[发明专利]超高温热膨胀系数非接触原位测试的方法及装置

摘要

公开了超高温热膨胀系数非接触原位测试的方法及装置，其中所述方法包括通过电极压杆给被测试样的两端施加预载荷，并获取施加预载荷后所述被测试样的第一图像；保持所述预载荷不变，给所述电极压杆施加电压以加热所述被测试样至某一加热温度，获取所述加热温度下所述被测试样的第二图像；依据第一图像和第二图像确定所述被测试样的热应变，根据所述热应变和所述加热温度，确定所述被测试样在所述加热温度下的热膨胀系数。根据本发明，能够实现热力耦合作用下超高温热膨胀系数的测试，且测试温度范围广、操作简便、测量精度高、抗干扰性好。

主权项

一种用于热膨胀系数的测试温度高达3000℃的高温热膨胀系数非接触原位测试的方法，包括：S1、通过电极压杆给被测试样的两端施加预载荷，并获取施加预载荷后所述被测试样的第一图像；S2、保持所述预载荷不变，给所述电极压杆施加电压以加热所述被测试样至某一加热温度，获取所述加热温度下所述被测试样的第二图像；S3、依据第一图像和第二图像确定所述被测试样的热应变，根据所述热应变和所述加热温度，确定所述被测试样在所述加热温度下的热膨胀系数；其中，步骤S3具体为：假设f(x,y)为加热前第一图像中坐标为(x,y)点的灰度函数，被测试样受热变形后点(x,y)移动到点(x′,y′)，g(x′,y′)为图像中对应点(x′,y′)的灰度函数，为待定参数矢量，包括位移矢量u、v，应变矢量ux、uy、vx、vy；选取像素大小为(2M+1)×(2M+1)的正方形参考子区，定义表征所述参考子区在变形前后第一图像和第二图像相似程度的相关函数为：对相似函数求极值，令定义热应变与加热温度T满足：则被测试样在不同温度下的热膨胀系数按公式7求得：式中，M为参考子区大小的表征值；fm、gm分别为变形前、变形后参考子区的灰度平均值；为待定参数矢量，u为变形后参考子区的横向位移，v为变形后参考子区的竖向位移，ux为u对x的偏导函数，uy为u对y的偏导函数，vx为v对x的偏导函数，vy为v对y的偏导函数；Pi为矢量中待求的位移或应变参数，i＝1,2,3,4,5,6；ΨT为函数对加热温度T的偏导函数，为函数对待定参数矢量的偏导函数。