[实用新型]一种利用衍射测量金属线膨胀系数的装置

说明书

本实用新型涉及一种利用衍射测量金属线膨胀系数的装置，包括底座，所述底座上沿水平方向依次同轴设置有激光器、用于调节激光光束大小的矩形光阑和观测屏，所述矩形光阑和观测屏之间设置有用于调节待测金属棒温度的温控组件和固定棒，所述温控组件和固定棒均通过竖直的支架安装在底座上；所述温控组件上的待测金属棒与固定棒组成衍射狭缝，且两者沿水平方向同轴设置；所述激光器发出的平行激光穿过矩形光阑后，经过衍射狭缝时发生衍射，衍射图样显示在观测屏上。本实用新型结构简单，实用性、工作可靠性及操作便捷性好，利用狭缝衍射能够测量狭缝宽度的原理，实现对金属线膨胀系数的测量，且测量精度高、误差小。

技术领域

本实用新型属于测量仪器技术领域，具体涉及一种利用衍射测量金属线膨胀系数的装置。

背景技术

金属的线膨胀系数是表征金属热胀冷缩程度的物理量，用来反映金属纵向的微小尺寸变化随温度的变化规律，是金属材料热性能的重要参数之一。金属的线膨胀系数仅与金属材料的性质有关，在精密机械、金属加工、高精度仪表制造等应用场合，需要对金属的线膨胀系数进行精确的测量。然而，金属由于温度差导致的线膨胀量很小，金属线膨胀系数很难直观地测量出来。目前测量金属的微小尺寸变化常采用的方法有千分表法、单缝衍射法等。

公开号为CN204027490U的实用新型专利公开了一种利用千分表来测量线膨胀系数的实验装置，千分表通过固定支架固定安装在待测金属的轴线上，可方便测量待测金属的热膨胀量，然而采用千分表直接读数法的测量误差较大，导致测量精度不高。

公开号为CN205192992U的实用新型专利公开了一种基于单缝衍射测量金属线膨胀系数的实验仪，其能利用单缝衍射法测量微小变化长度，实验操作简便。但是，一方面，该装置中缺少待测金属棒的温控装置，温度变化导致的误差较大，另一方面，其采用了同轴设置的固定片、传杆与待测金属棒在竖直方向上组成衍射细缝，固定棒、传杆由于环境温度变化会导致衍射细缝宽度的变化，这给缝宽的测量引入了一定的误差。

由此可见，目前金属线膨胀系数测量装置存在对微小位移量的值测量不够准确的问题。因此，亟需设计一种结构简单、测量准确的金属线膨胀系数测量装置。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提供一种利用衍射测量金属线膨胀系数的装置，有效解决现有金属线膨胀系数测量装置存在的对微小位移量的值测量不够准确的问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种利用衍射测量金属线膨胀系数的装置，包括底座，所述底座上沿水平方向依次同轴设置有激光器、用于调节激光光束大小的矩形光阑和观测屏，所述矩形光阑和观测屏之间设置有用于调节待测金属棒温度的温控组件和固定棒，所述温控组件和固定棒均通过竖直的支架安装在底座上；所述温控组件上的待测金属棒与固定棒组成衍射狭缝，且两者沿水平方向同轴设置；所述激光器发出的平行激光穿过矩形光阑后，经过衍射狭缝时发生衍射，衍射图样显示在观测屏上。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述固定棒为殷钢棒。

进一步，所述温控组件包括恒温箱。

进一步，所述温控组件还包括控温仪和温度传感器；所述控温仪与温度传感器通过有线方式电性连接，且两者与恒温箱组成闭环温度控制系统，用于对待测金属棒的温度进行调节，并使待测金属棒保持温度稳定。

进一步，所述激光器、矩形光阑和观测屏均通过竖直的支架安装在底座上。

进一步，所述支架的高度可调节。

进一步，所述支架包括内部中空的外管、套接于外管的内管、齿条、齿轮及转动连接于外管的传动杆；所述齿条沿内管轴向设置，并固定安装在内管上；所述齿轮与齿条相啮合；所述传动杆贯穿外管的侧壁，且其一端固定连接于齿轮，另一端固定连接有调节旋钮。