本发明涉及物质在高低温环境中形变大小测量,特别是涉及一种高低温环境变形测量装置、方法。
背景技术:
1、在进行材料的拉伸试验时,除了测量试验力外,通常还要测量试样的变形,就要用到变形测量装置,最常用的变形测量装置就是电子引伸计。
2、引伸计是测量构件及其他物体两点之间线变形的一种仪器,通常由传感器、放大器和记录器三部分组成。传感器直接和被测构件接触。构件上被测的两点之间的距离为标距,标距的变化为线变形,构件变形,传感器随着变形,并把这种变形转换为机械、光、电、声等信息,放大器将传感器输出的微小信号放大,记录器(或读数器)将放大后的信号直接显示或自动记录下来。例如附图5中所述的一种电子引伸计,试验时电子引伸计的夹具夹住试样两端,对试样进行拉伸,试样就会随试验力的增大而伸长,电子引伸计就会测量到标距l内的伸长量δl。
3、但现有的电子引伸计存在以下几个缺陷:
4、1、电子引伸计的标距l通常较小,标距l的范围25mm-150mm,对于500mm-1000mm的标距难以实现;
5、2、传感器安装在主架上,只能在常温环境下使用,不能在高低温环境下使用;
6、3、电子引伸计为模拟量输出,长时间使用时漂移较大,影响测量结果的准确性;
7、4、电子引伸计的测量范围小,一般为20mm,对于变形量大于100mm的试样无法进行测量;
8、5、电子引伸计夹持试样的操作比较繁琐;
9、6、电子引伸计的重量会作用到试样上,重力会与试验力叠加,重力在试验力不大时会影响试验力的准确性。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种高低温环境变形测量装置、方法,用于解决现有技术中电子引伸计所存在的缺陷。
2、为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种高低温环境变形测量装置,包括高低温箱、形变组件、以及测量组件,所述形变组件设置在高低温箱内,用于夹持试样并使试样形变;所述测量组件设置在高低温箱外,用于测量试样的形变量;所述高低温箱中的温度可调节。
3、优选的,所述形变组件包括支架、滑杆、上夹头、下夹头、若干根连接绳、上夹头平衡块、以及下夹头平衡块,所述滑杆设置在支架中,所述上夹头、下夹头可滑动套设在滑杆上;所述上夹头和上夹头平衡块分别设置在同一根连接绳的两端,所述上夹头平衡块用于平衡上夹头在滑杆上的重力;所述下夹头和下夹头平衡块分别设置在同一根连接绳的两端,所述下夹头平衡块用于平衡下夹头在滑杆上的重力。
4、优选的,所述上夹头包括上夹头主套、上夹头横套、上夹头小座、上夹头横轴、上夹头夹臂、以及上夹头手柄,所述上夹头主套套设在滑杆上,且可沿滑杆移动;所述上夹头横套与上夹头主套固定连接;所述上夹头横轴可滑动的穿设在上夹头横套中;所述上夹头横轴远离上夹头横套的一端与上夹头小座连接;所述上夹头夹臂铰接设置在上夹头小座中,且上夹头手柄与上夹头夹臂传动连接,用于夹持试样的上部。
5、优选的,所述上夹头横套上开设有上夹头横套滑槽,所述上夹头横套滑槽中设置有上夹头横轴销钉,所述上夹头横轴通过上夹头横轴销钉、上夹头横套滑槽与上夹头横套可滑动连接。
6、优选的,所述下夹头包括下夹头主套、下夹头横套、下夹头小座、下夹头横轴、下夹头夹臂、以及下夹头手柄,所述下夹头主套套设在滑杆上,且可沿滑杆移动;所述下夹头横套与下夹头主套固定连接;所述下夹头横轴可滑动的穿设在下夹头横套中;所述下夹头横轴远离下夹头横套的一端与下夹头小座连接;所述下夹头夹臂铰接设置在下夹头小座中,且下夹头手柄与下夹头夹臂传动连接,用于夹持试样的下部。
7、优选的,所述下夹头横套上开设有下夹头横套滑槽,所述下夹头横套滑槽中设置有下夹头横轴销钉,所述下夹头横轴通过下夹头横轴销钉、下夹头横套滑槽与下夹头横套可滑动连接。
8、优选的,所述测量组件包括安装板,所述安装板固定连接在支架的上方侧;所述安装板上设置有上夹头传感器座、以及下夹头传感器座;所述上夹头传感器座上设置有上夹头传感器、以及上夹头主轮,所述上夹头传感器与上夹头主轮连接,设置有上夹头、上夹头平衡块的连接绳绕在上夹头主轮上;所述下夹头传感器座上设置有下夹头传感器、以及下夹头主轮,所述下夹头传感器与下夹头主轮连接,设置有下夹头、下夹头平衡块的连接绳绕在下夹头主轮上;还包括控制系统,所述控制系统与上夹头传感器、下夹头传感器通讯连接。
9、优选的,所述测量组件还包括上夹头副轮、下夹头副轮,所述上夹头副轮和下夹头副轮均设置在安装板上;设置有上夹头、上夹头平衡块的连接绳绕在上夹头副轮上;设置有下夹头、下夹头平衡块的连接绳绕在下夹头副轮上。
10、为实现上述目的或其他目的,本发明还公开一种高低温环境变形测量方法,采用上述的高低温环境变形测量装置,包括控制系统,所述控制系统与高低温箱、测量组件连接;步骤如下:
11、s1:将形变组件设置在高低温箱中,将测量组件设置在高低温箱外;将试样夹持在形变组件上;
12、s2:通过控制系统将高低温箱中的温度调整到预期温度,然后形变组件工作使试样产生形变,测量组件对试样的形变进行测量。
13、优选的,所述形变组件还包括形变驱动器,所述形变驱动器用于提供试样形变的作用力。
14、如上所述,本发明涉及的高低温环境变形测量装置、方法,具有以下有益效果:
15、1、本发明中的上夹头和下夹头不是固定在支架上,而是可滑动连接在滑杆上的,满足标距为500mm-1000mm的试样拉伸试验的测量需要,解决了现有技术中电子引伸计的标距l小的问题。
16、2、本发明中的测量组件设置在高低温箱外,也即测量组件处于常温环境中,使高低温环境测量变形装置不惧高低温正常使用,解决了现有技术中电子引伸计不能在高低温环境下使用的问题。
17、3、本发明中测量组件采用数字型传感器,长时间使用无漂移,稳定性好,测量精度准确,解决了现有技术中电子引伸计长时间使用时漂移较大,影响测量结果准确性的问题。
18、4、本发明中测量范围约为450mm-550mm,测量范围与标距基本相同或略小,解决了现有技术中电子引伸计变形量大于100mm时无法测量的问题。
19、5、本发明中的上夹头夹臂上设置有上夹头手柄,下夹头夹臂上设置有下夹头手柄,通过转动上夹头手柄和下夹头手柄就能夹持试样,夹持方式轻松简单,夹持效果牢固,解决了现有技术中电子引伸计夹持试样比较繁琐的问题。
20、6、本发明中设置有上夹头平衡块和下夹头平衡块,上夹头平衡块用来平衡上夹头在滑杆上的重力,下夹头平衡块用来平衡下夹头在滑杆上的重力,使得上夹头、下夹头的重力对试样的变形不会出现影响,解决了现有技术中电子引伸计重力在试验力不大时会影响试验力的准确性的问题。
21、7、本发明非常适合标距大、变形大、试验力小的塑料或橡胶类材料的拉伸性能测试。
1.一种高低温环境变形测量装置,其特征在于:包括高低温箱、形变组件、以及测量组件(109),所述形变组件设置在高低温箱内,用于夹持试样并使试样形变;所述测量组件(109)设置在高低温箱外,用于测量试样的形变量;所述高低温箱中的温度可调节。
2.根据权利要求1所述的高低温环境变形测量装置,其特征在于:所述形变组件包括支架(101)、滑杆(102)、上夹头(105)、下夹头(103)、若干根连接绳、上夹头平衡块(108)、以及下夹头平衡块(107),所述滑杆(102)设置在支架(101)中,所述上夹头(105)、下夹头(103)可滑动套设在滑杆(102)上;所述上夹头(105)和上夹头平衡块(108)分别设置在同一根连接绳的两端,所述上夹头平衡块(108)用于平衡上夹头(105)在滑杆(102)上的重力;所述下夹头(103)和下夹头平衡块(107)分别设置在同一根连接绳的两端,所述下夹头平衡块(107)用于平衡下夹头(103)在滑杆(102)上的重力。
3.根据权利要求2所述的高低温环境变形测量装置,其特征在于:所述上夹头(105)包括上夹头主套(201)、上夹头横套(204)、上夹头小座(207)、上夹头横轴(205)、上夹头夹臂(209)、以及上夹头手柄(206),所述上夹头主套(201)套设在滑杆(102)上,且可沿滑杆(102)移动;所述上夹头横套(204)与上夹头主套(201)固定连接;所述上夹头横轴(205)可滑动的穿设在上夹头横套(204)中;所述上夹头横轴(205)远离上夹头横套(204)的一端与上夹头小座(207)连接;所述上夹头夹臂(209)铰接设置在上夹头小座(207)中,且上夹头手柄(206)与上夹头夹臂(209)传动连接,用于夹持试样的上部。
4.根据权利要求3所述的高低温环境变形测量装置,其特征在于:所述上夹头横套(204)上开设有上夹头横套滑槽,所述上夹头横套滑槽中设置有上夹头横轴销钉(203),所述上夹头横轴(205)通过上夹头横轴销钉(203)、上夹头横套滑槽与上夹头横套(204)可滑动连接。
5.根据权利要求2所述的高低温环境变形测量装置,其特征在于:所述下夹头(103)包括下夹头主套(301)、下夹头横套(304)、下夹头小座(307)、下夹头横轴(305)、下夹头夹臂(309)、以及下夹头手柄(306),所述下夹头主套(301)套设在滑杆(102)上,且可沿滑杆(102)移动;所述下夹头横套(304)与下夹头主套(301)固定连接;所述下夹头横轴(305)可滑动的穿设在下夹头横套(304)中;所述下夹头横轴(305)远离下夹头横套(304)的一端与下夹头小座(307)连接;所述下夹头夹臂(309)铰接设置在下夹头小座(307)中,且下夹头手柄(306)与下夹头夹臂(309)传动连接,用于夹持试样的下部。
6.根据权利要求5所述的高低温环境变形测量装置,其特征在于:所述下夹头横套(304)上开设有下夹头横套滑槽,所述下夹头横套滑槽中设置有下夹头横轴销钉(303),所述下夹头横轴(305)通过下夹头横轴销钉(303)、下夹头横套滑槽与下夹头横套(304)可滑动连接。
7.根据权利要求2所述的高低温环境变形测量装置,其特征在于:所述测量组件(109)包括安装板(401),所述安装板(401)固定连接在支架(101)的上方侧;所述安装板(401)上设置有上夹头传感器座(402)、以及下夹头传感器座(406);所述上夹头传感器座(402)上设置有上夹头传感器(403)、以及上夹头主轮(404),所述上夹头传感器(403)与上夹头主轮(404)连接,设置有上夹头(105)、上夹头平衡块(108)的连接绳绕在上夹头主轮(404)上;所述下夹头传感器座(406)上设置有下夹头传感器(408)、以及下夹头主轮(409),所述下夹头传感器(408)与下夹头主轮(409)连接,设置有下夹头(103)、下夹头平衡块(107)的连接绳绕在下夹头主轮(409)上;还包括控制系统,所述控制系统与上夹头传感器(403)、下夹头传感器(408)通讯连接。
8.根据权利要求7所述的高低温环境变形测量装置,其特征在于:所述测量组件(109)还包括上夹头副轮(405)、下夹头副轮(407),所述上夹头副轮(405)和下夹头副轮(407)均设置在安装板(401)上;设置有上夹头(105)、上夹头平衡块(108)的连接绳绕在上夹头副轮(405)上;设置有下夹头(103)、下夹头平衡块(107)的连接绳绕在下夹头副轮(407)上。
9.一种高低温环境变形测量方法,采用权利要求1-8任一项所述的高低温环境变形测量装置,包括控制系统,所述控制系统与高低温箱、测量组件(109)连接;其特征在于:步骤如下:
10.根据权利要求9所述的高低温环境变形测量方法,其特征在于:所述形变组件还包括形变驱动器,所述形变驱动器用于提供试样形变的作用力。