CN115326884A - 半导电橡塑材料电阻率的测试装置及评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及检测设备技术领域，尤其涉及一种半导电橡塑材料电阻率的测试装置，包括设于底座上并沿X向相对间隔形成检测区域的固定夹紧组件和移动夹紧组件，驱动组件驱动移动夹紧组件沿X向移动，导体组件设于检测区域一侧，包括可沿X向移动地设于底座上的升降平台、可沿Y向移动地设于升降平台上的支撑结构及设于支撑结构上的下、上导体。还涉及采用该装置的半导电橡塑材料电阻率的评价方法，由驱动组件驱动移动夹紧组件移动，对两端分别夹持于固定夹紧组件和移动夹紧组件的半导电试片进行拉伸后，导体组件动作将下、上导体移送至检测区域并分别接触半导电试片的下、上表面，通过测量仪器测得拉伸后的半导电试片的电压和电流，计算体积电阻率。

Description

半导电橡塑材料电阻率的测试装置及评价方法

技术领域

本发明涉及检测设备技术领域，尤其涉及一种半导电橡塑材料电阻率的测试装置及一种基于该测试装置的半导电橡塑材料电阻率的评价方法。

背景技术

电缆中采用半导电橡胶材料作为导体的保护层，具有能优化电场分布、降低运行故障概率等优点，半导电材料成型部件在使用过程中会受到张力、压力，致使其产生形变，长度和厚度产生变化，影响材料微观结构及其导电性能。半导电橡胶材料属于半导电橡塑材料的一种，现有技术中，缺少针对半导电橡塑材料拉伸后的性能测试装置，不能精准测试和评价半导电橡塑材料拉伸后的电阻率。

发明内容

鉴于现有技术的上述缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种半导电橡塑材料电阻率的测试装置，能够实现对半导电橡塑材料进行拉伸试验并测量拉伸后的电阻率。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种半导电橡塑材料电阻率的测试装置，包括：底座；固定夹紧组件，固设于底座上，固定夹紧组件用于夹持待测试的半导电试片的一端；移动夹紧组件，可沿X向移动地设于底座上，移动夹紧组件与固定夹紧组件沿X向相对间隔形成检测区域，移动夹紧组件用于夹持半导电试片的另一端；驱动组件，与移动夹紧组件相连接，驱动组件用于驱动移动夹紧组件沿X向移动并使移动夹紧组件在指定位置保持停留；导体组件，沿Y向设于检测区域的一侧，导体组件包括可沿X向移动地设于底座上并可沿Z向升降的升降平台、可沿Y向移动地设于升降平台上的支撑结构以及设于支撑结构上的下导体和上导体，上导体与下导体之间沿Z向间隔形成供半导电试片穿过的间隙。

优选地，固定夹紧组件包括由下至上依次叠置并通过第一螺杆相连接的连接块、第一夹块、第二夹块和第一压块，连接块与底座固定连接，第一螺杆的两端分别穿出连接块和第一压块并连接第一螺母，第一夹块和第二夹块相对的面为与半导电试片相接触的夹持面。

优选地，移动夹紧组件包括由下至上依次叠置并通过第二螺杆相连接的移动块、第三夹块、第四夹块和第二压块，移动块连接驱动组件并与第二螺杆的下端固定连接，第二螺杆的上端穿出第二压块并连接第二螺母，第三夹块和第四夹块相对的面为与半导电试片相接触的夹持面。

优选地，夹持面上设有点状凸起或短条状凸起或长条状凸起。

优选地，驱动组件包括固设于底座上的固定块、沿X向设置的拉杆和设于拉杆的一端上的手柄，拉杆的外周面上设有外螺纹，固定块设有具有内螺纹的穿孔，拉杆穿设于穿孔并通过外螺纹与穿孔的内螺纹配合连接，拉杆的另一端与移动夹紧组件活动连接。

优选地，拉杆的外周面上套设有紧固块，紧固块设有具有内螺纹的内孔，内孔的内螺纹与拉杆的外螺纹配合连接。

优选地，拉杆与移动夹紧组件相连接的一端的外周面上沿周向开设有环形凹槽，移动夹紧组件上连接有挡板，挡板与环形凹槽卡接配合。

优选地，支撑结构包括下支撑板和上支撑板，下支撑板可沿Y向移动地设于升降平台上，下支撑板的上表面上设有盲孔，下导体的下端置于盲孔内，上支撑板平行间隔地设于下支撑板的上方并与下支撑板相连接，上支撑板上设有通孔，通孔与盲孔同轴设置，上导体穿设于通孔。

本发明还提供一种半导电橡塑材料电阻率的评价方法，采用如上所述的半导电橡塑材料电阻率的测试装置，依次包括以下步骤：步骤一、将半导电试片的两端分别夹持固定于固定夹紧组件和移动夹紧组件，通过驱动组件驱动移动夹紧组件沿X向移动，对半导电试片进行拉伸试验，拉伸试验在预设环境温度下进行并具有预设拉伸比例或预设拉伸时间；步骤二、导体组件动作将下导体和上导体移送至检测区域，使下导体和上导体分别接触半导电试片的下表面和上表面，将测量仪器与下导体和上导体连接，通过测量仪器测得半导电试片的电压和电流；步骤三、计算半导电试片拉伸后的体积电阻率。

优选地，还包括：步骤四、设定多个依次递增的预设拉伸比例，在同一预设环境温度下依次按照多个预设拉伸比例重复进行步骤一至步骤三，获得半导电试片拉伸后的体积电阻率与预设拉伸比例的关系；步骤五、设定多个依次递增的预设拉伸时间，在同一预设环境温度下依次按照多个预设拉伸时间重复进行步骤一至步骤三，获得半导电试片拉伸后的体积电阻率与预设拉伸时间的关系；步骤六、将检测区域容纳于烘箱中，通过烘箱改变预设环境温度，设定多个依次递增的预设环境温度，在同一预设拉伸比例下依次按照多个预设环境温度重复进行步骤一至步骤三，获得半导电试片拉伸后的体积电阻率与预设环境温度的关系。

与现有技术相比，本发明具有显著的进步：

本发明通过将待测试的半导电试片置于移动夹紧组件与固定夹紧组件之间的检测区域内，并将半导电试片的两端分别夹持固定于固定夹紧组件和移动夹紧组件，通过驱动组件驱动移动夹紧组件沿X向移动，对半导电试片进行拉伸试验，拉伸试验完成后，导体组件动作，通过升降平台沿X向移动、升降平台沿Z向升降以及支撑结构沿Y向移动，将下导体和上导体移送至检测区域，并使得下导体和上导体分别接触半导电试片的下表面和上表面，然后将测量仪器与下导体和上导体连接，通过测量仪器测得拉伸后的半导电试片的电压和电流，从而可计算半导电试片拉伸后的体积电阻率。由此，本发明能够实现对半导电橡塑材料进行拉伸试验并测量半导电橡塑材料拉伸后的电阻率。

附图说明

图1是本发明实施例的半导电橡塑材料电阻率的测试装置的整体结构示意图。

图2是本发明实施例的半导电橡塑材料电阻率的测试装置去掉导电组件后的结构示意图。

图3是本发明实施例的半导电橡塑材料电阻率的测试装置中，导电组件的结构示意图。

图4是本发明实施例的半导电橡塑材料电阻率的测试装置中，底座的结构示意图。

图5是本发明实施例的半导电橡塑材料电阻率的测试装置中，连接块的结构示意图。

图6是本发明实施例的半导电橡塑材料电阻率的测试装置中，移动块的结构示意图。

图7是本发明实施例的半导电橡塑材料电阻率的测试装置中，夹块的夹持面上设有点状凸起的结构示意图。

图8是本发明实施例的半导电橡塑材料电阻率的测试装置中，夹块的夹持面上设有短条状凸起的结构示意图。

图9是本发明实施例的半导电橡塑材料电阻率的测试装置中，夹块的夹持面上设有长条状凸起的结构示意图。

图10是本发明实施例的半导电橡塑材料电阻率的测试装置中，固定块的结构示意图。

图11是本发明实施例的半导电橡塑材料电阻率的测试装置中，拉杆的结构示意图。

图12是本发明实施例的半导电橡塑材料电阻率的测试装置中，挡板的结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

1 底座 41 固定块

11 X向轨道 411 穿孔

2 固定夹紧组件 42 拉杆

21 连接块 421 凸台柱

211 连接部 422 环形凹槽

22 第一夹块 43 手柄

23 第二夹块 44 紧固块

24 第一压块 5 导体组件

25 第一螺杆 51 升降平台

26 第一螺母 52 支撑结构

3 移动夹紧组件 521 下支撑板

31 移动块 522 上支撑板

311 插孔 523 Y向轨道

32 第三夹块 524 第三螺杆

33 第四夹块 53 下导体

34 第二压块 54 上导体

35 第二螺杆 A 检测区域

36 第二螺母 a 夹持面

37 挡板 b1 点状凸起

371 半圆凹槽 b2 短条状凸起

4 驱动组件 b3 长条状凸起

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“X向”、“Y向”、“Z向”、“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1至图12所示，本发明的半导电橡塑材料电阻率的测试装置的一种实施例。

参见图1和图2，本实施例的半导电橡塑材料电阻率的测试装置包括底座1、固定夹紧组件2、移动夹紧组件3、驱动组件4和导体组件5。

其中，固定夹紧组件2固设于底座1上，固定夹紧组件2用于夹持待测试的半导电试片的一端。

移动夹紧组件3可沿X向移动地设于底座1上，移动夹紧组件3与固定夹紧组件2沿X向相对间隔设置，移动夹紧组件3与固定夹紧组件2之间形成检测区域A，移动夹紧组件3用于夹持半导电试片的另一端，半导电试片位于检测区域A内。

驱动组件4与移动夹紧组件3相连接，驱动组件4用于驱动移动夹紧组件3沿X向移动并使移动夹紧组件3在指定位置保持停留，通过移动夹紧组件3沿X向移动对半导电试片进行拉伸试验。

导体组件5沿Y向设于检测区域A的一侧。结合图3，导体组件5包括升降平台51、支撑结构52、下导体53和上导体54。升降平台51可沿X向移动地设于底座1上，升降平台51可沿Z向升降。支撑结构52可沿Y向移动地设于升降平台51上，下导体53和上导体54均设于支撑结构52上，上导体54与下导体53之间沿Z向间隔形成供半导电试片穿过的间隙。升降平台51在底座1上沿X向移动时带动支撑结构52、下导体53和上导体54随之同步沿X向移动，升降平台51沿Z向升降时驱动支撑结构52、下导体53和上导体54同步沿Z向升降，支撑结构52在升降平台51上沿Y向移动时带动下导体53和上导体54随之同步沿Y向移动。

本实施例的半导电橡塑材料电阻率的测试装置的工作原理为：将待测试的半导电试片置于移动夹紧组件3与固定夹紧组件2之间的检测区域A内，并将半导电试片的两端分别夹持固定于固定夹紧组件2和移动夹紧组件3，通过驱动组件4驱动移动夹紧组件3沿X向移动，对半导电试片进行拉伸试验，拉伸试验完成后，导体组件5动作，通过升降平台51沿X向移动、升降平台51沿Z向升降以及支撑结构52沿Y向移动，将下导体53和上导体54移送至检测区域A，并使得下导体53和上导体54分别接触半导电试片的下表面和上表面，然后将测量仪器与下导体53和上导体54连接，测量仪器为现有常规设备，通过测量仪器测得拉伸后的半导电试片的电压和电流，从而可计算半导电试片拉伸后的体积电阻率。由此，本实施例的半导电橡塑材料电阻率的测试装置能够实现对半导电橡塑材料进行拉伸试验并测量半导电橡塑材料拉伸后的电阻率。

参见图2，本实施例中，优选地，固定夹紧组件2包括由下至上依次叠置的连接块21、第一夹块22、第二夹块23和第一压块24。连接块21与底座1固定连接，结合图4和图5，连接块21的下表面的中部向下凸出形成连接部211，连接部211与底座1通过螺钉连接固定。连接块21、第一夹块22、第二夹块23和第一压块24通过第一螺杆25相连接，第一螺杆25依次穿过连接块21、第一夹块22、第二夹块23和第一压块24，并且，第一螺杆25的两端分别穿出连接块21和第一压块24并连接第一螺母26。通过拧松第一螺母26可以使第一夹块22与第二夹块23之间分开以便于放入半导电试片的端部；通过拧紧第一螺母26可以将连接块21、第一夹块22、第二夹块23和第一压块24相互压紧而将半导电试片的端部夹紧固定。第一夹块22和第二夹块23相对的面为与半导电试片相接触的夹持面a。

参见图2，本实施例中，优选地，移动夹紧组件3包括由下至上依次叠置的移动块31、第三夹块32、第四夹块33和第二压块34。移动块31、第三夹块32、第四夹块33和第二压块34通过第二螺杆35相连接，第二螺杆35依次穿过移动块31、第三夹块32、第四夹块33和第二压块34，并且，第二螺杆35的下端与移动块31固定连接，第二螺杆35的上端穿出第二压块34并连接第二螺母36。移动块31可滑动地放置在底座1上，移动块31与驱动组件4相连接，驱动组件4驱动移动块31沿X向移动，由移动块31带动移动夹紧组件3整体沿X向移动。通过拧松第二螺母36可以使第三夹块32与第四夹块33之间分开以便于放入半导电试片的端部；通过拧紧第二螺母36可以将第二压块34、第四夹块33和第三夹块32压紧在移动块31上，从而将半导电试片的端部夹紧固定。第三夹块32和第四夹块33相对的面为与半导电试片相接触的夹持面a。

为增加第一夹块22和第二夹块23、第三夹块32和第四夹块33与半导电试片之间的接触摩擦力，避免在拉伸试验时半导电试片脱落，本实施例中，优选地，在第一夹块22和第二夹块23、第三夹块32和第四夹块33的夹持面a上均设有凸起，该凸起可以是如图7所示的点状凸起b1，也可以是如图8所示的短条状凸起b2，也可以是如图9所示的长条状凸起b3。本实施例的半导电橡塑材料电阻率的测试装置可以配备具有点状凸起b1、短条状凸起b2和长条状凸起b3三种规格的多个夹块，以备用作第一夹块22和第二夹块23、第三夹块32和第四夹块33，适配各种类型的半导电试片。

为避免对半导电试片的电压、电流测量数据造成影响，本实施例中，优选地，连接块21和第一压块24、移动块31和第二压块34均采用绝缘材料或者无磁金属材料制成，如尼龙或氟塑料或酚醛树脂。

参见图2，本实施例中，优选地，驱动组件4包括固定块41、拉杆42和手柄43。固定块41固设于底座1上，固定块41与底座1之间通过螺钉连接固定，固定块41在底座1上与固定夹紧组件2的连接块21沿X向间隔相对设置，移动夹紧组件3位于固定块41与固定夹紧组件2之间。拉杆42沿X向设置，拉杆42的外周面上设有外螺纹，固定块41设有具有内螺纹的穿孔411(参见图10)，拉杆42穿设于穿孔411并通过外螺纹与穿孔411的内螺纹配合连接。手柄43设于拉杆42的一端上，手柄43与拉杆42之间可以采用螺纹连接。拉杆42的另一端与移动夹紧组件3活动连接。通过手柄43转动拉杆42，由拉杆42与固定块41穿孔411的螺纹配合，可使拉杆42相对固定块41沿X向直线位移并带动移动夹紧组件3随之同步沿X向移动。

本实施例中，拉杆42与移动夹紧组件3的移动块31活动连接。参见图6，移动块31朝向固定块41的一侧面上设有插孔311，参见图11，拉杆42连接移动夹紧组件3的一端设有凸台柱421，凸台柱421铰接于插孔311，由此实现拉杆42与移动块31活动连接，并使得拉杆42可相对移动块31转动，并且拉杆42沿X向直线位移时带动移动块31随之同步移动。

为防止拉杆42脱落，优选地，参见图11，拉杆42与移动夹紧组件3相连接的一端的外周面上沿周向开设有环形凹槽422，环形凹槽422位于凸台柱421的侧面，参见图2，移动夹紧组件3上连接有挡板37，挡板37与移动夹紧组件3的移动块31朝向固定块41的一侧面固定连接，挡板37与移动块31之间通过螺钉连接固定，拉杆42穿过挡板37并通过凸台柱42铰接于移动块31上的插孔311内，挡板37则与拉杆42上的环形凹槽421卡接配合。通过挡板37可以对拉杆42起到限位作用，使拉杆42和移动块31沿X向保持相对固定。结合图12，挡板37优选设有两个，两个挡板37在拉杆42环形凹槽421的两侧相对接，两个挡板37的对接面上均设有与拉杆42的环形凹槽421相抵接的半圆凹槽371，两个挡板37的半圆凹槽371相对接构成一圆孔，该圆孔的直径与拉杆42环形凹槽421的内径相适配。

参见图2，本实施例中，优选地，拉杆42的外周面上套设有紧固块44，紧固块44设有具有内螺纹的内孔，紧固块44内孔的内螺纹与拉杆42的外螺纹配合连接。在拉伸试验过程中，当将半导电试片拉伸一定距离后，转动紧固块44，使紧固块44紧贴固定块41，可以对拉杆42与固定块41起到紧固作用，使拉杆42保持不动，从而使移动夹紧组件3保持固定不动。通过紧固块44增加了测试装置的稳定性，特别是在半导电试片长时间受力的工况下，若仅依靠固定块41与拉杆42的螺纹连接对拉杆42保持固定，长时间受力可能会造成螺纹损坏，由紧固块44辅助紧固，则可增加紧固力，避免螺纹损坏。

参见图1和图2，本实施例中，优选地，底座1上设有沿X向延伸的X向轨道11，升降平台51的底部与X向轨道11滑动配合，由此实现升降平台51可沿X向移动地设于底座1上。

参见图3，本实施例中，优选地，支撑结构52包括下支撑板521和上支撑板522。下支撑板521可沿Y向移动地设于升降平台51上，升降平台51上设有沿Y向延伸的Y向轨道523，下支撑板521的底部与Y向轨道523滑动配合。下支撑板521的上表面上设有盲孔，下导体53的下端置于下支撑板521上的盲孔内，下支撑板521上的盲孔对下导体53起定位作用。上支撑板522平行间隔地设于下支撑板521的上方，上支撑板522与下支撑板521通过第三螺杆524相连接固定。上支撑板522上设有通孔，上支撑板522上的通孔与下支撑板521上的盲孔同轴设置且直径相等，上导体54穿设于上支撑板522上的通孔，上支撑板522上的通孔对上导体54起径向限位作用，使得上导体54与下导体53同轴间隔相对。下支撑板521沿Y向轨道523滑动时上支撑板522随之同步移动。使用时，将下导体53定位于下支撑板521上的盲孔内，在拉伸试验完成后，先通过导体组件5动作，将上支撑板522和下支撑板521伸出至检测区域A，并使下支撑板521和下导体53位于半导电试片的下方、上支撑板522位于半导电试片的上方，然后升降平台51上升，使下导体53上升至与半导电试片的下表面相接触，再将上导体54通过上支撑板522上的通孔缓慢放下，直至上导体54压住半导电试片的上表面，由此实现下导体53和上导体54分别接触拉伸试验完成后的半导电试片的下表面和上表面。

本实施例中，为避免对半导电试片的电压、电流测量数据造成影响，较佳地，下支撑板521和上支撑板522均采用绝缘材料制成，如尼龙或氟塑料或酚醛树脂；连接下支撑板521和上支撑板522的第三螺杆524采用绝缘材料制成，如尼龙或氟塑料。

本实施例中，为便于连接测量仪器，下导体53和上导体54的侧面上分别设置有用于连接测试导线的圆孔。

本实施例中，下导体53和上导体54均采用导电性能良好的金属材料，如紫铜或黄铜。下导体53和上导体54的形状并不局限，例如可以为圆柱形或矩形。下导体53和上导体54的横截面形状和尺寸相同。

本实施例中，升降平台51的结构形式并不局限，可以采用任意能够实现沿Z向伸缩并停留在任意指定位置的结构，例如本实施例中图3所示的升降架。

本实施例的半导电橡塑材料电阻率的测试装置能够适用于高温环境(不超过180℃)，满足高温场合的测量需求。

本实施例的半导电橡塑材料电阻率的测试装置可以与多种测量仪器(电阻测量仪)共同使用，方便测量材料的电阻，提高工作效率。例如，本实施例的半导电橡塑材料电阻率的测试装置可以与四探针测量仪共同使用，通过四探针法测量电阻，测量半导电试片的局部电阻。本实施例的半导电橡塑材料电阻率的测试装置也可与表面电阻测试仪共同使用，测量半导电试片的表面电阻。

采用本实施例的半导电橡塑材料电阻率的测试装置，通过改变对半导电试片拉伸试验的试验条件，如拉伸比例、拉伸时间或环境温度，进行多次不同试验条件下的拉伸试验并分别测量半导电试片拉伸后的电阻率，可以实现分别评价拉伸比例、拉伸时间和环境温度变化对半导电橡塑材料电阻性能的影响，绘制出材料的体积电阻率的曲线图，从而更加全面评价出应力应变对其电阻率的影响，为电力电缆屏蔽、电力电缆附件屏蔽的应用提供有效的数据及表征。

基于上述半导电橡塑材料电阻率的测试装置，本发明实施例还提供一种半导电橡塑材料电阻率的评价方法。本实施例的半导电橡塑材料电阻率的评价方法采用本实施例的上述半导电橡塑材料电阻率的测试装置，依次包括以下步骤。

步骤一、将半导电试片的两端分别夹持固定于固定夹紧组件2和移动夹紧组件3，通过驱动组件4驱动移动夹紧组件3沿X向移动，对半导电试片进行拉伸试验。拉伸试验在预设环境温度下进行并具有预设拉伸比例或预设拉伸时间。具体为，半导电试片的一端放入第一夹块22与第二夹块23之间，拧紧第一螺母26，使第一夹块22与第二夹块23的夹持面a与半导电试片压力接触而将其夹紧固定；半导电试片的另一端放入第三夹块32与第四夹块33之间，拧紧第二螺母36，使第三夹块32与第四夹块33的夹持面a与半导电试片压力接触而将其夹紧固定；然后通过手柄43转动拉杆42，由拉杆42拉动移动夹紧组件3沿X向移动，对半导电试片进行拉伸；当到达预设拉伸比例或预设拉伸时间时停止转动拉杆42，拉伸试验完成，此时，转动紧固块44至紧固块44紧贴固定块41，保证移动夹紧组件3保持固定不动。预设环境温度、预设拉伸比例和预设拉伸时间根据测试需要进行设定。

本实施例中，半导电试片的厚度均匀，半导电试片的厚度优选为0.1mm-5mm，半导电试片的宽度优选为10mm-100mm。较佳地，半导电试片的宽度不大于50mm时，拉伸速度不超过20mm/min；半导电试片的宽度大于50mm时，拉伸速度不超过50mm/min。

步骤二、导体组件5动作将下导体53和上导体54移送至检测区域A，使下导体53和上导体54分别接触半导电试片的下表面和上表面，将测量仪器与下导体53和上导体54连接，通过测量仪器测得半导电试片的电压和电流。具体为，在拉伸试验完成且移动夹紧组件3固定不动后，导体组件5通过升降平台51沿底座1上的X向轨道11滑动整体沿X向移动至固定夹紧组件2和移动夹紧组件3之间的检测区域A(亦即半导电试片所在的检测区域A)的一侧，然后升降平台51使下导体53的上表面所在位置低于半导电试片的下表面、上支撑板522所在位置高于半导电试片的上表面，然后下支撑板521沿Y向轨道523向检测区域A滑动，将上支撑板522和下支撑板521伸出至检测区域A，并使下支撑板521和下导体53位于半导电试片的下方、上支撑板522位于半导电试片的上方，然后升降平台51上升，使下导体53上升至与半导电试片的下表面相接触，再将上导体54通过上支撑板522上的通孔缓慢放下，直至上导体54水平压住半导电试片的上表面；再通过下导体53和上导体54侧面上的圆孔连接测量仪器，由测量仪器测出拉伸后的半导电试片的电压和电流，测量次数不低于三次，取平均值，得到一次拉伸试验后的半导电试片的平均电压

和平均电流

本实施例中，半导电试片的电压测量可采用单独的直流电压表或直流电源的电压测量端，电流测量可采用直流电源的电流测量端。测试过程中，直流电源的输出功率不超过0.1W，对于体积电阻较大的材料(如大于1×10⁶Ω·m)，直流电源的输出功率可适当增大，但不超过1W。测试过程中，半导电试片不应出现因试验功率过大造成的显著温升，半导电试片若有相应的温升，需降低直流电源的输出功率。

步骤三、计算半导电试片拉伸后的体积电阻率ρ_v。具体地，测量上导体54的横截面积S；测量半导电试片拉伸后的厚度，在半导电试片中部的不同位置测量，测量次数不低于三次，取平均值，得到一次拉伸试验后的半导电试片的平均厚度

即可通过公式

计算得到一次拉伸试验后的半导电试片的体积电阻率ρ_v。

由此，本实施例的半导电橡塑材料电阻率的评价方法能够实现对半导电橡塑材料进行拉伸试验并测量半导电橡塑材料拉伸后的电阻率。

本实施例中，下导体53和上导体54也可以采用GB/T 3048.3规定的电位电极和电流电极形式，当半导电试片宽度较窄或试样不规则时，下导体53可以更换为绝缘材料，如尼龙或氟塑料或酚醛树脂，上导体54可以更换为四探针形式，外侧两根金属探针为电流极，内侧两根金属探针为电位极，探针的间距为1mm-10mm。

若采用GB/T 3048.3规定的试验电极，则体积电阻率ρ_v的计算公式为：

其中，A是半导电试片厚度方向的截面积，L是电位电极的间距。

若采用四探针试验电极，则体积电阻率ρ_v的计算公式为：

其中，C是探针系数。

进一步，本实施例的半导电橡塑材料电阻率的评价方法还包括以下步骤。

步骤四、设定多个依次递增的预设拉伸比例，在同一预设环境温度下依次按照多个预设拉伸比例重复进行步骤一至步骤三，即在稳定的预设环境温度下对半导电试片进行多次不同预设拉伸比例的拉伸试验，计算获得每次拉伸试验后的半导电试片的体积电阻率，从而可绘制出预设拉伸比例与体积电阻率的曲线图，获得半导电试片拉伸后的体积电阻率与预设拉伸比例的关系。本实施例中，预设拉伸比例不超过150％。

步骤五、设定多个依次递增的预设拉伸时间，在同一预设环境温度下依次按照多个预设拉伸时间重复进行步骤一至步骤三，即在稳定的预设环境温度下对半导电试片进行多次不同预设拉伸时间的拉伸试验，计算获得每次拉伸试验后的半导电试片的体积电阻率，从而可绘制出预设拉伸时间与体积电阻率的曲线图，获得半导电试片拉伸后的体积电阻率与预设拉伸时间的关系。

步骤六、将检测区域A容纳于烘箱中，通过烘箱改变预设环境温度，设定多个依次递增的预设环境温度，在同一预设拉伸比例下依次按照多个预设环境温度重复进行步骤一至步骤三，即在一定的预设拉伸比例下对半导电试片进行多次不同预设环境温度的拉伸试验，计算获得每次拉伸试验后的半导电试片的体积电阻率，从而可绘制出一定预设拉伸比例时预设环境温度与体积电阻率的曲线图，获得半导电试片拉伸后的体积电阻率与预设环境温度的关系。本实施例中，预设环境温度不超过180℃。

由此，本实施例的半导电橡塑材料电阻率的评价方法，通过改变对半导电试片拉伸试验的试验条件，包括预设拉伸比例、预设拉伸时间和预设环境温度，进行多次不同试验条件下的拉伸试验并分别测量半导电试片拉伸后的电阻率，实现了分别评价预设拉伸比例、预设拉伸时间和预设环境温度变化对半导电橡塑材料电阻性能的影响，绘制出材料的体积电阻率的曲线图，从而更加全面评价出应力应变对其电阻率的影响，为电力电缆屏蔽、电力电缆附件屏蔽的应用提供有效的数据及表征。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种半导电橡塑材料电阻率的测试装置，其特征在于，包括：

底座(1)；

固定夹紧组件(2)，固设于所述底座(1)上，所述固定夹紧组件(2)用于夹持待测试的半导电试片的一端；

移动夹紧组件(3)，可沿X向移动地设于所述底座(1)上，所述移动夹紧组件(3)与所述固定夹紧组件(2)沿X向相对间隔形成检测区域(A)，所述移动夹紧组件(3)用于夹持所述半导电试片的另一端；

驱动组件(4)，与所述移动夹紧组件(3)相连接，所述驱动组件(4)用于驱动所述移动夹紧组件(3)沿X向移动并使所述移动夹紧组件(3)在指定位置保持停留；

导体组件(5)，沿Y向设于所述检测区域(A)的一侧，所述导体组件(5)包括可沿X向移动地设于所述底座(1)上并可沿Z向升降的升降平台(51)、可沿Y向移动地设于所述升降平台(51)上的支撑结构(52)以及设于所述支撑结构(52)上的下导体(53)和上导体(54)，所述上导体(54)与所述下导体(53)之间沿Z向间隔形成供所述半导电试片穿过的间隙。

2.根据权利要求1所述的半导电橡塑材料电阻率的测试装置，其特征在于，所述固定夹紧组件(2)包括由下至上依次叠置并通过第一螺杆(25)相连接的连接块(21)、第一夹块(22)、第二夹块(23)和第一压块(24)，所述连接块(21)与所述底座(1)固定连接，所述第一螺杆(25)的两端分别穿出所述连接块(21)和所述第一压块(24)并连接第一螺母(26)，所述第一夹块(22)和所述第二夹块(23)相对的面为与所述半导电试片相接触的夹持面(a)。

3.根据权利要求1所述的半导电橡塑材料电阻率的测试装置，其特征在于，所述移动夹紧组件(3)包括由下至上依次叠置并通过第二螺杆(35)相连接的移动块(31)、第三夹块(32)、第四夹块(33)和第二压块(34)，所述移动块(31)连接所述驱动组件(4)并与所述第二螺杆(35)的下端固定连接，所述第二螺杆(35)的上端穿出所述第二压块(34)并连接第二螺母(36)，所述第三夹块(32)和所述第四夹块(33)相对的面为与所述半导电试片相接触的夹持面(a)。

4.根据权利要求2或3所述的半导电橡塑材料电阻率的测试装置，其特征在于，所述夹持面(a)上设有点状凸起(b1)或短条状凸起(b2)或长条状凸起(b3)。

5.根据权利要求1所述的半导电橡塑材料电阻率的测试装置，其特征在于，所述驱动组件(4)包括固设于所述底座(1)上的固定块(41)、沿X向设置的拉杆(42)和设于所述拉杆(42)的一端上的手柄(43)，所述拉杆(42)的外周面上设有外螺纹，所述固定块(41)设有具有内螺纹的穿孔(411)，所述拉杆(42)穿设于所述穿孔(411)并通过所述外螺纹与所述穿孔(411)的内螺纹配合连接，所述拉杆(42)的另一端与所述移动夹紧组件(3)活动连接。

6.根据权利要求5所述的半导电橡塑材料电阻率的测试装置，其特征在于，所述拉杆(42)的外周面上套设有紧固块(44)，所述紧固块(44)设有具有内螺纹的内孔，所述内孔的内螺纹与所述拉杆(42)的外螺纹配合连接。

7.根据权利要求5所述的半导电橡塑材料电阻率的测试装置，其特征在于，所述拉杆(42)与所述移动夹紧组件(3)相连接的一端的外周面上沿周向开设有环形凹槽(422)，所述移动夹紧组件(3)上连接有挡板(37)，所述挡板(37)与所述环形凹槽(422)卡接配合。

8.根据权利要求1所述的半导电橡塑材料电阻率的测试装置，其特征在于，所述支撑结构(52)包括下支撑板(521)和上支撑板(522)，所述下支撑板(521)可沿Y向移动地设于所述升降平台(51)上，所述下支撑板(521)的上表面上设有盲孔，所述下导体(53)的下端置于所述盲孔内，所述上支撑板(522)平行间隔地设于所述下支撑板(521)的上方并与所述下支撑板(521)相连接，所述上支撑板(522)上设有通孔，所述通孔与所述盲孔同轴设置，所述上导体(54)穿设于所述通孔。

9.一种半导电橡塑材料电阻率的评价方法，其特征在于，采用如权利1至8中任意一项所述的半导电橡塑材料电阻率的测试装置，依次包括以下步骤：

步骤一、将半导电试片的两端分别夹持固定于所述固定夹紧组件(2)和所述移动夹紧组件(3)，通过所述驱动组件(4)驱动所述移动夹紧组件(3)沿X向移动，对所述半导电试片进行拉伸试验，所述拉伸试验在预设环境温度下进行并具有预设拉伸比例或预设拉伸时间；

步骤二、所述导体组件(5)动作将所述下导体(53)和所述上导体(54)移送至所述检测区域(A)，使所述下导体(53)和所述上导体(54)分别接触所述半导电试片的下表面和上表面，将测量仪器与所述下导体(53)和所述上导体(54)连接，通过所述测量仪器测得所述半导电试片的电压和电流；

步骤三、计算所述半导电试片拉伸后的体积电阻率。

10.根据权利要求9所述的半导电橡塑材料电阻率的评价方法，其特征在于，还包括：

步骤四、设定多个依次递增的预设拉伸比例，在同一预设环境温度下依次按照多个所述预设拉伸比例重复进行所述步骤一至所述步骤三，获得所述半导电试片拉伸后的体积电阻率与预设拉伸比例的关系；

步骤五、设定多个依次递增的预设拉伸时间，在同一预设环境温度下依次按照多个所述预设拉伸时间重复进行所述步骤一至所述步骤三，获得所述半导电试片拉伸后的体积电阻率与预设拉伸时间的关系；

步骤六、将所述检测区域(A)容纳于烘箱中，通过所述烘箱改变所述预设环境温度，设定多个依次递增的预设环境温度，在同一预设拉伸比例下依次按照多个所述预设环境温度重复进行所述步骤一至所述步骤三，获得所述半导电试片拉伸后的体积电阻率与预设环境温度的关系。

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