(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (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2 9 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. G01N 25/20(2006.01) G01N 3/02(2006.01) G01N 3/18(2006.01) (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。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 115032231 A 2022.09.09 CN 115032231 A 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权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115032231 A 2得出样品的绝热温变ΔT随时间的变化曲线。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115032231 A 3