[发明专利]一种用于极端环境下的试样变形测量系统

说明书

本发明涉及一种用于极端环境下的试样变形测量系统。本发明包括压力容器以及与压力容器形成密封腔室的密封法兰，密封腔室内设置有试样，该系统还包括用于对试样进行拉伸以实现试样变形的拉杆，密封腔室中设有与试样一端固定的安装端，拉杆穿过所述压力容器与试样另一端固定，拉杆与压力容器构成密封配合；试样上设有标距段，标距段两端分别设有与试样固定连接的第一引伸端以及第二引伸端，该系统还包括用于测量第一引伸端以及第二引伸端沿试样拉伸方向位移量的测量单元。本发明通过第一引伸端、第二引伸端将试样标距段变形引出，即通过测量第一引伸端、第二引伸端沿试样拉伸方向位移量来确定试样标距段的变形量。本发明测量误差小，精度高。

技术领域

本发明属于材料试验机领域，具体是涉及一种用于极端环境下的试样变形测量系统。

背景技术

材料试验机是材料的力学性能测试的必须装置。为了研究材料在某种介质环境下的力学性能，常常需要将测试试样置于高温、高压、腐蚀介质等极端环境下开展试验。如为了研究高温氢气环境下的材料力学性能，需要将试样置于高温高压氢气环境中进行测试。

然而常用引伸计不能工作于高温、高压、腐蚀介质等极端环境，导致现有相关极端环境材料力学性能测试装置均不能直接测量试验过程的试样标距段变形，而是通过测量装置的加载拉杆位移来代替试样标距段变形。由于传动组件的连接间隙以及拉杆与夹具等传动组件本身的变形(如热变形、受力变形)等原因，这种间接测量方法存在较大的测量误差。因而不能进行需要测量试样标距段变形的力学性能测试，如松弛、蠕变等，或测试结果不能满足试验精度需求。为此，极端环境中材料试样的变形测量是一个需要解决的难题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于极端环境下的试样变形测量系统。

为了实现本发明的目的，本发明采用了以下技术方案：

一种用于极端环境下的试样变形测量系统，包括压力容器以及与所述压力容器形成密封腔室的密封法兰，所述密封腔室内设置有试样，该系统还包括用于对所述试样进行拉伸以实现所述试样变形的拉杆，所述密封腔室中设有与所述试样一端固定的安装端，所述拉杆穿过所述压力容器与所述试样另一端固定，所述拉杆与压力容器构成密封配合；所述试样上设有标距段，所述标距段两端分别设有与所述试样固定连接的第一引伸端以及第二引伸端，该系统还包括用于测量所述第一引伸端以及第二引伸端沿所述试样拉伸方向位移量的测量单元。

进一步，所述试样表面设有绕拉伸方向布置的第一凸环以及第二凸环，所述第一凸环与第二凸环的中心与所述试样拉伸方向重合，所述第一凸环与第二凸环的中间区域构成所述标距段；

所述第一引伸端包括第一卡环以及与第一卡环固定的第一引伸杆，所述第二引伸端包括第二卡环以及与第二卡环固定的第二引伸杆；所述第一引伸端通过所述第一卡环卡在所述第一凸环上实现安装，所述第二引伸端通过所述第二卡环卡在所述第二凸环上实现安装，所述第一引伸杆、第二引伸杆与所述试样的拉伸方向平行布置。

进一步，所述测量单元包括与所述密封法兰一体成型的第一柱状突起以及第二柱状突起，所述第一柱状突起与第一引伸杆轴向重合，所述第二柱状突起与第二引伸杆轴向重合，所述第一柱状突起外侧缠绕有第一感应线圈，所述第二柱状突起外侧缠绕有第二感应线圈；所述第一引伸杆一端与所述第一卡环固定，所述第一引伸杆另一端延伸至第一柱状突起内并在所述试样拉伸变形时在所述第一感应线圈内运动而引起第一感应线圈电感的变化；所述第二引伸杆一端与所述第二卡环固定，所述第二引伸杆另一端延伸至第二柱状突起内并在所述试样拉伸变形时在所述第二感应线圈内运动而引起第二感应线圈电感的变化；所述测量单元还包括将所述第一感应线圈、第二感应线圈内电流信号进行处理并获得所述标距段变形量的处理计算单元。