0～60℃岩石线性热膨胀系数的测量方法及测量装置

摘要

本发明公开了一种0～60℃岩石线性热膨胀系数的测量方法和测量装置，通过设置恒温水浴循环控制装置、阶梯级变温水浴循环控制装置、粘贴有导线温度自补偿电阻应变片的铝合金样品、温度传感器、精密数据记录仪和计算机等装置，可精确测量岩石样品及应变片组成的整体随温度变化引起的热应变，并通过已知线性热膨胀系数的铝合金样品对应变片的热膨胀系数及测量方法的可靠性进行了校验，本发明岩石线性热膨胀系数的测量精度可达1×10^-6/℃的量级，且具有组接方便，操作简单，稳定性高，可多通道、长周期、多方位实时测量岩石的热膨胀系数的优点。

主权项

一种0～60℃岩石线性热膨胀系数的测量方法，其按照先后顺序包括以下步骤：a、准备四个相同的电阻应变片，分别为电阻应变片Ⅰ、电阻应变片Ⅱ、电阻应变片Ⅲ和电阻应变片Ⅳ；b、准备两个相同的铝合金样品，分别为铝合金样品Ⅰ和铝合金样品Ⅱ，并对其进行表面剖光，用丙酮进行表面清洗；c、在铝合金样品Ⅰ和铝合金样品Ⅱ上分别粘贴电阻应变片Ⅰ和电阻应变片Ⅱ；d、将铝合金样品Ⅰ与电阻应变片Ⅰ的组合体装入锡箔袋Ⅰ中，袋口用硅橡胶密封；将铝合金样品Ⅱ与电阻应变片Ⅱ的组合体装入锡箔袋Ⅱ中，袋口用硅橡胶密封；e、将同一待测岩石制成两个相同的岩石样品，分别为岩石样品Ⅰ和岩石样品Ⅱ，并对其进行表面剖光，用丙酮进行表面清洗；f、在岩石样品Ⅰ和岩石样品Ⅱ上分别粘贴电阻应变片Ⅲ和电阻应变片Ⅳ；g、将岩石样品Ⅰ与电阻应变片Ⅲ的组合体装入锡箔袋Ⅲ中，袋口用硅橡胶密封；将岩石样品Ⅱ与电阻应变片Ⅳ的组合体装入锡箔袋Ⅳ中，袋口用硅橡胶密封；h、将铝合金样品Ⅰ与电阻应变片Ⅰ的组合体、岩石样品Ⅰ与电阻应变片Ⅲ的组合体放入恒温水浴槽中；i、将铝合金样品Ⅱ与电阻应变片Ⅱ的组合体、岩石样品Ⅱ与电阻应变片Ⅳ的组合体放入阶梯级变温水浴槽中；j、在恒温水浴槽和阶梯级变温水浴槽中分别放置温度传感器Ⅰ和温度传感器Ⅱ；k、用数据记录仪实时采集电阻应变片Ⅰ、电阻应变片Ⅱ、电阻应变片Ⅲ、电阻应变片Ⅳ、温度传感器Ⅰ和温度传感器Ⅱ的电阻变化，并将其转化为应变和温度数据，存储到计算机中；l、校验恒温水浴槽中铝合金样品Ⅰ和岩石样品Ⅰ在恒温条件下的变形，并用温度传感器Ⅰ记录恒温水浴槽的温度；m、在阶梯级变温水浴槽温度变化时，用温度传感器Ⅱ记录阶梯级变温水浴槽的实时温度；n、校验电阻应变片Ⅱ的线性热膨胀系数，测量阶梯级变温水浴槽中岩石样品Ⅱ与电阻应变片Ⅳ的组合体随温度变化引起的应变量，再计算出岩石样品Ⅱ的线性热膨胀系数。