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TEC-1600高温卧式膨胀仪操作步骤 热膨胀系数仪使用说明书

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时间:2022-11-03 10:21:56

TEC-1600陶瓷高温卧式膨胀仪操作步骤  热膨胀系数测定仪使用说明书

 

一、概述

该仪器是用于测定在高温状态金属材料,陶瓷、玻璃、釉料、耐火材料以及其它非金属材料在受热焙烧过程中的膨胀和收缩性能,也适用于GB/T3810.8-2016对陶瓷砖线性热膨胀的测定,GB/T16920-2015对玻璃平均线热膨胀系数的测定,GB/T7320-2018耐火材料热膨胀试验方法。

 

二、主要技术参数:

1、z-高炉温:1600℃,

2、升温速度0-20度/分可调,微电脑程序控温,控温精度 ±1℃,

3、测定变形范围:±1.5mm,

4、位移传感器灵敏度0.1um, 自动校正量程,

5、计算机自动计算膨胀系数、体膨胀、线性膨胀量,

6、自动记录、存储、打印数椐,打印温度-膨胀系数曲线,
温度间距自由设定,蕞小间距1℃,

7、自动计算补偿系数并自动补偿,也可人工修正,

8、试样尺寸:Ф(2~10)×50mm,(2-10) ×(2-10)×50mm,方形、圆形均可;

9、电源:220V,2.2KW,

10、智能膨胀仪连计算机自动控温、记录、存储、打印数椐,打印温度-膨胀系数曲线。所有试验操作均由计算机界面完成,操作方便易学并提供全套软件。

11、测试架材质:刚玉;

12、发热元件:硅钼棒。

 

注意:测温用的热电偶安装在测试架上,故在装样完成后一定要按将电炉推回原位再升温(确保测试架伸进炉膛内),使测试架上的热电偶能检测到电炉内的温度方可升温。

 

三、仪器的组成及简单原理

仪器由传感器装置、硅钼棒炉、小车、基座、电器控制柜五部分组成。

电炉升温后,炉膛内的试样发生膨胀,顶在试样端部的测试杆产生与之等量的位移量(如果不计系统的热变形量的话)。这一位移量由电感位移计地测量出来,并由位移表显示。

 为消除系统热变形量对测试结果的影响,在计算中需加上相应的补偿值才是试样的真实膨胀值。

1 、传感装置中的测试杆一端顶着试样,一端连着电感位移计铁芯。试样的另一端顶在固定的试样档板上。因而试样在此端的自由

度被限制了,所以试样的膨胀将引起位移传感器的铁芯相应的位移。

2、试样装在试样管中固定不动,进出炉膛靠移动电阻炉来实现。这样避免了试样受到振动,电阻炉膛装在小车上,小车可在基座导轨上移动。

3、电气部分。电炉采用高温硅钼棒发热。炉温测定采用相应热电偶及温控仪。

 

四、仪器的使用与操作

仪器出厂时,各部分已作好调整。使用时只需要按下列程序操作即可。

1、基座安放水平,调整电阻炉位置,使炉膛与试样管相对运动自如,要防止它们相互发生摩擦、碰撞现象。调整、移动电阻炉时一定要缓慢,以防损坏炉膛和试样管。

2、调节电感位移计的“零”位。当测试杆和试样接触后,位移显示可能不指示“零”位,此时可调节微调旋钮,使位移表指示在“零”位。对于计算机控制系统,在测量范围内的任一点都可以作为“零”点,一般调节为1000um(数字显示)。

3、按电气接线图接好电源、电炉和热电偶等连线及地线。

4、升温控制可仔细阅读配套说明书。

随着炉温的升高,试样将膨胀变形,通过电感位移传感器将其变化数值在位移表上显示。

5、连接好各电源线,将切好的试样放入试样管中。

 

在升温时,为保证电子元器件不致烧损,升温时要接通炉体两端冷却水,炉温达700℃之前,冷却水流量要少一些,700—1600℃时,水流量要大一些,使水温能保持在室温50℃即可。

 

五、膨胀仪软件操作步骤

1、安装office2003办公软件,带Excel2003 和Access 2003.

2、安装膨胀仪软件,双击打包文件夹下面的Setup.exe文件,按照提示完成软件的安装。例如:将应用软件安装于“D:\膨胀仪\”目录下。

3、将机器电源打开,按“开始工作”按钮。从“开始---程序---膨胀仪“程序菜单下面启动软件。

4、弟一次启动软件在时候,会弹出“参数配置”窗口。分别设置实验温度范围、升温速率、位移变化量程、通讯端口、通讯频率等。例如温度设置为:500,位移为:3000,升温速率为:5,端口为:1,通讯频率为:9600。设置完成以后,按“确定”按钮。然后退出整个程序。重新启动程序即可。

5、完成参数配置后,重新启动软件。弹出主界面。分别是:膨胀系数测试、系统配置、偿值测试、历史数据分析。

5.1 系统配置选项:点击“系统配置”按钮。弹出用户验证窗口,输入用户名称和密码。按“确定”按钮,进入系统配置窗口。参数的设置和步骤4一样。完成设置后按“确定”按钮退出程序。

5.2 膨胀系数测试选项:输入“设置温度”和“样品长度”。然后按“确定”按钮,单击“实验开始”按钮进行实验。做实验之前,必须保证位移表显示在800到1500之间。机器温度在40度以下。

5.3 实验如果想进行修正值的替换,点击膨胀仪操作界面左上角选“参数设置”按钮,在点击“调修正值”,询问“确认更改仪器修正值,调用另外的修正值吗︖”点击“是”,出现“仪器原修正值是否保存︖”点击“否”,选0~1700修正值,点击“打开”即可。修正值选择一般在新安装程序是使用,试验过程中不要随便更换修正值,以免影响结果。

5.4 等机器温度到达实验设置温度后,程序会自动弹出分析界面。用户可以自己编辑,输出在数据包括:温度、样品变化量、补偿值、线膨胀系数、线膨胀百分率、体膨胀系数。

5.5 图表输出包括温度线膨胀系数曲线图、温度体膨胀系数曲线、温度线膨胀百分率曲线、温度样品位移曲线。对准绘图区空白区域点击右键出现快捷菜单,选择:图表窗口项,会单独弹出图表窗口。在弹出在图表窗口中,对准标题栏点击右键,出现打印、页面设置等选项,在配有打印机并正确的安装打印机驱动程序的情况下,可以将上叙四种曲线图输出到打印机。

6、如果用户需要温度区间在输出数据。则在“是否计算膨胀系数起始温度和结束温度”框中选择“是”。否则选择“否”,然后在下面的文本框中输入重新计算时的起始温度和结束温度,同时温度输出间隔。然后按“确认”按钮。

7、数据输出到Excel类型Result.xls文件中,并另外保存在一个文件夹中,以便日后查询。 在用户配有打印机和正确安装打印机的情况下,可以对数据进行输出。

8、在膨胀系数测试和补偿值测试界面中,下行文本框中显示程序当前的状态。

9、退出选项。在主界面中,如果用户想退出程序,按“退出”按钮即可和返回即可,不可按右上角的“×”型符号。

 

六、数据处理:

膨胀系数测试方法:

试样升温达到测试温度后,根据记录装置记录结果,按下式计算出试样加热至t℃时的线膨胀百分率和平均线膨胀系数:

 

线膨胀百分率计算公式:δ={(△Lt-Kt)/ L }×100

平均线膨胀系数计算公式:a=(△Lt-Kt)/(L(t-to)

两公式中:

L—试样室温时的长度(mm);

△Lt—试样加热至t℃时测得的线变量值(mm);

Kt—测试系统t℃时补偿值(mm);

t—试样加热量温度(℃);

to—试样加热前的室温(℃)。

另外,我们引进了平均体膨胀的概念,如计算从100℃到400℃的平均体膨胀,则按如下公式计算:

平均线膨胀系数计算公式:aT ={【(△L400-△L100)-(K400K100)】/ L(t-to)}×3

L—试样室温时的长度(mm);

L400—试样加热至400℃时测得的线变量值(mm);

△L100—试样加热至100℃时测得的线变量值(mm);

K400—测试系统400℃时补偿值(mm);

K100—测试系统100℃时补偿值(mm);

t—试样加热温度(℃),此时温度为400℃

t0—试样加热温度(℃),此时温度为100℃

仪器的补偿值Kt需用户自己预先测定和计算,求补偿值Kt方法是这样的:1000℃以下用石英标样进行升温测试,1000℃以上用刚玉标样进行升温测试,记录出标样测试曲线,曲线中包括了标样、试样管及测试杆的综合膨胀值。而补偿值Kt应只是试样管及测试杆在相应温度下的综合膨胀值,所以应将标样在相应温度下的膨胀值,从测量的膨胀量中扣除后,剩下的膨胀量即为仪器在相应温度下的补偿值Kt。而标样的膨胀系数为已知话,则Kt可用下面的公式求出。

即已知a标、△Lt标

Lt标、t标、to则:

Kt=△Lt标-a标×L标(t-to)

石英标样的膨胀系数取平均值0.55×10-6/℃。

例:若用该仪器测试400℃时的补偿值K400

用石英标样升温、升温前标样L标=50.1㎜

室温to=20℃ 升温至400℃时,记录△L400标=-0.11

已知400℃时石英的平均线膨胀系数标=0.55×10-6/℃

K400=△L400标-α标×L标(400-20)

=-0.11-0.55×10-6× 50.1×380

=-0.11-0.0105

=-0.1205(mm)

出厂时已对升温过程各参数进行调整,并已锁定。用户如若有改变,可以参阅AL温控仪表调校方法说明书。智能仪表相当于一程序给定器,调节参数可任意设定。用户在使用中可以定期对参数进行标定。

 

七、试样规范及制备

1、试样尺寸

截面:宽×厚=10×4~6㎜

或直径Φ=5~10㎜

或正方形边长=6~10㎜

长   L=50±0.5㎜

2、制样 

从一块砖的中心部位垂直地切取两块试样,使试样长度适合于测试仪器,试样的两端应展平并互相平行。

试样的长高为50 mm,横断面的面积应大于10 mm2,对施釉砖不必磨掉试样的釉。

试样在(110±5)℃下干燥至恒重,即相隔24h先后两次称量之差小于0.1g,然后将试样放入干燥器内冷却至室温。

用游校卡尺测量试样长度,到长度的0.2 mm。

 

基本操作步骤:

一丶打开机器电源开关,打开电脑电源开关。

做好试样(50mm长),烘干并冷却到室温,用游标卡尺测量其长度,向左推开电炉,将试样轻轻放入试样架中,然后将电炉右推到底并旋紧锁紧螺母。

观察位移显示表数据(displaceent display),是否显示在1000到1500的数字范围内,如不是,调整机器右后端调节螺杆,使其初始位移处于这个范围之内(整个位移测量变形范围在O~3000这个范围之内,超出这个范围将不能测量)。

双击膨胀仪执行文件,进入膨胀仪测量选择界面,选中蕞上面的膨胀仪测试并点击,进入膨胀仪测试界面输入试样的长度,和实验结束温度(一般设为300或400),点击试验开始(test)即可。

五丶当实验温度达到需要的温度,仪器自动停止升温并弹出数据处理界面,选择需要输出数据的起始温度(如100),结束温度(如300),温度间隔(如10),点击输出,即输出我们需要的相关结果。

六、点保存,建一个实验结果文件夹,点eXceI输出,输入样品的相关数据,并以时间顺序和样品材料保存在文件夹中,以便日后查阅。

 

常见问题及处理:

通讯问题,即机器与电脑不能正常通讯,电脑发出的指令机器不能接收,机器的数据电脑也接收不到,这种故障由多种原因引起,弟一种原因是机器和电脑都没问题,而是程序关闭方式不对,正常情况退出需按操作界面的退出(quit)或返回(Returns),如果按右上角的X退出,只是关掉界面,程序仍处于运行当中,此时双击再打开膨胀仪程序,进入测试界面,会提示端口已打开,通讯不正常。此时需重启电脑或关闭所有应用程序,再打开程序试验即可。还有就接插件松动,断线,或人为将两根两根通讯线接反了。电脑232接口坏,485转232通讯转接口坏,仪表的通讯模块坏,电脑上通讯端口选择不对(选1),这些故障需逐一排除才能解决问题。

二是位移表显示一75不动表示没有装样,或装了样品,调整位移调节螺杆旋钮。没有调到正常范围,显示3000多不动,表示已超出测量范围,需调整位移调节螺杆旋钮,使其在正常范围之内。温度在升温过程中不停的下降,表示热电偶按反了,调换方向即可。如果数字很大且显示无变化,则表示热电偶烧断,需更换。

 

注意事项:实验过程中,尽量减小震动,且不需移动机器或碰撞机器,以免影响数据。移动电炉时要小心,不能碰撞石英试样架,石英试样架脆,易断,不能碰撞和冲击,搬运时要特别小心。

 

维修事项:长期使用后热电偶,试样架,电炉加热丝,通讯转接口都有可能损坏,更换方法,更换热电偶要先把位移调节螺杆先旋下来,将后面的护罩取下来,松开后后面的热电偶固定螺母,取下热电偶并更换,如仍不好换,需将试样架小心的拆下来,将固定热电偶的瓷管取下,有固定瓷管胶,如果是氧化铝和水玻璃胶,需用小螺丝刀轻轻去掉,如果是AB混合胶,则高温烧烤可去掉。取下瓷管后,将管中断掉的热电偶丝取下,装上新的,并重新固定并安装好,还需检查方向是否正确,加热温度升高表示正确。试样架更换,将旧的取下,把新的安装好即可。发热元件的更换,硅钼棒装在电炉的上面,先打开顶盖,再轻轻的取下坏的硅钼棒,更换新的即可。485转232更换时需注意接线方向,信号有正负之分。