(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211239640.9 (22)申请日 2022.10.11 (71)申请人 上海交通大 学 地址 200240 上海市闵行区东川路80 0号 (72)发明人 张稳　庄新村　赵震　杨华超　 顾楠　孙楚研　李淑慧　 (74)专利代理 机构 上海伯瑞杰知识产权代理有 限公司 312 27 专利代理师 李庆 (51)Int.Cl. G01N 3/18(2006.01) G01N 3/02(2006.01) H05B 6/36(2006.01) H05B 6/06(2006.01) (54)发明名称 开放式单侧电磁感应加热线圈及温控 装置 (57)摘要 本发明提供一种开放式单侧电磁感应加热 线圈及温控装置， 包括一凹形电磁感应加热线 圈、 一感应加热电源、 一测温仪和一温控器； 所述 测温仪通过所述温控器连接所述感应加热电源， 所述感应加热电源通过加热线圈导线连接所述 凹形电磁感应加热线圈； 所述凹形电磁感应加热 线圈设置于一金属板材试样的一侧； 所述测温仪 设置于所述金属板材试样的另一侧。 本发明的一 种开放式单侧电磁感应加热线圈及温控装置， 在 对试样进行单侧加热时能够在平行段保持较大 范围的均匀、 恒定温度场， 同时允许非接触测量 设备在试样另一侧测量平行段全场的温度和变 形等信息， 通过将目标区域的温度场信息反馈到 温控系统以提高系统稳定性。 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 CN 115493947 A 2022.12.20 CN 115493947 A 1.一种开放式单侧电磁感应加热线圈及温控装置， 其特征在于， 包括一凹形电磁感应 加热线圈、 一感应加热电源、 一测温仪和一温控器； 所述测温仪通过所述温控器连接所述感 应加热电源， 所述感应加热电源通过加热线圈导线连接所述凹形电磁感应加热线圈； 所述 凹形电磁感应加热线圈设置于一金属板材试样的一侧； 所述测温仪 设置于所述金属板材试 样的另一侧。 2.根据权利要求1所述的开放式单侧电磁感应加热线 圈及温控装置， 其特征在于， 所述 金属板材试样竖直夹持 固定于一材料综合试验机的上夹头和下夹头之 间； 所述凹形电磁感 应加热线圈与所述金属板材 试样之间形成间隙， 所述间隙大小为2 ～8mm。 3.根据权利要求2所述的开放式单侧电磁感应加热线 圈及温控装置， 其特征在于， 所述 金属板材 试样包括钢板、 铝板、 镁板和钛板 。 4.根据权利要求3所述的开放式单侧电磁感应加热线 圈及温控装置， 其特征在于， 所述 凹形电磁感应加热线圈和所述金属板材试样的中心高度保持一致； 所述凹形电磁感应加热 线圈包括一加热线圈， 所述加热线圈的截面呈正方形； 所述加热线圈邻近所述金属板材试 的一侧中部向内凹陷形成一凹陷部， 所述凹陷部的长度大于所述金属板材试样预设的一目 标均温区的长度。 5.根据权利要求4所述的开放式单侧电磁感应加热线 圈及温控装置， 其特征在于， 所述 凹形电磁感应加热线圈还包括设置于所述加热线圈内的一导磁体； 所述导磁体形状与所述 加热线圈配合； 所述 导磁体的宽度大于所述金属板材 试样的宽度。 6.根据权利要求5所述的开放式单侧电磁感应加热线 圈及温控装置， 其特征在于， 所述 感应加热电源为所述加热线圈提供 交变电流， 所述感应加热电源通过所述加热线圈导线连 接所述加热线圈。 7.根据权利要求6所述的开放式单侧电磁感应加热线 圈及温控装置， 其特征在于， 所述 测温仪采用非接触测温仪， 所述测温仪测量所述金属板材试样的目标区域的全场温度， 并 将所述目标区域内的温度平均值作为反馈信号传递给 所述温控器。 8.根据权利要求7所述的开放式单侧电磁感应加热线 圈及温控装置， 其特征在于， 所述 温控器通过将所述测温仪反馈的所述温度 平均值与设定的加热温度对比， 控制所述感应加 热电源对所述凹形电磁感应加热线圈进行通电。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115493947 A 2开放式单侧电磁感应加热线圈及 温控装置 技术领域 [0001]本发明涉及金属板材的力学性能测试装置领域， 尤其涉及一种开放式单侧电磁感 应加热线圈及温控 装置。 背景技术 [0002]等温单向拉伸试验是将金属板材试样加热并保持在一定温度下进行单向拉伸加 载， 获得金属板材高温力学性能的一种重要测试手段。 目前常用的加热方法主要包括封闭 式的高温箱加热和开放式的电磁感应加热两种类型。 封闭式高温箱 安装于专用的材料试验 机上， 加热时可获得均匀、 恒定的温度场， 但对 试验机要求较高， 且加热效率低、 试样形状和 尺寸受高温箱限制大。 采用开放式电磁感应加热时， 加热系统完全独立于材料试验机， 实验 操作简单灵活， 且电磁感应加热效率高、 温度控制 灵敏。 在电磁感应加热中， 为了在试样平 行段上获得均匀的温度场， 一般需要环绕试样布置加热线圈。 此时， 由于线圈的遮挡， 无法 采用先进的非接触测 量技术(如红外测温和数字图像相关技术)来获取试样平行段 的全场 温度和变形信息， 只能通过在试样局部焊接热电偶和应变片等传感器的方式来获取温度和 变形信息。 由于焊接操作难度高， 且焊接质量对测量结果精度影响非常大， 由此引入的实验 误差使局部位置的温度和变形信息具有一定的随机性与波动性， 将这些信息反馈到温控系 统则会降低对温度控制的稳定性。 因此， 对于采用开放式电磁感应加热 的金属板材等温拉 伸试验， 设计一种有效的电磁感应加热线圈和温控装置非常有必 要。 一方面， 突破感应线圈 布置方式与非接触测量之 间的冲突； 另一方面， 能在试样平行段保持较大范围的均匀、 恒定 温度场， 同时允许非接触测 量设备对试样平行段全场的温度和变形等信息进行采集， 并将 目标区域的温度场信息反馈 到温控系统以提高系统稳定性。 发明内容 [0003]针对上述现有技术中的不足， 本发明提供一种开放式单侧电磁感应加热线圈及温 控装置， 在 对试样进 行单侧加热时能够在平行段保持较大范围的均匀、 恒定温度场， 同时允 许非接触测量设备在试样另一侧测量平行段全场的温度和变形等信息， 通过将目标区域的 温度场信息反馈 到温控系统以提高系统稳定性。 [0004]为了实现上述目的， 本发明提供一种开放式单侧电磁感应加热线圈及温控装置， 包括一凹形电磁感应加热线圈、 一 感应加热电源、 一测温仪和一温控器； 所述测温仪通过所 述温控器连接所述感应加热电源， 所述感应加热电源通过加热线圈导线连接所述凹形电磁 感应加热线圈； 所述凹形电磁感应加热线圈设置于一金属板材试样的一侧； 所述测温仪设 置于所述金属板材 试样的另一侧。 [0005]优选地， 所述金属板材试样竖直夹持固定于一材料综合试验机的上夹头和下夹头 之间； 所述凹形电磁感应加热线圈与所述金属板材试样之 间形成间隙， 所述间隙大小为2～ 8mm。 [0006]优选地， 所述金属板材 试样包括钢板、 铝板、 镁板和钛板 。说　明　书 1/4 页 3 CN 115493947 A 3