一種用于分離式Hopkinson桿實驗測量的致冷裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于分離式Hopkinson桿實驗測量的致冷裝置，屬于致冷裝置制造【技術領域】，所述致冷裝置包括：低溫環境箱，液氮氣發生裝置和溫度控制裝置，包括：溫控儀，所述溫控儀包括信號輸入接口和信號輸出接口，所述信號輸出接口依次連接有反相器、固態繼電器，所述固態繼電器A與電熱絲A連接，所述信號輸入接口連接有測溫單元，所述測溫單元用于測量試樣的溫度，所述液氮氣發生裝置的導管上設有電熱絲B，該裝置通過電熱絲A和電熱絲B的聯合工作，達到同時控制液氮氣噴出速度和液氮氣出口溫度的目的，控制過程時間短、液氮用量小。
【專利說明】一種用于分離式Hopki nson桿實驗測量的致冷裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于致冷裝置制造【技術領域】，尤其涉及一種用于分離式Hopkinson桿實驗測量的致冷裝置。
【背景技術】
[0002]分離式Hopkinson桿是測量材料在高應變率下力學行為的實驗裝置，分離式Hopkinson桿除了測量室溫下材料的力學性能外，更多地則是測量材料在不同溫度下力學性能的變化，如外太空的超低溫環境(約_150°C )，空間碎片對航天器防護結構的撞擊，是典型的材料在低溫、高應變率耦合情況下的力學問題。因此，在測量材料力學性能的過程中，就需要一種致冷裝置。目前，分離式Hopkinson桿實驗裝置還沒有標準化，一方面，很難購買到適合自身研宄特點的致冷裝置；另一方面，自行研制的裝置，低溫控制過程主要采用手動方式，存在控制過程時間長、液氮用量大、控制精度不高等缺點。不能確保材料力學性能的測量在規定的溫度條件下準確及有效地進行，同時現有的測量材料力學性能的致冷裝置沒有進行標準化，存在使用者很難購買到適合自身研宄特點的致冷裝置的問題。
實用新型內容
[0003](一 )要解決的技術問題
[0004]本實用新型要解決的技術問題是提供一種用于分離式Hopkinson桿實驗的致冷裝置，旨在解決現有技術提供的測量裝置控制過程時間長、液氮用量大、控制精度不高的問題。
[0005]( 二 )技術方案
[0006]為了解決上述問題，本實用新型提供了一種用于分離式Hopkinson桿實驗測量的致冷裝置，所述致冷裝置包括:
[0007]低溫環境箱，其內部設有試樣，所述低溫環境箱連接有入射桿和透射桿；
[0008]液氮氣發生裝置，其包括:液氮罐、液氮罐內部設有電熱絲A、所述液氮罐通過導管與所述低溫環境箱連接，所述導管上設有閥門；
[0009]溫度控制裝置，其包括:溫控儀，所述溫控儀包括信號輸入接口和信號輸出接口，所述信號輸出接口依次連接有反相器、固態繼電器A，所述固態繼電器A與電熱絲A連接，所述信號輸入接口連接有測溫單元，所述測溫單元用于測量試樣的溫度，所述液氮氣發生裝置的導管上設有電熱絲B、所述電熱絲B連接有固態繼電器B，所述固態繼電器B與信號輸出接口連接。
[0010]其中，所述液氮罐上部設有隔熱泡沫塞。
[0011]其中，所述液氮罐設有泄壓閥。
[0012]其中，所述測溫單元為熱電偶。
[0013]其中，所述低溫環境箱由隔熱樹脂泡沫板制成。
[0014]其中，固態繼電器A、固態繼電器B，輸出受控端外接220V交流電源。
[0015](三)有益效果
[0016]為了使被測量材料能快速達到實驗要求的溫度，并滿足實驗對其溫度的控制要求，本實用新型提供了一種分離式Hopkinson桿實驗測量用致冷裝置，該裝置通過電熱絲A和電熱絲B的聯合工作，達到同時控制液氮氣噴出速度和液氮氣出口溫度的目的，控制過程時間短、液氮用量小。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0018]圖中:1、溫控儀；2、信號輸入接口 ；3、信號輸出接口 ；4、反相器；5、固態繼電器A ;6、泄壓閥；7、隔熱泡沫塞；8、電熱絲A ;9、閥門；10、液氮；11、液氮罐；12、固態繼電器B ;13、電熱絲B ;14、導管；15入射桿；16、測溫單元；17、試樣；18、低溫環境箱；19、透射桿。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和實施例，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。
[0020]本實用新型提供了一種用于分離式Hopkinson桿實驗測量的致冷裝置，所述致冷裝置包括:
[0021]低溫環境箱18，其內部設有試樣17，所述低溫環境箱18連接有入射桿15和透射桿19 ；
[0022]液氮氣發生裝置，其包括:液氮罐11、液氮罐11內部設有電熱絲AS、所述液氮罐11通過導管14與所述低溫環境箱18連接，所述導管14上設有閥門9 ;
[0023]溫度控制裝置，其包括:溫控儀1，所述溫控儀I包括信號輸入接口 2和信號輸出接口 3，所述信號輸出接口 3依次連接有反相器4、固態繼電器A5，所述固態繼電器A5與電熱絲AS連接，所述信號輸入接口 2連接有測溫單元16，所述測溫單元16用于測量試樣17的溫度，所述液氮氣發生裝置的導管14上設有電熱絲B13、所述電熱絲B13連接有固態繼電器B12，所述固態繼電器B12與信號輸出接口 3連接。
[0024]為了使所述液氮罐11的保溫效果，優選地，所述液氮罐11設有隔熱泡沫塞7。
[0025]優選地，所述液氮罐11設有泄壓閥6，起到安全保護的作用。
[0026]優選地，所述測溫單元16為熱電偶，直接接觸被測物體測量準確。
[0027]優選地，所述低溫環境箱由隔熱樹脂泡沫板制成。
[0028]其中，固態繼電器A、固態繼電器B，輸出受控端外接220V交流電源。
[0029]下面以測溫單元16為熱電偶為例，對所述致冷裝置的制冷方法做進一步的說明，所述制冷方法包括以下步驟:
[0030](I)打開導管14上的閥門9 ；
[0031](2)在溫控儀I設定實驗溫度，由熱電偶16測得的試樣17初始溫度高于設定實驗溫度，溫控儀I的信號輸出接口 3無信號輸出，固態繼電器B12處于阻斷狀態，電熱絲B13不工作，反相器4輸出高電平，固態繼電器A5導通，電熱絲AS工作，使液氮10沸騰氣化，并從導管14中排出，充滿低溫環境箱18，使試樣17降溫；
[0032](3)由于降溫慣性作用，當熱電偶16測得試樣溫度低于設定溫度時，溫控儀I信號輸出接口 3輸出高電平，固態繼電器A5關斷，電熱絲AS停止工作，利用余熱保證液氮氣體繼續排出，固態繼電器B12導通，電熱絲B13開始工作，加熱導管中的液氮氣體，以使試樣溫度回升；
[0033](4)在試樣溫度未達到設定的實驗溫度之前，溫度控制裝置自動重復(2)、(3)兩步，直至試樣溫度穩定在設定實驗溫度；
[0034](5)待試樣溫度穩定在設定實驗溫度后，快速將入射桿15及透射桿19與試樣接觸開展實驗。
[0035]該低溫致冷裝置既可用于材料在低溫、高應變率下力學行為的測量。也可用于材料在低溫、準靜態下力學行為的測量，以及為其他實驗提供低溫環境，具有以下優點:
[0036]1、該裝置結構簡單實用性強，具有較強的推廣與應用價值。
[0037]2、通過溫度控制裝置的控制過程，減少了手動控制主觀因素的影響，控制精度較尚O
[0038]3、該裝置通過電熱絲A和電熱絲B的聯合工作，達到同時控制液氮氣噴出速度和液氮氣出口溫度的目的，控制過程時間短、液氮用量小。
[0039]以上實施方式僅用于說明本實用新型，而并非對本實用新型的限制，有關【技術領域】的普通技術人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬于本實用新型的范疇，本實用新型的專利保護范圍應由權利要求限定。
【權利要求】
1.一種用于分離式Hopkinson桿實驗測量的致冷裝置，其特征在于，所述致冷裝置包括: 低溫環境箱，其內部設有試樣，所述低溫環境箱連接有入射桿和透射桿； 液氮氣發生裝置，其包括:液氮罐、液氮罐內部設有電熱絲A、所述液氮罐通過導管與所述低溫環境箱連接，所述導管上設有閥門； 溫度控制裝置，其包括:溫控儀，所述溫控儀包括信號輸入接口和信號輸出接口，所述信號輸出接口依次連接有反相器、固態繼電器A，所述固態繼電器A與電熱絲A連接，所述信號輸入接口連接有測溫單元，所述測溫單元用于測量試樣的溫度，所述液氮氣發生裝置的導管上設有電熱絲B、所述電熱絲B連接有固態繼電器B，所述固態繼電器B與信號輸出接口連接。
2.如權利要求1所述的致冷裝置，其特征在于，所述液氮罐上部設有隔熱泡沫塞。
3.如權利要求1或2所述的致冷裝置，其特征在于，所述液氮罐設有泄壓閥。
4.如權利要求1或2所述的致冷裝置，其特征在于，所述測溫單元為熱電偶。
5.如權利要求1所述的致冷裝置，其特征在于，低溫環境箱由隔熱樹脂泡沫板制成。
6.如權利要求1所述的致冷裝置，其特征在于，固態繼電器A、固態繼電器B，輸出受控端外接220V交流電源。
【文檔編號】G05D23/22GK204228510SQ201420725550
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月26日 優先權日:2014年11月26日
【發明者】張永康, 楊洪 申請人:蘇州市職業大學