其特征是在相 应于定位套(81)处的传感器座(5)上，具有上窗孔(51)。
4、 根据权利要求2所述的测量样品线膨胀用立式测量装置，其特征是在石 英样品架(7)的底部的筒壁上，开有下窗孔(72)。
5、 根据权利要求1或2或3或4所述的任一测量样品线膨胀用立式测量装置， 其特征是所述的石英样品架的上方固装有传感器座，二者装在安装臂的一端的结 构是石英样品架的筒部位于安装臂(53)的孔中，石英样品架的法兰(71)搭在 安装臂(53)的孔的上部，用螺栓(52)将传感器座和石英样品架固装在安装臂的 一端。
6、 根据权利要求1或2或3或4所述的任一测量样品线膨胀用立式测量装置， 其特征是升降机构包括电机架(1)、直线电机(2)、升降支架(3);直线电机位于电机架内，升降支架位于直线电机上的螺杆上；升降支架与安装臂的另一端固装 在一起。
专利摘要一种测量样品线膨胀用立式测量装置，包括升降机构和测量机构，其特征是测量机构包括位移传感器、传感器座、导向套、石英样品架、顶杆；石英样品架的上方固装有传感器座，二者装在安装臂的一端，安装臂另一端与升降机构连接；位移传感器装在传感器座上部的轴向的孔内；在传感器座的下方固装有导向套，顶杆位于导向套的轴向孔内，上端伸入到传感器座的轴向孔内，并与位移传感器接触，下端与位于石英样品架内底部的样品接触。本实用新型能满足国际ISO14420-2000和国内有色行业标YS/T63.4-2006的要求；能测量大尺寸样品，操作方便，对环境温度变化不敏感，测量准确，一般实验室均可使用。
文档编号G01N25/16GK201348618SQ20082023388
公开日2009年11月18日 申请日期2008年12月26日 优先权日2008年12月26日
发明者冯绍杰, 李红梅 申请人:北京英斯派克科技有限公司