CN102435225A

CN102435225A - 一种记忆合金数据采集测量仪

Info

Publication number: CN102435225A
Application number: CN2010102994441A
Authority: CN
Inventors: 李隆隆; 李金柱
Original assignee: XI'AN LIANZHI ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: XI'AN LIANZHI ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2010-09-29
Filing date: 2010-09-29
Publication date: 2012-05-02

Abstract

本发明公开了一种记忆合金数据采集测量仪，包括能在传递工作载荷的同时测量记忆元件位移的连杆机构，所述连杆机构包括加压杆，加压杆侧部连接有位移传感器，其下部连接有称重传感器，通过加压杆转动进行加压和减压，带动位移传感器与称重传感器得到测量的数据，所述称重传感器下部连接有压力柱，压力柱一侧设有温度传感器，另一侧设有出水口，压力柱下部设有合金，压力柱进行合金的形变，温度传感器用于测量与记忆元件相同环境的下记忆元件的温度数据。此发明可以提高产品技术精准度、提升关键技术工艺、提高产品寿命、减少技术隐患、提高产品工艺、加快产品开发周期。

Description

一种记忆合金数据采集测量仪

技术领域

本发明涉及一种采集测量仪，特别是一种技术精准度高、产品使用寿命长、技术隐患少、产品开发周期短的记忆合金数据采集测量仪。

背景技术

记忆元件是利用记忆金属在环境变化时对形状的记忆特性制造一种控制元件。用记忆金属制造的弹簧则是记忆弹簧，它的弹性系数或其形变比例主要随其环境(使用)温度变化而变化。由于新型材料应用的设计方法、材料配比和制造工艺的限制，不可能保证成品性能的一致性，因此，如何快速和准确进行成品检定和现场测定产品的性能参数，不但有其现实使用价值，也具备普遍意义(如用记忆金属设计的其它弹性元件)。原先在使用可记忆性金属时，只有用刻度尺、电子秤、温度表、计算器等，测量方法往往利用这些工具得出的数据进行理论估算，而这种估算，也是最不标准、不科学、不符合高精度产品的要求，这种设备已经不能满足现在产品高精度设备的要求，存在着误差精度过大、性能低端、寿命短、加工技术落后、存在着巨大的技术隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种技术精准度高、产品使用寿命长、技术隐患少、产品开发周期短的记忆合金数据采集测量仪。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种记忆合金数据采集测量仪，其特征在于，包括能在传递工作载荷的同时测量弹簧位移的连杆机构，所述连杆机构包括加压杆，加压杆侧部连接有位移传感器，其下部连接有称重传感器，通过加压杆转动进行加压和减压，带动位移传感器与称重传感器得到测量的数据，所述称重传感器下部连接有压力柱，压力柱一侧设有温度传感器，另一侧设有出水口，压力柱下部设有合金，压力柱进行合金的形变，温度传感器用于测量与合金相同环境的下合金的温度数据。

优选地，所述连杆机构通过底部连接出的一个出水管道连接有元件测试筒件，所述连杆机构通过出水管道连接有能在加载工作载荷的同时直接或间接测量载荷量的出水排放蓄水池。

优选地，所述元件测试筒件由四个立柱架稳固的高低温蓄水池构成，用于模拟工作环境并调节加热温度。

优选地，所述出水口高度高于合金，用于进行水的排放。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明为一种实时组合测量技术，通过独特设计的测量机构(组件)，在线同时测量在不同的环境温度下，施加记忆金属上的推力和金属的位移量，解算出该温度下的弹性系数，最终给出弹性系数与温度的变化关系或曲线，此发明可以提高产品技术精准度、提升关键技术工艺、提高产品寿命、减少技术隐患、提高产品工艺、加快产品开发周期；未来特殊金属的使用将会得到大量的普及应用，可在医疗、军工、航空、航天、汽车、石油、煤炭、化工、及其他特殊机械制造加工等领域应用。金属领域将会得到划时代的突破式的发展。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的数据处理示意图。

其中：

1、加压杆；2、压力柱；3、记忆合金；4、出水口；5、出水管道；6、高低温蓄水池；7、位移传感器；8、称重传感器；9、温度传感器；10、入水口；11、进水管道

具体实施方式

下面根据实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种记忆合金数据采集测量仪，包括能在传递工作载荷的同时测量弹簧位移的连杆机构，连杆机构通过底部连接出的一个进水管道11连接有元件测试筒件，元件测试筒件由四个立柱架稳固的高低温蓄水池6构成，用于模拟工作环境并调节加热温度。连杆机构通过出水管道5连接有能在加载工作载荷的同时直接或间接测量载荷量的出水排放蓄水池。

连杆机构包括加压杆1，加压杆1侧部连接有位移传感器7，其下部连接有称重传感器8，通过加压杆1转动进行加压和减压，带动位移传感器7与称重传感器8得到测量的数据，所述称重传感器8下部连接有压力柱2，压力柱2一侧设有温度传感器9，另一侧设有出水口4，出水口4高度高于合金，用于进行水的排放。压力柱2下部设有合金，压力柱2进行合金的形变，温度传感器用于测量与合金相同环境的下合金的温度数据。温度传感器用于测量时时温度的大小。称重传感器用于测量合金所承受压力的大小。位移传感器测量合金形态变化的多少。高低温蓄水池6用于进行恒温循环流动，给予测量的一个最佳环境。通过转动加压杆1给予合金施加压力且联动位于传感器测量得出合金在当时环境温度所受压力与变形程度的数据。

如图2所示，位移传感器、称重传感器和温度传感器采集的数据传输至变送器进行标准信号处理(如：4～20mA、0～5V、1～5V等)，然后把标准信号进行AD转换(AD转换是模数转换，就是把模拟信号转换成数字信号)，转换成为计算机可识别的数字信号(模拟量转变数字量)，最后接入USB通讯模块，数据通过USB延长线直插计算机USB通讯接口，使用记忆合金参数测量仪软件进行数据测量处理。

记忆元件测量原理

记忆元件的弹性系数公式如下：

k＝F/ΔS (1)

其中：

k一为弹性系数，表示记忆元件的弹性力与其伸长量为正比关系，无量纲量：

F一为施加在记忆元件上的作用力(弹性力)，即测量时的工作载荷，kg；

ΔS一为记忆元件在作用力F下的位移量(伸长量)，mm；

对于用记忆材料制造的记忆元件，弹性系数k与工作(环境)温度T存在某种变化关系，即，k是T的函数，表示如下：

k-f(T) (2)

其机理是，由于记忆材料制成的记忆元件会随着不同环境温度的变化，其在自由状态或者无施加作用力下的一些特性(诸如可承受的压力、变化的温度、可还原性、位移)也随之相应的成线性或非线性的变化。因此，其弹性系数也就不是一个恒定值，而随不同环境温度的变化，记忆元件成线性或非线性的变化。

依据上述原理，只要在不同的工作温度下，分别测量出F和ΔS，即可得到一组k随T变化的数据，近而拟合出公式(2)近拟关系式。为测定记忆元件性能、改进设计和应用提供依据。

本仪器的测量流程：把记忆元件放入数据采集测量区，启动数据采集测量仪，进行实际环境拟态模拟设定(转动加压杆和调整采集区域恒定温度环境)，使记忆元件构成形态的变化(记忆合金在调整温度环境下，发生一种非线性的变化，在一定的范围内记忆合金的强度与温度环境成正比的变大)，数据采集测量仪收集测量出记忆元件的形态变化(温度、压力、位移)，进行数据的分析统计和与普通金属元件之间的形态对比，进行特殊金属器械的制造、加工。

记忆合金数据测量仪可通过无线领域中国传感网、物联网技术达到数据的采集、分析以及处理的数字化需求，这种需求代表未来特殊金属的使用将会得到大量的普及应用，金属领域将会得到划时代的突破式的发展。此仪器可在医疗、军工、航空、航天、汽车、石油、煤炭、化工、及其他特殊机械制造加工等领域应用。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims

1.一种记忆合金数据采集测量仪，其特征在于，包括能在传递工作载荷的同时测量记忆元件位移的连杆机构，所述连杆机构包括加压杆，加压杆侧部连接有位移传感器，其下部连接有称重传感器，通过加压杆转动进行加压和减压，带动位移传感器与称重传感器得到测量的数据，所述称重传感器下部连接有压力柱，压力柱一侧设有温度传感器，另一侧设有出水口，压力柱下部设有合金，压力柱进行合金的形变，温度传感器用于测量与合金相同环境的下合金的温度数据。

2.根据权利要求1所述的采集测量仪，其特征在于：所述连杆机构通过底部连接出的一个出水管道连接有元件测试筒件，所述连杆机构通过出水管道连接有能在加载工作载荷的同时直接或间接测量载荷量的出水排放蓄水池。

3.根据权利要求1或2所述的采集测量仪，其特征在于：所述元件测试筒件由四个立柱架稳固的高低温蓄水池构成，用于模拟工作环境并调节加热温度。

4.根据权利要求1所述的采集测量仪，其特征在于：所述出水口高度高于合金，用于进行水的排放。