材料热膨胀系数测试.doc

PCY型高温卧式膨胀仪（带计算机系统）使用说明书湘 潭 华 丰 仪 器 制 造 有 限 公 司地址：湖南湘潭市雨湖区车站路136号电话8267996ttp:/ email: 一、概述本仪器采用计算机技术，智能仪表（单片机）技术对物理量，位移、温度进行实验全过程的检测与控制，并可以实现脱机运行，联机实现自动测试。运行于中文Windows环境，具有友好的中文用户操作界面；脱机状态由智能仪表检测，手动测试。该仪器主要用于测定陶瓷、耐火材料以及其它固体材料，特别是刚玉，耐火材料，精铸用型壳及型芯材料的热膨胀系数。具有全自动、易于测试、易操作、数据打印输出、实验数据存档、数据库丰富、易修改检索等特点；为工厂、科研院所检测陶瓷及耐火材料制品的性能和科研教学提供了现代化的测试手段。二、主要技术系数1、最高炉温：1000、1400、1700由客户自选。2、升温速度，实验过程控制参数，含PID参数以及通迅方式。由智能仪表AL808P实现全过程任意需要调节、设置、锁定。操作见AL808P说明书。由上位机（计算机）实现界面调试任意需要位置（在线方式），并可实现在线修改。3、电源电压：220V10，50HZ4、炉子最大功耗2KW5、膨胀值测量范围与误差：50.5%6、控温精度：3 温度记录值误差0.57、测量膨胀值分辨率：1um8、加载范围：35500g三、仪器的组成及原理1、系统组成（见附图一）：加载传感器装置、炉膛、小车、基座、控制系统（智能仪表+计算机）、五部份组成。 1可控硅控温、炉膛温度测试2、组成原理图：输出控制参数通信接口测量温度传感器部分温度智能仪表测量位移传感器部分位移智能仪表通信接口记录打印计算机控制RS232/RS485转换器显示运行状态3、原理介绍：电炉升温后炉膛内的试样发生膨胀，顶在试样端部的测试杆10产生与之等量的膨胀量（如果不计系统的热变形量），这一膨胀量由电感位移计精确测量出来，并由仪表显示并送计算机处理，计算机数据处理后显示和值是通过自动系统补偿计算结果，也可通过智能仪表显示的位移绝对值，人工记录，并按原理公式计算。 加载传感装置中的测试杆10，一端顶着试样一端连着位移传感器的铁芯。试样的另一端顶在固定的试样档板14上。因而试样在此端的自由度被限制了，所以试样的膨胀将引起位移传感器的铁芯相应的位移。另外，设有加载装置，加载值由35500g砝码调整（两支砝码的吊杆共重35g），测试杆在导支套5中移动，导支套通有冷却水，以消除温度的影响。 1000以下炉膛采用特种电阻丝发热。（1700炉膛采用钼丝发热，用氩气保护发热元件不过快氧化）。为保证炉管密封材料不致烧损，水冷端盖中通有冷却水，炉膛的升、2降、前、后转动均为可调节。 试样装在试样管9中固定不动，进出炉膛靠移动炉膛来实现。这样避免了试样受到振动，炉膛装在小车上，小车可在基座导轨上移动。 电气部分：a.参照AL808P仪表操作手册，实验控制参数可由用户任意调整（出厂时已调好）。b计算机部分，遵从计算机操作原理，因系统工作环境在（Windows95）Windows98简体中文环境，用户计算机的软件环境应能支持Windows32位软件。在运行用户测试程序之前，须安装测试软件。安装方法参照Windows应用软件安装方法及软件操作。注意事项要求，接口连接转换头接计算机Com2口，若用户鼠标调换。打印机支持并行口，在Windows操作系统下安装打印机。用户需打印时将自动启动数据打印记录。C系统的补偿，可以定期由用户标样进行校准。其数据处理通过计算机完成。由用户输入标样的值，该项仪器出厂前已校准。并提供标样在不同温度下的值供用户参考。四、使用与操作仪器出厂时，已作好了全部参数的调整，使用时应按下列程序操作。1、将基座安放水平，调整炉膛的位置，使炉膛与试样管相对运动自如，防止相互擦、碰。调整、移动炉膛时要缓慢，以防损坏炉膛和试样。调好后将4个止动螺钉8紧固好，将炉膛固定在小车上，再调整定位脚7在导轨上的位置，使小车靠住定位脚时，炉端面至导套5端面距离为30，然后，固紧定位脚。这样能保证测试时试样处于炉膛均温区之中。2、测试时吊耳3上需悬吊上两支砝码杆，测试杆10与导支套53之间须注入适量的机油（用粘度尽量小的润滑油，以尽可能减少磨擦阻力）。注入测试杆端部两小孔，使测试杆具有良好的随动性。测试时如需加载，则按需要加上相应砝码。3、当测试杆和试样接触后位移显示可能不指示零位，可以通过调节调零旋钮，使位移显示“0”位。计算机可以自动记录零点位移，作为起始位移，参与运算。4、检查各部分的连线，以及智能仪表设置是否正常、实验的基本要求、各参数测试要求、测试工艺要求等。确认无误后，将冷却水通入导套5及水冷端盖。炉温在700以前通入导支套及盖的冷却水流量要小些，随后要加大流量，使导盖出水温度在室温附近即可。注意：连接电炉的电线端子一定要接触良好，并将仪表的地线接入实验场所地线（或水管），减少系统之感应电以保护计算机可靠工作及数据的正常传送。5、打开电源，检查智能表AL808P基本参数的设置，连接计算机使计算机系统处于程序运行用户界面，按操作要求步骤进行。实验开始，出现曲线运行界面。然后打开控制柜后面板ZK1可控硅调节器开关，系统进入测试状态。此时计算机显示时间为实验时间，亦可人工记录时间1小时内完成实验全过程（根据用户要求可以设置恒温区段）完成实验后进行试样结束。结果分析，对测试数据自动分析，亦可人工分析，并输出实验结果报告。6、通过计算机可以对测试的数据建立用户需要的数据库，并对数据库进行相关的操作。7、膨胀系数计算方法：试样升温达到测试温度后，根据显示结果可以实现人工计算机和计算机自动处理。计算机测试的结果为整个过程温度点的试样膨胀系数，根据输出结果，选择所需要的点。4Lt Kt线膨胀百分率计算公式： = 100LLt Kt平均线膨胀系数计算公式：= L（tt0）两公式中：L：试样室温时的长度（um）Lt：试样加热至t时测得的线变量即记录值（um）Kt：测试系统t时补偿值umt：试样加热温度t0：试样加热前的室温计算机和仪表显示的位移单位均为um。仪器的补偿值Kt需要用户自己预先测定和计算，可以通过计算机系统专用程序测试完成。求补偿值Kt方法是：1000以下用石英标样；1000以上用高纯刚玉标样作试样，进行升温测试，记录出标样测试曲线，曲线中包括了标样、试样管及测试杆的综合膨胀值。而补偿值Kt应只是试样管及测试杆在相应温度下的综合膨胀值，所以应将标样在相应温度下的膨胀值，从测试数据中相应温度下的膨胀量中扣除后剩下的膨胀量即为仪器在相应温度下的补偿Kt。而标样的膨胀系数为已知的，计算机系统建立相应的数据库，不同的标样，用户自己应填充该数据库。Kt=Lt标-标L标（t-t0）石英标样的膨胀系数取样平均值0.5510-6/例：若用该仪器测试1400时的补偿值K1400用刚玉标样升温、升温前标样L标=50.1室温t0=20 升温至1400时,记录LI1400标=0.11已知14005时刚玉的平均线膨胀系数标=8.62310-6/K1400 =L1400标-标L标（1400-20） =0.11-8.62310-6 50.11380=0.11-0.596=-0.486（）五、调整与校正1、膨胀值数字显示方式的调整与校正零点：膨胀值采用智能数字式仪表进行显示，应将AL808P显示仪表按其说明调整好的所需参数和量程。开启仪表电源，并接好各线，所显示不在“0”位，可通过调零旋钮使其回到零点。量程校正a、将档板插入试样管，放入50长两端磨平的圆棒至试样区，测试杆顶紧圆棒，（可加上100克负荷），调节调零旋钮使膨胀值指示仪表回零位。b、校正“+5”（+2mm）调好零位后，轻轻移动测试杆，再增加一块5块规放入试样区，并将测试杆端头靠紧圆棒，调节AL808P仪表的满度校正补偿（放大倍数），使其显示为5000um（5），其误差不应大于满量程的0.5%，亦可将量程设为+2，方法同上。重复多次以便校准。C、复零将5mm的块规取出，示值应回零。2、千分表指示方式的零点及量程调整装好千分表，将档板插入试样管，放入50mm长两端磨平的圆棒至试样区，使千分表的顶杆轻轻顶住测试杆并活动自如。通过调零旋钮及调节千分表的表盘使指示为0，千分表不需要调节量程，表盘指示值即膨胀值，记下即可。 63、升温过程参数调整：出厂时已对升温过程各参数进行调整，并已锁定。用户如若有改变，可以参阅AL808P仪表调校方法说明书。智能仪表相当于一程序给定器，调节参数可任意进行，用户在使用中可以定期对参数进行标定。六、试样规范及制备1、试样尺寸圆柱体（610）50（mm）方形体（610）（610）502、制样制备型壳材料试样：用专用模具压制蜡模，按型壳工艺涂挂试样，脱蜡后在350400烧烤保温一小时，去除残余模料，随炉冷却。试样如果需要进行焙烧，可免去烘烤。陶芯材料试样：用专用模具压制陶芯，按陶芯制工艺烧制试样（300保温2小时，500保温1小时，900保温1小时，最后升温至1150保温2小时，然后随炉冷却。）用户可根据自己的工艺要求制作试样。七、安装、保养1、仪器应安装在稳定的基础上，周围无震动源，机械主机的工作台高度应低于800。2、仪器使用过程中，须用氩气瓶、冷却水，因而要考虑装置的摆放和连接。3、客户订购的测温在1000以下的仪器及专用仪器不需要氩气保护。4、试验完毕后，应及时清洁仪器。7八、产品成套一览表规格名 称规 格单位数量备 注主机机械主机台11000以上另配刚玉标样壹只.用户可按实际情况将橡皮管剪成六段电控箱台1附件石英标样850件1砝码1000.005g块2砝码500.005g块4砝码12.50.005g块2砝码200.005g块2试样档板片3块规5件2试样垫板片3橡皮管8(内孔)米20随机文件产品说明书份1控温表说明书AL808P份1产品合格证书份1用户配置计算机（随机附软件）套1 8计 算 机 接 口 说 明1、该系统采用RS485通讯,距离可达1km，可接164台下位仪表，均采用光电隔离术。2、通讯代码为ASC 7位码3、数据格式：起始位：1位数据位：7位效验位：1位，偶效验停业位：1位4、通讯波特率：9600bps5、通过RS232/RS485转换器连接计算机的COM2口9针/25针计算机PS232/PS485控制柜串口 TXD TXDCOM2TXD RXD转换器 双绞线连接 9高纯刚玉标样线膨胀系数温 度线膨胀系数1/