1.概述

TD9966-16型全自动天然石材线性热膨胀系数测定仪是根据国家标准GB/T 9966.16—2021《天然石材试验方法第16部分：线性热膨胀系数的测定》中方法B的要求研发生产的高精度自动化检测设备。本仪器通过集成自动控温、高精度位移采集及内置计算系统，实现天然石材线性热膨胀系数的全自动测定，适用于最大颗粒粒径不大于7mm的天然石材试样。

2.适用范围

•符合GB/T 9966.16—2021方法B要求，用于测定天然石材在20℃~80℃范围内的线性热膨胀系数。

•适用试样规格：长方体试样（70mm×50mm×20mm，偏差±1mm），若试样中最大颗粒粒径超过7mm，试样长度需至少为最大粒径的10倍。

•不适用于机械测量（方法A）或颗粒粒径大于7mm的石材。

3.工作原理

试样经干燥处理后，置于热膨胀仪中，仪器自动控制温度从(20±0.5)℃以0.5℃/min速率升至(80±0.5)℃，并在两端温度下分别测量试样长度。通过内置程序按公式（1）计算线性热膨胀系数：

α=（l80-l20）÷l20（t80-t20）………………………………(1)

式中：

α—试样在规定方向上的线性热膨胀系数，单位为每摄氏度(℃-1);

l80—试样在(80±0.5)℃时的长度，单位为毫米(mm);

l20—试样在(20±0.5)℃时的初始长度，单位为毫米(mm);

t80—终止温度[(80±0.5)℃],单位为摄氏度(℃);

t20—初始温度[(20±0.5)℃],单位为摄氏度(℃)。

4.技术参数

5.仪器结构与组成

1.主机框架：铝合金材质，防震设计。

2.温控系统：高精度加热炉、温度传感器（PT100）、PID控制器。

3.位移测量模块：激光干涉仪或光栅尺，分辨率0.0001mm。

4.试样夹持装置：耐高温陶瓷夹具，适配长方体试样。

5.控制系统：嵌入式工业计算机，10英寸触摸屏操作界面。

6.软件功能：

•自动控温曲线设定；

•实时显示温度-长度变化曲线；

•自动计算热膨胀系数及平均值；

•数据存储、查询及打印。

6.安装与调试

1.环境要求：

•温度：15℃~30℃，湿度≤80%RH；

•无强电磁干扰，水平稳固台面。

2.安装步骤：

•连接电源线，确保接地可靠；

•安装位移传感器并校准零点；

•启动设备预热30分钟，执行自检程序。

3.校准：

•使用标准量块校验长度测量精度；

•通过NIST可追溯温度源校准温控系统。

7.操作步骤

7.1试样准备

•按GB/T 9966.16—2021要求制备试样，干燥至恒重并标注方向。

•试样尺寸：70mm×50mm×20mm（偏差±1mm）。

7.2开机与初始化

1.打开电源，启动仪器进入主界面。

2.选择“方法B”测试模式，输入试样编号、尺寸及方向信息。

7.3装样与参数设置

1.将试样垂直固定于夹持装置，确保无应力。

2.设置目标温度：起始温度20℃，终止温度80℃，升温速率0.5℃/min。

7.4自动测试流程

1.初始温度平衡：

•仪器自动升温至20℃，稳定≥2h，记录初始长度$l_{20}$。

2.升温与数据采集：

•以0.5℃/min速率升温至80℃，稳定≥2h，记录终止长度$l_{80}$。

3.中间测量（可选）：

•如需验证线性度，可在40℃、60℃时暂停并采集数据。

7.5结果输出

•系统自动计算$\alpha$值，显示单次结果及组平均值（保留两位有效数字）。

•点击“打印”生成报告，含试样信息、温度-长度曲线及计算结果。

8.数据处理与结果输出

•数据管理：支持USB导出Excel格式原始数据。

•报告内容：

•石材商业名称（按GB/T 17670）；

•试样数量、规格、方向；

•实验室信息及测试标准；

•每个试样$\alpha$值、平均值及曲线图。

9.注意事项

1.试样端面必须平整，避免倾斜导致测量误差。

2.严禁在升温过程中开炉门，防止温度骤变损坏传感器。

3.定期清洁导轨及夹具，避免粉尘影响位移精度。

4.若测试各向异性石材，需分别测试不同方向试样。

10.维护保养

•日常维护：每日清洁炉膛，检查传感器连接。

•月度维护：校准温控系统，润滑机械传动部件。

•长期停用：断电存放于干燥环境，每月通电预热一次。

11.故障排除

12.附录

•GB/T 9966.16—2021标准摘要

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