CN104297287A - 压缩生热检测仪及其方法 - Google Patents
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Abstract
一种压缩生热检测仪及其方法,包括一套或多套检测单元,该检测单元包括垂直压缩装置、垂直补偿装置和芯部中心温度传感器同步装置;所述垂直压缩装置和垂直补偿装置分别固定在顶架,所述芯部中心温度传感器同步装置通过一与过渡柱相同或相近力学性能的过渡柱和一与压力传感器相同或相近力学性能的垫块安装于垂直压缩装置的压板和垂直补偿装置的托板之间,过渡柱刚好穿过中支座的孔,而不影响压力传感器对橡胶试样压缩应力测试的准确性。该装置可以对试验样品进行垂直压缩,垂直补偿以及精准地测试试验过程中样品中心位置的温度变化,能够准确地模拟出实际工况。
Description
技术领域
本发明涉及一种压缩生热检测仪及其方法,特别是用于检测橡胶在动态交变载荷或应变下生热现象的装置和方法。
背景技术
橡胶在动态交变载荷下的生热现象,一直是研究人员关心的指标。在实际应用中,各种轮胎和传送皮带在高速运行中的内部发热,减振、隔音材料及其结构的粘弹性阻尼作用,都涉及材料滞后效应所导致的能量损耗分析。
当车轮滚动时,作用在轮胎上的部分车重和路面对车轮产生的冲击负荷,使轮胎承受反复的压缩变形,而压缩变形所消耗的功,大部分转化为热。由于绝大多数轮胎的材料(橡胶和化学纤维等)是热的不良导体,所以热量难以散发,使胎体内部温度迅速升高。试验得知:轮胎内部温度与轮胎的负荷和速度的乘积成正比。速度越快,负荷越大,温度升高越快。
Goodrich橡胶压缩生热试验机通过一个惰性杠杆系统对试样施加一定的压缩负荷,并通过一个传动系统对试样施加具有规定振幅的周期性高频压缩,在室温或高于室温条件下测定试样在一定时间内的压缩疲劳温升和疲劳寿命。适用于硬度为30~85IRHD硫化橡胶。
普通的压缩生热仪原理如图1所示,试样的中心线到杠杆支点3的距离是127±0.5mm,负荷重铊5的中心线到杠杆支点3的距离是288±0.5mm。试样在负荷作用下,由上压板带动往复压缩,并由于胶料的内阻而生热。试样所受压缩负荷是采用天平杠杆平衡补偿原理,并通过杠杆平衡调整装置6来维持杠杆的平衡。其力学模型如图2所示。由于在试验过程中样品的尺寸会发生热胀冷缩变化,或者压缩永久形变,试样的高度产生变化,但仪器却不能记录样品形状高度尺寸的瞬态变化,仪器不能瞬态控制和保持预载荷静态力的恒定,而且动态力也受到影响而发生波动,使得数据会随着试验的进行越来越不准确、不稳定,重复性也比较差。而且,普通压缩生热仪的频率(转速调节)、试验温度都是单一固定的,试样的动态应变(即上压板的冲程)也是固定不变的,均不能够在不同的频率、温度、动态应变条件下进行压缩生热测试,功能单一。
目前市场上的压缩生热仪存在的缺点主要有以下几点:
1.如图3所示,天平杠杆平衡补偿试样下表面,由于杠杆支点与试样支撑点不重合,当由于前后坨的重量差导致杠杆产生一定角度α的倾斜时,造成试样下表面与承受压力的上表面不平行,与车轮承受车身重力模型,周期性承受车身压缩有偏差,不能在实验条件下准确模拟出实际工况。
2.补偿值是不准确的。压缩是垂直方向,补偿是倾斜方向。同样,如图3所示,橡胶试样受到的压缩是垂直方向的,但是由杠杆产生的补偿是倾斜方向的,补偿方向与垂直压缩方向之间呈α夹角。
3.不能实时测量芯部中心温度。芯部中心温度是橡胶材料反复压缩产生热量的真实反映。而市场上能实时测量的基本都是仪器内部环境温度或试样表面(如底部)温度,只有停止压缩试验后,才能测量试样的芯部中心温度。但此时由于针状温度传感器插入橡胶试样时,其温度与试样内部的真实温度相差较大,会使测试结果产生误差。
4.仪器只能测量一个试样温度。
5.有些厂家也可以实时测量试样内部温度,普遍采用将试样中间位置钻孔,塞入测温线或试样制备时将测温线硫化到试样中间的方法。对于试样钻孔来说,若孔较小,测温导线较软,无法“塞入”试样内,但如果钻孔过大,又会导致试样压缩过程中破裂,同时试验过程中,由于高频率振动和试样变形等,也会使测温线从试样中脱落并偏离中心点,不能准确反映芯部中心温度,如图4所示。对于将测温线1硫化进试样来说,在硫化过程中也无法保证测温点始终在试样的最中心位置。
6.目前,日本上岛公司制造的压缩生热仪可实时测试样品的芯部中心温度。具体方法为,仪器包括一套温度传感器插入装置,可将针状温度传感器由橡胶试样的顶部垂直插入试样内部中心位置,并根据电脑反馈信息控制温度传感器的插入深度。在试验开始前,将针状温度传感器由试样顶部插入试样中心处。在试验中,试样高度随时间而变化,根据高度变化的测定值,反馈给计算机,由计算机控制温度传感器插入装置动作,从而调整针状温度传感器的插入位置,使其始终处于试样的中心位置。这种方法结构复杂,且在压缩过程中温度传感器探针与橡胶试样之间存在摩擦现象,设备的可靠性和操作性以及测试结果的准确性会受到一定影响。
发明内容
针对现有仪器存在的上述问题,本发明提出一种新型的橡胶材料用压缩生热检测仪及其方法,以克服现有技术的缺陷。
所述的压缩生热检测仪,其中包括一套或多套(最优为两套)检测单元,该检测单元包括垂直压缩装置、垂直补偿装置和芯部中心温度传感器同步装置;所述垂直压缩装置和垂直补偿装置分别固定在顶架上;所述芯部中心温度传感器同步装置通过一与过渡柱相同或相近力学性能(最好是与过渡柱相同材料、相同直径尺寸)的过渡柱和一与压力传感器相同或相近力学性能(最好是与应力传感器相同材料、相同形状)的垫块安装于垂直压缩装置的压板和垂直补偿装置的托板之间,过渡柱刚好穿过中支座的孔,而不影响压力传感器对橡胶试样压缩应力测试的准确性;所述垂直压缩装置包括一压缩电机、一冲程调节机构、连杆、端部连接件、两根长导向轴和一压板;所述垂直补偿装置包括一补偿电机、两根短导向轴、丝杠、丝杠螺母、托板和中支座;所述芯部中心温度传感器同步装置包括芯部中心温度传感器,弹簧底座,弹簧顶座,下弹簧,上弹簧和传感器固定环。
优选地,该压缩生热检测仪包括一套或多套(最优为两套)可独立运行的检测单元,可以同时对一个或多个(最优为两个)橡胶试样进行压缩生热检测。
在上述方案中,垂直压缩装置可以对橡胶试样进行垂直方向的压缩。
在上述方案中,压缩电机通过冲程调节机构、连杆、端部连接件和长导向轴带动压板对橡胶试样进行压缩。
在上述方案中,冲程调节机构采用偏心原理(但不局限于此),包括螺栓、双螺母,滑块和偏心轮盘。
在上述方案中,压板的垂直压缩冲程由冲程调节机构来控制,并可以通过调节螺栓来更改压缩冲程。
在上述方案中,垂直补偿装置可以对橡胶试样的压缩变形进行垂直方向的补偿。
在上述方案中,对橡胶试样施加的预载荷以及垂直补偿装置的运动由压力传感器检测并控制;压力传感器通过一过渡柱安装于橡胶试样中支座和托板之间,通过检测压力值的大小控制补偿电机的启停,从而实现施加预载荷和垂直补偿功能。
在上述方案中,丝杠通过联轴器直接与补偿电机输出轴连接,托板直接连接于丝杠螺母上,并由两根短导向轴进行导向;当补偿电机转动时,通过丝杠的旋转,带动丝杠螺母和托板沿着两根短导向轴垂直方向运动,实现补偿功能。
在上述方案中,垂直补偿装置的补偿量由位移传感器和感应块检测并控制。位移传感器安装于顶架上,固定不动,感应块安装于托板上,随托板沿垂直方向上下运动。
在上述方案中,可以同时检测样品室的温度、样品的底部温度和样品的芯部中心温度。
在上述方案中,样品室的温度是由室温温度传感器测量的,所述室温温度传感器安装于操作室内,可实时监测操作室内的环境温度。
在上述方案中,样品的底部温度是由底部温度传感器测量的,所述底部温度传感器沿斜上45度方向安装于试样中支座中,温度传感器探头刚好与橡胶试样的底部接触,并实时监测压缩过程中橡胶试样底部的温度变化。
在上述方案中,芯部中心温度传感器随着橡胶试样的压缩变形,垂直方向同步振动,水平方向位置不变,从而实现芯部中心温度传感器的探头始终位于橡胶试样的中心位置,并实时监测压缩过程中橡胶试样芯部中心的温度变化。
一种采用上述压缩生热检测仪对试样进行检测的方法,包括如下步骤:当样品在恒定压缩应力的情况下进行,并测定其压缩形变在试验中的变化时,首先将压板置于最高点处,并将事先打好孔的橡胶试样放入恒温的样品室,使芯部中心温度传感器的探针刚好位于橡胶试样的中心位置,然后在软件中设置预载荷的大小以及压缩频率等参数;待温度达到平衡后,补偿电机开始启动,带动托板及橡胶试样沿垂直方向向上运动,产生压缩变形,并由压力传感器检测压力值的大小;当压力值达到预先设定的预载荷值时,补偿电机停止运动,压缩电机启动,开始压缩试验;随着压缩的进行,橡胶试样会产生一定的永久压缩变形,导致压力传感器检测到的压缩过程中的最小压力值,即预载荷变小,此时便会控制补偿电机启动,实现垂直补偿运动,直至预载荷重新回到原设定值,补偿量即可由位移传感器和感应块反馈得到。在整个压缩过程中,测试压缩形变、样品芯部中心温度和样品底部温度随压缩时间的变化。
当样品在恒定压缩形变的情况下进行,并测定其压缩应力在试验中的变化时,首先将压板置于最高点处,并将事先打好孔的橡胶试样放入恒温的样品室,使芯部中心温度传感器的探针刚好位于橡胶试样的中心位置,然后在软件中设置预先给定的应变大小及压缩频率等参数;待温度达到平衡后,补偿电机开始启动,带动托板及橡胶试样沿垂直方向向上运动,产生压缩形变,直至达到预先给定的压缩形变量,补偿电机停止运动,压缩电机启动,开始压缩试验。随着压缩的进行,橡胶试样会产生一定的永久压缩变形,压力传感器检测到的压缩应力逐渐变小。在样品产生相同的压缩形变的情况下,测试压缩应力、样品芯部中心温度和样品底部温度随压缩时间的变化。
本发明的压缩生热检测仪具有如下的优点:
(1)垂直方向压缩
如图9所示,压缩电机输出轴通过一个冲程调节机构、连杆、端部连接件与两根导向轴连接,电机启动后带动导向轴沿竖直方向上下运动,从而实现压板沿竖直方向上下往复运动,压缩橡胶试样,并通过压力传感器检测压缩载荷。
(2)垂直方向补偿
试验一段时间之后,橡胶试样会产生一定程度的压缩永久变形,为使试验数据准确,利用补偿电机和丝杠结构补偿橡胶试样的压缩永久变形,结构原理如图5、11所示。橡胶试样通过中支座、过渡柱、压力传感器和托板连接于丝杠螺母上。当补偿电机通过联轴器带动丝杠旋转时,可通过丝杠螺母和托板带动橡胶试样沿竖直方向实现微小位移,以此补偿橡胶试样的压缩永久变形量。
由于橡胶试样的压缩方向和补偿方向始终是竖直方向,所以试样下表面与承受压力的上表面也始终是平行的,可以准确模拟出实际工况。
(3)可同时检测试样芯部中心温度和试样底部温度,温度传感器放置位置如图9所示。
芯部中心温度传感器同步装置,包括芯部中心温度传感器、弹簧顶座、弹簧底座、上弹簧、下弹簧和温度传感器固定环。整个同步装置通过一与过渡柱相同或相近力学性能(最好是与过渡柱相同材料、相同直径尺寸)的过渡柱和一与压力传感器相同或相近力学性能(最好是与应力传感器相同材料、相同形状)的垫块安装于垂直压缩装置的压板和垂直补偿装置的托板之间,过渡柱刚好穿过中支座的孔,而不影响压力传感器对橡胶试样压缩应力测试的准确性。
整个弹簧同步装置的高度与上、下隔热板的高度相同,当橡胶试样产生压缩形变时,上下弹簧产生同样的形变,而位于弹簧同步装置中部的温度传感器在压缩过程中垂直方向始终处于橡胶试样的中心位置。温度传感器与传感器固定环之间通过螺纹连接固定,在压缩过程中,水平方向不变。因此在整个实验过程中,无论橡胶试样如何形变,芯部中心温度传感器的端点始终处于橡胶试样的中心位置。结构原理如图12所示。
底部温度传感器沿向上倾斜45°的方向通过螺纹连接固定在橡胶试样中支座上,橡胶试样下隔热板以及下压板对应位置开孔,使得底部温度传感器探针伸出,刚好与橡胶试样的底部接触,即可实时监测压缩过程中橡胶试样底部温度的变化。结构原理如图14所示。
附图及说明
图1是现有压缩生热仪工作原理图
图2是现有压缩生热仪力学模型
图3是试样上下表面不平行示意图
图4是测温线位置变化示意图
图5是本发明压缩生热检测仪的立体图
图6是本发明压缩生热检测仪的主视图
图7是本发明压缩生热检测仪的俯视图
图8是本发明压缩生热检测仪的左视图
图9是本发明压缩生热检测仪的垂直压缩原理图
图10是本发明压缩生热检测仪的冲程调节原理图
图11是本发明压缩生热检测仪的垂直补偿原理图
图12是本发明压缩生热检测仪的芯部中心温度传感器同步装置结构示意图
图13是本发明压缩生热检测仪的芯部中心温度传感器同步装置结构分解示意图
图14是本发明压缩生热检测仪的底部温度传感器位置剖视示意图
具体实施方案
本发明包括一套或多套(最优为两套)可独立运行的检测单元,每一个独立的检测单元包括一套垂直压缩装置、一套垂直补偿装置和芯部中心温度传感器同步装置。
如图6所示,以其中一套检测单元为例,垂直压缩装置和垂直补偿装置分别固定在顶架8上。垂直压缩装置中的长导向轴17沿顶架8中对应的孔进行垂直导向。垂直补偿装置中的丝杠下轴承盒23、上轴承盒27分别固定在顶架8上,同样,两根短导向轴28也分别固定在顶架8上。芯部中心温度传感器同步装置安装于垂直压缩装置的压板18和垂直补偿装置的托板26之间。
如图5~9所示,以其中一套垂直压缩装置为例,包括底座11、压缩电机支架12、压缩电机13、端部连接件14、连杆15、冲程调节机构16、长导向轴17、压板18等机构。其中,压缩电机13安装于压缩电机支架12,并固定于底座11上,压缩电机13的输出轴通过一个冲程调节机构16和连杆15与端部连接件14连接。长导向轴17的两端分别与端部连接件14和压板18连接。当压缩电机启动旋转时,可以实现长导向轴17沿垂直方向往复运动,进而带动压板18压缩橡胶试样。
如图5~8、11所示,以其中一套垂直补偿装置为例,包括补偿电机21、补偿电机支架22、丝杠下轴承盒23、丝杠24、丝杠螺母25、托板26、丝杠上轴承盒27、短导向轴28、联轴器29等机构。其中,补偿电机21通过补偿电机支架22连接于设备顶架8上,补偿电机输出轴通过联轴器29直接与丝杠24连接。丝杠螺母25与托板26连接,并由两根短导向轴28进行竖直导向。当补偿电机21启动旋转时,带动丝杠24转动,通过丝杠螺母25的作用,可以实现托板26沿竖直方向直线运动,并对橡胶试样73的压缩变形进行补偿。垂直补偿装置的补偿量由位移传感器51和感应块52检测并控制。位移传感器51安装于顶架8上,固定不动,感应块52安装于托板26上,随托板26沿垂直方向上下运动。本发明中采用的是滚珠丝杠和丝杠螺母结构,也可以采用普通螺杆和螺母来代替,同样可以实现垂直补偿的功能。
如图9所示,压板18可以随长导向轴17竖直往复运动,实现对橡胶试样73的高频压缩。压板18的压缩冲程直接取决于冲程调节机构16的偏心距e,两者之间的关系为:压缩冲程=2e,所以可以通过改变冲程调节机构16的偏心距e来调节压板18的压缩冲程。
如图10所示为冲程调节机构16的偏心距e调节原理图。冲程调节机构16由螺栓161、166、双螺母162、165、滑块163和偏心轮盘164等结构组成。通过调节螺栓161和166,使滑块163在偏心轮盘164内部滑动,从而产生一定量的偏心距e。调节好偏心距e之后,拧紧双螺母162和165,固定偏心距e,并可以有效防止因震动产生偏心距e的变化。
如图5、11所示,压力传感器61通过一过渡柱63安装于橡胶试样中支座82和托板26之间。试验开始之前,将压板18置于最高点处,设置好预载荷之后,由补偿电机21带动托板26、橡胶试样中支座82和橡胶试样73向上运动,挤压橡胶试样73产生预变形,施加预载荷。预载荷值的大小由压力传感器61检测,当达到预先设定的预载荷值之后,补偿电机21停止动作,压缩电机13启动,开始压缩橡胶试样73。在整个高频压缩过程中,压板18与橡胶试样73始终处于接触状态,不会产生脱离。所以,由压力传感器61检测到的压力值呈波动变化,波谷最小值即为预载荷值。当橡胶试样73产生压缩永久变形之后,由于压板18的压缩冲程是固定不变的,压力传感器61检测到的压力最小值(即预载荷值)就会减小,此时便会控制补偿电机21启动,使托板26向上运动,补偿橡胶试样73产生的压缩永久变形。当预载荷值重新恢复至初始设定值时,补偿电机21停止运动,一次补偿动作完成。补偿量由位移传感器51和感应块52检测得到。
如图12所示为一种芯部中心温度传感器同步装置,由芯部中心温度传感器72、弹簧底座74、弹簧顶座75、下弹簧76、上弹簧77、传感器固定环78等组成,此结构分解示意图如图13所示。在压缩试验开始之前,将橡胶试样73沿中心位置开孔,并将芯部中心温度传感器72的探头部分插入橡胶试样73的中心孔,即可测量橡胶试样73的芯部中心温度。在此同步装置中,上弹簧77和下弹簧76完全相同,可以保证在压缩振动过程中,上下两弹簧的压缩变形完全相同,便可使传感器固定环78和传感器72在竖直方向始终处于橡胶试样73的中心位置。传感器固定环78套在弹簧顶座75和弹簧底座74的导向臂外圆外部,芯部中心温度传感器末端带有M4外螺纹,穿过弹簧底座74和固定环78的孔后,由一个M4螺母拧紧便可保证在压缩振动过程中,芯部中心温度传感器在水平方向不会产生位移,并始终检测橡胶试样73的芯部中心温度。
芯部中心温度传感器同步装置通过一与过渡柱63相同或相近力学性能(最好是与过渡柱63相同材料、相同直径尺寸)的过渡柱67和一与压力传感器61相同或相近力学性能(最好是与应力传感器61相同材料、相同形状)的垫块65安装于垂直压缩装置的压板18和垂直补偿装置的托板26之间,弹簧底座74的底部与样品下隔热板81的底部处于同一水平上,以保证在托板26上下移动时,上下弹簧77、76的形变和橡胶试样73的形变完全同步。过渡柱67刚好穿过中支座82的孔,而不影响压力传感器61对橡胶试样73压缩应力测试的准确性。
在压缩过程中,若橡胶试样73完全与金属(或导热性能良好的材料)接触,压缩产生的热量便会传递出去,影响测试结果。因此,本次发明中,隔热板80、81采用隔热性能良好且硬度高的材料(诸如但不限于酚醛树脂材料)进行隔热,既具有高硬度,不会对压缩量产生影响,又具有良好的耐热性,不会对温度测量产生影响。
如图9所示,底部温度传感器71沿向上倾斜45°的方向通过螺纹连接固定在橡胶试样中支座82上。其详细位置剖视图如图14所示,在橡胶试样中支座82的对应位置设计有M4的内螺纹孔,下隔热板81和下压板79的对应位置设计有一细长孔。当底部温度传感器71通过螺纹固定在橡胶试样中支座82上时,底部温度传感器的探针刚好通过下隔热板81和下压板79的细长孔,与橡胶试样底部相接触,即可实时监测压缩过程中橡胶试样底部的温度变化。其中,底部温度传感器的结构与芯部中心温度传感器的结构类似,如图13所示。
Claims (14)
1.一种压缩生热检测仪,其包括一套或多套(最优为两套)检测单元,该检测单元包括垂直压缩装置、垂直补偿装置和芯部中心温度传感器同步装置;所述垂直压缩装置和垂直补偿装置分别固定在顶架8上,所述芯部中心温度传感器同步装置通过一与过渡柱63相同或相近力学性能(最好是与过渡柱63相同材料、相同直径尺寸)的过渡柱67和一与压力传感器61相同或相近力学性能(最好是与应力传感器61相同材料、相同形状)的垫块65安装于垂直压缩装置的压板18和垂直补偿装置的托板26之间,过渡柱67刚好穿过中支座82的孔,而不影响压力传感器61对橡胶试样73压缩应力测试的准确性;所述垂直压缩装置包括一压缩电机13、一冲程调节机构16、连杆15、端部连接件14、两根长导向轴17和一压板18;所述垂直补偿装置包括一补偿电机21、两根短导向轴28、丝杠24、丝杠螺母25、托板26和中支座82;所述芯部中心温度传感器同步装置包括芯部中心温度传感器72,弹簧底座74,弹簧顶座75,下弹簧76,上弹簧77和传感器固定环78。
2.根据权利要求1的压缩生热检测仪,其特征在于该压缩生热检测仪包括一套或多套(最优为两套)可独立运行的检测单元,可以同时对一个或多个(最优为两个)橡胶试样进行压缩生热检测,实现对相同试样(或不同试样)在相同试验条件(或不同试验条件)下进行压缩生热对比试验。
3.根据权利要求1的压缩生热检测仪,其特征在于所述压缩电机13通过冲程调节机构16、连杆15、端部连接件14、和长导向轴17带动压板18对橡胶试样73进行压缩。
4.根据权利要求1的压缩生热检测仪,其特征在于所述的冲程调节机构16采用偏心原理(但不局限于此),包括螺栓161、166,双螺母162、165,滑块163和偏心轮盘164。
5.根据权利要求4的压缩生热检测仪,其特征在于压板18的垂直压缩冲程由冲程调节机构16来控制,并可以通过调节螺栓161、166来更改压缩冲程。
6.根据权利要求1的压缩生热检测仪,其特征在于所述丝杠24通过联轴器29直接与补偿电机21输出轴连接,托板26直接连接于丝杠螺母25上,并由两根短导向轴28进行导向;当补偿电机21转动时,通过丝杠24的旋转,带动丝杠螺母25和托板26沿着两根短导向轴28垂直方向运动,实现补偿功能。
7.根据权利要求1的压缩生热检测仪,其特征在于所述垂直补偿装置可以对橡胶试样73的压缩形变或压缩应力进行垂直方向的补偿,即试验可以对橡胶样品73的压缩形变和压缩应力同时测定。可以使样品在恒定压缩应力的情况下进行,并测定其压缩形变在试验中的变化;也可以使样品在恒定压缩形变的情况下进行,并测定其压缩应力在试验中的变化。
8.根据权利要求6的压缩生热检测仪,其特征在于对橡胶试样73施加的预载荷以及垂直补偿装置的运动由压力传感器61检测并控制,压力传感器61通过一过渡柱63安装于橡胶试样中支座82和托板26之间。当样品在恒定压缩应力的情况下进行,并测定其压缩形变在试验中的变化时,随着试验的进行,当橡胶试样73产生永久压缩形变时,压力传感器61检测的压缩应力变小,此时控制补偿电机21启动,实现垂直方向对压缩形变的补偿,从而保证压缩应力恒定不变。橡胶试样73压缩形变的垂直补偿量由位移传感器51和感应块52检测得到。当样品在恒定压缩形变的情况下进行,并测定其压缩应力在试验中的变化时,压缩形变量由位移传感器51和感应块52检测控制,压缩应力由压力传感器61检测。
9.根据权利要求8的压缩生热检测仪,其特征在于所述垂直补偿装置的补偿量由位移传感器检测并控制,在此发明中,包括位移传感器51和感应块52。
10.根据权利要求1的压缩生热检测仪,其特征在于可以同时检测样品室的温度、样品的底部温度和样品的芯部中心温度。
11.根据权利要求10的压缩生热检测仪,其特征在于样品室的温度是由室温温度传感器测量的,所述室温温度传感器安装于操作室内,可实时监测操作室内的温度变化。
12.根据权利要求10的压缩生热检测仪,其特征在于样品的底部温度是由底部温度传感器71测量的,所述底部温度传感器71沿斜上45度方向安装于试样中支座82中,温度传感器探头刚好与橡胶试样73底部接触,并实时监测压缩过程中橡胶试样73底部的温度变化。
13.根据权利要求10的压缩生热检测仪,其特征在于芯部中心温度传感器72随着橡胶试样73的压缩变形,垂直方向同步振动,水平方向位置不变,从而保证芯部中心温度传感器72的探头始终位于橡胶试样73的中心位置,并实时监测压缩过程中橡胶试样73芯部中心的温度变化。
14.一种采用权利要求1-13之一的压缩生热检测仪对试样进行检测的方法,包括如下步骤:当样品在恒定压缩应力的情况下进行,并测定其压缩形变在试验中的变化时,首先将压板18置于最高点处,并将事先打好孔的橡胶试样73放入恒温的样品室,使芯部中心温度传感器72的探针刚好位于橡胶试样73的中心位置,然后在软件中设置预载荷的大小以及压缩频率等参数;待温度达到平衡后,补偿电机21开始启动,带动托板26及橡胶试样73沿垂直方向向上运动,产生压缩变形,并由压力传感器61检测压力值的大小;当压力值达到预先设定的预载荷值时,补偿电机21停止运动,压缩电机13启动,开始压缩试验;随着压缩的进行,橡胶试样73会产生一定的永久压缩变形,导致压力传感器61检测到的压缩过程中的最小压力值,即预载荷变小,此时便会控制补偿电机21启动,实现垂直补偿运动,直至预载荷重新回到原设定值,补偿量即可由位移传感器51和感应块52反馈得到。在整个压缩过程中,测试压缩形变、样品芯部中心温度和样品底部温度随压缩时间的变化。
当样品在恒定压缩形变的情况下进行,并测定其压缩应力在试验中的变化时,首先将压板18置于最高点处,并将事先打好孔的橡胶试样73放入恒温的样品室,使芯部中心温度传感器72的探针刚好位于橡胶试样73的中心位置,然后在软件中设置预先给定的应变大小及压缩频率等参数;待温度达到平衡后,补偿电机21开始启动,带动托板26及橡胶试样73沿垂直方向向上运动,产生压缩形变,直至达到预先给定的压缩形变量,补偿电机21停止运动,压缩电机13启动,开始压缩试验。随着压缩的进行,橡胶试样73会产生一定的永久压缩变形,导致压力传感器61检测到的压缩应力逐渐变小。在样品产生相同的压缩形变的情况下,测试压缩应力、样品芯部中心温度和样品底部温度随压缩时间的变化。
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