JP3970510B2 - 線膨張係数測定装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は線膨張係数測定装置に関し、特に、例えばパイプやサンドイッチパネルのような、寸法の大きいあるいは線膨張係数の測定が困難であった部材や、実際の構造部材等のための線膨張係数測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図8(a)〜(c)は、従来の線膨張係数測定装置を示したものである。従来の線膨張係数測定装置においては、図8(a)に示すように、まず、被測定部材1を恒温槽2内に設置された基台3の上に乗せ、恒温槽2内の温度を上昇させることで加熱する。被測定部材1の温度を被測定部材1に取り付けられた熱電対4により測定し、また、被測定部材1に歪みゲージ5を貼り付けて被測定部材1の歪みを測定し、それらの結果に基づいて被測定部材1の線膨張係数を計測演算装置6を用いて測定する。あるいは、図8(b)に示すように、被測定部材1の少なくとも一端に取り付けられた接触型の変位計7により被測定部材1の線膨張係数を計測演算装置6を用いて測定する。あるいは、図8(c)に示すように、被測定部材1の一端に取り付けられた干渉計8と反射鏡9とを用いて、恒温槽2の側面に設けられた窓ガラス10を通過したレーザービーム発振装置11からの入射ビーム12と反射鏡9による反射ビーム13とを干渉させ、検出器14で変位を検出することにより被測定部材1の線膨張係数を計測演算装置6を用いて測定する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来の線膨張係数測定装置では、上述したように、被測定部材1全体を恒温槽2に入れて加熱することにより温度変化を与えるため、被測定部材1の寸法が大きい場合には恒温槽2に入らず測定することができないという問題点があった。
【0004】
また、恒温槽2内の温度のみを制御し、被測定部材1の温度を直接制御する構成でないため、被測定部材1の温度を均一にすることが難しく、そのため、正確な線膨張係数の測定は不可能であった。
【0005】
また、図8(a)に示した歪みゲージ5を用いた線膨張係数測定装置では、歪みを電気抵抗の変化として検出しているため、電気抵抗の温度による変化が被測定部材1の温度変化による歪みの変化と比較して大きいことや歪みゲージ自体の誤差が大きいことにより2ppm/℃以下の線膨張係数の測定は不可能であった。
【0006】
また、図8(b)に示した接触型の変位計7を用いた線膨張係数測定装置では、温度変化に対して接触型の変位計自体が熱変形し、当該変形の比率が、被測定部材1の温度変化による伸びの変化と比較して大きいことや接触型の変位計自体の誤差が大きいことにより正確な線膨張係数の測定は不可能であった。
【0007】
また、図8(c)に示したレーザービームを用いた線膨張係数測定装置では、恒温槽2、レーザービーム発振装置11、検出器14をそれぞれ別々の場所に置く必要があるため、大きなスペースを必要とすることや各々の装置の外部からの変動、例えば、設置部の振動や温度変化による熱変形により測定に対して大きな誤差を生じる恐れがあった。
【0008】
また、図8(a)〜(c)の各装置において、温度変化により恒温槽2や基台3が変形する場合、特に、被測定部材1が傾くような変形を生じた場合、被測定部材1の正確な線膨張係数が測定できなかった。
【0009】
また、被測定部材1のある1つの方向での線膨張係数しか測定することができなかった。
【0010】
また、温度変化に対して面外(上下)方向に変形するような薄板形状の線膨張係数測定することが困難であった。
【0011】
この発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、寸法の大きい部材や実際の構造部材の線膨張係数を小さな誤差でより正確に測定できる線膨張係数測定装置を得ることを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】
この発明は、ゼロ膨張ガラスから構成された基台と、上記基台に設けられ、測定すべき被測定部材を支持するためのゼロ膨張ガラスから構成された支持手段と、上記被測定部材に対して測定すべき方向に設けられたゼロ膨張ガラスから構成された測定板と、上記基台に設けられ、上記測定板の変位を測定する非接触型の変位計と、上記被測定部材を加熱する加熱手段と、上記被測定部材の温度を測定する温度測定手段と、上記被測定部材の温度変化に伴う伸びによる上記測定板の変位から、上記被測定部材の線膨張係数を演算する計測演算手段とを備え、加熱手段が、上記被測定部材を内部に収納する筒状に構成されたシートヒーターと、上記シートヒーターを内部に収納するとともに、当該内部が真空状態になるように構成された真空チャンバとを備えていることを特徴とする線膨張係数測定装置である。
また、この発明は、ゼロ膨張ガラスから構成された基台と、上記基台に設けられ、測定すべき被測定部材を支持するためのゼロ膨張ガラスから構成された支持手段と、上記被測定部材に対して測定すべき方向に設けられたゼロ膨張ガラスから構成された測定板と、上記基台に設けられ、上記測定板の変位を測定する非接触型の変位計と、上記被測定部材を加熱する加熱手段と、上記被測定部材の温度を測定する温度測定手段と、上記被測定部材の温度変化に伴う伸びによる上記測定板の変位から、上記被測定部材の線膨張係数を演算する計測演算手段とを備え、上記支持手段が、上記被測定部材を中央部に夾持し、上記被測定部材の上下方向の変形を抑える構成を有し、上記測定板が、一方の端部がナイフエッジ形状で、他方の端部が円柱形状であるλ形状を有することを特徴とする線膨張係数測定装置である。
【0013】
また、測定板が被測定部材の少なくとも両端に設けられており、変位計が測定板の各々に対して1つずつ設けられている。
【0014】
また、被測定部材の一端の測定すべき方向の移動を阻止するためのゼロ膨張ガラスから構成された軸方向固定手段をさらに備え、測定板は、軸方向固定手段の反対側に設けられている。
【0015】
また、支持手段が、被測定部材を支持するためのV字型支持表面を有している。
【0016】
また、加熱手段が、被測定部材の周表面全体を覆うシートヒーターを備えている。
【0017】
また、加熱手段が、被測定部材を内部に収納する筒と、筒の周表面全体を覆うシートヒーターとを備えている。
【0019】
また、被測定部材を恒温恒湿に保つ恒温恒湿手段と、被測定部材の重量を測定する重量計とをさらに備え、計測演算手段が、被測定部材の重量変化に伴う伸びによる測定板の変位から、被測定部材の膨潤係数を演算する。
【0022】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による線膨張係数測定装置を示す図である。図1(a)は本装置の正面図、図1(b)は図1(a)における線A−Aに沿った断面図、図1(c)は右側面図である。図1において、1は線膨張係数を測定すべき被測定部材であり、図1の例においては円柱型を有して、長手方向の寸法がかなり長いものであり、上述した従来の測定装置の恒温槽2内には入れることができない寸法を有している。15は、線膨張係数が0.1ppm/℃未満のゼロ膨張ガラス製の基台であり、16は、基台15に設けられ、被測定部材1を支持するゼロ膨張ガラス製の支持装置(支持手段)である。支持装置16は、図1(b)に示すように、円柱型の被測定部材1を支持するためのV字型支持表面を有するVブロックから構成されている。支持装置16は、V字型支持表面を用いることにより、被測定部材1を中央部に支持し、長手方向に水平で、温度変化に対して上下方向に変化しないように構成されている。17は、被測定部材1の両端に設けられた平円板型のゼロ膨張ガラス製の2枚の測定板である。また、18は、測定板17の位置を測定するために、基台15の両端に設置された測定精度0.5μm以内の非接触型の変位計であり、例えば、レーザー式や渦電流式の変位計から構成されている。19は、被測定部材1を直接加熱するためのシートヒーター(加熱手段)である。シートヒーター19は、シートヒーター19の温度を制御するための温度調節装置(図示せず)に接続されており、図1のように、被測定部材1に直接貼り付けられて被測定部材1の周表面全体を覆っている。また、シートヒーター19の両表面は、シート状の断熱材19aによって覆われている。4は、被測定部材1の温度を測定するために被測定部材1に取り付けられた熱電対(温度測定手段)である。6は、熱電対4による温度測定結果及び変位計18による測定板17の位置測定結果に基づいて、被測定部材1の温度変化による測定板17の変位、すなわち、被測定部材1の伸びを演算する計測演算装置(計測演算手段)である。
【0023】
次に、本装置の動作について説明する。図1において、線膨張係数が0.1ppm/℃未満のゼロ膨張ガラス製の基台15上に、被測定部材1を支持するためのV字型支持表面を持つゼロ膨張ガラス製の支持装置16を設置して、支持装置16上に被測定部材1を乗せ、シートヒーター9の温度を上昇させることにより、被測定部材1を加熱する。被測定部材1の温度を被測定部材1に取り付けられた熱電対4により測定し、一方、測定板17の位置変位を変位計18により測定して、これらの測定結果から、計測演算装置6を用いて、被測定部材1の伸びを演算し、線膨張係数を測定する。
【0024】
上述したように、本発明の線膨張係数測定装置では、従来のように被測定部材1全体を恒温槽2に入れて加熱する必要がないため、大型の被測定部材1の測定を実現することができる。
【0025】
また、従来のように恒温槽2内の温度のみを制御するのではなく、ヒートヒーター19により、被測定部材1の温度を直接制御することが可能であるため、被測定部材1の温度を均一にすることが容易に実現でき、そのため、より正確な線膨張係数の測定はが可能である。
【0026】
また、従来は、恒温槽2内に設置された歪みゲージや接触型の変位計を用いていたため、恒温槽2内の温度変化に伴うそれらの機器自体の誤差の影響を受けていたが、本発明においては、変位計18は、非接触型であり、かつ、恒温槽内に設置されているわけではないので、変位計18自体が加熱されることがなく、変位計18自体の誤差は発生しないので、正確な線膨張係数の測定が可能である。
【0027】
また、図8(c)に示した従来装置においては、恒温槽、レーザービーム発振装置、検出器をそれぞれ別々の場所に置く必要があるため、大きなスペースを必要とすることや各々の装置の外部からの変動、例えば、設置部の振動や温度変化による熱変形により測定に対して大きな誤差を生じる恐れがあったが、本発明においては、被測定部材1の両端に変位計18を単に設置するだけでよいので、省スペース化を図ることができるとともに、同一場所に設置しているため、測定に対して大きな誤差が生じることもなく、測定精度を高く保つことが可能である。
【0028】
また、図8(a)〜(c)の各従来装置においては、温度変化により恒温槽や基台が変形して、特に被測定部材1が傾くような変形を生じた場合、被測定部材1の正確な線膨張係数が測定できなかったが、本発明においては、V字型支持表面を有する支持装置16を用いて被測定部材1を支持しているため、たとえ支持装置16が温度変化により多少変形しても測定に対しては大きな影響を与えることがない。
【0029】
また、従来装置においては、被測定部材1のある1つの方向での線膨張係数しか測定することができなかったが、本発明においては、被測定部材1のいかなる方向での線膨張係数の測定が可能である。
【0030】
また、温度変化に対して面外(上下)方向に変形するような薄板形状の線膨張係数の測定も可能である。
【0031】
実施の形態2.
図2は、この発明の実施の形態2による線膨張係数測定装置を示す図である。図2(a)は本装置の正面図、図2(b)は断面図、図2(c)は右側面図である。図2において、20は、被測定部材1を覆う筒であり、被測定部材1の直径よりも大きい直径を有し、被測定部材1に対して非接触の状態で設置されている。また、19Aは、温度調節装置(図示せず)に接続され、表面がシート状の断熱材によって覆われたシートヒーターであり、筒20の周表面全体を覆っている。他の構成については、上述の実施の形態1と同様であるため、ここでは説明を省略する。筒20の長手方向の長さは、被測定部材1よりも長い寸法になっている。
【0032】
次に、動作について説明する。本実施の形態における線膨張係数測定装置においては、図2に示すように、基台15上に筒20が設けられ、その内部にV字型支持表面を持つ支持装置16が設置されて、その上に被測定部材1が搭載されている。この状態で、シートヒーター19Aの温度を上昇させることにより、筒20内の温度を上昇させ、被測定部材1を加熱して測定を行う。なお、他の動作については、上述の実施の形態1と同様であるため、ここではその説明を省略する。
【0033】
本実施の形態においては、実施の形態1と同様の効果が得られるとともに、さらに、上述したように、被測定部材を覆う筒20と、筒20の周表面全体を覆うヒートシーター19Aとを用いるようにしたので、シートヒーター19Aを直接貼ることができないような構成または形状の被測定部材1でも一様な温度条件で正確な線膨張係数の測定を行うことができる。
【0034】
実施の形態3.
図3は、この発明の実施の形態3による線膨張係数測定装置を示す図である。図3(a)は本装置の正面図、図3(b)は断面図、図2(c)は左側面図である。図において、21は、基台15上に設けられ、被測定部材1の一端の軸方向(すなわち、変位の測定を行う方向)の移動を阻止するゼロ膨張ガラス製の軸方向固定装置である。また、17Aは、軸方向固定装置21の反対側に設けられたゼロ膨張ガラス製の測定板である。他の構成については実施の形態1と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0035】
次に動作について説明する。本実施の形態においては、上述の実施の形態1と基本的に同じ動作により測定を行うが、本実施の形態においては、被測定部材1の片側の端面に軸方向固定装置21を設けているため、当該端面の位置の変化は起こらない。そのため、温度上昇による被測定部材1の伸びは、すべて、軸方向固定装置21の反対側の測定板17Aの変位により検出することができる。他の動作については、実施の形態1と同じであるため、ここでは、説明を省略する。
【0036】
本実施の形態においては、上述の実施の形態1と同様の効果が得られるとともに、さらに、被測定部材1の一端の軸方向の移動を阻止するゼロ膨張ガラス製の軸方向固定装置21を設けて、当該一端側の移動は起こらないようにしたので、変位計18を1つだけ設ければよく、構成が容易になるとともにコストも削減でき、かつ、被測定部材1の片側でのみ変位を計測するため処理データの量も半分となり、処理時間の高速化を図ることができる。
【0037】
実施の形態4.
図4は、この発明の実施の形態4による線膨張係数測定装置を示す図である。図4(a)は本装置の正面図、図4(b)は断面図、図4(c)は右側面図である。図において、22は、被測定部材1を覆うように筒状に形成され、内部が真空状態になるように構成された真空チャンバである。真空チャンバ22は、シートヒーター19Bと温度調節装置(図示せず)とを備えている。ヒートヒーター19Bの被測定部材1側の表面には、図4(b)に示すように、シート状の断熱材19aが設けられている。さらに、当該断熱材19aと被測定部材1との間には、図4(b)に示すように、必要に応じて、筒状に形成された別の断熱材19aが設けられている。なお、本実施の形態においては、被測定部材1に対して、断熱材19a及びヒートシーター19Bとは離間して設けられている。従って、ヒートシーター等を直接貼ることができないような被測定部材でも一様な温度条件で正確な線膨張係数の測定が可能である。
【0038】
次に、動作について説明する。本実施の形態においては、図4に示すように、基台15上に真空チャンバー22が設けられ、その内部にV字型支持表面を持つ支持装置16が設置されて、その上に被測定部材1が搭載されている。この状態で、シートヒーター19Bの温度を上昇させることにより、真空チャンバー22内の温度を上昇させ、被測定部材1を加熱して測定を行う。なお、他の動作については、上述の実施の形態1と同様であるため、ここではその説明を省略する。
【0039】
本実施の形態においては、上述の実施の形態1及び2と同様の効果が得られるとともに、さらに、シートヒーター19Bと温度調節装置とを備え、被測定部材1を覆うように筒状に形成された真空チャンバ22を用いるようにしたので、真空環境での被測定部材1の線膨張係数の測定や低温環境での線膨張係数の測定を実現することができる。
【0040】
実施の形態5.
図5は、本発明の実施の形態5による線膨張係数測定装置を示す図である。図において、23は、被測定部材1を内部につり下げた状態で設置するための恒温恒湿装置である。恒温恒湿装置23の内部は、常に恒温恒湿に保たれている。また、24は被測定部材1の重量を測定するための重量計である。本実施の形態における重量計24は、図5に示すように、シーブ(滑車)30に対しロープ32を介して被測定部材1とつるべ式に接続されている。他の構成については、上述の実施の形態1と同一符号を用いて示し、ここではその説明を省略する。
【0041】
次に、動作について説明する。図5において、線膨張係数が0.1ppm/℃未満のゼロ膨張ガラス製の基台15に、1対の変位計18を取り付け、当該変位計18の間に恒温恒湿装置23を設けている。恒温恒湿装置23内には、図のように、被測定部材1がロープ32によりつり下げれている。被測定部材1の両端には測定板17が取り付けられており、被測定部材1の重量変化による測定板17の変位、すなわち、伸びを計測演算装置6により演算して求める。なお、本実施の形態においては、重量変化による被測定部材の伸び、すなわち、膨潤係数の測定が可能である。
【0042】
本実施の形態においては、恒温恒湿装置23及び重量計24を加えて、恒温恒湿装置23内に被測定部材1をつり下げて、被測定部材1の重量変化による伸びを測定するようにしたので、膨潤係数の測定も可能になる。なお、本実施の形態においては、恒温状態において測定を行う例について説明したが、その場合に限らず、上述の実施の形態のように、ヒートシーター等により被測定部材1を加熱して測定するようにしてもよい。
【0043】
実施の形態6.
図6は、本発明の実施の形態6による線膨張係数測定装置を示す図である。図6(a)は正面図、図6(b)は平面図である。図において、25は、複数の角度をなす方向に非接触型の変位計18を設置することが可能な線膨張係数が0.1ppm/℃未満のゼロ膨張ガラス製の基台である。基台25は、図6の例においては、互いに90°ずつの角度をなす4方向に変位計18が設置されている。本実施の形態においては、被測定部材1は円平板形状を有しており、当該被測定部材の側面の複数箇所に、すなわち、複数の角度をなす方向に、測定板17が設けられている。各測定板17に対して、1対1対応するように、変位計18が設けられている。また、図6において、19Cは、被測定部材の周表面に設けられたシートヒーターであり、温度調節装置(図示せず)に接続され、表面がシート状の断熱材によって覆われている。他の構成は、上述の実施の形態1と同様であるため、ここではその説明を省略する。
【0044】
次に動作について説明する。本実施の形態1は、基本的に実施の形態1と同様の動作により測定を行う。すなわち、シートヒーター19Cの温度を上昇させることにより、被測定部材1を加熱し、被測定部材1の温度を熱電対4により測定し、被測定部材の温度上昇による測定板17の変位、すなわち、伸びを計測演算装置6により演算して求める。
【0045】
本実施の形態においては、上述の実施の形態1と同様の効果が得られるとともに、さらに、複数の角度をなす方向に変位計を設置できるような基台25を用いるようにしたので、被測定部材の複数方向の線膨張係数を測定することができる。
【0046】
実施の形態7.
図7はこの発明の実施の形態7による線膨張係数測定装置を示す図である。図において、27は線膨張係数を測定すべき薄板形状の被測定部材であり、28は、基台15上に設けられ、薄板形状の被測定部材27を夾んで中央部で支持し、被測定部材27の面外(上下)方向の変形を抑えるゼロ膨張ガラス製の支持装置である。29は、被測定部材27の両側に取り付けられ、図7(b)に拡大斜視図を示すように、測定端部29aがナイフエッジ形状で、もう一端29bが円柱形状であるλ形状をしたゼロ膨張ガラス製の測定板である。4は、被測定部材27の温度を測定する熱電対、6は、被測定部材27の温度変化による測定板29の変位、すなわち、伸びを演算する計測演算装置である。なお、本実施の形態においては、表面がシート状の断熱材によって覆われたシートヒーター19Dが、図7に示すように、支持装置28の表面全体を覆うように取り付けられている。他の構成については、上述の実施の形態と同様であるため、同一符号により示し、ここではその説明を省略する。
【0047】
次に動作について説明する。本実施の形態においては、シートヒーター19Dの温度を上昇させることにより、被測定部材27を支持装置28を介して加熱し、被測定部材27の温度を熱電対4により測定し、被測定部材27の温度上昇による測定板29の変位、すなわち、伸びを計測演算装置6により演算して求める。
【0048】
本実施の形態においては、線膨張係数が0.1ppm/℃未満のゼロ膨張ガラス製の基台15上に、線膨張係数を測定すべき薄板形状の被測定部材27を中央部で支持し、被測定部材27の面外(上下)方向の変形を抑えるゼロ膨張ガラス製の支持装置28、被測定部材27の両側に取り付けられた測定端部がナイフエッジ形状で、もう一端が円柱形状で水平方向にスライドできるλ形状をしたゼロ膨張ガラス製の測定板29を備えることにより、温度変化に対して面外(上下)方向に変形するような薄板形状の線膨張係数を測定することができる。
【0049】
【発明の効果】
この発明は、ゼロ膨張ガラスから構成された基台と、上記基台に設けられ、測定すべき被測定部材を支持するためのゼロ膨張ガラスから構成された支持手段と、上記被測定部材に対して測定すべき方向に設けられたゼロ膨張ガラスから構成された測定板と、上記基台に設けられ、上記測定板の変位を測定する非接触型の変位計と、上記被測定部材を加熱する加熱手段と、上記被測定部材の温度を測定する温度測定手段と、上記被測定部材の温度変化に伴う伸びによる上記測定板の変位から、上記被測定部材の線膨張係数を演算する計測演算手段とを備え、加熱手段が、上記被測定部材を内部に収納する筒状に構成されたシートヒーターと、上記シートヒーターを内部に収納するとともに、当該内部が真空状態になるように構成された真空チャンバとを備えていることを特徴とする線膨張係数測定装置であるので、従来用いていた恒温槽を使用することなく、恒温槽には入りきらないような大型部材の線膨張係数の測定を実現でき、しかも、小さな誤差で高精度に当該測定を行うことができる。また、加熱手段が、被測定部材を内部に収納する筒状に構成されたシートヒーターと、シートヒーターを内部に収納するとともに、当該内部が真空状態になるように構成された真空チャンバとを備えているようにしたので、真空環境での被測定部材の線膨張係数の測定や低温環境での線膨張係数の測定ができる。
また、この発明は、ゼロ膨張ガラスから構成された基台と、上記基台に設けられ、測定すべき被測定部材を支持するためのゼロ膨張ガラスから構成された支持手段と、上記被測定部材に対して測定すべき方向に設けられたゼロ膨張ガラスから構成された測定板と、上記基台に設けられ、上記測定板の変位を測定する非接触型の変位計と、上記被測定部材を加熱する加熱手段と、上記被測定部材の温度を測定する温度測定手段と、上記被測定部材の温度変化に伴う伸びによる上記測定板の変位から、上記被測定部材の線膨張係数を演算する計測演算手段とを備え、上記支持手段が、上記被測定部材を中央部に夾持し、上記被測定部材の上下方向の変形を抑える構成を有し、上記測定板が、一方の端部がナイフエッジ形状で、他方の端部が円柱形状であるλ形状を有することを特徴とする線膨張係数測定装置である。また、支持手段が、被測定部材を中央部に夾持し、被測定部材の上下方向の変形を抑える構成を有し、測定板が、一方の端部がナイフエッジ形状で、他方の端部が円柱形状であるλ形状を有するようにしたので、温度変化に対して面外(上下)方向に変形するような薄板形状の線膨張係数を測定できる。
【0050】
また、測定板が被測定部材の少なくとも両端に設けられており、変位計が測定板の各々に対して1つずつ設けられているようにしたので、大型部材の線膨張係数の測定を測定板の誤差の影響を小さくして行うことができる。
【0051】
また、被測定部材の一端の測定すべき方向の移動を阻止するためのゼロ膨張ガラスから構成された軸方向固定手段をさらに備え、測定板は、軸方向固定手段の反対側に設けられているようにしたので、非接触型の変位計の数を少なくすることができる。
【0052】
また、支持手段が、被測定部材を支持するためのV字型支持表面を有しているので、被測定部材を基台に固定する必要がなく、作業性及び利便性の向上を図ることができる。
【0053】
また、加熱手段が、被測定部材の周表面全体を覆うシートヒーターを備えているようにしたので、被測定部材が一様に加熱され正確な線膨張係数の測定ができる。
【0054】
また、加熱手段が、被測定部材を内部に収納する筒と、筒の周表面全体を覆うシートヒーターとを備えているようにしたので、シートヒーターを直接貼ることができないような被測定部材でも一様な温度条件で正確な線膨張係数の測定ができる。
【0056】
また、被測定部材を恒温恒湿に保つ恒温恒湿手段と、被測定部材の重量を測定する重量計とをさらに備え、計測演算手段が、被測定部材の重量変化に伴う伸びによる測定板の変位から、被測定部材の膨潤係数を演算するようにしたので、膨潤係数測定装置として用いることも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1における線膨張係数測定装置の構成を示す図である。
【図2】 本発明の実施の形態2における線膨張係数測定装置の構成を示す図である。
【図3】 本発明の実施の形態3における線膨張係数測定装置の構成を示す図である。
【図4】 本発明の実施の形態4における線膨張係数測定装置の構成を示す図である。
【図5】 本発明の実施の形態5における線膨張係数測定装置の構成を示す図である。
【図6】 本発明の実施の形態6における線膨張係数測定装置の構成を示す図である。
【図7】 本発明の実施の形態7における線膨張係数測定装置の構成を示す図である。
【図8】 従来の線膨張係数測定装置を示す図である。
【符号の説明】
1,27 被測定部材、2 恒温槽、3,15,25 基台、4 熱電対、5歪みゲージ、6 計測演算装置、7 接触型の変位計、8 干渉計、9 反射鏡、10 窓ガラス、11 レーザービーム発振装置、12 入射ビーム、13反射ビーム、14 検出器、16,26,28 支持装置、17,29 測定板、18 非接触型の変位計、19,19A,19B,19C,19D シートヒーター、20 筒、21 軸方向固定装置、22 真空チャンバ、23 恒温恒湿装置、24 重量計。
Claims (8)
- ゼロ膨張ガラスから構成された基台と、
上記基台に設けられ、測定すべき被測定部材を支持するためのゼロ膨張ガラスから構成された支持手段と、
上記被測定部材に対して測定すべき方向に設けられたゼロ膨張ガラスから構成された測定板と、
上記基台に設けられ、上記測定板の変位を測定する非接触型の変位計と、
上記被測定部材を加熱する加熱手段と、
上記被測定部材の温度を測定する温度測定手段と、
上記被測定部材の温度変化に伴う伸びによる上記測定板の変位から、上記被測定部材の線膨張係数を演算する計測演算手段と
を備え、
加熱手段が、
上記被測定部材を内部に収納する筒状に構成されたシートヒーターと、
上記シートヒーターを内部に収納するとともに、当該内部が真空状態になるように構成された真空チャンバと
を備えていることを特徴とする線膨張係数測定装置。 - ゼロ膨張ガラスから構成された基台と、
上記基台に設けられ、測定すべき被測定部材を支持するためのゼロ膨張ガラスから構成された支持手段と、
上記被測定部材に対して測定すべき方向に設けられたゼロ膨張ガラスから構成された測定板と、
上記基台に設けられ、上記測定板の変位を測定する非接触型の変位計と、
上記被測定部材を加熱する加熱手段と、
上記被測定部材の温度を測定する温度測定手段と、
上記被測定部材の温度変化に伴う伸びによる上記測定板の変位から、上記被測定部材の線膨張係数を演算する計測演算手段と
を備え、
上記支持手段が、上記被測定部材を中央部に夾持し、上記被測定部材の上下方向の変形を抑える構成を有し、
上記測定板が、一方の端部がナイフエッジ形状で、他方の端部が円柱形状であるλ形状を有する
ことを特徴とする線膨張係数測定装置。 - 上記測定板が上記被測定部材の少なくとも両端に設けられており、上記変位計が上記測定板の各々に対して1つずつ設けられている
ことを特徴とする請求項1または2に記載の線膨張係数測定装置。 - 上記被測定部材の一端の測定すべき方向の移動を阻止するためのゼロ膨張ガラスから構成された軸方向固定手段をさらに備え、
上記測定板は、上記軸方向固定手段の反対側に設けられていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の線膨張係数測定装置。 - 上記支持手段が、上記被測定部材を支持するためのV字型支持表面を有することを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の線膨張係数測定装置。
- 上記加熱手段が、上記被測定部材の周表面全体を覆うシートヒーターを備えていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の線膨張係数測定装置。
- 上記加熱手段が、
上記被測定部材を内部に収納する筒と、上記筒の周表面全体を覆うシートヒーターとを備えていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の線膨張係数測定装置。 - 上記被測定部材を恒温恒湿に保つ恒温恒湿手段と、
上記被測定部材の重量を測定する重量計とをさらに備え、
上記計測演算手段が、上記被測定部材の重量変化に伴う伸びによる上記測定板の変位から、上記被測定部材の膨潤係数を演算することを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の線膨張係数測定装置。
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