CN107703176A - 一种高聚物热形变性能测量仪 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种高聚物热形变性能测量仪，涉及高聚物热形变性能测量技术领域。主要采用的技术方案为：高聚物热形变性能测量仪包括加热炉、温度控制装置和位移检测组件。加热炉包括炉体、试样锅及压力组件；其中，试样锅用于容纳试样，且试样锅安置在所述炉体内；压力组件用于对试样锅内的试样施加压力，使试样发生形变。位移检测组件用于在试样形变的过程中检测位移，使检测压力组件精确测量所发生的位移量；温度控制装置与炉体连接，用于控制加热炉的加热温度。本发明主要用于有效地提高热形变性能测量仪的绝热性能，从根本上解决试样的温度能长时间保持在所需的加热范围内的重大技术难题，进而提高高聚物热形变性能测量仪的测量效率及测量精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种高聚物热形变性能测量技术领域，特别是涉及一种高聚物热形变性能测量仪。
背景技术
高聚物在一定的静态负荷作用下，随环境温度的变化，表现出完全不同的力学性能。如果在一定范围内改变温度，记录高聚物形变随温度的变化，可得高聚物温度-形变曲线。测量高聚物温度-形变曲线，是研究高分子材料力学状态的重要手段。从曲线上可以求出高聚物的玻璃化转变温度、流动温度和熔点。它们对估计高分子材料的加工条件和使用范围，具有极为重要的意义。
现有技术中主要采用热形变性能测量仪,测量高聚物温度-形变曲线。现有的热形变性能测量仪主要包括加热炉、温度控制器及记录仪。在对样品加热时给样品施加压力，通过压力、温度得到高聚物温度-形变曲线。
但是，本发明的发明人发现上述现有的热形变性能测量仪至少存在如下技术问题：现有热形变性能测量仪的加热炉的绝热性能不好，无法将试样的温度长时间保持在有效设定温度的范围内，特别在高温时波动较大,从而严重影响热形变性能测量仪的测量效率及测量精确,这是长期以耒影响测量高聚物温度-形变曲线的一个重大技术难题
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种热形变性能测量仪，主要目的在于提高热形变性能测量仪的绝热性能，有效地解决了试样的温度能长时间保持在所需的加热范围內的技术难题，从而从根本上提高高聚物热形变性能测量仪的测量效率及测量精度。
为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
一方面，本发明的实施例提供一种高聚物热形变性能测量仪，其中，所述高聚物热形变性能测量仪包括：
加热炉，所述加热炉包括炉体、试样锅及压力组件；其中，所述试样锅用于容纳试样，且所述试样锅安置在所述炉体内；所述压力组件用于对所述试样锅内的试样施加压力，使试样发生形变，且在试样形变的过程中产生位移；
位移检测组件，所述位移检测组件用于检测所述压力组件发生的位移量；
温度控制装置，所述温度控制装置与所述炉体连接，用于控制所述加热炉的加热温度。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选地，所述试样锅的上端设有敞口，用于使压力组件的下端伸入所述试样锅内；和/或所述试样锅的材质为金属材质。优选地，所述试样锅的材质为铜。优选地，所述试样锅的内径为5.5-6.5mm，外径为7.5-8.5mm，高度为5.5-6.5mm，底厚0.5-1.5mm。
优选地，所述加热炉还包括样品台；其中，所述样品台设置在所述炉体内，且所述试样锅放置在所述样品台上。
优选地，所述加热炉还包括至少两根连接杆，其中，所述连接杆的上端连接所述炉体，所述连接杆的下端连接所述样品台，以将所述样品台固定在所述炉体内；
优选地，所述连接杆环绕所述试样锅设置；
优选地，所述连接杆为两根。
优选地，每根所述连接杆均包括第一杆，其中，所述第一杆位于所述连接杆的下端，且所述第一杆的材质为绝热材料；
优选地，所述加热炉还包括支承台；其中，所述支承台套装在所述连接杆上；并且，所述连接杆上的位于所述支承台和样品台之间的杆体为所述第一杆。
优选地，所述压力组件包括：
加力杆，所述加力杆包括加力杆本体和配重块；所述配重块安装在所述加力杆本体上，用于调节所述压力组件对所述试样施加压力的大小
顶杆，所述顶杆设置在所述加力杆本体的下端，且用于伸入所述试样锅内，挤压所述试样；
优选地，所述顶杆的外径小于所述加力杆本体的外径；
优选地，所述配重块套装在所述加力杆本体的上端。
优选地，所述位移检测组件包括位移传感器，其中，所述位移传感器安置在所述加力杆本体的上端部，用于检测所述加力杆本体随着试样发生形变而向下产生的位移量。
优选地，所述炉体包括：
第一腔体；
第二腔体；
其中，所述第一腔体和第二腔体能连接成一封闭的腔体；其中，所述样品台安置在所述封闭的腔体内；
优选地，所述第一腔体的一侧和第二腔体的一侧转动连接，所述第一腔体的另一侧和第二腔体的另一侧安装有扣合结构；
优选地，所述炉体还包括安置台；其中，所述第一腔体安置在所述安置台上，且所述第二腔体能相对于所述安置台旋转。
优选地，所述第一腔体包括第一侧壁、第一上盖；优选地，所述样品台固定在所述第一腔体内；
所述第二腔体包括第二侧壁、第二上盖及底台；
其中，当所述第一腔体和第二腔体连接成封闭的腔体时，所述第一侧壁和第二侧壁连接成封闭腔体的侧壁；所述第一上盖和第二上盖连接成炉体的上盖体；所述底台为封闭腔体的底部；
优选地，所述第一侧壁和第二侧壁由内向外依次设置有加热层、保温层；优选地，所述第一侧壁和第二侧壁的保温层外侧还设置有保护层。优选地，所述底台选用绝热材质。
优选地，所述第一盖体包括第一下盖体和第一上盖体；所述第二盖体包括第二上盖体和第二下盖体；其中，所述第一下盖体和第二下盖体能适配连接；所述第一上盖体和第二上盖体适配连接；
优选地，所述第一下盖体和第一上盖体之间形成中空结构；所述第二下盖体和第二上盖体之间形成中空结构；
优选地，第一下盖体、第二下盖体均选用绝热材质；
优选地，当所述压力组件包括加力杆时，所述第一下盖体上还固定有支撑板体，所述支撑板体套装在所述加力杆本体上，所述配重块安置在支撑板体上。
优选地，所述样品台内还安装有温度检测器，用于检测样品台的温度，以使所述试样锅内试样的温度维持在设定温度范围内；
优选地，所述温度控制装置与所述温度检测器连接；优选地，当所述炉体包括加热层时，所述温度控制装置与所述加热层连接。
优选地，所述温度控制装置包括TA温控表。
与现有技术相比，本发明的高聚物热形变性能测量仪至少具有下列有益效果：
与现有高聚物热形变性能测量仪中的试样直接放置在样品台相比，本发明实施例提供的高聚物热形变性能测量仪在炉体内设置一用于放置试样的试样锅，由于锅体相对于平台而言，锅体的保温性能好，从而在一定程度上提高了加热炉的隔热性能、保温性能，以更好地使加热炉能将试样加热至所需温度；最终提高热形变性能测量仪的测量效率及测量精度。
进一步地，本发明实施例提供的高聚物热形变性能测量仪通过在炉体内设置用于放置试样锅的样品台，从而在加入试样时直接将试样锅取出放入试样后再放入炉体内即可；在测试结束后，将试样锅取出，进行清洗即可。因此，本实施例通过上述设置方便加入试样或清洗试样。
进一步地，本发明实施例通过设置连接杆将样品台固定在炉体内；将连接杆上的位于支承台和样品台之间的杆体设置成绝热杆体，能很好地对试样锅进行保温，进一步提高加热炉的绝热性能，以及进一步提高热形变性能测量仪的测量效率及测量精度。
进一步地，本发明实施例将炉体的底台、侧壁及盖体均设置成保温结构、以及将侧壁的内壁设置成加热结构，从而能更好地将试样锅内的试样维持在设定温度范围内。
进一步地，本实施例提供的高聚物热形变性能测量仪通过在样品台内安装一温度检测器，用于实时检测炉体内的温度，并反馈给温度控制装置，进而控制温度控制装置处于加热或保温状态，进一步很好地将试样锅内试样的温度维持在设定温度范围内。
综上，本发明提供的高聚物热形变性能测量仪通过上述设计，使热形变性能测量仪具有很好的保温隔热性能，从而能更好地将试样锅内的试样维持在所需温度范围内(优选能达到1200℃)，最终提高高聚物热形变性能测量仪的测量效率及测量精度。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明的实施例提供的一种高聚物热形变性能测量仪中的加热炉的结构剖视图；
图2是本发明的实施例提供的一种高聚物热形变性能测量仪中的加热炉在打开状态时的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
实施例1
本实施例提供一种高聚物热形变性能测量仪；其中，如图1和图2所示，本实施例中的高聚物热形变性能测量仪包括：加热炉、位移检测组件5及温度控制装置。其中，加热炉包括炉体1、试样锅3及压力组件4。试样锅3用于容纳试样，且试样锅3安置在炉体1上。压力组件4用于对试样锅3内的试样施加压力，使样品发生形变，且在试样形变的过程中产生位移。位移检测组件5用于检测压力组件4发生的位移量。温度控制装置与炉体1连接，用于控制加热炉的加热温度。
与现有热形变性能测量仪中的试样直接放置在样品台相比，本实施例提供的高聚物热形变性能测量仪在炉体1内设置一用于放置试样的试样锅3，由于锅体相对于平台而言，锅体的保温性能好，从而在一定程度上提高了加热炉的隔热性能、保温性能，以更好地使加热炉能将试样加热至所需温度；有效地解决试样的温度能长时间保持在所需的加热范围內的技术难题；最终提高热形变性能测量仪的测量效率及测量精度。
较佳地，试样锅3的上端设有敞口，用于使压力组件的下端伸入所述试样锅3内。较佳地，试样锅的材质为金属，优选为铜。优选地，试样锅的内径为5.5-6.5mm，外径为7.5-8.5mm，高度为5.5-6.5mm，底厚0.5-1.5mm进一步优选地，试样锅的内径为6mm，外径为8mm，高度为6mm，底厚为1mm。尺寸误差为：0.05mm。
实施例2
较佳地，本实施例提供一种高聚物热形变性能测量仪，与上一实施例相比，如图1和图2所示，本实施例中的加热炉还包括样品台2。其中，样品台2设置在炉体1内，且试样锅3安置在样品台2上。在此，本实施例提供的热形变性能测量仪通过在炉体1内设置用于放置试样锅3的样品台2，从而在加入试样时直接将试样锅3取出放入试样后再放入炉体1内即可；在测试结束后，将试样锅3取出，进行清洗即可。因此，本实施例通过上述设置方便加入试样或清洗试样。
较佳地，加热炉还包括至少两根连接杆6，其中，连接杆6的上端连接炉体1，连接杆6的下端连接样品台2，以将样品台2固定在炉体1内。较佳地，连接杆6环绕试样锅3设置。较佳地，连接杆6为两根。在此，本实施例通过设置连接杆将样品台2固定在炉体1内。
较佳地，每根连接杆6均包括第一杆61，其中，第一杆61位于连接杆6的下端，且第一杆61的材质为绝热材料；较佳地，加热炉还包括支承台7；其中，支承台7套装在连接杆6上；并且，连接杆6上的位于支承台7和样品台2之间的杆体为第一杆61。在此，通过将连接杆6上的位于支承台7和样品台2之间的杆体设置成绝热杆体，能很好地对试样锅进行保温，进一步提高加热炉的绝热性能，以及进一步提高高聚物热形变性能测量仪的测量效率及测量精度。支承台7的材质是不锈钢，通过设置支承台能进一步提高试样锅内的保温性能。
实施例3
较佳地，本实施例提供一种高聚物热形变性能测量仪，与上述实施例相比，如图1和图2所示，本实施例中的压力组件4包括：加力杆42和顶杆41。其中，加力杆42包括加力杆本体421和配重块422；配重块422套装在加力杆本体421上，用于调节压力组件4对试样施加压力的大小。顶杆41设置在加力杆本体421的下端，且用于伸入试样锅3内，挤压试样。顶杆41的外径小于加力杆本体421的外径。配重块422套装在加力杆本体42的上端。
较佳地，位移检测装组件5包括位移传感器，其中，位移传感器安置在加力杆本体421的上端部，用于检测加力杆本体421随着试样发生形变而向下产生的位移量。
较佳地，加热炉上端连接有位移检测组件支架50，位移传感器的一端固定在位移检测组件支架50上，另一端安置在加力杆本体421上。
实施例4
较佳地，本实施例提供一种高聚物热形变性能测量仪，与上述实施例相比，如图1和图2所示，本实施例中的炉体1包括第一腔体和第二腔体。其中，第一腔体和第二腔体能连接成一封闭的腔体；其中，样品台2安置在封闭的腔体内。第一腔体的一侧和第二腔体的一侧转动连接，第一腔体的另一侧和第二腔体的另一侧安装有扣合结构(如，第一腔体的另一侧安装有母扣，第二腔体的另一侧安装有公扣，母扣和公扣相扣合)。炉体1还包括安置台82；其中，第一腔体安置在安置台82上，且第二腔体能相对于所述安置台82旋转，在第一腔体和第二腔体的另一侧打开时(打开扣合结构)，通过旋转第二腔体能使炉体1处于打开状态，从而方便取放试样。
较佳地，本实施例进一步对炉体的第一腔体和第二腔体设计如下：如图1和图2所示，第一腔体包括第一侧壁、第一上盖；样品台2固定在第一腔体内。第二腔体包括第二侧壁、第二上盖及底台81。其中，当第一腔体和第二腔体连接成封闭的腔体时，第一侧壁和第二侧壁连接成封闭腔体的侧壁；第一上盖和第二上盖连接成炉体的上盖体；底台81为封闭腔体的底部。较佳地，第一侧壁和第二侧壁由内向外依次设置有加热层11、保温层12；优选地，所述第一侧壁和第二侧壁的保温层外侧还设置有保护层13，用于保护保温层12，优选地，保护层13的材质为金属。优选地，底台81选用绝热材质。加热层11是特制网状多层叠加的陶瓷发热器组成。保温层12是由复合高绝热合成纤维棉多层组成。
较佳地，第一盖体包括第一下盖体92和第一上盖体94；第二盖体包括第二上盖体91和第二下盖体93；其中，第一下盖体92和第二下盖体93能适配连接；第一上盖体94和第二上盖体91适配连接。第一下盖体92和第一上盖体94之间形成中空结构。第二下盖体93和第二上盖体91之间形成中空结构。第一下盖体92、第二下盖体93均选用绝热材质。较佳地，当压力组件4包括加力杆时，第一下盖体92上还固定有支撑板体95，支撑板体95套装在加力杆本体421上，配重块422安置在支撑板体95上。较佳地，支撑板体95还位于第二下盖体93的上方。较佳地，支撑板体95选用绝热材质。
本实施例在上述实施例的基础上，进一步将炉体的底台、侧壁及盖体均设置成保温结构、以及将侧壁的内壁设置成加热结构，从而能更好地将试样锅内的试样维持在所需温度范围内。较佳地，通过上述设置，能使试样的温度达到300℃。
较佳地，安置台82为圆环形台体，底台81包括第一台体和第二台体(第二台体的外径小于第一台体的外径)；其中，第二台体位于第一台体上；当第二腔体和第一腔体闭合时，第一台体与安置台的内环相适配；第二台体的外径与炉体的内腔相配合，以封堵炉体的腔体的底部。
较佳地，连接杆6的上端固定在支撑板体95上。
实施例5
较佳地，本实施例提供一种高聚物热形变性能测量仪，与上述实施例相比，如图1和图2所示，本实施例中的样品台2内还安装有温度检测器，用于检测样品台的温度，以使试样锅3内试样的温度维持在设定温度范围内；温度控制装置与所述温度检测器连接；优选地，当炉体包括加热层时，温度控制装置与所述加热层连接。优选地，温度控制装置包括TA温控表。
本实施例提供的高聚物热形变性能测量仪通过在样品台内安装一温度检测器，用于实时检测炉体内的温度，并反馈给温度控制装置，进而控制温度控制装置处于加热或保温状态，进一步很好地将试样锅3内试样的温度维持在设定温度范围内。
较佳地，上述实施例提供的高聚物热形变性能测量仪还包括计算机程序，用于根据加热炉的温度、压力组件所施加的压力、位移检测组件所检测到压力组件所发生的位移量，得到所测试样的温度-形变曲线。
综上，本发明提供的高聚物热形变性能测量仪通过上述实施例的设计，使高聚物热形变性能测量仪具有很好的保温隔热性能，从而能更好地将试样锅内的试样维持在所需温度范围内(优选能达到1200℃)，最终提高高聚物热形变性能测量仪的测量效率及测量精度。
综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种高聚物热形变性能测量仪，其特征在于，所述高聚物热形变性能测量仪包括：
加热炉，所述加热炉包括炉体、试样锅及压力组件；其中，所述试样锅用于容纳试样，且所述试样锅安置在所述炉体内；所述压力组件用于对所述试样锅内的试样施加压力，使试样发生形变，且在试样形变的过程中产生位移；
位移检测组件，所述位移检测组件用于检测所述压力组件发生的位移量；
温度控制装置，所述温度控制装置与所述炉体连接，用于控制所述加热炉的加热温度。
2.根据权利要求1所述的高聚物热形变性能测量仪，其特征在于，所述试样锅的上端设有敞口，用于使压力组件的下端伸入所述试样锅内；和/或
所述试样锅的材质为金属材质；优选地，所述试样锅的材质为铜；优选地，所述试样锅的内径为5.5-6.5mm，外径为7.5-8.5mm，高度为5.5-6.5mm，底厚0.5-1.5mm。
3.根据权利要求1或2所述的高聚物热形变性能测量仪，其特征在于，所述加热炉还包括样品台；其中，所述样品台设置在所述炉体内，且所述试样锅放置在所述样品台上。
4.根据权利要求3所述的高聚物热形变性能测量仪，其特征在于，所述加热炉还包括至少两根连接杆，其中，所述连接杆的上端连接所述炉体，所述连接杆的下端连接所述样品台，以将所述样品台固定在所述炉体内；
优选地，所述连接杆环绕所述试样锅设置；
优选地，所述连接杆为两根。
5.根据权利要求4所述的高聚物热形变性能测量仪，其特征在于，每根所述连接杆均包括第一杆，其中，所述第一杆位于所述连接杆的下端，且所述第一杆的材质为绝热材料；
优选地，所述加热炉还包括支承台；其中，所述支承台套装在所述连接杆上；并且，所述连接杆上的位于所述支承台和样品台之间的杆体为所述第一杆。
6.根据权利要求1-5任一项所述的高聚物热形变性能测量仪，其特征在于，所述压力组件包括：
加力杆，所述加力杆包括加力杆本体和配重块；所述配重块安装在所述加力杆本体上，用于调节所述压力组件对所述试样施加压力的大小
顶杆，所述顶杆设置在所述加力杆本体的下端，且用于伸入所述试样锅内，挤压所述试样；
优选地，所述顶杆的外径小于所述加力杆本体的外径；
优选地，所述配重块套装在所述加力杆本体的上端。
优选地，所述位移检测组件包括位移传感器，其中，所述位移传感器安置在所述加力杆本体的上端部，用于检测所述加力杆本体随着试样发生形变而向下产生的位移量。
7.根据权利要求3-6任一项所述的高聚物热形变性能测量仪，其特征在于，所述炉体包括：
第一腔体；
第二腔体；
其中，所述第一腔体和第二腔体能连接成一封闭的腔体；其中，所述样品台安置在所述封闭的腔体内；
优选地，所述第一腔体的一侧和第二腔体的一侧转动连接，所述第一腔体的另一侧和第二腔体的另一侧安装有扣合结构；
优选地，所述炉体还包括安置台；其中，所述第一腔体安置在所述安置台上，且所述第二腔体能相对于所述安置台旋转。
8.根据权利要求7所述的高聚物热形变性能测量仪，其特征在于，
所述第一腔体包括第一侧壁、第一上盖；
优选地，所述样品台固定在所述第一腔体内；
所述第二腔体包括第二侧壁、第二上盖及底台；
其中，当所述第一腔体和第二腔体连接成封闭的腔体时，所述第一侧壁和第二侧壁连接成封闭腔体的侧壁；所述第一上盖和第二上盖连接成炉体的上盖体；所述底台为封闭腔体的底部；
优选地，所述第一侧壁和第二侧壁由内向外依次设置有加热层、保温层；优选地，所述第一侧壁和第二侧壁的保温层外侧还设置有保护层；
优选地，所述底台选用绝热材质。
9.根据权利要求8所述的高聚物热形变性能测量仪，其特征在于，所述第一盖体包括第一下盖体和第一上盖体；所述第二盖体包括第二上盖体和第二下盖体；其中，所述第一下盖体和第二下盖体能适配连接；所述第一上盖体和第二上盖体适配连接；
优选地，所述第一下盖体和第一上盖体之间形成中空结构；所述第二下盖体和第二上盖体之间形成中空结构；
优选地，第一下盖体、第二下盖体均选用绝热材质；
优选地，当所述压力组件包括加力杆时，所述第一下盖体上还固定有支撑板体，所述支撑板体套装在所述加力杆本体上，所述配重块安置在支撑板体上。
10.根据权利要求1-9任一项所述的高聚物热形变性能测量仪，其特征在于，所述样品台内还安装有温度检测器，用于检测样品台的温度，以使所述试样锅内试样的温度维持在设定温度范围内；
优选地，所述温度控制装置与所述温度检测器连接；优选地，当所述炉体包括加热层时，所述温度控制装置与所述加热层连接。
优选地，所述温度控制装置包括TA温控表。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109060527A (zh) * | 2018-07-11 | 2018-12-21 | 南阳理工学院 | 一种电子设备电路板用耐压性能检测装置 |
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2017
- 2017-10-30 CN CN201711039471.3A patent/CN107703176A/zh active Pending
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