CN103674817A - 便携式变载荷数字应力腐蚀测量装置 - Google Patents

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孙成
吴堂清
闫茂成
许进
于长坤
龙康
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Abstract

本发明涉及应力腐蚀测量领域，具体为一种便携式变载荷数字应力腐蚀测量装置，解决现有技术中选用弹簧作为载荷施加源精度不够，更换弹簧比较麻烦等问题。该测量装置的拉伸试片设置于动拉伸头和静拉伸头之间，拉伸试片的一端伸至静拉伸头中，拉伸试片的另一端与动拉伸头伸至液体容池内的一端与相连，动拉伸头的另一端通过传动轴与蜗轮蜗杆减速器连接，传动轴上设有测载荷力传感器。拉伸试片通过与参比电极、辅助电极组成三电极系统，与电化学工作站和计算机连接进行电化学测试。本发明可用于常规的恒应力、恒应变实验，也能与电化学工作站结合起来，进行恒应力作用下和变载荷作用下电化学极化、电化学阻抗谱、电化学噪声等电化学测量。

Description

便携式变载荷数字应力腐蚀测量装置
技术领域
本发明涉及应力腐蚀测量领域，具体为一种便携式变载荷数字应力腐蚀测量装置。
背景技术
研究材料应力腐蚀时，常需要对材料施加一定的载荷，以观察材料在应力作用下内部组织、结构和力学性能的变化。在大多数测量装置中，常选用弹簧作为载荷施加源。如图2所示，现有技术中应力腐蚀测量仪主要包括：拉伸试片（WE）16、辅助电极（CE）17、参比电极（RE）18、电化学工作站19、计算机20等，辅助电极（CE）17、拉伸试片（WE）16、参比电极（RE）18分别通过导线与电化学工作站19的输入端连接，电化学工作站19通过导线与计算机20连接，置于液体容池20中的拉伸试片16一端通过弹簧21加载。
施加的载荷由经典的虎克定律(Hooke's Law)计算得到，因此为了保证精度，当载荷变化较大时，需要更换虎克系数不同的弹簧，同时每次实验都需要标定弹簧材料是否失效，避免虎克定律误差，这样做比较麻烦，价格上也不合适。
发明内容
本发明的目的在于提供一种便携式变载荷数字应力腐蚀测量装置，解决现有技术中选用弹簧作为载荷施加源精度不够，需要更换虎克系数不同的弹簧比较麻烦等问题。
本发明的技术方案是：
一种便携式变载荷数字应力腐蚀测量装置，该测量装置设有拉伸试片、测载荷力传感器、蜗轮蜗杆减速器、动拉伸头、静拉伸头、液体容池、传动轴，具体结构如下：
拉伸试片设置于动拉伸头和静拉伸头之间，拉伸试片的一端伸至静拉伸头中，拉伸试片的另一端与动拉伸头伸至液体容池内的一端与相连，动拉伸头的另一端通过传动轴与蜗轮蜗杆减速器连接，传动轴上设有测载荷力传感器。
所述的便携式变载荷数字应力腐蚀测量装置，测载荷力传感器通过测力信号线与载荷显示器相连。
所述的便携式变载荷数字应力腐蚀测量装置，载荷显示器通过载荷显示器电源线与220伏交流电源相连。
所述的便携式变载荷数字应力腐蚀测量装置，蜗轮蜗杆减速器为双级蜗轮蜗杆减速器。
所述的便携式变载荷数字应力腐蚀测量装置，双级蜗轮蜗杆减速器的输入端与加载荷手动摇把连接，双级蜗轮蜗杆减速器的输出端通过传动轴与动拉伸头相连。
所述的便携式变载荷数字应力腐蚀测量装置，位于液体容池内壁的静拉伸头为静止状态。
所述的便携式变载荷数字应力腐蚀测量装置，伸至液体容池内的动拉伸头为可动状态。
所述的便携式变载荷数字应力腐蚀测量装置，伸至液体容池中的拉伸试片、参比电极和辅助电极组成经典三电极电化学测试体系。
所述的便携式变载荷数字应力腐蚀测量装置，拉伸试片、参比电极和辅助电极分别通过导线与电化学工作站的输入端连接，电化学工作站通过导线与计算机连接，通过连接电化学工作站和计算机进行电化学测试。
本发明的有益效果是：
1、本发明便携式变载荷数字应力腐蚀测量装置，是由测载荷力传感器、蜗轮蜗杆减速器作为能自锁的载荷施加装置，在对材料施加载荷进行应力腐蚀试验时，蜗轮蜗杆减速器提供载荷动力（拉伸或压缩），载荷值随位移量变化而变化，同时测载荷力传感器实时输出载荷信号，精确控制施加的载荷大小，并能通过自锁装置长期保持，也能根据实验要求在实验过程随时调整载荷大小。
2、本发明便携式变载荷数字应力腐蚀测量装置，可用于常规的恒应力、恒应变实验，也能与电化学工作站结合起来，进行恒应力作用下和变载荷作用下电化学极化、电化学阻抗谱、电化学噪声等电化学测量，为应力腐蚀的研究提供新的手段。
3、本发明拉伸试片通过与参比电极、辅助电极组成三电极系统，与电化学工作站和计算机连接进行电化学测试。
4、本发明结构简单，成本较低，便于携带和操作。
附图说明
图1为本发明便携式变载荷数字应力腐蚀测量装置的结构示意图。
图中，1、拉伸试片；2、参比电极；3、辅助电极；4、电化学工作站；5、计算机；6、测载荷力传感器；7、测力信号线；8、载荷显示器；9、载荷显示器电源线（220伏交流）；10、加载荷手动摇把；11、双级蜗轮蜗杆减速器；12、传动轴；13、动拉伸头；14、静拉伸头；15、液体容池。
图2为现有技术中应力腐蚀测量仪的结构示意图。
图中，16、拉伸试片；17、辅助电极；18、参比电极；19、电化学工作站；20、计算机；20、弹簧；21、液体容池。
具体实施方式
如图1所示，本发明便携式变载荷数字应力腐蚀测量装置主要包括：拉伸试片1、参比电极2、辅助电极3、电化学工作站4、计算机5、测载荷力传感器6、测力信号线7、载荷显示器8、载荷显示器电源线（220伏交流）9、加载荷手动摇把10、双级蜗轮蜗杆减速器11、传动轴12、动拉伸头13、静拉伸头14、液体容池15等，具体结构如下：
拉伸试片1设置于动拉伸头13和静拉伸头14之间，位于液体容池15内壁的静拉伸头14为静止状态，伸至液体容池15内的动拉伸头13为可动状态；拉伸试片1的一端伸至静拉伸头14中，拉伸试片1的另一端与动拉伸头13伸至液体容池15内的一端与相连，动拉伸头13的另一端通过传动轴12与双级蜗轮蜗杆减速器11连接；传动轴12上设有测载荷力传感器6，测载荷力传感器6通过测力信号线7与载荷显示器8相连，载荷显示器8通过载荷显示器电源线9与220伏交流电源相连。
双级蜗轮蜗杆减速器11的输入端与加载荷手动摇把10连接，双级蜗轮蜗杆减速器11的输出端通过传动轴12与动拉伸头13相连。
工作时，由测载荷力传感器6、双级蜗轮蜗杆减速器11作为能自锁的载荷施加装置，在对材料施加载荷进行应力腐蚀试验时，双级蜗轮蜗杆减速器11提供载荷动力（拉伸或压缩），载荷值随位移量变化而变化，同时测载荷力传感器6实时输出载荷信号，精确控制施加的载荷大小，并能通过自锁装置长期保持，也能根据实验要求在实验过程随时调整载荷大小。
在与电化学工作站4结合起来进行电化学极化、电化学阻抗谱、电化学噪声等电化学测量时，伸至液体容池15中的拉伸试片1、参比电极2和辅助电极3组成经典三电极电化学测试体系，拉伸试片1、参比电极2和辅助电极3分别通过导线与电化学工作站4的输入端连接，电化学工作站4通过导线与计算机5连接，通过连接电化学工作站4和计算机5进行测试。

Claims (9)

1.一种便携式变载荷数字应力腐蚀测量装置，其特征在于，该测量装置设有拉伸试片、测载荷力传感器、蜗轮蜗杆减速器、动拉伸头、静拉伸头、液体容池、传动轴，具体结构如下： 
拉伸试片设置于动拉伸头和静拉伸头之间，拉伸试片的一端伸至静拉伸头中，拉伸试片的另一端与动拉伸头伸至液体容池内的一端与相连，动拉伸头的另一端通过传动轴与蜗轮蜗杆减速器连接，传动轴上设有测载荷力传感器。 
2.按照权利要求1所述的便携式变载荷数字应力腐蚀测量装置，其特征在于，测载荷力传感器通过测力信号线与载荷显示器相连。 
3.按照权利要求2所述的便携式变载荷数字应力腐蚀测量装置，其特征在于，载荷显示器通过载荷显示器电源线与220伏交流电源相连。 
4.按照权利要求1所述的便携式变载荷数字应力腐蚀测量装置，其特征在于，蜗轮蜗杆减速器为双级蜗轮蜗杆减速器。 
5.按照权利要求4所述的便携式变载荷数字应力腐蚀测量装置，其特征在于，双级蜗轮蜗杆减速器的输入端与加载荷手动摇把连接，双级蜗轮蜗杆减速器的输出端通过传动轴与动拉伸头相连。 
6.按照权利要求1所述的便携式变载荷数字应力腐蚀测量装置，其特征在于，位于液体容池内壁的静拉伸头为静止状态。 
7.按照权利要求1所述的便携式变载荷数字应力腐蚀测量装置，其特征在于，伸至液体容池内的动拉伸头为可动状态。 
8.按照权利要求1所述的便携式变载荷数字应力腐蚀测量装置，其特征在于，伸至液体容池中的拉伸试片、参比电极和辅助电极组成经典三电极电化学测试体系。 
9.按照权利要求8所述的便携式变载荷数字应力腐蚀测量装置，其特征在于，拉伸试片、参比电极和辅助电极分别通过导线与电化学工作站的输入端连接，电化学工作站通过导线与计算机连接，通过连接电化学工作站和计算机进行电化学测试。 
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