本公開涉及一種熱膨脹系數(shù)測定儀器，具體地，涉及一種能夠使樣品支架沿軸向旋轉(zhuǎn)的一種熱膨脹系數(shù)測定儀器。

背景技術(shù)：

熱膨脹，即凝聚態(tài)物質(zhì)體積隨溫度變化而發(fā)生變化的現(xiàn)象，是物質(zhì)的基本熱物理性質(zhì)之一，而生產(chǎn)中通常用熱膨脹系數(shù)來表征材料尺寸隨溫度變化程度。熱膨脹系數(shù)通常分為體膨脹系數(shù)和線膨脹系數(shù)。由于體膨脹的測量在實踐中要比線膨脹困難，所以一般只測量固體材料的線膨脹系數(shù)。

熱膨脹系數(shù)測量是材料研究的重要手段，隨著各種高靈敏度位移傳感器的問世，測量精度也在不斷提高，為各種精細測量提供了方便。膨脹儀按測量原理分為直接法和間接法，前者主要是推桿法，后者主要是光學(xué)干涉法和X射線衍射法。

現(xiàn)有熱膨脹系數(shù)測定儀器通常包括樣品支架、加熱裝置、傳感器、顯示系統(tǒng)。實驗過程中，將實驗樣品放到樣品支架上后，樣品支架移動進入到溫度為1000℃的高溫管式爐，使試驗樣品處在爐體中央。當(dāng)實驗樣塊受熱開始膨脹后，推動與其接觸的石英棒產(chǎn)生位移，石英棒的移動距離傳遞給位移傳感器，再把數(shù)據(jù)輸送到電腦并顯示數(shù)據(jù)。

現(xiàn)有技術(shù)中，實驗完成之后，需要人工用鑷子從支架上取下高溫式樣，不僅存在燙傷危險，并且操作不便。另外由于在實驗開始之前，獲取的試驗樣品的大小尺寸通常并不一致，并且傳感器位置固定且無法改變，從而導(dǎo)致實驗試驗樣品與傳感器無法有效接觸或者接觸過緊，使得實驗數(shù)據(jù)存在較大誤差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本公開的目的是提供一種熱膨脹系數(shù)測定儀器，該熱膨脹系數(shù)測定儀器能夠使高溫樣品不需人員直接接觸取下，避免燙傷的危險。

為了實現(xiàn)上述目的，本公開提供一種熱膨脹系數(shù)測定儀器，包括用于伸入加熱裝置的樣品支架、傳感器和與該傳感器電連接的顯示系統(tǒng)，所述樣品支架包括檢測桿和承載桿，所述承載桿上形成有用于盛放樣品的放置槽，該放置槽向上開口，所述檢測桿一端與所述傳感器接觸，另一端用于與所述樣品接觸，所述儀器還包括用于安裝所述樣品支架的支架底座，以及可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述支架底座中的旋轉(zhuǎn)套筒，所述承載桿與所述旋轉(zhuǎn)套筒固定連接，所述檢測桿穿過該支架底座以與所述傳感器接觸。

可選地，所述熱膨脹系數(shù)測定儀器還包括旋轉(zhuǎn)手柄，所述旋轉(zhuǎn)手柄通過所述旋轉(zhuǎn)套筒側(cè)壁上的手柄安裝位與所述旋轉(zhuǎn)套筒連接，所述支架底座側(cè)壁設(shè)有沿周向延伸的槽口，所述旋轉(zhuǎn)手柄可周向滑動地穿過所述槽口以與所述旋轉(zhuǎn)套筒相連。

可選地，所述手柄安裝位為螺紋孔，所述旋轉(zhuǎn)手柄與所述手柄安裝位通過螺紋連接。

可選地，所述旋轉(zhuǎn)套筒為圓柱體，所述支架底座設(shè)有用于可轉(zhuǎn)動地安裝所述旋轉(zhuǎn)套筒的通孔，所述通孔靠近所述傳感器的端面設(shè)有沿徑向向內(nèi)凸出的凸臺以用于定位所述旋轉(zhuǎn)套筒，遠離所述傳感器的端面可拆卸的設(shè)置有端蓋，該端蓋的內(nèi)徑小于所述旋轉(zhuǎn)套筒的外徑以用于定位所述旋轉(zhuǎn)套筒。

可選地，所述旋轉(zhuǎn)套筒的兩端形成為階梯結(jié)構(gòu)，以與所述通孔的內(nèi)壁之間分別設(shè)置有第一軸承。

可選地，所述支架底座上設(shè)置有第一定位孔，所述旋轉(zhuǎn)套筒上設(shè)置有第二定位孔，所述儀器還包括定位銷，該定位銷與所述第一定位孔螺紋配合以伸入或退出所述第二定位孔。

可選地，所述熱膨脹系數(shù)測定儀器還包括能夠使所述傳感器軸向移動以接近或遠離所述檢測桿端部的進給裝置。

可選地，所述進給裝置設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)套筒靠近所述傳感器的端部并且包括進給手柄和進給軸，所述進給手柄可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述旋轉(zhuǎn)套筒的端部，所述進給軸與所述傳感器固定相連并周向鎖止且軸向滑動地位于所述旋轉(zhuǎn)套筒內(nèi)，該進給軸通過外表面的螺紋與所述進給手柄螺紋配合，所述進給軸為空心軸，所述檢測桿穿過所述進給軸與所述傳感器接觸。

可選地，所述進給軸為橫截面為優(yōu)弧弓形的柱體。

可選地，所述熱膨脹系數(shù)測定儀器還包括設(shè)置在所述進給手柄和所述旋轉(zhuǎn)套筒之間的第二軸承。

通過上述技術(shù)方案，旋轉(zhuǎn)套筒在支架底座內(nèi)可根據(jù)需要進行軸向旋轉(zhuǎn)，從而能夠使樣品支架進行翻轉(zhuǎn)以將樣品倒出到對應(yīng)設(shè)置的料箱中，如此不僅能夠避免人工取下高溫樣品被燙傷的危險，并且操作過程簡單，提高儀器使用效率。

本公開的其他特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本公開的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本公開，但并不構(gòu)成對本公開的限制。在附圖中：

圖1是本公開提供的樣品支架的主視圖；

圖2是本公開提供的樣品支架的俯視圖；

圖3是本公開優(yōu)選實施方式提供的支架底座的主視圖；

圖4是圖3中本公開優(yōu)選實施方式提供的支架底座的A-A方向的剖視圖；

圖5是本公開優(yōu)選實施方式提供的旋轉(zhuǎn)套筒的左視圖；

圖6是圖5中本公開優(yōu)選實施方式提供的旋轉(zhuǎn)套筒的B-B方向的剖視圖；

圖7是圖5中本公開優(yōu)選實施方式提供的旋轉(zhuǎn)套筒的俯視圖；

圖8是圖5中本公開優(yōu)選實施方式提供的旋轉(zhuǎn)軸承的右視圖。

附圖標(biāo)記說明

201旋轉(zhuǎn)套筒 202支架底座

203樣品支架 204進給裝置

205第二軸承 206端蓋

207第一軸承 208第一定位孔

209旋轉(zhuǎn)手柄 210手柄安裝位

211槽口 212第二定位孔

2021通孔 2022凸臺

2031檢測桿 2032承載桿

2041進給手柄 2042進給軸

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本公開的具體實施方式進行詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本公開，并不用于限制本公開。

在本公開中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如“上、下、左、右”通常是以相應(yīng)附圖的圖面方向為基準(zhǔn)定義的，“內(nèi)、外”是指相應(yīng)部件輪廓的內(nèi)和外。

本公開提供一種熱膨脹系數(shù)測定儀器，包括用于伸入加熱裝置的樣品支架203、傳感器和與該傳感器電連接的顯示系統(tǒng)。如圖1和圖2所示，樣品支架203包括檢測桿2031和承載桿2032；承載桿2032上形成有用于盛放樣品的放置槽，該放置槽向上開口，檢測桿2031一端與傳感器接觸，另一端用于與樣品接觸。如圖3和圖4所示，本公開提供的熱膨脹系數(shù)測定儀器還包括用于安裝樣品支架203的支架底座202，以及可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在支架底座202中的旋轉(zhuǎn)套筒201，承載桿2032與旋轉(zhuǎn)套筒201固定連接，檢測桿2031穿過該支架底座202以與傳感器接觸。

熱膨脹系數(shù)測定實驗開始前，首先將待測試對象切割到合適大小并進行研磨，處理完成后將實驗樣品放置到承載桿2032上設(shè)置的放置槽中，并將樣品支架203放置樣品的一端伸入加熱裝置中，該加熱裝置可以單獨設(shè)置或是與儀器一體設(shè)置；實驗開始后，加熱裝置對樣品進行高溫加熱，從而使樣品受熱膨脹，推動與該樣品接觸的檢測桿2031產(chǎn)生位移，并通過與該檢測桿2031接觸設(shè)置的傳感器接收位移信息，最后通過與該傳感器電連接的顯示系統(tǒng)進行實驗結(jié)果的計算與顯示；實驗完成后，將樣品支架203退出加熱裝置，并通過旋轉(zhuǎn)套筒201的軸向旋轉(zhuǎn)運動將樣品支架203進行翻轉(zhuǎn)，從而將高溫樣品倒出到對應(yīng)設(shè)置的料箱中。通過這種方式不僅能夠避免人工取下高溫樣品被燙傷的危險，并且操作過程簡單，提高了該儀器的使用效率。

本公開并不限制旋轉(zhuǎn)套筒201進行軸向旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動方式，可選地，在本實施方式中，如圖3至圖8所示，本公開提供的熱膨脹系數(shù)測定儀器還包括旋轉(zhuǎn)手柄209，該旋轉(zhuǎn)手柄209通過旋轉(zhuǎn)套筒201側(cè)壁上的手柄安裝位210與旋轉(zhuǎn)套筒201連接，支架底座202側(cè)壁設(shè)有沿周向延伸的槽口211，該旋轉(zhuǎn)手柄209可周向滑動地穿過該槽口211以與所述旋轉(zhuǎn)套筒201相連。在本實施方式中，可選地，手柄安裝位210為螺紋孔，旋轉(zhuǎn)手柄209與手柄安裝位210通過螺紋連接，以方便在將旋轉(zhuǎn)套筒201置入支架底座202后再將該手柄通過槽口211安裝到旋轉(zhuǎn)套筒201上。這樣，通過操作旋轉(zhuǎn)手柄209的移動即可以實現(xiàn)位于支架底座202內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)套筒201的旋轉(zhuǎn)操作，具體地通過旋轉(zhuǎn)手柄209在槽口211內(nèi)的周向移動，使得旋轉(zhuǎn)套筒201完成軸向旋轉(zhuǎn)。這種方式避免了操作人員與旋轉(zhuǎn)套筒201的直接接觸，并且旋轉(zhuǎn)手柄209也能夠使得操作簡便并且省力。

本公開所提供的熱膨脹系數(shù)測定儀器，可以通過多種方式實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)套筒201相對于支架底座202的軸向旋轉(zhuǎn)?？蛇x地，在本實施方式中，如圖5至圖8所示，旋轉(zhuǎn)套筒201為圓柱體，支架底座202設(shè)有用于可轉(zhuǎn)動地安裝旋轉(zhuǎn)套筒201的通孔2021，為了使得旋轉(zhuǎn)套筒201穩(wěn)定地在通孔2021內(nèi)旋轉(zhuǎn)，該通孔2021靠近傳感器的端面設(shè)有沿徑向向內(nèi)凸出的凸臺2022以用于定位旋轉(zhuǎn)套筒201，遠離傳感器的端面可拆卸的設(shè)置有端蓋206，該端蓋206的內(nèi)徑小于旋轉(zhuǎn)套筒201的外徑以用于定位旋轉(zhuǎn)套筒201。通過將旋轉(zhuǎn)套筒201制作成圓柱體并將其設(shè)置在相應(yīng)的通孔2021中，以實現(xiàn)該旋轉(zhuǎn)套筒201的軸向旋轉(zhuǎn)，而凸臺2022和端蓋206的設(shè)置使得旋轉(zhuǎn)套筒201的軸向移動被鎖止，從而只能夠在該通孔2021中進行軸向旋轉(zhuǎn)運動。另外由于一側(cè)端蓋206可以拆卸，可以實現(xiàn)首先將旋轉(zhuǎn)套筒201置于通孔2021內(nèi)再安裝端蓋206的目的，同樣在拆卸時也可以實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)套筒201的拆卸。另外，可選地，在本實施方式中，旋轉(zhuǎn)套筒201的兩端形成為階梯結(jié)構(gòu)，以與通孔2021的內(nèi)壁之間分別設(shè)置有第一軸承207。該第一軸承207是為了旋轉(zhuǎn)套筒201能夠更好地進行軸向轉(zhuǎn)動，減小摩擦阻力，而相應(yīng)的在旋轉(zhuǎn)套筒201兩端形成的階梯結(jié)構(gòu)為第一軸承207的安裝提供了一種優(yōu)選的實施方式。

在本公開所提供的熱膨脹系數(shù)測定儀器中，可選地，如圖4和圖6所示，支架底座202上設(shè)置有第一定位孔208，旋轉(zhuǎn)套筒201上設(shè)置有第二定位孔212，本公開所提供的儀器還包括定位銷，該定位銷與第一定位孔208螺紋配合以伸入或退出第二定位孔212。這是由于旋轉(zhuǎn)套筒201相對于支架底座202能夠進行軸向相對轉(zhuǎn)動，而在實驗進行過程中，需要保證旋轉(zhuǎn)套筒201 的工作位置固定，即樣品支架203上各個部件和樣品的在實驗過程中位置固定，因此，設(shè)置定位銷穿過支架底座202上的第一定位孔208并伸入到旋轉(zhuǎn)套筒201上的第二定位孔212，以使旋轉(zhuǎn)套筒201相對于支架底座202周向鎖止，即兩者之間不進行周向相對滑動，而螺紋的設(shè)置使得定位銷與旋轉(zhuǎn)套筒201和支架底座202之間的連接穩(wěn)固。

在實驗結(jié)束之后，需要對樣品支架203進行翻轉(zhuǎn)時，定位銷只需退出旋轉(zhuǎn)套筒201上的第二定位孔212，即可解除對旋轉(zhuǎn)套筒201的周向鎖止。需要說明的是，本公開并不限定對旋轉(zhuǎn)套筒201周向鎖止的方式，即固定旋轉(zhuǎn)套筒201工作位置的方式，通過其他方式，例如在旋轉(zhuǎn)套筒201和支架底座202上分別設(shè)置凸起部和相應(yīng)的凹槽，同樣可以實現(xiàn)本實施方式的功能。

在本公開所提供的熱膨脹系數(shù)測定儀器中，可選地，如圖3和圖4所示，該儀器還包括能夠使傳感器軸向移動以接近或遠離檢測桿2031端部的進給裝置204。熱膨脹系數(shù)測定實驗開始前，首先將待測試對象切割到合適大小并進行研磨，由于該步驟通常通過人工方式進行，處理完成后的樣品的大小尺寸都會有細微的偏差，此時通過進給裝置204使得傳感器能夠進行軸向移動，根據(jù)樣品的尺寸進行微調(diào)，使得傳感器與檢測桿2031能夠進行有效接觸，從而保證了檢測的準(zhǔn)確率，提高了儀器的使用效率。

對于本公開所提供的熱膨脹系數(shù)測定儀器，可以通過多種方式實現(xiàn)進給裝置204的功能，即能夠使傳感器進行軸向位置調(diào)節(jié)的功能?？蛇x地，在本實施方式中，上述進給裝置204設(shè)置在旋轉(zhuǎn)套筒201靠近傳感器的端部并且包括進給手柄2041和進給軸2042，進給手柄2041可旋轉(zhuǎn)地安裝在旋轉(zhuǎn)套筒201的端部，進給軸2042與傳感器固定相連并周向鎖止且軸向滑動地位于旋轉(zhuǎn)套筒201內(nèi)，該進給軸2042通過外表面的螺紋與進給手柄2041螺紋配合，其中進給軸2042可以為空心軸，檢測桿2031穿過進給軸2042與傳感器接觸。通過這種方式，進給軸2042通過與進給手柄2041的螺紋連接實現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)套筒201內(nèi)部的軸向滑動，而穿過進給軸2042并與其固定連接的傳感器能夠跟隨其進行軸向移動，并能夠調(diào)整至與檢測桿2031進行有效接觸。該進給軸2042被周向鎖止的設(shè)置保證了在旋轉(zhuǎn)進給手柄2041時，整個進給裝置204進行不必要的旋轉(zhuǎn)。

本公開并不限定上述進給軸2042被周向鎖止和可以軸向滑動的方式，可選地，在本實施方式中，該進給軸2042為橫截面為優(yōu)弧弓形的柱體。加工時，首先將進給軸2042加工為圓柱體，再對其進行軸向切削，從而形成在柱面外周上的止轉(zhuǎn)平面，即得到橫截面為優(yōu)弧弓形的柱體，相應(yīng)的，旋轉(zhuǎn)套筒201中與其配合的孔具有相同形狀，即二者型面配合。通過這種方式，能夠以最簡單的手段實現(xiàn)對進給軸2042的周向鎖止，從而阻止進給裝置204在非工作狀態(tài)進行軸向旋轉(zhuǎn)，并且在旋轉(zhuǎn)進給手柄2041時進行不必要的旋轉(zhuǎn)，并且通過止轉(zhuǎn)平面也可以實現(xiàn)進給軸2042的滑動。另外，可選地，在本實施方式中，進給手柄2041和旋轉(zhuǎn)套筒201之間設(shè)置有第二軸承205，使得進給手柄2041相對于旋轉(zhuǎn)套筒201能夠更好地進行軸向轉(zhuǎn)動，減小摩擦阻力。具體地，進給手柄2041安裝到旋轉(zhuǎn)套筒201上的部分形成為階梯結(jié)構(gòu)，從而便于安裝第二軸承205。

綜上，本公開提供了一種熱膨脹系數(shù)測定儀器，該儀器通過旋轉(zhuǎn)套筒201相對于支架底座202的軸向旋轉(zhuǎn)運動將樣品支架203進行翻轉(zhuǎn)，從而將高溫樣品倒出到對應(yīng)設(shè)置的料箱中。通過這種方式不僅能夠避免人工取下高溫樣品被燙傷的危險，并且操作過程簡單，提高了該儀器的使用效率。另外本公開提供的熱膨脹系數(shù)測定儀器通過設(shè)置進給裝置204，還能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器在軸向進行位置調(diào)節(jié)以接近或遠離檢測桿2031端部，從而能夠根據(jù)樣品的尺寸調(diào)節(jié)位置，以使傳感器和檢測桿2031進行有效接觸，獲取更精確的數(shù)據(jù)。

以上結(jié)合附圖詳細描述了本公開的優(yōu)選實施方式，但是，本公開并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本公開的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本公開的技術(shù)方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本公開的保護范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本公開對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本公開的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本公開的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本公開所公開的內(nèi)容。