JPH0721472B2 - セラミックスの熱間における変位測定装置 - Google Patents

セラミックスの熱間における変位測定装置

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JPH0721472B2
JPH0721472B2 JP61293348A JP29334886A JPH0721472B2 JP H0721472 B2 JPH0721472 B2 JP H0721472B2 JP 61293348 A JP61293348 A JP 61293348A JP 29334886 A JP29334886 A JP 29334886A JP H0721472 B2 JPH0721472 B2 JP H0721472B2
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禎一 藤原
歳貞 三村
幸宏 入江
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Shinagawa Refractories Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は主にセラミックスの高温下での変位〔たとえ
ば、熱間線膨張率(以下熱膨張率という)あるいはクリ
ープ変形量等〕をレーザ変位測定器を使い非接触で精度
良く自動測定するセラミックスの熱間における変位測定
装置に関するものである。
従来技術 ファインセラミックス、耐火物、陶磁器、ガラスまたは
これらと、金属との複合材料等のセラミックスの熱膨張
率、特に耐火物の熱膨張率は熱間で使用される窯炉の内
張り耐火物の膨張代決定等の指針となる極めて重要な特
性である。
従来技術として、発明の名称「熱膨張率測定装置」(特
開昭60−39540号公報)、発明の名称「セラミック等の
熱間における変位測定装置」(特開昭61−7452号公
報)、発明の名称「セラミック等の熱間における変位測
定装置」(特開昭61−172041号公報)等がある。
これらの一例として特開昭60−39540号公報の「熱膨張
率測定装置」を第5図に示す。この熱膨張率測定装置
は、固体走査受光素子を内蔵し、レンズ系8と組み合せ
たカメラ9とカメラコントロール部10よりなる変位測定
装置と照明装置4を各2組組合せて、試料の変位を自動
的に測定するものである。加熱炉1内の試料2の変位
は、試料2の軸に対して直角方向より照明装置4で照明
し、試料2により光がさえぎられた暗部と光が直接届く
明部を固体走査受光素子面に望遠レンズ8により拡大投
影し、明部と暗部の比率より変位を計測するものであ
る。
この場合各カメラコントロールユニット10の出力を加算
して、変位に応じたデイジタル出力信号で出力する。
この出力とデイジタル温度計6のデイジタル出力信号を
インターフェイス12を介してコンピュータ13に入力し、
記憶演算を行わせデイジタルプロッタ14により温度と熱
膨張率の関係をグラフに書込ませるものである。
発明が解決しようとする問題点 しかし、この方法ではカメラ9の1台の測定範囲は測定
分解能を1μmとした場合3mm程度である。また測定精
度を上げるためカメラ9を2台使用して測定するため2
台並べた場合、カメラ中心間で80mmあり試料寸法は80mm
以上のものしか測定できない。
最近ファインセラミックス等の開発にともない小型試料
での測定が要望されている。これに対応するためカメラ
9の先端に第6図のようにプルズム15を取り付けるか、
特開昭61−172041号公報の「セラミック等の熱間におけ
る変位測定装置」に記載しているように、カメラ9を対
向させて80mm以下の試料の測定を行っている。しかし固
体走査受光素子カメラ9の分解能は1μmが限度であ
り、小型試料の場合膨張量が小さいため最近ではサブミ
クロンオーダーの分解能が要求されている。
また固体走査受光素子を使ったカメラ9の1台の測定範
囲は3mm程度であるため異常膨張する試料や収縮の大き
な試料が測定出来ないという問題がある。
問題点を解決する手段 本発明の要旨とするところは、試料加熱炉の一側にレー
ザ変位測定器のレーザ送光部を配設し、対向側にレーザ
受光部を配設したレーザ走査方式とし、試料加熱炉の計
測窓ガラスの断面がクサビ形をしたガラスをクサビ形断
面角度を加熱炉の両側対称に構成し、レーザ受光部の電
圧信号をデジタル表示する表示器、試料の温度を測定す
るデジタル温度計、前記表示器のデジタル出力信号と前
記デジタル温度計のデジタル出力信号とをインターフェ
イスを介して試料の温度及び電圧信号を記憶、演算する
パーソナルコンピュータ及び温度と熱膨張率の関係を曲
線表示するデジタルプロッタを具備することを特徴とす
るセラミックスの熱間における変位測定装置にある。
本発明のセラミックスの熱間における変位測定装置を熱
膨張測定装置に適用した具体例を第1図に基いて詳述す
る。
小寸法の試料をサブミクロンオーダーの分解能で精度良
く変位を計測する方法として、加熱炉1内の試料2を支
持する炉芯管21の両端部に計測窓(石英ガラス)19を設
けて炉芯管21内を気密にできる構造とし、炉芯管21の両
端に排気口22及びガス導入口23を設けて、各種の雰囲気
で試料2の変位を測定できるようにしたものである。
試料2の変位は第1図に示すように炉芯管21の両端開口
部に取付た断面がクサビ形をした計測窓(石英ガラス)
19の一側にレーザ変位測定器のレーザ送光部16を配設
し、対向側の計測窓(石英ガラス)19にレーザ受光部17
を配設し、レーザ送光部16より一定速度で水平に試料2
の長さ以上の幅で走査したれレーザビームを発射する
と、試料2によてレーザビームがさえ切られた時はレー
ザ受光部17には第2図Aのように電圧信号は発生せず、
レーザビームが試料から外れた場合はBのように電圧信
号が発生する。変位計測は試料2によってレーザビーム
がさえぎられている時間、すなわち、レーザ受光部17の
電圧信号Oの時間を電気的に高精度で測定し、表示器18
にデジタル表示すると共にデイジタル出力信号を出力す
る。この出力信号と試料温度測定用デイジタル温度形6
のデイジタル出力信号をインターフェイス12を介してパ
ーソナルコンピュータ13に入力し記憶演算を行なわせ、
デイジタルプロッタ14に温度と熱膨張率の関係を曲線に
書かせるものである。
本発明装置において炉芯管21の両端の開口部に取付た計
測窓(石英ガラス19)の断面構造をクサビ形にする理由
としては、石英ガラスの断面が平行な場合石英ガラス面
に対してレーザ光が直角に入射すると石英ガラス内部で
一部のレーザ光が反射し、石英ガラスを直接通過しレー
ザ受光部17に届く主レーザ光と石英ガラス内で反射し時
間的に主レーザ光より遅れてレーザ受光部17に入るレー
ザ光が生じ試料の長さが正確に測定出来ない。
石英ガラス断面をクサビ形にすることによりレーザ光を
石英ガラス面に対して角度を持たせて入射させることに
より石英ガラス内で反射したレーザ光を主光路外に出
し、レーザ受光部17に入射させないようにすることによ
り測定精度を上げたものである。
石英ガラスのクサビ形断面の角度はあまり小さいと目的
の効果がなく反対に大きすぎると、レーザ送光部と、レ
ーザ受光部の位置関係、すなわち、芯出しが困難にな
る。したがって角度としては1〜5度が望ましい。
また石英ガラスの配設はレーザ光軸に対し第3図に示す
如く石英ガラスのクサビ形断面角度を加熱炉の両側に対
称的に配設するものである。
また、加熱炉炉芯管内は温度上昇により対流がおこり、
レーザ光にゆらぎが発生し、測定精度が低下する場合が
ある。炉芯管内温度上昇により雰囲気ガスの部分的な温
度差による密度の相違等から対流がおこるのが原因と考
えられる。炉芯管容積を小さく、かつ等温帯を広くする
ことが好ましいが、 ○その対策として炉芯管内を気密にする構造にし、余分
な空気の出入りをなくすることが好ましい。
○常圧の測定においては、該炉芯管内温度上昇によるガ
ス膨張分のみ排出口より排出することが好ましい。
○また、排出口より雰囲気ガスを排出し、炉芯管内を減
圧することによってもレーザ光のゆらぎは抑制できる。
○特定ガス雰囲気による測定においては、該特定ガスの
供給量を少なくし、少量置換することが好ましい。
等によりレーザ光のゆらぎを防ぐことで、高精度の測定
が可能になる。
実施例 第1図に示す本発明装置の計測窓19にクサビ形断面角度
2度の石英ガラスを配設し、加熱炉炉芯管21内にアルミ
ナ質試料で幅10mm、高さ10mm、長さ40mmのものをセット
して真空ポンプ20で10-1mmHgに減圧し測定範囲0.5〜55m
m、送光部16、受光部17間の距離700mmのレーザ変位測定
器を使用して、昇温速度を毎分4℃で、常温から1600℃
までの間5℃毎にデータを取り込み温度と熱膨張率の関
係を書かせた結果を第4図に示す。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置の一例を略図的に示し、第2図はレ
ーザ受光部の電圧記号を示し、第3図はクサビ形ガラス
の断面図の一例を示し、第4図は本発明装置による測定
結果の一例を示し、第5図は固体走査受光素子を用いた
熱膨張測定装置の一例を略図的に示し、第6図はプリズ
ムを使用された熱膨張測定装置の一例を略図的に示す。 図中、1:加熱炉,2:試料,3:発熱体,4:照明装置,5:熱電
対,6:デイジタル温度計,7:フィルター,8:望遠レンズ,9:
固体走査受光素子カメラ,10:コントロールユニット,11:
オシロスコープ,12:インターフェイス,13:コンピュー
タ,14:デイジタルプロッタ,15:プリズム,16:レーザ寸法
測定器レーザ送光部,17:レーザ寸法測定器レーザ受光
部,18:表示器,18:計測窓,20:真空ポンプ,21:炉芯管,22:
排気口,23:ガス導入口,24:レーザ光。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−70649(JP,A) 特開 昭60−39540(JP,A) 特開 昭61−7452(JP,A) 特開 昭61−172041(JP,A) 特開 昭60−231146(JP,A) 特開 昭53−36262(JP,A) 特公 昭50−30469(JP,B2)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】試料加熱炉の一側にレーザ変位測定器のレ
    ーザ送光部を配設し、対向側にレーザ受光部を配設した
    レーザ走査方式とし、試料加熱炉の計測窓ガラスの断面
    がクサビ形をしたガラスをクサビ形断面角度を加熱炉の
    両側対称に構成し、レーザ受光部の電圧信号をデジタル
    表示する表示器、試料の温度を測定するデジタル温度
    計、前記表示器のデジタル出力信号と前記デジタル温度
    計のデジタル出力信号とをインターフェイスを介して試
    料の温度及び電圧信号を記憶、演算するパーソナルコン
    ピュータ及び温度と熱膨張率の関係を曲線表示するデジ
    タルプロッタを具備することを特徴とするセラミックス
    の熱間における変位測定装置。
  2. 【請求項2】前記試料加熱炉内に炉芯管を配置し、該炉
    芯管内を真空雰囲気としうる構成とした特許請求の範囲
    第1項記載のセラミックスの熱間における変位測定装
    置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4924477A (en) * 1989-01-24 1990-05-08 Eastman Kodak Company Assembly and method for determining the coefficient of thermal expansion of a workpiece
JP2024036747A (ja) * 2022-09-06 2024-03-18 Jfeテクノリサーチ株式会社 変位測定方法および変位測定装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3788746A (en) * 1972-10-02 1974-01-29 Hewlett Packard Co Optical dilatometer
JPS5317388B2 (ja) * 1973-07-17 1978-06-08
JPS5336262A (en) * 1976-09-16 1978-04-04 Gakei Denki Seisakusho Method of and apparatus for measuring thermal expansion
JPS6039540A (ja) * 1983-08-15 1985-03-01 Shinagawa Refract Co Ltd 熱膨張率測定装置
JPS617452A (ja) * 1984-06-22 1986-01-14 Shinagawa Refract Co Ltd セラミツク等の熱間における変位測定装置
JPS60231146A (ja) * 1984-05-01 1985-11-16 Rigaku Denki Kk 熱膨張率測定装置
JPS61172041A (ja) * 1985-01-28 1986-08-02 Shinagawa Refract Co Ltd セラミツク等の熱間における変位測定装置

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