低温热膨胀系统

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低温热膨胀系统相关的厂商

  • 上海珀智电子科技发展有限公司 银牌20年
    400-860-5168转0811
    上海珀智电子科技发展有限公司是一家优秀的热材料分析仪器生产商及代理商,主要产品有高温粘度计.包括：煤灰高温粘度计、高温熔盐粘度计、玻璃高温粘度计、炉渣、保护渣粘度计。玻璃软化点测试仪,弯曲梁法高温粘度计,金属高温粘度计；热膨胀系数仪；比较密度仪 高温显微镜；高温热台显微镜；高温电导仪；水合物反应釜 水合物摇摆槽；蓝宝石摇摆槽；防蜡剂测试仪；阻垢剂测试仪；水合物抑制剂测试；阻聚剂测试仪；蜡含量测试仪；减阻剂测试仪；高压絮凝点测试仪；流体导热系数仪等　　我们销售的理念是: 专业 品质 服务,我们力争在自己的领域保持领先地位并持续的介绍优秀的高温粘度计产品进入中国市场并为中国科学技术及高粘度计的发展进一份绵薄之力,我们忠心希望中国的科学发展征途上能有灿烂的明天!
    主营产品： 粘度计   金相显微镜   石油沉淀性能   接触角测量仪  
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  • 武汉嘉仪通科技
    武汉嘉仪通科技有限公司成立于2009年，总部位于中国• 光谷，是以薄膜物性测量仪器和半导体工艺设备作为战略定位，实现技术自主创新的国家高新技术企业。公司集快速退火炉、霍尔效应测试仪、热电参数测试系统、热导率测试系统、相变温度分析仪、液氮低温恒温器、热膨胀系数测试系统和芯片热管理系统等物性检测仪器和半导体工艺设备的研发、市场和技术服务于一体，相继被评为湖北省“百人计划”及武汉市政府“城市合伙人”企业，并荣获“湖北省技术发明一等奖”，现建有省级工程实验室、新型研发机构以及市级企业技术中心平台。
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  • 上海依阳实业有限公司 铜牌9年
    400-860-5168转3383
    上海依阳实业有限公司（www.eyoungindustry.com）是材料物理性能测试技术及应用领域内的专业公司，代表了国内的领先水平，公司业务主要包括以下几方面的内容： 1. 制造生产各种具有标准测试方法的物理性能标准测试设备，根据新型测试方法制造各种物理性能非标测试系统，根据实际工程应用条件搭建模拟试验装置，进行各种试件和构件在不同环境条件下性能参数的准确测量和评价。同时还提供各种热流计、非标加热装置、高温炉和水冷装置。 2. 材料在各种环境条件下的物理性能测试分析：在超高温、变真空、低温深冷和各种实际工程应用条件下，针对金属、非金属材料、复合材料、固态、粉态、液态和相变态类等材料，进行材料物理性能参数随使用环境变化的测试方法研究、热分析模拟计算、提供材料试样测试服务和测试设备比对校准服务。具有国内领先的超高温3000℃物理性能测试（热导率、热扩散率、热膨胀、动态弹性模量、电阻率、热辐射系数和微波介电性能等）、超高热导率测试、超低热导率、超低热膨胀测试、纤维和薄膜物理性能测试、材料高温相变和分解过程中的热性能测试等多项成熟技术。 3. 制造生产各种小型热工试验装置，如热阻式热流计、高温砂浴、非标异型加热装置、高温炉和水冷装置等。 4. 进行各种静态和动态过程的有限元热分析计算，为用户的优化和设计服务。 另外上海依阳公司还提供以下服务内容： 1. 提供及时的售前和售后技术服务和技术咨询，为用户提供测试方案、实施方案、研究方案和配套仪器选型。 2. 定期为测试仪器提供传感器更换、拆卸校准服务。 3. 提供用户非标测试设备的定制服务、研究项目的合作申报和实施以及测试方法的编写和制订。 4. 提供旧物性测试仪器和设备的升级改造服务和计算机自动化测控改造。
    主营产品： 导热仪   热膨胀仪   真空计   差示扫描量热仪  
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低温热膨胀系统相关的仪器

  • 光学投影法高温热膨胀仪 400-860-5168转3383
    光学投影法高温热膨胀仪一、简介依阳公司的CTE 101 光学高温热膨胀仪是一种非接触式材料膨胀和收缩性能测试仪器，采用了非接触位移光学投影测量技术，可以实现高温甚至超高温（2500℃以上）条件下的线性位移和变形测量。依阳公司的CTE 101 光学高温热膨胀仪采用得是试样直立束缚式结构，规避了目前国内外水平试样无约束结构存在的试样位置移动问题，使得测试结果更可靠更准确。光学高温热膨胀仪是依阳公司采用非接触光学投影测量技术的自主研发产品，使得光学热膨胀测量仪器更具有扩展性，可以根据不同要求和技术指标建立起相应的光学非接触热膨胀测试设备。光学投影系统中的光源配备的是高强度氮化镓绿色 LED，绿色光束均匀且安全并只含有极少杂波，即使在高温物体发光的背景中也能产生极高的解析度。绿色 LED 点光源经过光学系统形成平行光束，有效的防止了目标物位置改变而造成镜头放大倍率地波动，并可确保测量精度。光学探测器采用了高速CCD可以获得极高的采样速度，目标物观测器采用了CMOS 影像传感器，可提供逼真的样品影像和小巧的外形。为了保证高温和超高温的实现以及光学探测系统工作稳定性，依阳公司的CTE 101光学高温热膨胀仪配备了恒温冷却循环系统，使得试样的起始温度和光学探测系统的工作温度总是保持恒定，有效提高了测量精度和测试数据的规范性。 光学高温热膨胀测试原理图二、技术指标（1）试样高度： 1～30mm。（2）试样截面尺寸： （矩形）3×3～10×10mm 或（圆形）φ3～φ10mm。（3）长度变化范围： 最大 29mm。（4）长度测量精度：±2 μm。（5）长度测量重复性：±0.5μm（6）采样速度：2000次/秒。（7）温度范围：RT～1400℃（其它温度范围需要定制，最低温度可到-180℃，最高温度可到3000℃）。（8）气氛环境：真空、空气和惰性气体。 三、特点 1. 依阳公司的CTE 101光学高温热膨胀仪，由于采用了光学投影法这种非接触测量方法，并配套了相应的真空系统，基本上可以实现任何温度范围和任何气氛环境下的材料热膨胀性能测量，可以测量大多数材料的熔点，而且可以测量试样在化学反应和变化过程中的热膨胀性能，这个特点对于烧蚀类复合材料的热膨胀性能评价尤为重要。为了提高300℃以下的热膨胀测量精度，加热方式可以采用流体加热方式，如水浴、油浴。2. 依阳公司的CTE 101光学高温热膨胀仪，采用的是束缚式竖直试样安装方式，避免了热应力对试样位置偏移的影响，保证了试验的可靠性和测量精度。试样的起始长度自动测量和保存，便于线性热膨胀系数的计算。3. 束缚式竖直式试样安装方式，结合相应的透明容器，可以实现液体、粉体、膏状物和固液相变转换过程中测量。4. 光学投影法具有很强的扩展性，除了可以满足线性位移变形的测量需要外，还可以对面内变形和位移进行测量，这个特点可以实现材料的软化点，球状、半球状及融化温度及粘度的测量，具备了高温显微镜的功能。同时，可以通过扩展光束的方法实现超大尺寸试样的测量。5. 采用了人机界面操作系统，使得整个仪器的集成化程度更高操作更简便，试验数据自动存储在U盘内，也可以通过计算机进行分析处理。6. 在不同的使用温度范围内，采用不同的温度传感器进行温度测量。1400℃以下采用热电偶温度传感器，更高温度将采用红外测试仪。四、应用1. 依阳公司CTE 101光学高温热膨胀仪常温下稳定性性考核试验真空腔体和探测器水冷温度控制设定为20℃，稳定性考核试验4天。 2. 目前国内外光学投影法位移测量应用中存在的误区（1）测试过程中“被测试样处于无接触力状态”的误区目前国际市场上的光学投影法热膨胀仪，被测试样都是水平放置形式，试样安装和固定所采用的方法是简单的将试样直接放置在均匀加热区域内，并不进行任何约束，由此测量的是试样与平行光正交的最大截面内的试样长度。水平放置试样的优点是试样整体的温度相对比较均匀，减少了重力对温度场的影响。但这种均匀并不是绝对的并有前提条件，由于不同试样材料的热导率不同，在温度变化过程中试样上还是照样会存在温度梯度，温度的均匀性只是体现在恒温状态下会更好。在测试过程中，只要试样上存在温度梯度就会产生热应力，而这个热应力往往会使得试样发生无法预料的扭曲和不规则变形，而这些扭曲和不规则变形则会改变被测试样的原始放置位置，体现在测试曲线上就是会产生跳变。如果发生微小的跳变，就说明测试是失败的。根据我们大量的试验发现，这种现象更多的是发生在复合材料和非均质材料的热膨胀性能测量中。依据我们多年的测试经验，任何热膨胀测试过程中，无论试样是水平还是竖直放置，无论是采用顶杆法还是非接触测量方法，被测试样必须进行适当约束，使得试样只在所关心的方向上发生变形，而在其它方向上受到一定的约束。（2）光学投影法测量位移是一种绝对法的误区 光学投影法是基于激光扫描法发展起来的一种测量方法，激光扫描法是通过测量激光扫描速度和激光扫描通过试样两个端面所需要的时间来计算获得试样两个端面的长度。速度和时间的测量可以进行计量校准和标定，可以进行计量溯源，因此，激光扫描法是一种绝对测量方法。光学投影法则是通过平行光投射到试样后所形成的阴影，阴影经过光学系统聚焦后成像到光电探测器上，由光电探测器检测阴影边缘并进行软硬件细分处理后，最终得到两个阴影边缘之间的距离。由此可见，光学投影法测量出的阴影长度是由光学聚焦缩小倍数、探测器物理单元分辨率和软件细分系数等众多物理量相乘的结果，而这些物理量并没有经过任何形式的计量校准，探测器的测量不确定也仅仅是对一个标准量块进行标定获得，而不是用覆盖量程范围的标准量块进行标定。非接触光学方法测试位移和变形的绝对测试方法只有激光扫描法和激光干涉法。
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    厂商： 上海依阳实业有限公司
    品牌： 依阳/EYOUNG
    型号： CTE 101
    价格： 30万 - 50万元
  • 高温热膨胀系数测试仪 400-860-5168转1840
    DIL0806A系列 高温热膨胀系数测试仪该仪器是在一定的温度程序、负载力接近于零的情况下，测量样品的尺寸变化随温度或时间的函数关系。可测量固体、熔融金属、粉末、涂料等各类样品，广泛应用于无机陶瓷、金属材料、塑胶聚合物、建筑材料、涂层材料、耐火材料、复合材料等领域。热膨胀仪 研究材料的如下特性：线膨胀与收缩 玻璃化温度 致密化和烧结过程 热处理工艺优化 软化点检测 相转变过程 添加剂和原材料影响 反应动力学研究配套软件除提供标准的测量与分析功能外，还提供速率控制烧结（RCS）选项，按照用户的设置，能够根据样品烧结过程中的收缩速率对升温速率进行动态的自动优化调整。可用于控制样品在烧结过程中以一定的恒定速率收缩，以优化烧结工艺。产品 符合 ASTM E 831, ASTM D 696, ASTM D 3386, DIN 51045 等相关国际标准。仪器采用卧式设计，这种设计的优点在于炉子容易操作，装载样品简便。即使非理想尺寸的样品都可以很轻松的放进管状样品支架的凹槽中。热电偶直接接近样品测温，保证温度测量的重复性。同时该仪器的 c-DTA 功能使得仪器在测试热膨胀系数的同时还能测得样品的吸放热效应。 仪器备有几种炉体：-200～200℃， RT～500℃ RT～1200℃ ，RT～1400℃，RT～1600℃。这样的设计扩展了仪器的应用范围。多种炉体可供选择价格另计。 高精度热膨胀仪主要技术参数 DIL0806A技术参数温度范围： RT... 1000℃/1400℃/1600℃升降温速率：0 ... 20 ℃/min（取决于使用的炉体） 样品支架：石英支架测量范围：500／5000 μm 样品长度：50 mm 样品直径：5-10 mm ΔL 分辨率：0.1um 气氛：惰性、氧化、静态、动态（可选）气体流量计和气体阀（可选） c-DTA（计算型 DTA）：可在热膨胀测试的同时得到 DTA 曲线，并可用于温度校正。（选件） 集成化的控制系统 使用 USB 接口与 PC 机连接 主要配置：1、测试主机（含高温炉1台） 一台；2、测试软件 一套；附件：1.管状熔融石英/氧化铝样品支架1套。2.石英、氧化铝标准样品1个
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    厂商： 湖南振华分析仪器有限公司
    品牌： 振华分析/ZHENHUAFENXI
    型号： DIL0806A
    价格： 面议
  • 冠测仪器高温热膨胀系数仪GCRPZ-1000 400-860-5168转2010
    冠测仪器高温热膨胀系数仪GCRPZ-1000参考标准：GB T 3074.4-2016_石墨电极热膨胀系数(CTE)测定方法 GBT 4339-2008 金属材料热膨胀特征参数的测定设备概述：本仪器采用计算机技术，智能PID 调节技术 ，模块化设计，对物理量位移、温度进行实验全过程的检测与控制，并可以实现脱机运行，联机实现自动测试。运行于中文Windows环境，具有友好的中文用户操作界面；脱机状态由嵌入式系统智能检测。仪器用途：该仪器主要用于测定碳纤维及其制品，石墨，金属合金材料，玻璃，陶瓷、耐火材料以及其它高分子复合材料等的高温热膨胀系数。具有全自动、易于测试、易操作、数据打印输出、实验数据存档、数据库丰富、易修改检索等特点；为工厂、科研院所检测陶瓷及耐火材料制品的性能和科研教学提供了现代化的测试手段。主要技术要求： 1．炉温上限：室温—1000℃，2．加热速率：0.1～10K/min可设定，常规速率控制在5K/min以下，特殊要求定制说明，实验过程控制参数，含PID参数以及联机通迅方式。由智能仪表实现全过程任意需要调节、设置、锁定。由上位机（计算机）实现界面参数修改。3．膨胀值测量范围与误差：±5㎜±0.1%。4．控温精度：±1℃ ；不同温度其发热元件不同，控温方式不同； 5．测量膨胀值分辨率：0.1um；(采用光栅位移传感器)6. 样品大小：长50mm(max)m，直径： 6～8mm(max)，7. 测试气氛：可通气氛：氮气、惰性气体、氩气等8.真空度：-0.1Mpa 9、样品状态：固体。10、样品支架：石英11、升温速度，实验过程控制参数，含PID参数。⑴由智能仪表实现全过程任意调节、设置、锁定。操作见仪表说明书。⑵提供由上位机（计算机）接口，可实现在线检测。12、电源电压：220V±10﹪，50HZ13、恒温水槽最高温度可达100度，加热最大功耗≤2KW14、 用于精确测定材料在热处理过程中的膨胀或收缩情况，适合陶瓷、石墨、建材、玻璃、耐火材料、金属或合金等材料的测试。可完成热膨胀系数， 软化温度 ， 玻璃化转变温度，相转变， 密度变化，烧结速率控制（RCS）等研究。
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    厂商： 北京冠测精电仪器设备有限公司
    品牌： 冠测仪器
    型号： GCRPZ-1000
    价格： 1.1万元
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低温热膨胀系统相关的资讯

  • TA 仪器推出三条全新热膨胀仪产品线
    美国特拉华州纽卡斯尔市。 2017 年 3 月 1 日 - TA 仪器隆重推出三条全新热膨胀仪产品线，性能卓越的 800 平台喜迎新成员：DIL 820、DIL 830 和 ODP 860。这三款系列仪器均采用 TA 的专属真实差分技术，与强劲的竞争对手的系统相比，测量精确度超出十倍，进一步巩固了 TA 作为全球热分析技术领导者的杰出地位。 这三条新热膨胀仪产品线均基于获得专利的光学传感器，能够以高达 1nm 的分辨率分析样品。每款系统均配备新型高速、无温度梯度加热炉，确保温度控制达到最佳状态，缩短不同测试之间的停机时间。 TA 热膨胀仪属于高精度系统，设计用于测量动态热力变化引发的样本尺寸变化。这些热膨胀仪广泛应用于材料科学、陶瓷制造以及金属加工等领域的众多应用。它们在研究环境和生产控制过程中表现出众。 谈及本次发布的这款新产品，TA 仪器的高温产品经理 Piero Scotto先生 表示：“这是行业领先的热膨胀仪产品。通过将崭新系统设计与差分技术（每款仪器的核心）完美相融，TA 已经成为这一产品领域的新晋市场领导者。TA 仪器提供品类齐全的热膨胀仪，其优异性能和优惠价格符合所有用户的不同需求。 这款新平台由以下部件组成：精确测量尺寸变化的 DIL 830 系列高分辨率卧式推杆热膨胀仪、适用于精密烧结研究的 DIL 820 系列创新型立式推杆热膨胀仪以及执行非接触式样品测试的 ODP 860 多模光学膨胀测量平台。TA 仪器是沃特世公司（纽约证交所：WAT）的子公司，是热分析、流变测量和微量热测量领域分析仪器的领先制造商。公司总部位于美国特拉华州纽卡斯尔市，于 24 个国家/地区设立了办事机构。联系人：-全球营销总监 Ed Moriarty电话：302-427-1033 emoriarty@tainstruments.com TA仪器中国市场主管 Vivian Wang 电话 021-34182128vwang@tainstruments.com
    时间： 2017-04-27
    作者： TA仪器
  • 我司自动快速热膨胀相变仪中标
    我司中标中科院金属研究所“全自动快速热膨胀相变仪”招标采购项目　　我司北京销售部，在北京销售部经理的直接参与下，共同努力，精诚合作，终于用自己熟练的专业知识，完美的服务能力，赢得中科院金属研究所的青睐，成功中标其“全自动快速热膨胀相变仪”招标采购项目。 在此我们恭喜北京销售部的所有同仁，并预祝大家不断取得新的更好的成绩。
    时间： 2009-09-23
    作者： 林赛斯
  • 反常热膨胀光学晶体研究获进展 有望提升精密光学仪器稳定性
    近日，中国科学院理化技术研究所研究员林哲帅、副研究员姜兴兴等提出实现晶体热膨胀的超各向异性，为光学晶体反常热膨胀性质的调控提供了全新的方法，对于光学晶体中轴向反常热膨胀性质的功能化具有重要意义。 　　在外界温度变化时，常规光学晶体因“热胀冷缩”效应，无法保持光信号传输的稳定性(如光程稳定性等)，限制了其在复杂/极端环境中精密光学仪器的应用。探索晶体的反常热膨胀性质如零热膨胀，“对冲”外界温场对晶体结构的影响是解决这一问题的有效途径。 　　然而，通过晶格在温度场作用下的精巧平衡来实现零热膨胀颇为困难，一方面，热膨胀率严格等于零的晶体在自然界中不存在；另一方面，目前化学组分调控晶体热膨胀性质的方法，例如多相复合、元素掺杂、客体分子引入和缺陷生成等，影响晶体的透光性能，不利于光学应用。如何在严格化学配比的晶体材料中，利用其本征的热膨胀性能来实现大温度涨落下的光学稳定性，具有重要的科技意义。 　　该研究团队提出实现晶体热膨胀的超各向异性，即沿晶体结构的三个主轴方向分别具有零、正、负热膨胀性，来调控光学晶体反常热膨胀性质的新方法。研究通过数学推导严格证明了当沿着三个主轴方向分别具有零、正、负热膨胀时，晶体具有最大的热膨胀可调性，可实现热膨胀效应和热光效应的精巧“对冲”，获得完全不随温度变化的光程超级稳定性。 　　研究在具有高光学透过的硼酸盐材料中探索，系统分析了晶格动力学特征。在此基础上，研究在AEB2O4 (AE=Ca或Sr)中发现了首个沿着三个主轴方向零、正、负热膨胀共存的特性。原位变温X射线衍射实验证明AEB2O4晶体具有宽的零、正、负热膨胀共存的温区(13 K ~ 280 K)。 　　在相同温度区间内，光程的变化量比常规光学晶体(石英、金刚石、蓝宝石、氟化钙)低三个数量级以上。第一性原理结合变温拉曼光学揭示了AEB2O4这种新奇的热膨胀性质源自离子(AEO8)基团拉伸振动和共价(BO3)基团扭转振动之间热激发的“共振”效应。相关研究成果发表在Materials Horizons上。 　　近年来，该团队致力于光电功能晶体反常热学和反常力学性能的研究，发现了系列具有负热膨胀、零热膨胀、负压缩以及零压缩性能的光电功能晶体，有望为复杂/极端环境下光学器件的稳定性和灵敏度问题提供解决方案。
    时间： 2022-07-27
    作者： 情绪波动
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  • 低温环境混凝土热膨胀系数测试技术研究

    低温环境混凝土热膨胀系数测试技术研究

    [color=#cc0000]摘要：本文针对低温环境，介绍了目前国内外测量混凝土热膨胀系数的标准测试方法，着重介绍低温环境下混凝土热膨胀系数测量的最新中国国家标准测试方法，对国家标准方法提出了改进建议，并介绍符合国家标准测试方法的大尺寸多样品混凝土低温热膨胀仪。　　关键词：低温,混凝土,热膨胀系数,测试方法,膨胀仪[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][color=#cc0000][b]1. 引言[/b][/color]　　混凝土作为使用最广泛的建筑材料，它在室温和高温环境下的性能都得到了深入的研究。然而，在低温温度（即低于-165℃的温度）环境下混凝土的热物理性能尚未开展系统性研究。目前大多数液化天然气（LNG）储罐都采用了混凝土结构形式展，利用混凝土进行LNG主要密封的罐体设计将是未来发展的趋势，这将大大降低罐体的建造成本。因此，为了提高混凝土结构LNG储罐的安全性和长期耐久性，必须从根本上了解混凝土冷却到低温时的行为，而这些了解低温环境下混凝土的努力将集中于控制由于其部件的热膨胀系数引起的热变形和损伤增长的机制，因此准确测量低温环境下混凝土热膨胀系数是液化天然气储罐设计和建造的前提。　　本文针对低温环境，将介绍目前国内外测量混凝土热膨胀系数（CTE）的标准测试方法，着重介绍低温环境下混凝土CTE测量的最新中国国家标准测试方法，对国家标准方法提出了改进建议，并介绍符合国家标准测试方法的大尺寸多样品混凝土低温热膨胀仪。[color=#cc0000][b]2. 国内外测试方法介绍[/b]2.1. 国内标准测试方法[/color]　　针对低温环境下的混凝土热膨胀系数测试，我国在2015年新制订了国家标准GB 51081-2015“低温环境混凝土应用技术规范”。　　在GB 51081中对低温环境混凝土热膨胀系数的样品规定了应符合现行国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081，试件应为边长100mm×100mm×300mm的棱柱体，每次检验应在相同条件下制作12个试件。　　对低温环境下混凝土热膨胀系数测试设备GB 51081给出了下列规定：　　（1）低温设备应有同时容纳不少于6个试件的有效空间，应满足常温至-197℃区间各种温度的施加，应具有自动控温和给出各种降温速率的功能，恒温器件的温度波动范围应在±0.5℃内。　　（2）微变形测量装置应满足各职能过低温下的测量要求，且测量精度不得低于0.001mm。[img=,690,342]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/04/201904012229434228_5404_3384_3.png!w690x342.jpg[/img][align=center][color=#cc0000]图2-1 低温混凝土热膨胀系数测试棱柱体样品示意图[/color][/align]　　在GB 51081中对低温环境混凝土热膨胀系数的具体测量方法给出了如下规定：　　（1）试件标准养护应达到设计龄期时取出，并应用湿布擦去表面水分后静置于室内自然环境中。应静置14天后进行时间外观检查和尺寸测量，并应将试件分成2组，每组6个试件。　　（2）应标识热膨胀系数检验棱柱体试件两端面的3个测量点位置（图2-1），并应在这3个测量位置测量棱柱体试件的长度。　　（3）检验低温时的低温环境混凝土热膨胀系数，第1组试件作用的温度值应为，第2组试件作用的温度值应为。　　（4）测量第1组6个试件3个测量位置处的棱柱体试件长度后，应将试件全部放于低温设备内，按不高于1℃/min速率降至，然后保持温度不变，且恒温器件的温度波动范围应在±0.5℃内。低温作用48小时后再测量试件3个测量位置处的棱柱体试件长度。　　（5）测量第2组6个试件3个测量位置处的棱柱体试件长度后，应将试件全部放于低温设备内，按与第1组试件相同的降温速率降至，然后保持温度不变，且恒温器件的温度波动范围应在±0.5℃内。低温作用48小时后再测量试件3个测量位置处的棱柱体试件长度。　　综上所述，针对低温环境下混凝土热膨胀系数测试设备，国标GB 51081只给出了测量温度范围、温度波动大小、样品尺寸、测量位置点和热膨胀变形测量精度的规定，并没有测试设备更详细的内容，这使得很难具体执行国标GB 51081并有效保证测量准确性。[color=#cc0000]2.2. 国外标准测试方法[/color]　　目前国际上并没有针对混凝土及其结构在低温环境下的热膨胀系数标准测试方法，对于液化天然气（LNG）储罐采用的混凝土及其结构，美国混凝土协会（ACI，American Concrete Institute）制订过相应的标准ACI 376（混凝土结构冷冻液化气体容器的设计和构造规范及说明），其中关于热膨胀系数测试所推荐的标准测试方法是改进后的CRD-C 39测试方法。　　国外在以往混凝土常温下的热膨胀系数测试中，大多采用的测试方法为ASTM C531、CRD-C 39、AASHTO T336和Protocol-P63，但这些方法在所测试的温度范围基本适用于常温条件下，并不能直接推广应用到低温环境。　　在ASTM C531中规定了需要在烘干条件下测量CTE，其中样品长度测量的温度范围为22.8~93.9℃，通过样品长度变化量除以温度变化量来得到CTE。而CRD-C 39中规定了将样品浸入水中48小时来达到饱和条件，然后在4.4~60℃温度范围内测量样品长度。在ASTM C531和CRD-C 39中，样品长度测量都是离线式测量方式，即将达到一定恒温时间的样品从恒温器中取出，并放置在样品长度测量的比较器上。由此可见，ASTM C531和CRD-C 39并不是连续测量热应变来得到热膨胀变化行为。　　AASHTO T336和Protocol-P63测试方法也规定了在饱和条件下测试CTE，测试温度范围为10~50℃。然而各种混凝土构件，特别是液化天然气（LNG）储罐采用的混凝土及其结构的实际应用温度会非常低，因此需要拓展测试温度范围以覆盖低温范围。　　因此，对于液化天然气（LNG）储罐采用的混凝土及其结构，其热膨胀系数的测试需要重点考虑两方面的因素，一是温度范围的拓展以满足低温测试要求，二是样品要保持一定的湿度然后在低温下进行热膨胀系数的测量。[b][color=#cc0000]3. GB 51081标准方法的改进建议[/color][/b]　　对于低温环境下的混凝土热膨胀系数测试，我国基本上基于AASHTO T336标准制订了GB 51081-2015“低温环境混凝土应用技术规范”。因此，AASHTO T336中存在的问题在低温环境下会被放大，从而严重影响测量的准确性。另外，要使得GB 51081标准方法真正能推广应用并保证CTE测试的准确性，GB 51081还需要进行重大改进，主要改进建议如下：　　（1）在AASHTO T336测试方法中，由于测试温度在10~50℃范围内，混凝土CTE测量装置中的辅助装置（如承台、导杆、支架等）的影响并不严重，这些辅助装置一般采用CTE较小的殷钢等材料制成就能满足要求。而按照GB 51081规定，低温环境下的最低温度要达到液氮温度（-197℃），在测试温度接近200℃这样大的温度变化范围内，CTE为1×10-6/K量级的殷钢材料的热胀冷缩影响将非常凸出。这就需要采用CTE更小的超低膨胀系数材料制作热膨胀仪的相应辅助装置，同时还需要进行热膨胀仪的基线校准来进一步降低热膨胀仪的系统误差。　　（2）在AASHTO T336测试方法中，由于测试温度在10~50℃范围内，样品温度变化并不会对LVDT探测器带来明显的影响。同样，低温环境下的CTE测试，低温环境就会对安装在室温环境下的LVDT探测器产生明显影响，特别是对探测器的支撑板和固定架的温度影响从而带来探测器自身位置的改变。因此，在测试方法中要规定出LVDT探测器及其相关装置的温度变化范围，这方面的影响往往是重要的测量误差源。　　（3）在GB 51081标准中缺乏校准样品相关条款，建议在GB 51081标准中增加与AASHTO T336类似的校准样品相关条款，即校准样品的CTE测定必须由第三方实验室测定，测试方法应采用ASTM E228或ASTM E289。此外，第三方实验室的CTE测定必须在与GB 51081相同的温度范围内进行，即低温要达到-197℃。[b][color=#cc0000]4. 低温环境混凝土热膨胀测定仪设计[/color][/b]　　为了实现低温环境下混凝土热膨胀系数测试，上海依阳实业有限公司专门设计了一种大尺寸多样品的低温混凝土热膨胀测定仪。混凝土低温膨胀仪一种测试混凝土块体低温下线膨胀系数的测试设备，测量方式为接触方式，整体结构如图4-1所示。此低温热膨胀仪依据测试标准为国家标准GB 51081-2015“低温环境混凝土应用技术规范”，测试温度范围为室温~196℃。[align=center][img=,690,397]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/04/201904012230310478_4454_3384_3.png!w690x397.jpg[/img][/align][color=#cc0000][/color][align=center]图4-1 低温混凝土热膨胀系数测定仪结构示意图[/align]　　此混凝土低温膨胀仪具有测试试样体积大、可多样品同时测量的特点，适合大批量样品的连续测量。　　混凝土低温膨胀仪由计算机进行自动控制和检测，自动进行样品温度的监控、自动进行样品变形量的监控以及自己进行测试结果计算。　　按照标准方法规定每个样品需测试三个位置点处的热变形。“低温腔体”采用侧开门结构，开启侧门安装或取出样品，使得被测样品处于“低温腔体”内进行升降温。[color=#cc0000][b]5. 参考文献[/b][/color]　　AASHTO TP60，Standard Test Coefficient of Thermal Expansion of Hydraulic Cement Concrete，In American Association of State Highway and Transportation Officials，Standard Specifications for Transportation Materials and Methods of Sampling and Testing，Washington, DC, 2000.　　CRD-C 39-81，Standard Test Method for Coefficient of Linear Thermal Expansion of Concrete，US Corps OF ENGINEERS，1981. 　　ASTM C531-00，Standard Test Method for Linear Shrinkage and Coefficient of Thermal Expansion of Chemical-Resistant Mortars，Grouts，Monolithic Surfacings，and Polymer Concretes，ASTM International, West Conshohocken, PA, 2012.[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]

  • 热膨胀仪(干涉计法)

    关于有关顶杆热膨胀仪的几个问题作者美国安特公司的王恒博士1.如果想达到更高的准确度，应该用非接触干涉膨胀仪。干涉膨胀仪的优点是，光学非接触、绝对测量、测量准确度高。但造价昂贵、仪器结构及操作都很复杂、温度不容易超过1000℃，对样品形状及表面要求苛刻，不适用于材料的烧结过程的研究。一般，为建立一级热膨胀标准的权威机构采用非接触干涉膨胀仪为主要手段。请注意一下，干涉计本身的测长很准，但组装在膨胀仪上后，因为与样品有关的热系统的关系，对于样品的随温度变化的真正伸长量的测量准确度会随温度升高而下降。比如在日本计量所作的双路差频干涉计和在美国西海岸的Precision Mesurement and Instrument Corp作的迈可耳逊干涉计，其本身的位移变化量可测到1nm到3nm左右，但用在热膨胀测量应用上，因热系统的各部份的热变形等原因，“零点漂移”在几百度时就达到了30至50nm，属于随机误差，不能修正的。请见国际热物理杂志Internation1 J. Thermophys. Vo1 23, No.2,2002年3月的文章“Development of a Laser Interferometric Dilatometer for Measurment of Thermal Expansion of Solid in Temperature range 300 to 1300K”d在的549页关于干涉仪的零漂的3.2节中的图4中，在300 to 1300K的温度范围内的零漂达到了50nm。这是不能修正的，必须考虑在误差分析内。因此，对于干涉法热膨胀仪来讲，伸长量的测量准确度受系统的热稳定性影响而不能达到干涉计本身的测长准确度的。商品化的干涉膨胀仪的最高温度是700℃。2.作为最传统的热膨胀仪的测量手段的顶杆法热膨胀仪的优点是，使用容易、结构简单适用各种形状的样品等。缺点是，属于接触、相对测量方法，需要用标准样品对系统定标，测长准确度低，但可达到很高温度，适用于材料的烧结过程的研究。顶杆法热膨胀仪结构特点是，用比样品长几倍的顶杆与试样接触，把试样的长度变化传递给加热炉外的与其接触的位移传感器。这样，在顶杆上存在从高温（试样）到室温（位移传感器）的温度变化，整体的热稳定性或者说“热环境”与干涉膨胀仪的情况比，就“差”了更多，温度超高越严重，这是自然引起而不可避免的。这是不能用标准样品的定标来完全消除的。这将导致位移传感器读数的波动，在有些情况下，甚至导致测量结果的突变。在文章“Examination of Thermal Expansion Uniformity of Glassy Carbon as a Candidate Standard Reference Material For Thermal Expansion Measurements”中的第94页第一段，指出对于玻璃碳材料的测量，第一次的测量结果不可靠而必须取消，在高温段和低温段的数据也要取消。即使顶杆法热膨胀仪的位移传感器本身测量准确度能达到了0.1微米以下，对试样的热膨胀量引起的真正伸长量测量准确度也很难说达到0.1微米。日本计量所曾把一个双路差频干涉计组装到一台顶杆法热膨胀仪的位移测量的头部作过实验，表明了这一点。当时的课题是考核顶杆法热膨胀仪的特性。就好比是用微伏电压表接一般的热电偶测温，尽管电压表可以读到微伏，但在毫伏读数以下对测温已没有任何意义了。3.LVDV本身的测量位移量的准确度达不到nm量级(1)目前最好螺旋测微仪的准确度是±1微米。Nech用于标定LVDT的是螺旋测微仪，所有的被定标的仪器的测量准确度不可能超过用于定标的仪器的测量准确度，所以即使用最好的螺旋测微仪定标，其热膨胀仪的LVDT也不可能得到优于1微米的准确度。离开准确度，来谈灵敏度是没有实际意义的。在日本计量所考核Netzsch的DIL402时，为了修正LVDT的读数，正是基于这个道理，用双路差频干涉计而不用螺旋测微仪。(2)LVDT的线性度用双路差频干涉计对Netzsch 的DIL402的LVDT的考察的结果表明，当位移量为105.23微米时，LVDV的读数与干涉计的读数的偏差达到0.69微米。因此，线性度实际上为0.66%之大，已排出了热效应的影响。而在NETZSCH的所有产品中，并没有对线性度进行修正的。这也说明了所谓nm量级读数的不正确性，是没有意义的。(3)在TN105中提到的其它因素，如对电压、温度、处理电路等极其敏感，易引起漂移，等等，其nm量级的读数在噪声之中。需要经常进行定标等。4.采用数字位移传感器在顶杆热膨胀仪上，比LVDV有很多的优点，请见TN105数字位移传感器的0.5微米的测长分辨率（也可以说准确度），对于顶杆热膨胀仪来讲，具有实际的意义，完全满足顶杆热膨胀仪的各种应用场合。5.对于低膨胀（如10－7/K）量级的材料在有限的温度范围内（如几十度）内的热膨胀的高精度的测量，顶杆热膨胀仪不适用，应采用非接触绝对的干涉热膨胀仪，并用阶梯等温的加热方式。我们接到过超低膨胀（如10－7/K）的材料在有限的温度范围内的高精度的测量的课题，比如说，一组10－7/K的量级的玻璃，要求分辨出不同成份、工艺下对热膨胀的影响。曾用Netzsch的DIL402和双路差频干涉膨胀仪进行了研究，同时也对DIL402的测量误差进行分析。结果表明，干涉膨胀仪能在10℃的温度间隔内，分辨到1.5X10－8/K，这里的分辨指的是在可能　的最大测量误差范围(或者说是极限误差，3σ程度)外。如果最大测量误差大于1.5X10-8/K，就不能说分辨到1.5X10-8/K。而DIL402的结果（加热范围为300℃，已得到足够的膨胀量），对于所有的材料都没有给出意义的分辨，因所测的各种材料的热膨胀率都在其测量误差范围内，即在12X10-8/K（最大误差，3σ）的误差带内。作为这一课题的附带结果再次表明，Netzsch关于达到1.25nm/digit的测长sensitivity的声称是没有实际意义的。如果有意义的话，已达到了干涉热膨胀仪的测长精度，而为什么实际的测量误差却是干涉热膨胀仪的测量误差的10倍？！有任何问题，欢迎随时交流。

  • 热膨胀仪(干涉计法)

    关于有关顶杆热膨胀仪的几个问题作者美国安特公司的王恒博士1.如果想达到更高的准确度，应该用非接触干涉膨胀仪。干涉膨胀仪的优点是，光学非接触、绝对测量、测量准确度高。但造价昂贵、仪器结构及操作都很复杂、温度不容易超过1000℃，对样品形状及表面要求苛刻，不适用于材料的烧结过程的研究。一般，为建立一级热膨胀标准的权威机构采用非接触干涉膨胀仪为主要手段。请注意一下，干涉计本身的测长很准，但组装在膨胀仪上后，因为与样品有关的热系统的关系，对于样品的随温度变化的真正伸长量的测量准确度会随温度升高而下降。比如在日本计量所作的双路差频干涉计和在美国西海岸的Precision Mesurement and Instrument Corp作的迈可耳逊干涉计，其本身的位移变化量可测到1nm到3nm左右，但用在热膨胀测量应用上，因热系统的各部份的热变形等原因，“零点漂移”在几百度时就达到了30至50nm，属于随机误差，不能修正的。请见国际热物理杂志Internation1 J. Thermophys. Vo1 23, No.2,2002年3月的文章“Development of a Laser Interferometric Dilatometer for Measurment of Thermal Expansion of Solid in Temperature range 300 to 1300K”d在的549页关于干涉仪的零漂的3.2节中的图4中，在300 to 1300K的温度范围内的零漂达到了50nm。这是不能修正的，必须考虑在误差分析内。因此，对于干涉法热膨胀仪来讲，伸长量的测量准确度受系统的热稳定性影响而不能达到干涉计本身的测长准确度的。商品化的干涉膨胀仪的最高温度是700℃。2.作为最传统的热膨胀仪的测量手段的顶杆法热膨胀仪的优点是，使用容易、结构简单适用各种形状的样品等。缺点是，属于接触、相对测量方法，需要用标准样品对系统定标，测长准确度低，但可达到很高温度，适用于材料的烧结过程的研究。顶杆法热膨胀仪结构特点是，用比样品长几倍的顶杆与试样接触，把试样的长度变化传递给加热炉外的与其接触的位移传感器。这样，在顶杆上存在从高温（试样）到室温（位移传感器）的温度变化，整体的热稳定性或者说“热环境”与干涉膨胀仪的情况比，就“差”了更多，温度超高越严重，这是自然引起而不可避免的。这是不能用标准样品的定标来完全消除的。这将导致位移传感器读数的波动，在有些情况下，甚至导致测量结果的突变。在文章“Examination of Thermal Expansion Uniformity of Glassy Carbon as a Candidate Standard Reference Material For Thermal Expansion Measurements”中的第94页第一段，指出对于玻璃碳材料的测量，第一次的测量结果不可靠而必须取消，在高温段和低温段的数据也要取消。即使顶杆法热膨胀仪的位移传感器本身测量准确度能达到了0.1微米以下，对试样的热膨胀量引起的真正伸长量测量准确度也很难说达到0.1微米。日本计量所曾把一个双路差频干涉计组装到一台顶杆法热膨胀仪的位移测量的头部作过实验，表明了这一点。当时的课题是考核顶杆法热膨胀仪的特性。就好比是用微伏电压表接一般的热电偶测温，尽管电压表可以读到微伏，但在毫伏读数以下对测温已没有任何意义了。3.LVDV本身的测量位移量的准确度达不到nm量级(1)目前最好螺旋测微仪的准确度是±1微米。Netzsch用于标定LVDT的是螺旋测微仪，所有的被定标的仪器的测量准确度不可能超过用于定标的仪器的测量准确度，所以即使用最好的螺旋测微仪定标，其热膨胀仪的LVDT也不可能得到优于1微米的准确度。离开准确度，来谈灵敏度是没有实际意义的。在日本计量所考核Netzsch的DIL402时，为了修正LVDT的读数，正是基于这个道理，用双路差频干涉计而不用螺旋测微仪。(2)LVDT的线性度用双路差频干涉计对Netzsch 的DIL402的LVDT的考察的结果表明，当位移量为105.23微米时，LVDV的读数与干涉计的读数的偏差达到0.69微米。因此，线性度实际上为0.66%之大，已排出了热效应的影响。而在NETZSCH的所有产品中，并没有对线性度进行修正的。这也说明了所谓nm量级读数的不正确性，是没有意义的。(3)在TN105中提到的其它因素，如对电压、温度、处理电路等极其敏感，易引起漂移，等等，其nm量级的读数在噪声之中。需要经常进行定标等。4.采用数字位移传感器在顶杆热膨胀仪上，比LVDV有很多的优点，请见TN105数字位移传感器的0.5微米的测长分辨率（也可以说准确度），对于顶杆热膨胀仪来讲，具有实际的意义，完全满足顶杆热膨胀仪的各种应用场合。5.对于低膨胀（如10－7/K）量级的材料在有限的温度范围内（如几十度）内的热膨胀的高精度的测量，顶杆热膨胀仪不适用，应采用非接触绝对的干涉热膨胀仪，并用阶梯等温的加热方式。我们接到过超低膨胀（如10－7/K）的材料在有限的温度范围内的高精度的测量的课题，比如说，一组10－7/K的量级的玻璃，要求分辨出不同成份、工艺下对热膨胀的影响。曾用Netzsch的DIL402和双路差频干涉膨胀仪进行了研究，同时也对DIL402的测量误差进行分析。结果表明，干涉膨胀仪能在10℃的温度间隔内，分辨到1.5X10－8/K，这里的分辨指的是在可能　的最大测量误差范围(或者说是极限误差，3σ程度)外。如果最大测量误差大于1.5X10-8/K，就不能说分辨到1.5X10-8/K。而DIL402的结果（加热范围为300℃，已得到足够的膨胀量），对于所有的材料都没有给出意义的分辨，因所测的各种材料的热膨胀率都在其测量误差范围内，即在12X10-8/K（最大误差，3σ）的误差带内。作为这一课题的附带结果再次表明，Netzsch关于达到1.25nm/digit的测长sensitivity的声称是没有实际意义的。如果有意义的话，已达到了干涉热膨胀仪的测长精度，而为什么实际的测量误差却是干涉热膨胀仪的测量误差的10倍？！有任何问题，欢迎随时交流。

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    热膨胀芯(TEC)光纤跳线特性热膨胀芯增大了模场直径(MFD)，便于耦合不仅更容易进行自由空间耦合，还能保持单模光纤的光学性能工作波长范围：980 - 1250 nm或1420 - 1620 nm光纤的TEC端镀有增透膜，以减少耦合损耗库存的光纤跳线：2.0 mm窄键FC/PC(TEC)到FC/PC接头2.0 mm窄键FC/PC(TEC)到FC/APC接头具有带槽法兰的?2.5 mm插芯到可以剪切的裸纤如需定制配置，请联系技术支持Thorlabs的热膨胀芯(TEC)光纤跳线进行自由空间耦合时，对位置的偏移没有单模光纤那样敏感。利用我们的Vytran® 光纤熔接技术，通过将传统单模光纤的一端加热，使超过2.5 mm长的纤芯膨胀，就可制成这种光纤。在自由空间耦合应用中，光纤经过这样处理的一端可以接受模场直径较大的光束，同时还能保持光纤的单模和光学性能(有关测试信息，请看耦合性能标签)。TEC光纤经常应用于构建基于光纤的光隔离器、可调谐波长的滤光片和可变光学衰减器。我们库存有带TEC端的多种光纤跳线可选。我们提供两种波长范围：980 nm - 1250 nm 和1460 nm - 1620 nm。光纤的TEC端镀有增透膜，在指定波长范围内平均反射率小于0.5%，可以减少进行自由空间耦合时的损耗。光纤的这一端具有热缩包装标签，上面列出了关键的规格。接头选项有2.0 mm窄键FC/PC或FC/APC接头、?2.5 mm插芯且可以剪切熔接的裸光纤。?2.5 mm插芯且可以剪切的光纤跳线具有?900 μm的护套，而FC/PC与FC/APC光纤跳线具有?3 mm的护套(请看右上表，了解可选的组合)。我们也提供定制光纤跳线。更多信息，请联系技术支持。自由空间耦合到P1-1550TEC-2光纤跳线光纤跳线镀有增透膜的一端适合自由空间应用(比如，耦合)，如果与其他接头端接触，会造成损伤。此外，由于镀有增透膜，TEC光纤跳线不适合高功率应用。清洁镀增透膜的接头端且不损坏镀膜的方法有好几种。将压缩空气轻轻喷在接头端是比较理想的做法。其他方法包括使用浸有异丙醇或甲醇的无绒光学擦拭纸或FCC-7020光纤接头清洁器轻轻擦拭。但是请不要使用干的擦拭纸，因为可能会损坏增透膜涂层。Item #PrefixTECEnd(AR Coated)UncoatedEndP1FC/PC (Black Boot)FC/PCP5FC/PC (Black Boot)FC/APCP6?2.5 mm Ferrule with Slotted FlangeScissor CutCoated Patch Cables Selection GuideSingle Mode AR-Coated Patch CablesTEC Single Mode AR-Coated Patch CablesPolarization-Maintaining AR-Coated Patch CablesMultimode AR-Coated Patch CablesHR-Coated Patch CablesStock Single Mode Patch Cables Selection GuideStandard CablesFC/PC to FC/PCFC/APC to FC/APCHybridAR-Coated Patch CablesThermally-Expanded-Core (TEC) Patch CablesHR-Coated Patch CablesBeamsplitter-Coated Patch CablesLow-Insertion-Loss Patch CablesMIR Fluoride Fiber Patch Cables耦合性能由于TEC光纤一端的纤芯直径膨胀，进行自由空间耦合时，它们对位置的偏移没有标准的单模光纤那样敏感。为了进行比较，我们改变x轴和z轴上的偏移，并测量自由空间光束耦合到TEC光纤跳线和标准光纤跳线时的耦合损耗(如右图所示)。使用C151TMD-C非球面透镜，将光耦合到标准光纤和TEC光纤。在980 nm 和1064 nm下，测试使用1060XP光纤的跳线和P1-1060TEC-2光纤跳线，同时，在1550 nm下，测试使用1550BHP光纤的跳线和P1-1550TEC-2光纤跳线。通过MBT616D 3轴位移台，让光纤跳线相对于入射光移动。下面的曲线图展示了所测光纤跳线的光纤耦合性能。一般而言，对于相同的x轴或z轴偏移，TEC光纤跳线比标准跳线的耦合损耗低。而在x轴或z轴偏移为0 μm 时，标准跳线与TEC跳线的性能相似。总而言之，这些测试结果表明，TEC光纤对光纤位置的偏移远远没有标准光纤那样敏感，同时还能在zui佳光纤位置保持相同的耦合损耗。请注意，这些测量为典型值，由于制造公差的存在，不同批次跳线的性能可能有所差异。测量耦合性能装置的示意图。上图显示了用于测量耦合性能的测试装置。1060XP标准光纤和P1-1060TEC-2热膨胀芯光纤之间的耦合性能比较图。1060XP标准光纤和P1-1060TEC-2热膨胀芯光纤之间的耦合性能比较图。11550BHP标准光纤和P1-1550TEC-2热膨胀芯光纤之间的耦合性能比较图。损伤阀值激光诱导的光纤损伤以下教程详述了无终端(裸露的)、有终端光纤以及其他基于激光光源的光纤元件的损伤机制，包括空气-玻璃界面(自由空间耦合或使用接头时)的损伤机制和光纤玻璃内的损伤机制。诸如裸纤、光纤跳线或熔接耦合器等光纤元件可能受到多种潜在的损伤(比如，接头、光纤端面和装置本身)。光纤适用的zui大功率始终受到这些损伤机制的zui小值的限制。虽然可以使用比例关系和一般规则估算损伤阈值，但是，光纤的jue对损伤阈值在很大程度上取决于应用和特定用户。用户可以以此教程为指南，估算zui大程度降低损伤风险的安全功率水平。如果遵守了所有恰当的制备和适用性指导，用户应该能够在指定的zui大功率水平以下操作光纤元件；如果有元件并未指定zui大功率，用户应该遵守下面描述的"实际安全水平"该，以安全操作相关元件。可能降低功率适用能力并给光纤元件造成损伤的因素包括，但不限于，光纤耦合时未对准、光纤端面受到污染或光纤本身有瑕疵。关于特定应用中光纤功率适用能力的深入讨论，请联系技术支持。Quick LinksDamage at the Air / Glass InterfaceIntrinsic Damage ThresholdPreparation and Handling of Optical Fibers空气-玻璃界面的损伤空气/玻璃界面有几种潜在的损伤机制。自由空间耦合或使用光学接头匹配两根光纤时，光会入射到这个界面。如果光的强度很高，就会降低功率的适用性，并给光纤造成yong久性损伤。而对于使用环氧树脂将接头与光纤固定的终端光纤而言，高强度的光产生的热量会使环氧树脂熔化，进而在光路中的光纤表面留下残留物。损伤的光纤端面未损伤的光纤端面裸纤端面的损伤机制光纤端面的损伤机制可以建模为大光学元件，紫外熔融石英基底的工业标准损伤阈值适用于基于石英的光纤(参考右表)。但是与大光学元件不同，与光纤空气/璃界面相关的表面积和光束直径都非常小，耦合单模(SM)光纤时尤其如此，因此，对于给定的功率密度，入射到光束直径较小的光纤的功率需要比较低。右表列出了两种光功率密度阈值：一种理论损伤阈值，一种"实际安全水平"。一般而言，理论损伤阈值代表在光纤端面和耦合条件非常好的情况下，可以入射到光纤端面且没有损伤风险的zui大功率密度估算值。而"实际安全水平"功率密度代表光纤损伤的zui低风险。超过实际安全水平操作光纤或元件也是有可以的，但用户必须遵守恰当的适用性说明，并在使用前在低功率下验证性能。计算单模光纤和多模光纤的有效面积单模光纤的有效面积是通过模场直径(MFD)定义的，它是光通过光纤的横截面积，包括纤芯以及部分包层。耦合到单模光纤时，入射光束的直径必须匹配光纤的MFD，才能达到良好的耦合效率。例如，SM400单模光纤在400 nm下工作的模场直径(MFD)大约是?3 μm，而SMF-28 Ultra单模光纤在1550 nm下工作的MFD为?10.5 μm。则两种光纤的有效面积可以根据下面来计算：SM400 Fiber:Area= Pi x (MFD/2)2= Pi x (1.5μm)2= 7.07 μm2= 7.07 x 10-8cm2 SMF-28 Ultra Fiber:Area = Pi x (MFD/2)2= Pi x (5.25 μm)2= 86.6 μm2= 8.66 x 10-7cm2为了估算光纤端面适用的功率水平，将功率密度乘以有效面积。请注意，该计算假设的是光束具有均匀的强度分布，但其实，单模光纤中的大多数激光束都是高斯形状，使得光束中心的密度比边缘处更高，因此，这些计算值将略高于损伤阈值或实际安全水平对应的功率。假设使用连续光源，通过估算的功率密度，就可以确定对应的功率水平：SM400 Fiber:7.07 x 10-8cm2x 1MW/cm2= 7.1 x10-8MW =71mW(理论损伤阈值) 7.07 x 10-8cm2x 250 kW/cm2= 1.8 x10-5kW = 18mW(实际安全水平)SMF-28 UltraFiber:8.66 x 10-7cm2x 1MW/cm2= 8.7 x10-7MW =870mW(理论损伤阈值)8.66 x 10-7cm2x 250 kW/cm2= 2.1 x10-4kW =210mW(实际安全水平)多模(MM)光纤的有效面积由纤芯直径确定，一般要远大于SM光纤的MFD值。如要获得zui佳耦合效果，Thorlabs建议光束的光斑大小聚焦到纤芯直径的70 - 80%。由于多模光纤的有效面积较大，降低了光纤端面的功率密度，因此，较高的光功率(一般上千瓦的数量级)可以无损伤地耦合到多模光纤中。Estimated Optical Power Densities on Air / GlassInterfaceaTypeTheoretical DamageThresholdbPractical SafeLevelcCW(Average Power)~1 MW/cm2~250 kW/cm210 ns Pulsed(Peak Power)~5 GW/cm2~1 GW/cm2a.所有值针对无终端(裸露)的石英光纤，适用于自由空间耦合到洁净的光纤端面。b.这是可以入射到光纤端面且没有损伤风险的zui大功率密度估算值。用户在高功率下工作前，必须验证系统中光纤元件的性能与可靠性，因其与系统有着紧密的关系。c.这是在大多数工作条件下，入射到光纤端面且不会损伤光纤的安全功率密度估算值。插芯/接头终端相关的损伤机制有终端接头的光纤要考虑更多的功率适用条件。光纤一般通过环氧树脂粘合到陶瓷或不锈钢插芯中。光通过接头耦合到光纤时，没有进入纤芯并在光纤中传播的光会散射到光纤的外层，再进入插芯中，而环氧树脂用来将光纤固定在插芯中。如果光足够强，就可以熔化环氧树脂，使其气化，并在接头表面留下残渣。这样，光纤端面就出现了局部吸收点，造成耦合效率降低，散射增加，进而出现损伤。与环氧树脂相关的损伤取决于波长，出于以下几个原因。一般而言，短波长的光比长波长的光散射更强。由于短波长单模光纤的MFD较小，且产生更多的散射光，则耦合时的偏移也更大。为了zui大程度地减小熔化环氧树脂的风险，可以在光纤端面附近的光纤与插芯之间构建无环氧树脂的气隙光纤接头。我们的高功率多模光纤跳线就使用了这种设计特点的接头。曲线图展现了带终端的单模石英光纤的大概功率适用水平。每条线展示了考虑具体损伤机制估算的功率水平。zui大功率适用性受到所有相关损伤机制的zui低功率水平限制(由实线表示)。确定具有多种损伤机制的功率适用性光纤跳线或组件可能受到多种途径的损伤(比如，光纤跳线)，而光纤适用的zui大功率始终受到与该光纤组件相关的zui低损伤阈值的限制。例如，右边曲线图展现了由于光纤端面损伤和光学接头造成的损伤而导致单模光纤跳线功率适用性受到限制的估算值。有终端的光纤在给定波长下适用的总功率受到在任一给定波长下，两种限制之中的较小值限制(由实线表示)。在488 nm左右工作的单模光纤主要受到光纤端面损伤的限制(蓝色实线)，而在1550 nm下工作的光纤受到接头造成的损伤的限制(红色实线)。对于多模光纤，有效模场由纤芯直径确定，一般要远大于SM光纤的有效模场。因此，其光纤端面上的功率密度更低，较高的光功率(一般上千瓦的数量级)可以无损伤地耦合到光纤中(图中未显示)。而插芯/接头终端的损伤限制保持不变，这样，多模光纤的zui大适用功率就会受到插芯和接头终端的限制。请注意，曲线上的值只是在合理的操作和对准步骤几乎不可能造成损伤的情况下粗略估算的功率水平值。值得注意的是，光纤经常在超过上述功率水平的条件下使用。不过，这样的应用一般需要专业用户，并在使用之前以较低的功率进行测试，尽量降低损伤风险。但即使如此，如果在较高的功率水平下使用，则这些光纤元件应该被看作实验室消耗品。光纤内的损伤阈值除了空气玻璃界面的损伤机制外，光纤本身的损伤机制也会限制光纤使用的功率水平。这些限制会影响所有的光纤组件，因为它们存在于光纤本身。光纤内的两种损伤包括弯曲损耗和光暗化损伤。弯曲损耗光在纤芯内传播入射到纤芯包层界面的角度大于临界角会使其无法全反射，光在某个区域就会射出光纤，这时候就会产生弯曲损耗。射出光纤的光一般功率密度较高，会烧坏光纤涂覆层和周围的松套管。有一种叫做双包层的特种光纤，允许光纤包层(第二层)也和纤芯一样用作波导，从而降低弯折损伤的风险。通过使包层/涂覆层界面的临界角高于纤芯/包层界面的临界角，射出纤芯的光就会被限制在包层内。这些光会在几厘米或者几米的距离而不是光纤内的某个局部点漏出，从而zui大限度地降低损伤。Thorlabs生产并销售0.22 NA双包层多模光纤，它们能将适用功率提升百万瓦的范围。光暗化光纤内的第二种损伤机制称为光暗化或负感现象，一般发生在紫外或短波长可见光，尤其是掺锗纤芯的光纤。在这些波长下工作的光纤随着曝光时间增加，衰减也会增加。引起光暗化的原因大部分未可知，但可以采取一些列措施来缓解。例如，研究发现，羟基离子(OH)含量非常低的光纤可以抵抗光暗化，其它掺杂物比如氟，也能减少光暗化。即使采取了上述措施，所有光纤在用于紫外光或短波长光时还是会有光暗化产生，因此用于这些波长下的光纤应该被看成消耗品。制备和处理光纤通用清洁和操作指南建议将这些通用清洁和操作指南用于所有的光纤产品。而对于具体的产品，用户还是应该根据辅助文献或手册中给出的具体指南操作。只有遵守了所有恰当的清洁和操作步骤，损伤阈值的计算才会适用。安装或集成光纤(有终端的光纤或裸纤)前应该关掉所有光源，以避免聚焦的光束入射在接头或光纤的脆弱部分而造成损伤。光纤适用的功率直接与光纤/接头端面的质量相关。将光纤连接到光学系统前，一定要检查光纤的末端。端面应该是干净的，没有污垢和其它可能导致耦合光散射的污染物。另外，如果是裸纤，使用前应该剪切，用户应该检查光纤末端，确保切面质量良好。如果将光纤熔接到光学系统，用户首先应该在低功率下验证熔接的质量良好，然后在高功率下使用。熔接质量差，会增加光在熔接界面的散射，从而成为光纤损伤的来源。对准系统和优化耦合时，用户应该使用低功率；这样可以zui大程度地减少光纤其他部分(非纤芯)的曝光。如果高功率光束聚焦在包层、涂覆层或接头，有可能产生散射光造成的损伤。高功率下使用光纤的注意事项一般而言，光纤和光纤元件应该要在安全功率水平限制之内工作，但在理想的条件下(ji佳的光学对准和非常干净的光纤端面)，光纤元件适用的功率可能会增大。用户首先必须在他们的系统内验证光纤的性能和稳定性，然后再提高输入或输出功率，遵守所有所需的安全和操作指导。以下事项是一些有用的建议，有助于考虑在光纤或组件中增大光学功率。要防止光纤损伤光耦合进光纤的对准步骤也是重要的。在对准过程中，在取得zui佳耦合前，光很容易就聚焦到光纤某部位而不是纤芯。如果高功率光束聚焦在包层或光纤其它部位时，会发生散射引起损伤使用光纤熔接机将光纤组件熔接到系统中，可以增大适用的功率，因为它可以zui大程度地减少空气/光纤界面损伤的可能性。用户应该遵守所有恰当的指导来制备，并进行高质量的光纤熔接。熔接质量差可能导致散射，或在熔接界面局部形成高热区域，从而损伤光纤。连接光纤或组件之后，应该在低功率下使用光源测试并对准系统。然后将系统功率缓慢增加到所希望的输出功率，同时周期性地验证所有组件对准良好，耦合效率相对光学耦合功率没有变化。由于剧烈弯曲光纤造成的弯曲损耗可能使光从受到应力的区域漏出。在高功率下工作时，大量的光从很小的区域(受到应力的区域)逃出，从而在局部形成产生高热量，进而损伤光纤。请在操作过程中不要破坏或突然弯曲光纤，以尽可能地减少弯曲损耗。用户应该针对给定的应用选择合适的光纤。例如，大模场光纤可以良好地代替标准的单模光纤在高功率应用中使用，因为前者可以提供更佳的光束质量，更大的MFD，且可以降低空气/光纤界面的功率密度。阶跃折射率石英单模光纤一般不用于紫外光或高峰值功率脉冲应用，因为这些应用与高空间功率密度相关。MFD定义模场直径的定义模场直径(MFD)是对在单模光纤中传播的光的光束尺寸的一种量度。它与波长、纤芯半径以及纤芯和包层的折射率具有函数关系。虽然光纤中的大部分光被限制在纤芯内传播，但仍有极小部分的光在包层中传播。对于高斯功率分布，MFD是指光功率从峰值水平降到1/e2时的直径。MFD的测量通过在远场使用变孔径法来完成MFD的测量。在光纤输出的远场处放置一个通光孔径，然后测量强度。在光路中放置连续变小的通光孔径，测量每个通光孔径下的强度水平；然后以功率和孔径半角(或数值孔径)的正弦为坐标作图得到数据。使用彼得曼第二定义确定MFD，该数学模型没有假设功率分布的特定形状。使用汉克尔变换可以从远场测量值确定近场处的MFD大小TEC光纤跳线，980 nm - 1250 nmItem #Fiber TypeOperating WavelengthMode Field DiameteraAR CoatingbMax AttenuationcNAdCladding/Coating DiameterConnectorsJacketTECStandardTECStandardP1-1060TEC-21060XP980 - 1250 nm12.4 ± 1.0 μm6.2 ± 0.5 μm850 - 1250 nm≤2.1 dB/km @ 980 nm≤1.5 dB/km @ 1060 nm0.070.14125 ± 0.5 μm /245 ± 10 μmFC/PC (TEC) to FC/PC?3 mmFT030-YP5-1060TEC-2FC/PC (TEC) to FC/APCP6-1060TEC-2?2.5 mm Ferrule (TEC) to Scissor Cut?900 μm在1060 nm下的模场直径典型值。光纤跳线只有TEC端镀有增透膜。zui大衰减指定为没有终端且没有膨胀的光纤。由于MFD较大，光纤热膨胀芯端的数值孔径偏小。光纤TEC端的值为计算所得。产品型号公英制通用P1-1060TEC-2TEC光纤跳线，980 - 1250 nm，镀增透膜，FC/PC(TEC)到FC/PC，2 mP5-1060TEC-2TEC光纤跳线，980 - 1250 nm，镀增透膜，FC/PC(TEC)到FC/APC，2 mP6-1060TEC-2TEC光纤跳线，980 - 1250 nm，镀增透膜，?2.5 mm插芯(TEC)到裸纤，2 mTEC光纤跳线，1460 nm - 1620 nmItem #Fiber TypeOperating WavelengthMode Field DiameteraAR CoatingbMax AttenuationcNAdCladding/Coating DiameterConnectorsJacketTECStandardTECStandardP1-1550TEC-21550BHP1460 - 1620 nm19.0 ± 1.0 μm9.5 ± 0.5 μm1050 - 1620 nmRavg 0.5 dB/km @ 1550 nm0.060.13125 ± 1.0 μm /245 ± 15 μmFC/PC (TEC) to FC/PC?3 mmFT030-YP5-1550TEC-2FC/PC (TEC) to FC/APCP6-1550TEC-2?2.5 mm Ferrule (TEC) to Scissor Cut?900 μm在1550 nm下的模场直径典型值。光纤跳线只有TEC端镀有增透膜。zui大衰减指定为没有终端且没有膨胀的光纤。由于MFD较大，光纤热膨胀芯端的数值孔径偏小。光纤TEC端的值为计算所得。产品型号公英制通用P1-1550TEC-2TEC光纤跳线，1460 - 1620 nm，镀增透膜，FC/PC(TEC)到FC/PC，2 mP5-1550TEC-2TEC光纤跳线，1460 - 1620 nm，镀增透膜，FC/PC(TEC)到FC/APC，2 mP6-1550TEC-2TEC光纤跳线，1460 - 1620 nm，镀增透膜，?2.5 mm插芯(TEC)到裸纤，2 m
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