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一、金屬膨脹系數(shù)檢測設(shè)備-簡易機械式膨脹儀

千分表簡易膨脹儀， 這是最簡單的機械（放大） 式膨脹儀。它是利用千分表直接測量試樣的膨脹量，待測試樣一般做成 （3-5）mmx（30-50）mm 的桿狀，與石英傳動桿一起放在石英管 里。傳動桿和試樣及千分表的觸頭保持良好接觸。爐子通電加熱時， 試樣受熱膨脹， 經(jīng)傳動桿傳遞， 在千分表上計量。熱電偶焊在試樣上測量溫度。為防止電爐表面溫度過高， 影響千分表的測量精度， 故爐子周圍有冷卻水套。

某些機械式膨脹儀測量設(shè)備可將試樣的伸長量經(jīng)三次杠桿放大到200倍或400倍，再從千分表上讀出伸長量。為了避免試樣在高溫下氧化，有些膨脹儀還附有抽氣設(shè)備，以便將石英管中空氣抽出，或者通入保護氣體（氫、氮、氬等）來防止試樣氧化。

此外，簡易機械式膨脹儀除了上述立式結(jié)構(gòu)外， 還有臥式結(jié)構(gòu)。采用臥式結(jié)構(gòu)的膨脹儀時，將待測樣品置于石英管（或硬質(zhì)玻璃管）內(nèi)，而石英管則置于電爐中。試樣必須短（約長10cm），以保證盡量處于管式爐的恒溫區(qū)內(nèi)。為了使管內(nèi)溫度趨于均衡，可在石英管內(nèi)加一銅管， 將試樣置于銅管中， 試樣兩端用兩根石英棒頂住，石英棒另一端則伸出管式爐外。其中一石英棒頂住一固定物，另一石英棒頂在一千分表上。

上述簡易機械式膨脹儀結(jié)構(gòu)簡單，方法簡便，成本低，又有一定的靈敏度，故使用普遍。缺點是要人工觀察記錄。

二、金屬膨脹系數(shù)檢測設(shè)備-光學(xué)熱膨脹儀

光學(xué)熱膨脹儀是在測量金屬的熱膨脹系數(shù)時應(yīng)用廣泛而又較精密的一種儀器，多為臥式。臥式光學(xué)膨脹儀的特點是加熱爐橫臥，爐溫比較均勻；采用光學(xué)放大及照相記錄測量，惰性小，靈敏度高。另一特點是用鎳鉻合金或鎳鉻鎢合金作標準試樣，用標準試樣的伸長量表示試樣的溫度， 從而便于在空氣介質(zhì)中加熱和隨后的急冷過程中測量試樣溫度。根據(jù)臥式膨脹儀的工作原理， 可將其分為普通光學(xué)膨脹儀和示差光學(xué)膨脹儀兩種。

1、普通光學(xué)膨脹儀

這種光學(xué)膨脹儀的測量系統(tǒng)最主要的部分是由一塊小的等腰直角三角形所組成的光學(xué)杠桿結(jié)構(gòu)（如圖 ）。

三角板當中有一個小型凹面反射鏡，三角板的直角頂點安放一個固定鉸鏈，而另外兩個頂點則分別為兩根石英桿所頂住，這兩根石英桿分別與標準試樣1 和待測試樣2相接觸。當待測試樣不變， 只有標準試樣伸長時， 則反射鏡反射到底片上的光點作水平移動；當標準試樣的長度不變， 僅待測試樣伸長時，則反射光點垂直向上移動。如果兩個試樣同時受熱膨脹，則可畫出一條如下圖所示的熱膨脹曲線。

（ a）亞共析鋼；（ b）共析鋼；（ x）過共析鋼

此曲線在縱坐標上的投影表示待測試樣的伸長量， 在橫坐標上的投影表示標準試樣的伸長量。標準試樣的伸長量與溫度有近似線性關(guān)系， 這種關(guān)系可以事先通過計算或進行測定，因此，可將橫坐標換算為標準試樣的溫度。如果將標準試樣與待測試樣放置在靠近的位置上，則可認為它們的溫度是一致的，故橫坐標即為試樣的溫度。這樣，光點所照射的曲線即為待測試樣溫度與伸長量的關(guān)系曲線。

2、示差光學(xué)膨脹儀

示差光學(xué)膨脹儀的測量部分與普通光學(xué)膨脹儀所不同的是， 前者三角板的形狀不是等腰直角三角形，而是一個具有30°角和60°角的直角三角形，30°角的頂點用鉸鏈固定，如圖所示。

直角頂點通過石英桿與標準試樣1 相接觸，60°角頂點通過另一石英桿與待測試樣 2相接觸。若標準試樣不變，僅待測試樣伸長時， 經(jīng)反射鏡3 反射后光點垂直向上移動。若試樣不變， 僅標準試樣伸長時， 光點不是沿著水平方向移動， 而是沿與水平軸成α 角的方向移動。

示差法的優(yōu)點是在金屬內(nèi)部未發(fā)生變化時， 由于試樣與標準試樣的伸長相互抵消，可采用更大的光學(xué)放大倍數(shù)， 使轉(zhuǎn)變部分的曲線突出出來， 提高測量的靈敏度。

此外，還有金屬膨脹系數(shù)檢測設(shè)備，還包括干涉式膨脹儀、電容式膨脹儀、 電感式膨脹儀、 電子測微管式膨脹儀、小慣量細絲膨脹儀等等，受篇幅所限，今天我們就不再對其一一列舉。