高分辨率 CCD 相机能够对样品的膨胀进行视觉实时分析,既可以作为单个图像,也可以作为视频序列。这种方法的优点是不对样品施加外力,因此不会发生机械变形。对于柔软的样品或者在测量过程中强度发生变化的样品,传统推杆式膨胀仪的接触压力总是会对测量结果产生影响。光学膨胀仪可以帮助克服或尽可能减少这种影响。
在光学膨胀仪中,样品在测量过程中始终与参考物进行比较。参考物通常是一种已知的、具有确定膨胀特性的材料,用于实时校正,以克服在加热过程中由于大气环境影响而产生的光学波动。视场面积为 3.3 x 2.8 mm2,通常聚焦在样品的上边缘。
类型 | DIL L74 OD * |
光学测量系统: | 配备高分辨率相机和全自动对焦的光学膨胀仪 |
温度范围: | -100 °C - 500 °C RT - 500 / 1000 / 1500 / 2000 °C |
测量系统: | 光学非接触式 |
精度: | 高达 1 μm |
视场面积: | 3.3 x 2.8 mm2 |
气氛: | 氧化(可选:还原、惰性和真空) |
真空度: | 10E-5 mbar |
加热速率: | 0.01 - 100 ℃/min(取决于炉体) |
标准: | ASTM D1857,CEN/TR 15404,BS 1016: Part 15,CEN/TS 15370-1,DIN 51730,IS 12891,ISO 540,NF M03-048 |
接口: | USB |
* 规格取决于配置 |
本实验使用林赛斯光学膨胀仪和常规推杆式膨胀仪分别对环氧树脂进行热膨胀测量,如下图所示,黄色曲线为使用光学膨胀仪测量的结果曲线,蓝色曲线为使用推杆式膨胀仪测量的结果曲线。
结果显示,在室温至 160 ℃ 的温度范围内,两者的测量结果几乎相同,环氧树脂随着温度均呈现线性膨胀的趋势。在测量温度大于 160 ℃ 时,两者的测量结果出现了明显差异,光学膨胀仪的测量结果依旧随着温度变化呈现线性膨胀的趋势。而推杆式膨胀仪的测量结果发生了明显变化,不再遵循低温区间的膨胀趋势,在温度达到 210 ℃ 时,检测到环氧树脂出现收缩的信号。
其原因在于此阶段为环氧树脂的熔融阶段,推杆式膨胀仪采用接触式测量,对样品产生微弱的附加压力,在样品出现熔融软化时,检测到收缩的信号。而光学膨胀仪全程采用非接触式测量,允许样品自由膨胀,消除了推杆式膨胀仪因接触压力引入的测量误差,测量结果更为准确。