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    ZRPY-1000熱膨脹系數測定儀使用說明書
    發布日期:[2021/5/24 13:33:17] 共閱[1078]次
     ZRPY-1000熱膨脹系數測定儀

    (高溫臥式膨脹儀)

     

     

    使用說明書

     

     

     

     

     

     

     

     

    湘潭市儀器儀表有限公司

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    http://www.xtyq.cn   郵箱:  xtyqyb@163.com 

     

     一、概述

    該儀器是用于測定在高溫狀態金屬材料,陶瓷、玻璃、釉料、耐火材料以及其它非金屬材料在受熱焙燒過程中的膨脹和收縮性能,也適用于GB/T3810.8-2016ISO 10545.8-2014陶瓷磚線性熱膨脹的測定,GB/T16920-2015對玻璃平均線熱膨脹系數的測定,GB/T3074.4-2016對石墨電熱膨脹系數的測定,GB/T 7320-2018《耐火制品熱膨脹試驗方法》,GB/T4339-2008《金屬材料熱膨脹特征參數的測定》等標準要求。

     

    二、主要技術參數

    1、高爐溫:1000℃,

    2、升溫速度0-20/分可調,電腦程序控溫,控溫精度 ±1℃,

    3、測定變形范圍:±1.5mm,

    4、位移傳感器靈敏度0.1um, 自動校正量程,

    5、計算機自動計算膨脹系數、體膨脹、膨脹量,

    6、自動記錄、存儲、打印數椐,打印溫度-膨脹系數曲線,
    溫度間距自由設定,小間距1℃,

    7、自動計算補償系數并自動補償,也可人工修正,

    8、試樣尺寸:Ф510×50mm,(2-10) ×(2-10)×50mm,方形、圓形均可;

    9、電源:220V,2KW,

    10、ZRPY智能膨脹儀連計算機自動控溫、記錄、存儲、打印數椐,打印溫度-膨脹系數曲線。所有試驗操作均計算機界面完成,操作方便易學并提供全套軟件。

    11、測試架材質:石英;

    12、發熱元件:電阻絲。

     

    注意:測溫用的熱電偶安裝在測試架上,故在裝樣完成后一定要按將電爐推回原位再升溫(確保測試架伸進爐膛內),使測試架上的熱電偶能檢測到電爐內的溫度方可升溫。

    三、儀器的組成及簡單原理

    儀器由傳感器裝置、電阻絲爐、小車、基座、電器控制柜五部分組成。

    電爐升溫后,爐膛內的試樣發生膨脹,頂在試樣端部的測試桿產生與之等量的位移量(如果不計系統的熱變形量的話)。這一位移量由電感位移計精確地測量出來,并由位移表顯示。

     為消除系統熱變形量對測試結果的影響,在計算中需加上相應的補償值才是試樣的真實膨脹值。

    1 、傳感裝置中的測試桿一端頂著試樣,一端連著電感位移計鐵芯。試樣的另一端頂在固定的試樣檔板上。因而試樣在此端的自由

    度被限制了,所以試樣的膨脹將引起位移傳感器的鐵芯相應的位移。

    2、試樣裝在試樣管中固定不動,進出爐膛靠移動電阻爐來實現。這樣避免了試樣受到振動,電阻爐膛裝在小車上,小車可在基座導軌上移動。

    3、電氣部分。電爐采用高溫電阻絲發熱。爐溫測定采用相應熱電偶及溫控儀。

     

    四、儀器的使用與操作

    儀器出廠時,各部分已作好調整。使用時只需要按下列程序操作即可。

    1、基座安放水平,調整電阻爐位置,使爐膛與試樣管相對運動自如,要防止它們相互發生摩擦、碰撞現象。調整、移動電阻爐時一定要緩慢,以防損壞爐膛和試樣管。

    2、調節電感位移計的位。當測試桿和試樣接觸后,位移顯示可能不指示位,此時可調節微調旋鈕,使位移表指示在位。對于計算機控制系統,在測量范圍內的任一點都可以作為點,一般調節為1000um左右(數字顯示)。

    3、按電氣接線圖接好電源、電爐和熱電偶等連線及地線。

    4、升溫控制可仔細閱讀配套說明書。

    隨著爐溫的升高,試樣將膨脹變形,通過電感位移傳感器將其變化數值在位移表上顯示。

    5、連接好各電源線,將切好的試樣放入試樣管中。

     

    五、膨脹儀軟件操作步驟

    1、安裝office2003辦公軟件,帶Excel2003 Access 2003.

    2、安裝膨脹儀軟件,雙擊打包文件夾下面的Setup.exe文件,按照提示完成軟件的安裝。例如:將應用軟件安裝于D:\膨脹儀\目錄下。

    3、將機器電源打開,按開始工作按鈕。從開始---程序---膨脹儀程序菜單下面啟動軟件。

    4、次啟動軟件在時候,會彈出參數配置窗口。分別設置實驗溫度范圍、升溫速率、位移變化量程、通訊端口、通訊頻率等。例如溫度設置為:400,位移為:3000,升溫速率為:5,端口為:1,通訊頻率為:9600。設置完成以后,按確定按鈕。然后退出整個程序。重新啟動程序即可。

    5、完成參數配置后,重新啟動軟件。彈出主界面。分別是:膨脹系數測試、系統配置、償值測試、歷史數據分析。

    5.1 系統配置選項:點擊系統配置按鈕。彈出用戶驗證窗口,輸入用戶名稱和密碼。按確定按鈕,進入系統配置窗口。參數的設置和步驟4一樣。完成設置后按確定按鈕退出程序。

    5.2 膨脹系數測試選項:輸入設置溫度樣品長度。然后按確定按鈕,單擊實驗開始按鈕進行實驗。做實驗之,必須保證位移表顯示在8001500之間。機器溫度在40度以下。

    5.3 實驗如果想進行修正值的替換,點擊膨脹儀操作界面左上角選參數設置按鈕,在點擊“調修正值”,詢問“確認更改儀器修正值,調用另外的修正值嗎”點擊“是”,出現“儀器原修正值是否保存”點擊“否”,選-200~1000修正值,點擊“打開”即可。修正值選擇一般在新安裝程序是使用,試驗過程中不要隨便更換修正值,以免影響結果。

    5.4 等機器溫度到達實驗設置溫度后,程序會自動彈出分析界面。用戶可以自己編輯,輸出在數據包括:溫度、樣品變化量、補償值、線膨脹系數、線膨脹百分率、體膨脹系數。

    5.5 圖表輸出包括溫度線膨脹系數曲線圖、溫度體膨脹系數曲線、溫度線膨脹百分率曲線、溫度樣品位移曲線。對準繪圖區空白區域點擊右鍵出現快捷菜單,選擇:圖表窗口項,會單獨彈出圖表窗口。在彈出在圖表窗口中,對準標題欄點擊右鍵,出現打印、頁面設置等選項,在配有打印機并正確的安裝打印機驅動程序的情況下,可以將上敘四種曲線圖輸出到打印機。

    6、如果用戶需要指定溫度區間在輸出數據。則在是否指定計算膨脹系數起始溫度和結束溫度框中選擇。否則選擇,然后在下面的文本框中輸入重新計算時的起始溫度和結束溫度,同時指定溫度輸出間隔。然后按確認按鈕。

    7、數據輸出到Excel類型Result.xls文件中,并另外保存在一個文件夾中,以便日后查詢。 在用戶配有打印機和正確安裝打印機的情況下,可以對數據進行輸出。

    8、在膨脹系數測試和補償值測試界面中,下行文本框中顯示程序當的狀態。

    9、退出選項。在主界面中,如果用戶想退出程序,按退出按鈕即可和返回即可,不可按右上角的×”型符號。

     

    六、數據處理:

    膨脹系數測試方法:

    試樣升溫達到測試溫度后,根據記錄裝置記錄結果,按下式計算出試樣加熱至t℃時的線膨脹百分率和平均線膨脹系數:

     

    Lt-Kt

    線膨脹百分率計算公式:δ=—————×100

    L

     

    Lt-Kt

    平均線膨脹系數計算公式:a=—————

    Lt-to

    兩公式中:

    L試樣室溫時的長度(mm);

    Lt試樣加熱至t℃時測得的線變量值(mm);

    Kt測試系統t℃時補償值(mm);

    t試樣加熱量溫度(℃);

    to試樣加熱的室溫(℃)。

    另外,我們引進了平均體膨脹的概念,如計算從100℃到400℃的平均體膨脹,則按如下公式計算:

    L400-L100-K400K100

    平均線膨脹系數計算公式:aT =—————————————×3

    Lt-to

    L試樣室溫時的長度(mm);

    L400試樣加熱至400℃時測得的線變量值(mm);

    L100試樣加熱至100℃時測得的線變量值(mm);

    K400測試系統400℃時補償值(mm);

    K100測試系統100℃時補償值(mm);

    t試樣加熱溫度(℃),此時溫度為400

    t0試樣加熱溫度(℃),此時溫度為100

    儀器的補償值Kt需用戶自己預先測定和計算,求補償值Kt方法是這樣的:1000℃以下用石英標樣進行升溫測試,1000℃以上用剛玉標樣進行升溫測試,記錄出標樣測試曲線,曲線中包括了標樣、試樣管及測試桿的綜合膨脹值。而補償值Kt應只是試樣管及測試桿在相應溫度下的綜合膨脹值,所以應將標樣在相應溫度下的膨脹值,從測量的膨脹量中扣除后,剩下的膨脹量即為儀器在相應溫度下的補償值Kt。而標樣的膨脹系數為已知話,則Kt可用下面的公式求出。

    即已知a標、Lt

    Lt標、t標、to則:

    Kt=Lt-a×L標(t-to

    石英標樣的膨脹系數取平均值0.55×10-6/℃。

    例:若用該儀器測試400℃時的補償值K400

    用石英標樣升溫、升溫標樣L=50.1

    室溫to=20 升溫至400℃時,記錄L400=-0.11

    已知400℃時石英的平均線膨脹系數標=0.55×10-6/

    K400=L400-α×L標(400-20

         =-0.11-0.55×10-6× 50.1×380

    =-0.11-0.0105

    =-0.1205mm

    出廠時已對升溫過程各參數進行調整,并已鎖定。用戶如若有改變,可以參閱AL溫控儀表調校方法說明書。智能儀表相當于一程序給定器,調節參數可任意設定。用戶在使用中可以定期對參數進行標定。

     

    七、試樣規范及制備

     1、試樣尺寸

    截面:寬×=16×46

    或直徑Φ=610

    或正方形邊長=610

       L=50±0.5

    2、制樣 

    從一塊磚的中心部位垂直地切取兩塊試樣,使試樣長度適合于測試儀器,試樣的兩端應展平并互相平行。

    試樣的長高為50 mm,橫斷面的面積應大于10 mm2,對施釉磚不

    必磨掉試樣的釉。

    試樣在(110±5℃下干燥至恒重,即相隔24h先后兩次稱量之差小于0.1g,然后將試樣放入干燥器內冷卻至室溫。

    用游?ǔ邷y量試樣長度,精確到長度的0.2 mm。

     

    基本操作步驟,

    一丶打開機器電源開關,打開電腦電源開關。

    二、做好試樣(50mm),烘干并冷卻到室溫,用游標卡尺測量其長度,向左推開電爐,將試樣輕輕放入試樣架中,然后將電爐右推到底并旋緊鎖緊螺母。

    三、觀察位移顯示表數據(displaceent display),是否顯示在10001500的數字范圍內,如不是,調整機器右后端調節螺桿,使其初始位移處于這個范圍之內(整個位移測量變形范圍在O~3000這個范圍之內,超出這個范圍將不能測量)。

    四、雙擊膨脹儀執行文件,進入膨脹儀測量選擇界面,選中上面的膨脹儀測試并點擊,進入膨脹儀測試界面,輸入試樣的長度,和實驗結束溫度(一般設為300400),點擊試驗開始(test)即可。

    五丶當實驗溫度達到需要的溫度,儀器自動停止升溫并彈出數據處理界面,選擇需要輸出數據的起始溫度(100),結束溫度(300),溫度間隔(10),點擊輸出,即輸出我們需要的相關結果。

    六、點保存,建一個實驗結果文件夾,點eXceI輸出,輸入樣品的相關數據,并以時間順序和樣品材料保存在文件夾中,以便日后查閱。

     

     常見問題及處理,

    一,通訊問題,即機器與電腦不能正常通訊,電腦發出的指令機器不能接收,機器的數據電腦也接收不到,這種故障由多種原因引起,種原因是機器和電腦都沒問題,而是程序關閉方式不對,正常情況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,只是關掉界面,程序仍處于運行當中,此時雙擊再打開膨脹儀程序,進入測試界面,會提示端口已打開,通訊不正常。此時需重啟電腦或關閉所有應用程序,再打開程序試驗即可。還有就接插件松動,斷線,或人為將兩根兩根通訊線接反了。電腦232接口壞,485232通訊轉接口壞,儀表的通訊模塊壞,電腦上通訊端口選擇不對(1),這些故障需逐一排除才能解決問題。

    二是位移表顯示一75不動表示沒有裝樣,或裝了樣品,調整位移調節螺桿旋鈕。沒有調到正常范圍,顯示3000多不動,表示已超出測量范圍,需調整位移調節螺桿旋鈕,使其在正常范圍之內。溫度在升溫過程中不停的下降,表示熱電偶按反了,調換方向即可。如果數字很大且顯示無變化,則表示熱電偶燒斷,需更換。

     

    注意事項,實驗過程中,盡量減小震動,且不需移動機器或碰撞機器,以免影響數據。移動電爐時要小心,不能碰撞石英試樣架,石英試樣架脆,易斷,不能碰撞和沖擊,搬運時要特別小心。

     

    維修事項,長期使用后熱電偶,試樣架,電爐加熱絲,通訊轉接口都有可能損壞,更換方法,更換熱電偶要先把位移調節螺桿先旋下來,將后面的護罩取下來,松開后后面的熱電偶固定螺母,取下熱電偶并更換,如仍不好換,需將試樣架小心的拆下來,將固定熱電偶的瓷管取下,有固定瓷管膠,如果是氧化鋁和水玻璃膠,需用小螺絲刀輕輕去掉,如果是AB混合膠,則高溫燒烤可去掉。取下瓷管后,將管中斷掉的熱電偶絲取下,裝上新的,并重新固定并安裝好,還需檢查方向是否正確,加熱溫度升高表示正確。試樣架更換,將舊的取下,把新的安裝好即可。電爐絲的更換,電爐絲裝在剛玉管上,先拆開電爐端蓋上的螺絲,再輕輕撬開兩邊的端蓋,松開里面固定兩根電阻絲的螺母,將瓷管及電阻絲輕輕拿出,將新的裝上即可。485232更換時需注意接線方向,信號有正負之分。

    原創作者:湘潭市儀器儀表有限公司

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