CN112461405A - 一种金属材料挠度、温度连续测试的检测装置及测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种金属材料挠度、温度连续测试的检测装置及测试方法，所提出的测试装置包括第一传感器、夹具、夹紧机构、水平X方向调节机构、水平Y方向调节机构、第二传感器、机箱；根据本发明的检测装置能够对各种型式的双金属结构进行挠度测试和表面温度的连续测试，能实现挠度、温度的同步测试，还能对复杂结构进行任意点的测量。

Description

一种金属材料挠度、温度连续测试的检测装置及测试方法
技术领域
本发明涉及到的挠度-温度连续测试检测装置主要应用于电器的双金属检测，尤其是双金属片的挠度-温度随时间连续变化的检测。通过快捷夹具、测试平台对双金属片的夹紧测试，实现对双金属片等热敏元件的挠度、温度的实时检测，还能适用多种结构的双金属测量，并且适用复杂结构双金属不同任何位置的挠度、温度。
背景技术
目前无论在国外还是在国内双金属挠度、温度检测都没有成熟的专业检测装置及方法，相关技术研究也相对迟缓，多数为简单的简易测试工装和测试方法，测试系统只是针对类似行业的原材料级的力值测试，且为单点非连续测试。对双金属的挠度变形和温度检测还不能进行精确测量。为解决双金属挠度变形的精确测量，实现变形过程检测，本方案提供一种能够同时检测挠度和温度的装置。
本发明提供的双金属挠度、温度测试检测装置能实现挠度随时间的连续变化监测功能，适用多种结构的双金属测量，能对复杂结构双金属不同任何位置的挠度进行检测，能实现温度随时间的连续变化监测功能，而且能同时测量挠度、温度随时间变化的关系，将温度场和挠度变化的物理场进行了时间域上的耦合。
发明内容
为解决双金属挠度变形的精确测量，实现变形过程检测，本方案提供一种能够同时检测挠度和温度的装置。该装置实现双金属片的挠度、温度的精密检测，将挠度、温度变化曲线进行实时记录，提高双金属的设计稳定性。本发明提供一种双金属挠度、温度连续测试的检测装置，所述装置包括第一传感器(1)、夹具(2)、夹紧机构(3)、水平X方向调节机构(4)、水平Y方向调节机构(5)、第二传感器(6)、机箱(7)，其中所述机箱(7)为多层结构，所述夹具(2)、夹紧机构(3)、水平X方向调节装置(4)、水平Y方向调节机构(5)依次安装于机箱(7)中层，所述夹具(2)用于夹持双金属片，所述夹紧机构(3)夹紧夹具(2)，所述夹紧机构(3)通过水平X方向调节装置(4)及水平Y方向调节机构(5)实现水平方向的调整，从而调整双金属片的测试点；所述第一传感器(1)位于机箱(7)底层；所述第二传感器(6)安装于机箱(7)顶层；所述第一传感器(1)、第二传感器(6)、双金属片位于同一中心线上。
进一步的，所述机箱(7)为三角截面形状的多层结构，一方面节约安装空间，另一方面符合人体工程学，便于测试。
进一步的，所述第一传感器(1)为位移传感器，用于测量双金属片的挠度变化，所述第二传感器(6)为温度传感器，用于测量双金属片的温度变化。
进一步的，所述机箱(7)通过第一安装板(71)、第二安装板(72)、第三安装板(73)分隔为三层；所述第一传感器(1)安装在第一安装板(71)上，所述第二传感器(6)安装在第三安装板(73)上，所述夹具(2)、夹紧机构(3)、水平X方向调节机构(4)、水平Y方向调节机构(5)安装在第二安装板(72)上。
进一步的，所述机箱(7)上有第一测试孔(711)、第二测试孔(721)、第三测试孔(731)，第一测试孔(711)、第二测试孔(721)、第三测试孔(731)分别位于机箱(7)的第一安装板(71)、第二安装板(72)、第三安装板(73)上，且其位于同一中心线。
进一步的，所述夹具可根据被测双金属片进行适应性设计。
进一步的，所述测试设备还包括数据采集单元和处理机，所述数据采集单元实时采集双金属片的测试参数，并发送至处理机进行数据处理。
本发明还提出了一种双金属挠度、温度连续测试方法，所述方法包括以下步骤：
步骤S1，将双金属片放置于夹具(2)的双金属片安装孔(21)内，此时沿着滑道(101)将夹具(2)和被测零件放置于检测设备内，扳动夹紧手柄(31)将夹具(2)夹紧，
步骤S2，旋转X方向调节旋钮(41)和Y方向调节旋钮(51)将被测件置于第二测试孔(721)大约中心位置，再进行微调将被测件测试点对准激光位移传感器(1)的光斑位置，此时给双金属进行通电，进行测试；
步骤S3，双金属开始发热变形，位移传感器(1)实现对挠度的检测并记录于数据采集器，温度传感器(6)通过第三测试孔(731)实现对双金属片测试点的温度测量，并记录于数据采集器；
步骤S4，测试完成后，扳动夹紧手柄(31)，装卡另一个待测件按上述方法进行检测。
有益技术效果：本发明涉及到的挠度-温度连续测试检测装置主要应用于电器的双金属检测，尤其是双金属片的挠度-温度随时间连续变化的检测。通过快捷夹具、测试平台对双金属片的夹紧测试，实现对双金属片等热敏元件的挠度、温度的实时检测，还能适用多种结构的双金属测量，并且适用复杂结构双金属不同任何位置的挠度、温度。
附图说明
图1装置整体结构示意图，
图2箱体结构轴向俯视示意图，
图3箱体结构轴向仰视示意图，
图4安装板与温度传感器安装示意图，
图5夹具部位轴向俯视示意图，
图6夹具部位轴向仰视示意图，
图7温度传感器及安装板安装示意图，
图8箱体夹具测试孔示意图。
其中，1-第一传感器，2-夹具，3-夹紧机构，4-水平X方向调节装置，5-水平Y方向调节机构，6-第二传感器，7-机箱，8-数据采集器，9-处理机，10-支撑板，21-双金属片安装孔，41-X方向调节旋钮，51-Y方向调节旋钮，71-第一安装板，72-第二安装板，73-第三安装板，711-第一测试孔，721-第二测试孔，731-第三测试孔，101-滑道，102-让位孔。
具体实施方式
参见附图1-8，如图1所示，夹具(2)通过夹紧机构(3)固定于板(10)上，板(10)装配于水平X方向调节装置(4)和水平Y方向调节机构(5)上，夹紧手柄(31)位于夹紧机构(3)，X方向调节旋钮(41)和Y方向调节旋钮(51)分别位于水平X方向调节装置(4)和水平Y方向调节机构(5)上，夹具(2)可通过滑道(101)进行固定和取出，双金属片安装孔(21)位于夹具(2)上。
夹具(2)、夹紧机构(3)、水平X方向调节装置(4)、水平Y方向调节机构(5)整体安装于安装板(72)上，夹具(2)上的双金属片安装孔(21)与测试孔(721)配合对应。
温度传感器(6)安装于安装板(73)上，并与测试孔(731)配合对应。测试孔(711)、夹具(2)的双金属片安装孔(21)、让位孔(102)、测试孔(721)、测试孔(731)均配合对应；
双金属片检测时，先确定双金属的被测点，此时可以使用记号笔进行标记，随后将双金属片放置于夹具(2)的双金属片安装孔(21)内，注意双金属片装卡时不能发生变形，此时沿着滑道(101)将夹具(2)和被测零件放置于检测设备内，扳动夹紧手柄(31)将夹具(2)夹紧，起到固定夹紧被测件的目的，旋转X方向调节旋钮(41)和Y方向调节旋钮(51)将被测件置于测试孔(721)大约中心位置，再进行微调将被测件测试点(标记点)对准激光位移传感器(1)的光斑位置，抹去被测件的标记点，此时给双金属进行通电，双金属开始发热变形，位移传感器(1)实现对挠度的检测并记录于软件，温度传感器(6)通过测试孔(731)实现对双金属片测试点的温度测量，并记录于其相关软件。测试完成后，扳动夹紧手柄(31)取出被测件，装卡另一个待测件按上述方法进行检测。上述测试过程中，保证其他物品不能碰触机箱等被测系统，避免对被测件造成干扰，测试时周围避免气流影响。
本发明首次提出了双金属结构的温度、挠度场的耦合并给出了解决方案；所提出的双金属挠度、温度测试检测装置能实现挠度随时间的连续变化监测功能，适用多种结构的双金属测量，能对复杂结构双金属不同任何位置的挠度进行检测，能实现温度随时间的连续变化监测功能，而且能同时测量挠度、温度随时间变化的关系，将温度场和挠度变化的物理场进行了时间域上的耦合。

Claims (9)

1.一种双金属挠度、温度时间连续测试装置，其特征在于，所述装置包括第一传感器(1)、夹具(2)、夹紧机构(3)、水平X方向调节机构(4)、水平Y方向调节机构(5)、第二传感器(6)、机箱(7)，其中所述机箱(7)为多层结构，所述夹具(2)、夹紧机构(3)、水平X方向调节装置(4)、水平Y方向调节机构(5)依次安装于机箱(7)中层，所述夹具(2)用于夹持双金属片，所述夹紧机构(3)夹紧夹具(2)，所述夹紧机构(3)通过水平X方向调节装置(4)及水平Y方向调节机构(5)实现水平方向的调整，从而调整双金属片的测试点；所述第一传感器(1)位于机箱(7)底层；所述第二传感器(6)安装于机箱(7)顶层；所述第一传感器(1)、第二传感器(6)、双金属片位于同一中心线上。
2.如权利要求1所述的双金属挠度、温度时间连续测试装置，其特征在于，所述第一传感器(1)为位移传感器，用于测量双金属片的挠度变化，所述第二传感器(6)为温度传感器，用于测量双金属片的温度变化。
3.如权利要求1所述的双金属挠度、温度时间连续测试装置，其特征在于，所述机箱(7)为三角截面形状的多层结构。
4.如权利要求3所述的双金属挠度、温度时间连续测试装置，其特征在于，所述机箱(7)上有测试孔(711)、测试孔(721)、测试孔(731)，测试孔(711)、测试孔(721)、测试孔(731)分别位于机箱(7)的安装板(71)、安装板(72)、安装板(73)三层，且其位于同一中心线；第一传感器(1)为位移传感器，固定于安装板(71)上，并与安装板(71)上的测试孔(711)配合对应，第二传感器(6)为温度传感器，安装于安装板(73)上，并与测试孔(731)配合对应。
5.如权利要求4所述的双金属挠度、温度时间连续测试装置，其特征在于，测试孔(711)、夹具(2)的安装孔(21)、测试孔(82)、测试孔(721)、测试孔(731)均配合对应。
6.如权利要求5所述的双金属挠度、温度时间连续测试装置，其特征在于，所述夹具(2)通过夹紧机构(3)固定于板(8)上，板(8)装配于水平X方向调节装置(4)和水平Y方向调节机构(5)上，夹紧手柄(31)位于夹紧机构(3)，X方向调节旋钮(41)和Y方向调节旋钮(51)分别位于水平X方向调节装置(4)和水平Y方向调节机构(5)上，夹具(2)可通过滑道(81)进行固定和取出，安装孔(21)位于夹具(2)上。
7.如权利要求6所述的双金属挠度、温度时间连续测试装置，其特征在于，所述夹具(2)、夹紧机构(3)、水平X方向调节装置(4)、水平Y方向调节机构(5)整体安装于安装板(72)上，夹具(2)上的安装孔(21)与测试孔(721)配合对应。
8.如权利要求1所述的双金属挠度、温度时间连续测试装置，其特征在于，所述测试设备还包括数据采集单元和处理机，所述数据采集单元实时采集双金属片的测试参数，并发送至处理机进行数据处理。
9.一种基于如权利要求1-8任意一项所述测试装置的测试方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤S1，将双金属片放置于夹具(2)的双金属片安装孔(21)内，此时沿着滑道(101)将夹具(2)和被测零件放置于检测设备内，扳动夹紧手柄(31)将夹具(2)夹紧，
步骤S2，旋转X方向调节旋钮(41)和Y方向调节旋钮(51)将被测件置于第二测试孔(721)大约中心位置，再进行微调将被测件测试点对准激光位移传感器(1)的光斑位置，此时给双金属进行通电，进行测试；
步骤S3，双金属开始发热变形，位移传感器(1)实现对挠度的检测并记录于数据采集器，温度传感器(6)通过第三测试孔(731)实现对双金属片测试点的温度测量，并记录于数据采集器；
步骤S4，测试完成后，扳动夹紧手柄(31)，装卡另一个待测件按上述方法进行检测。
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