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(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115032231A(43)申请公布日2022.09.09(21)申请号202210630457.5(22)申请日2022.06.06(71)申请人中国科学院理化技术研究所地址100190北京市海淀区中关村东路29号(72)发明人周敏黄荣进李来风(74)专利代理机构深圳市科进知识产权代理事务所(普通合伙)44316专利代理师孟洁(51)Int.Cl.G01N25/20(2006.01)G01N3/02(2006.01)G01N3/18(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种低温弹热效应测试系统及测试方法(57)摘要本申请提供的低温弹热效应测试系统及测试方法,将制冷机冷却的真空杜瓦罐用于弹热效应测试,为弹热效应测试提供真空、低温的测试环境,在真空状态下,可以减小漏热对样品温度变化的影响,使弹热效应测试无限接近于绝热环境,直接测试得到绝热温变的数据;且制冷机冷却真空杜瓦罐,温度均匀且连续可调、可控,可实现2‑300K温度范围内的任意温度点的弹热效应测试;此外,控制单元将环境控温、弹热效应测试和相关力学载荷控制集成在一起,使弹热效应测试过程方便快捷。CN115032231ACN115032231A权利要求书1/2页1.一种低温弹热效应测试系统,其特征在于,包括:力学试验机组件、弹热效应测试组件、真空杜瓦组件及控制单元;其中:所述力学试验机组件包括力学试验机、设置于所述力学试验机上的法兰和传感器、与所述传感器连接的样品杆;所述弹热效应测试组件包括固定样品的样品夹具、安装于所述样品上的引伸计及设置于所述样品表面的温度计,所述样品夹具与所述样品杆固定连接;所述真空杜瓦组件包括真空杜瓦罐,所述真空杜瓦罐内壁与其壳体之间形成杜瓦真空夹层腔,所述杜瓦真空夹层腔中设置有与所述真空杜瓦罐的内壁相连的制冷机,所述制冷机为所述真空杜瓦罐制冷,所述弹热效应测试组件放置于所述真空杜瓦罐内;所述真空杜瓦罐与所述法兰连接,所述真空杜瓦罐的顶部分别设置有进气阀和真空阀,所述真空阀连接有真空泵,所述真空泵为所述真空杜瓦罐抽真空,所述进气阀与外接大气连通,可为所述真空杜瓦罐充入空气;所述控制单元电性连接所述传感器,所述控制单元用于设置载荷施加参数,并通过所述传感器控制载荷施加过程,为弹热效应测试提供所需的外加载荷;所述控制单元还电性连接所述引伸计及所述温度计,所述控制单元可实时记录载荷施加过程中样品的变形量和温度变化,并计算得到样品的绝热温变和相应的应力‑应变数据;所述控制单元还电性连接所述真空杜瓦罐,所述控制单元可控制所述真空杜瓦罐内的环境温度。2.如权利要求1所述的低温弹热效应测试系统,其特征在于,所述样品夹具包括上端夹具及下端夹具,所述上端夹具与所述样品杆固定相连,所述下端夹具连接有底座,所述样品固定于所述上端夹具及所述下端夹具之间。3.如权利要求1所述的低温弹热效应测试系统,其特征在于,所述真空杜瓦罐与所述法兰之间设置有杜瓦保温材料,所述杜瓦保温材料为隔热泡沫。4.如权利要求1所述的低温弹热效应测试系统,其特征在于,所述真空杜瓦罐可提供真空低温环境,其温度范围为2‑300K。5.如权利要求1所述的低温弹热效应测试系统,其特征在于,所述制冷机为G‑M制冷机。6.一种如权利要求1所述的低温弹热效应测试系统的测试方法,其特征在于,包括下述步骤:将样品固定在所述样品夹具上,所述样品的两端固定所述引伸计,所述样品的表面粘贴所述温度计,所述引伸计、所述温度计与所述控制单元电性连接;将所述样品杆、所述样品夹具置于所述真空杜瓦罐内,所述真空杜瓦罐与所述法兰固定连接,所述杜瓦罐的真空夹层腔内安装所述制冷机;开启所述真空泵及真空阀为所述真空杜瓦罐抽真空,待真空度达到要求,开启所述控制单元,并设置所述真空杜瓦罐的环境温度为T1,开启所述制冷机,对所述真空杜瓦罐进行冷却,待所述真空杜瓦罐的杜瓦温度达到设置温度T1后,开始弹热效应测试;通过所述控制单元输入弹热效应测试所需参数,开启所述控制单元,所述传感器采集载荷数据,所述引伸计采集样品变形量,所述温度计采集样品表面温度,所述控制单元获取所述载荷数据、所述样品变形量及所述样品表面温度,并实时显示弹热效应测试过程中所述样品承受的载荷大小、应变量变化、表面温度变化数据,所述控制单元根据上述数据计算2CN115032231A权利要求书2/2页得出样品的绝热温变ΔT随时间的变化曲线。3CN115032231A说明书1/5页一种低温弹热效应测试系统及测试方法技术领域[0001]本申请涉及弹热材料和弹热制冷领域,特别涉及一种低温弹热效应测试系统及测试方法。背景技术[0002]弹热制冷是近年来发展起来的一种新型固体制冷技术,其理论制冷效率可与传统的气体压缩