[实用新型]材料热膨胀性双光束激光干涉测量仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种材料热膨胀性测量领域，特别提供一种双光束激光干涉测量材料热膨胀性的测量仪。

背景技术

热膨胀系数是材料物理性能中的一个重要参数之一，测定固体热膨胀系数有重要的实际意义。测量热膨胀系数的难点是如何精确测定固体随温度变化时的长度变化。目前，测量材料热膨胀性测量仪主要有基于迈克尔逊干涉法为基本原理的单束激光干涉法热膨胀测量仪。

迈克尔逊干涉热膨胀测量仪是一种利用分割光波振幅的方法实现干涉的精密光学仪器。目前迈克尔逊干涉热膨胀测量仪普遍采用的是单束激光。该测量仪在样品前面需安置一个反射镜面(该镜面需直接或间接与样品相接触)或利用单束激光直接打在样品一个表面上，即激光束经被测样品表面或中间界面反射与入射光产生干涉。另外，固定样品的夹具或样品台与被测样品直接相接触。这种测量仪结构上，首先样品与固定样品的夹具或样品台相接触，存在一定的相互作用力；其次夹具或样品台等在测量时本身也将同时受热膨胀。夹具与样品相互作用力的大小、夹具或样品台自身的膨胀所产生的系统误差都将对所测得的数据产生影响。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种双光束激光干涉测量材料热膨胀性的测量仪。该测量仪还可以准确地测量出材料的相变过程。

本实用新型主体部分为：SIOS-SP120D激光干涉仪8、高真空加热炉1、rbhS104调理板9、rbh8223h数据采集卡(A/D转换器)11、恒流微机电源10与计算机12。

SIOS-SP120D激光干涉仪8设有He--Ne激光发射盒6，并安装在高真空加热炉一侧，He--Ne激光发射盒6下方安装升降平台7。高真空加热炉1炉壁一端设有一玻璃窗口5正对着激光发射盒6，高真空加热炉1内安装样品夹具2，样品夹具2与激光发射盒6的激光发射口相距在60-150mm，激光发射口距离玻璃窗口5的距离为45mm-55mm，高真空加热炉炉内放置被测样品3的一侧安置一K型热电偶4，热电偶4与rbhS104调理板9相连后再与rbh6223h数据采集卡11相连，rbh6223h数据采集卡11和SIOS-SP120D激光干涉仪8同时与计算机12相连。恒流微机电源10与rbhS104调理板9相连，为调理板9提供电源。

本实用新型主要特点是采用双光束激光干涉。由于所取被测样品膨胀量为两束激光光程位移差值，利用双光束激光干涉法测量时，夹具与样品相互作用力、样品台或夹具等受热膨胀对单束激光造成的系统误差可以相互完全抵消，因此完全消除测量膨胀量时的系统误差，提高了测量精度。

众所周知，相变过程一般伴随着有体积的变化，如非晶材料晶化时体积收缩，晶体熔化时体积膨胀等。在加热过程中材料体积的变化与长度的变化规律相同，因此，当测量时加热温度超过晶体样品的熔点或非晶体的晶化温度，便可以通过监测升温过程中样品长度随温度的变化规律可以确定相变的开始和结束。同时，升温过程中样品长度的变化还能定量地反映相变过程进行的程度。

因此，通过测量材料长度随温度的变化规律，本实用新型还可以准确地反映到材料相变过程。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

图1是双光束激光干涉测量仪的结构示意图。

图2是被测样品形状图。

图3是双光束激光干涉法的原理图。

具体实施方式

结合图1所示：

图1是双光束激光干涉测量仪的结构示意图

高真空加热炉1炉壁一侧设计一玻璃窗口5供激光透射；炉内安装固定样品的夹具2，该夹具安装位置与激光发射盒6的激光发射口相距60mm-150mm，以保证激光反射形成有效干涉；激光发射盒6下面安装升降平移台7以调节激光位置；高真空炉内被测样品一侧安置K型热电偶4实时采集样品温度。

SIOS-SP120D激光干涉仪8连接计算机12。热电偶4导线先与rbhS104调理板9和rbh6223h数据采集卡11相连，再接入计算机。恒流微机电源10为调理板9提供电源。