一种用于中子衍射技术的原位应力-温度加载装置

摘要

本发明公开了一种用于中子衍射技术的原位应力-温度加载装置。所述装置中的机架设计成“门框式”结构，利用空心轴伺服电机经减速机带动多级同种规格尺寸的齿轮旋转，再经导向组件和夹具实现对试样的水平运动操作。通过控制空心轴伺服电机正转（反转），实现对试样的双向同步拉伸（压缩），通过控制空心轴伺服电机电机的转速，实现对试样拉伸（压缩）的速度调节。设计基于电阻热辐射结构的腔体式高温炉配合机架使用，通过温控仪控制高温炉体腔内的温度，在中子入射方向与散射方向分别开设扇形通孔，并用石英玻璃封口。本发明的用于中子衍射技术的原位应力-温度加载装置可以在多种中子散（衍）射谱仪上使用，实现中子散（衍）射原位应力-温度加载测试技术。

主权项

一种用于中子衍射技术的原位应力‑温度加载装置，其特征在于，所述加载装置包括驱动组件、动力传动及转换组件、导向组件、信号探测组件、高温炉组件、机架及控制软件部分；所述驱动组件包括空心轴伺服电机（4）、第一减速机（5）和第二减速机（3）；所述动力传动及转换组件包括第一联轴器（2）、第二联轴器（6）、第一主动齿轮（8）、第二主动齿轮（31）、第一从动齿轮（9）、第二从动齿轮（10）、第三从动齿轮（29）、第四从动齿轮（30）、第一夹具（15）、第二夹具（24）；所述导向组件包括第一导向基座（12）、第二导向基座（27）、第一导向轴（11）、第二导向轴（28）；所述信号探测组件包括力学传感器（13）、温度传感器（26）；所述高温炉组件包括高温炉体（21）、电阻丝、耐高温陶瓷管、隔热层（36）、惰性气体注入端口（38）、中子入射窗口（37）、中子散射窗口（39）、电缆接口（41）；高温炉组件支撑架（40）、隔热板支撑架（42）；控制软件包括PLC和温控仪；其中，机架（18）由底座、左右两个立板构成：其连接关系是，所述机架（18）右立板外侧装有第一主动齿轮（8）、第一从动齿轮（9）、第二从动齿轮（10）、第一导向基座（12）和第一导向轴（11）；机架（18）左立板外侧对应装有第二主动齿轮（31）、第三从动齿轮（29）、第四从动齿轮（30）、第二导向基座（27）和第二导向轴（28）；高温炉体（21）置于机架（18）内，并通过高温炉组件支撑架（40）与支架（18）的底座固定连接，穿过高温炉体（21）右端的第一夹具（15）通过丝杠与第一导向基座（12）连接，第一导向基座（12）通过第一导向轴（11）与机架（18）右立板固定连接，高温炉体（21）底端设置有惰性气体注入端口（17）；高温炉体（21）右端与第一夹具（15）接合处安装有第一冷水循环封圈（7），在第一冷水循环封圈（7）设置有第一冷水注入端口（14），在第一冷水循环封圈（7）与第一导向基座（12）之间设置有力学传感器（13）；高温炉体（21）左端第二夹具（24）通过第二导向基座（27）的第二导向轴（28）与机架（18）的左立板固定连接，高温炉体（21）左端安装有第二冷水循环封圈（32），温度传感器（26）经左端穿入高温炉体（21）内，试样（22）通过销钉分别与第一夹具（15）、第二夹具（24）固定连接；驱动组件平行设置于高温炉组件上方，驱动组件中的空心轴伺服电机（4）的两端分别连接有第一减速机（5）和第二减速机（3），第一减速机（5）通过第一联轴器（6）与第一主动齿轮轴连接，第二减速机（3）通过第二联轴器（2）与第二主动齿轮轴连接；在高温炉组件和驱动组件之间设置隔热板（33），隔热板（33）通过隔热板支撑架（42）与高温炉体（21）固定连接，高温炉体（21）通过高温炉组件支撑架（40）与机架（18）底座固定相连；升降台（20）安装在机架（18）底座下方，机架（18）整体通过屏蔽罩（1）覆盖。