CN102141394A

CN102141394A - 碳纤维构件零变形的测试装置

Info

Publication number: CN102141394A
Application number: CN2010101025366A
Authority: CN
Inventors: 顾志悦; 宋东平
Original assignee: Shanghai Institute of Satellite Engineering
Current assignee: Shanghai Institute of Satellite Engineering
Priority date: 2010-01-29
Filing date: 2010-01-29
Publication date: 2011-08-03

Abstract

本发明公开了一种碳纤维构件零变形的测试装置，包括高低温控制柜[1]、高低温试验箱[2]、测控系统控制箱[3]、温度传感器[4]、MTI2000光纤位移传感器[5]和计算机控制与分析系统[6]、碳纤维构件[7]。解决了现有检测碳纤维构件热膨胀系数精度不高的问题。利用本发明，可以解决在温差变化较大的工作环境下碳纤维材料构件零变形性能的检测问题。本发明操作简便、检测精度高、设备造价低。

Description

碳纤维构件零变形的测试装置

技术领域

本发明涉及变形检测装置，具体涉及针对温度变化较大的碳纤维构件在工作温度场下零变形状况进行检测的测试装置。

背景技术

在地球同步轨道运行的卫星，由于没有大气层的保护，其环境温度变化很大，受阳面温度可高达上百度，但是背阳面温度却在零下几十摄氏度。因此，卫星运行在这种环境中，由于材料的热膨胀，会引起卫星结构的尺寸变化。但是从卫星的某些部件和仪器的技术要求考虑，希望卫星结构的稳定性好，因此，此类构件都会选择零变形碳纤维材料来制造。然而，传统的检测热膨胀系数精度不高，因此，给卫星结构设计以及材料研制、加工制造带来极大难度。

为适应卫星制造的要求，材料热膨胀系数的精度需要更加准确。碳纤维构件零变形的测试装置是一种基于温度控制技术、精密测试技术的热变形测量装置。该装置适用于工作环境温度变化甚大的碳纤维材料构件的热膨胀系数的测试，为设计师在工程应用中提供可靠的材料设计依据。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

为了解决现有检测碳纤维构件热膨胀系数精度不高的问题，本发明的目的在于提供碳纤维构件零变形的测试装置。利用本发明，可以解决在温差变化较大的工作环境下碳纤维材料构件零变形性能的检测问题。

为了达到上述发明目的，本发明技术方案如下：提供碳纤维构件零变形的测试装置，该装置包括：

高低温控制柜[1]、高低温试验箱[2]、测控系统控制箱[3]、温度传感器[4]、MTI2000光纤位移传感器[5]、计算机控制与分析系统[6]和碳纤维构件[7]；所述的碳纤维构件[7]放入高低温试验箱[2]内，通过高低温控制柜[1]控制高低温试验箱[2]内温度，用温度传感器[4]进行监测，从而满足温度范围和温度控制要求；用MTI2000光纤位移传感器[5]测试碳纤维构件[7]的变形量；计算机控制与分析系统[6]通过测控系统控制箱[3]分别将高低温控制柜[1]、高低温试验箱[2]、温度传感器[4]和MTI2000光纤位移传感器[5]连接，主要用于控制整个测试过程，实现测试数据的自动采集、分析、存贮与测试结果的显示。

所述的高低温控制柜[1]和高低温试验箱[2]可按要求的程序升温，升温程序可调，并能实时控制；温度范围再-70℃到+100℃之间，温度波动度不大于1℃。

所述的温度传感器[4]采用铂电阻温度传感器。具有精度高，稳定性好，可靠性强，产品寿命长等优点。

所述的MTI2000光纤位移传感器[5]为非接触式，通过接收反射光的大小来确定位移，最大量程为2mm，分辨率为0.25μm。

所述的被测构件[7]安装方式是一端固定，另一端活动，通过活动端的延伸量测得该构件在温度范围内的热变形量。

本发明根据热变形检测数据，利用碳纤维材料线膨胀系数小的特点和它的可设计性，即通过对碳纤维材料构件的铺层设计和缠绕角度的改变，以达到检测该构件碳纤维零变形的目的。

附图说明

附图为本发明碳纤维构件零变形测试装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的优选实施例。

附图为本发明碳纤维构件零变形测试装置的结构示意图，如附图的实施例所示，该装置包括：高低温控制柜[1]、高低温试验箱[2]、测控系统控制箱[3]、温度传感器[4]、MTI2000光纤位移传感器[5]、计算机控制与分析系统[6]和碳纤维构件[7]。

上述碳纤维构件[7]放入高低温试验箱[2]，一端固定，另一端活动，通过MTI2000光纤位移传感器[5]测得活动端的延伸量。光纤位移传感器[5]为非接触式，通过接收反射光的大小来确定位移，最大量程为2mm，分辨率为0.25μm。

上述高低温控制柜[1]控制高低温试验箱[2]内的温度，通过温度传感器[4]进行监测。高低温控制柜[1]可按要求的程序升温，升温程序可调，并能实时控制。温度范围再-70℃到+100℃之间，温度波动度不大于1℃。温度传感器[4]采用铂电阻温度传感器。

上述计算机控制与分析系统[6]是通过测控系统控制箱[3]分别将高低温控制柜[1]、高低温试验箱[2]、温度传感器[4]和MTI2000光纤位移传感器[5]连接，主要用于控制整个测试过程，实现测试数据的自动采集、分析、存贮与测试结果的显示。

由上所述，本发明是为解决在温差变化较大的工作环境下碳纤维材料构件零变形性能的检测，弥补了现有检测碳纤维构件热膨胀系数精度不高的问题。可根据热变形检测数据，调整碳纤维材料构件的铺层设计和缠绕角度而达到该构件碳纤维零变形。为设计师在工程应用中提供可靠的材料设计依据。保证了在温差变化较大的工作环境下，碳纤维构件的可靠稳定。

Claims

1.一种碳纤维构件零变形的测试装置，其特征在于，该装置包括：

高低温控制柜[1]、高低温试验箱[2]、测控系统控制箱[3]、温度传感器[4]、MTI2000光纤位移传感器[5]、计算机控制与分析系统[6]和碳纤维构件[7]；所述的碳纤维构件[7]放入高低温试验箱[2]内，通过高低温控制柜[1]控制高低温试验箱[2]内温度，用温度传感器[4]进行监测，从而满足温度范围和温度控制要求；用MTI2000光纤位移传感器[5]测试碳纤维构件的变形量；计算机控制与分析系统[6]通过测控系统控制箱[3]分别将高低温控制柜[1]、高低温试验箱[2]、温度传感器[4]和MTI2000光纤位移传感器[5]连接，主要用于控制整个测试过程，实现测试数据的自动采集、分析、存贮与测试结果的显示。

2.如权利要求1所述的碳纤维构件零变形的测试装置，其特征在于：所述的高低温控制柜[1]和高低温试验箱[2]可按要求的程序升温，升温程序可调，并能实时控制；温度范围再-70℃到+100℃之间，温度波动度不大于1℃。

3.如权利要求1所述的碳纤维构件零变形的测试装置，其特征在于：所述的温度传感器[4]采用铂电阻温度传感器。

4.如权利要求1所述的碳纤维构件零变形的测试装置，其特征在于：所述的MTI2000光纤位移传感器[5]为非接触式，通过接收反射光的大小来确定位移，最大量程为2mm，分辨率为0.25μm。

5.如权利要求1所述的碳纤维构件零变形的测试装置，其特征在于：所述的被测构件[7]安装方式是一端固定，另一端活动，通过活动端的延伸量测得该构件在温度范围内的热变形量。