本實用新型涉及導(dǎo)電高分子復(fù)合材料性能測試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種導(dǎo)電高分子復(fù)合材料外場響應(yīng)行為的檢測裝置。

背景技術(shù)：

眾所周知的：導(dǎo)電高分子復(fù)合材料在溫度場、應(yīng)力場、有機溶劑等外場中表現(xiàn)出刺激-響應(yīng)特性，這使該材料常作為自控溫發(fā)熱材料、過流及過溫保護器、傳感元器件等廣泛應(yīng)用。其基本原理是導(dǎo)電高分子復(fù)合材料在受到溫度場、壓力場、有機溶劑等外場刺激時，其導(dǎo)電粒子間的相對位置發(fā)生變化，這使材料中的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)發(fā)生破壞和重組，電阻隨之發(fā)生改變。對導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的外場響應(yīng)行為進行檢測可為材料的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和實驗依據(jù)。然而，在實際研究中，進行導(dǎo)電高分子復(fù)合材料外場響應(yīng)行為的檢測裝置或多或少存在測試量程小，靈敏度低，操作繁瑣、裝置搭接拆卸復(fù)雜等技術(shù)問題，且成本高昂、不便于進行測試和使用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種操作方便、測試范圍廣、低成本等特點，并且可以檢測導(dǎo)電高分子復(fù)合材料在應(yīng)力、溫度、氣體等不同外場環(huán)境下導(dǎo)電響應(yīng)情況的導(dǎo)電高分子復(fù)合材料外場響應(yīng)行為的檢測裝置。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：導(dǎo)電高分子復(fù)合材料外場響應(yīng)行為的檢測裝置，包括：數(shù)據(jù)處理器、電阻測試裝置、應(yīng)力敏感測試裝置、溫度敏感測試裝置以及氣體敏感測試裝置；

所述電阻測試裝置與數(shù)據(jù)處理器電連接，所述電阻測試裝置具有正電極接線端和負電極接線端；

所述應(yīng)力敏感測試裝置包括電子萬能試驗機；所述電子萬能試驗機上設(shè)置有用于夾緊導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的電子萬能試驗機金屬夾具；所述電子萬能試驗機金屬夾具上夾緊的導(dǎo)電高分子復(fù)合材料一端設(shè)置有應(yīng)力檢測正電極以及應(yīng)力檢測負電極；所述應(yīng)力檢測正電極與電阻測試裝置的正電極接線端電連接，應(yīng)力檢測負電極與電阻測試裝置的負電極接線端電連接；

所述溫度敏感測試裝置包括加熱器、加熱容器以及控制加熱器加熱溫度的升降溫控制儀；所述加熱容器內(nèi)設(shè)置有溫度檢測正電極以及溫度檢測負電極；所述溫度檢測正電極與電阻測試裝置的正電極接線端電連接，所述溫度檢測負電極與電阻測試裝置的負電極接線端電連接；

所述氣體敏感測試裝置包括測試瓶；所述測試瓶具有密閉測試瓶內(nèi)腔的瓶蓋；所述瓶蓋上設(shè)置有貫穿瓶蓋延伸到測試瓶內(nèi)的氣體測試正電極和氣體測試負電極；

所述氣體測試正電極與電阻測試裝置的正電極接線端電連接，所述氣體測試負電極與電阻測試裝置的負電極接線端電連接。

進一步的，所述電阻測試裝置的正電極接線端設(shè)置有第一換向開關(guān)，所述電阻測試裝置的負電極接線端設(shè)置有第二換向開關(guān)；所述電阻測試裝置的正電極接線端通過第一換向開關(guān)分別與應(yīng)力檢測正電極、溫度檢測正電極、氣體測試正電極電連接；

所述電阻測試裝置的負電極接線端通過第二換向開關(guān)分別與應(yīng)力檢測負電極、溫度檢測負電極、氣體測試負電極電連接。

優(yōu)選的，所述電子萬能試驗機金屬夾具包括上夾具和下夾具；所述上夾具和下夾具均包括兩塊夾板；所述兩塊夾板之間具有間隙，所述夾板上設(shè)置有調(diào)節(jié)兩塊夾板之間間距的位置調(diào)節(jié)裝置；兩塊夾板的間隙內(nèi)，在兩塊夾板的對側(cè)面上均設(shè)置有絕緣層。

優(yōu)選的，所述絕緣層為絕緣橡膠墊。

優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)處理器采用電腦。

優(yōu)選的，所述電阻測試裝置采用數(shù)字萬用表。

進一步的，所述溫度敏感測試裝置還包括支架；所述支架具有橫梁，所述橫梁位于加熱容器上方，所述橫梁上設(shè)置有絕緣繩索，所述絕緣繩索延伸到加熱容器內(nèi)。

優(yōu)選的，所述測試瓶采用錐形瓶。

本實用新型的有益效果是：本實用新型提供的導(dǎo)電高分子復(fù)合材料外場響應(yīng)行為的檢測裝置由于包括應(yīng)力敏感測試裝置、溫度敏感測試裝置以及氣體敏感測試裝置；因此能夠?qū)?dǎo)電高分子復(fù)合材料在不同外場中的相應(yīng)情況進行檢測；同時本實用新型所述的導(dǎo)電高分子復(fù)合材料外場響應(yīng)行為的檢測裝置操作簡單、測試范圍廣、使用方便，并且可以根據(jù)需要選擇性的對導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的應(yīng)力敏感、溫度敏感或氣體敏感等外場響應(yīng)進行檢測。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例中導(dǎo)電高分子復(fù)合材料外場響應(yīng)行為的檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型實施例中導(dǎo)電高分子復(fù)合材料外場響應(yīng)行為的檢測裝置對符合材料進行拉伸敏感行為測試時的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實用新型實施例中電子萬能試驗機金屬夾具的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實用新型實施例中導(dǎo)電高分子復(fù)合材料外場響應(yīng)行為的檢測裝置對符合材料進行溫度敏感行為測試時的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實用新型實施例中導(dǎo)電高分子復(fù)合材料外場響應(yīng)行為的檢測裝置對符合材料進行氣體敏感行為測試時的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中標示：1-數(shù)據(jù)處理器，2-電阻測試裝置，3-應(yīng)力敏感測試裝置，31-電子萬能試驗機，4-溫度敏感測試裝置，41-加熱器，42-加熱容器，43-溫度檢測正電極，44-溫度檢測負電極，45-升降溫控制儀，46-支架，47-絕緣繩索，5-氣體敏感測試裝置，51-測試瓶，52-氣體測試正電極，53-氣體測試負電極，54-瓶蓋，6-電子萬能試驗機金屬夾具，61-上夾具，62-下夾具，63-夾板，64-絕緣層，65-間隙調(diào)節(jié)裝置，66-應(yīng)力檢測負電極，67-應(yīng)力檢測正電極，7-導(dǎo)電高分子復(fù)合材料。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

實施例

如圖1至圖5所示，本實用新型所述的導(dǎo)電高分子復(fù)合材料外場響應(yīng)行為的檢測裝置，包括：數(shù)據(jù)處理器1、電阻測試裝置2、應(yīng)力敏感測試裝置3、溫度敏感測試裝置4以及氣體敏感測試裝置5；

所述電阻測試裝置2與數(shù)據(jù)處理器1電連接，所述電阻測試裝置2具有正電極接線端和負電極接線端；

所述應(yīng)力敏感測試裝置3包括電子萬能試驗機31；所述電子萬能試驗機31上設(shè)置有用于夾緊導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的電子萬能試驗機金屬夾具6；所述電子萬能試驗機金屬夾具6上夾緊的電高分子復(fù)合材料7一端設(shè)置有應(yīng)力檢測正電極67以及應(yīng)力檢測負電極66；所述應(yīng)力檢測正電極67與電阻測試裝置2的正電極接線端電連接，應(yīng)力檢測負電極66與電阻測試裝置2的負電極接線端電連接；

所述溫度敏感測試裝置4包括加熱器41、加熱容器42以及控制加熱器41加熱溫度的升降溫控制儀45；所述加熱容器42內(nèi)設(shè)置有溫度檢測負電極44以及溫度檢測正電極43；所述溫度檢測正電極43與電阻測試裝置2的正電極接線端電連接，所述溫度檢測負電極44與電阻測試裝置2的負電極接線端電連接；

所述氣體敏感測試裝置5包括測試瓶51；所述測試瓶51具有密閉測試瓶內(nèi)腔的瓶蓋54；所述瓶蓋54上設(shè)置有貫穿瓶蓋54延伸到測試瓶51內(nèi)的氣體測試正電極52和氣體測試負電極53；

所述氣體測試正電極52與電阻測試裝置2的正電極接線端電連接，所述氣體測試負電極53與電阻測試裝置2的負電極接線端電連接。

具體的，電阻測試裝置2的主要作用是實現(xiàn)對導(dǎo)電高分子復(fù)合材料導(dǎo)電時電阻的檢測，從而測試得到導(dǎo)電高分子復(fù)合材料在對應(yīng)情況下的導(dǎo)電能力。

所述數(shù)據(jù)處理器1的主要作用是將電阻測試裝置2測試得到的數(shù)據(jù)進行處理，同時也可以實現(xiàn)對電阻測試裝置2檢測導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的控制。

在使用的過程中：

1、當需要對導(dǎo)電高分子復(fù)合材料在應(yīng)力敏感外場下的響應(yīng)行為進行檢測時，首先切斷溫度敏感測試裝置4以及氣體敏感測試裝置5與所述電阻測試裝置2的正電極接線端和負電極接線端之間的電連接；具體的可以通過設(shè)置開關(guān)實現(xiàn)，也可以直接切斷導(dǎo)線。

然后將導(dǎo)電高分子復(fù)合材料7裝夾在電子萬能試驗機金屬夾具6上，同時保證所述應(yīng)力檢測正電極67與電阻測試裝置2的正電極接線端電連接，應(yīng)力檢測負電極66與電阻測試裝置2的負電極接線端電連接；同時啟動數(shù)據(jù)處理器1和電子萬能試驗機31。電子萬能試驗機31通過電子萬能試驗機金屬夾具6對高分子復(fù)合材料7進行拉伸測試；同時數(shù)據(jù)處理器1控制電阻測試裝置2對電子萬能試驗機金屬夾具6上的導(dǎo)電高分子復(fù)合材料7的電阻進行檢測，同時電阻測試裝置2將檢測到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理器1；從而檢測到高分子復(fù)合材料7在應(yīng)力變化下的導(dǎo)電響應(yīng)行為。

2、當需要對導(dǎo)電高分子復(fù)合材料在溫度敏感外場下的響應(yīng)行為進行檢測時，首先切斷應(yīng)力敏感測試裝置3以及氣體敏感測試裝置5與所述電阻測試裝置2的正電極接線端和負電極接線端之間的電連接；具體的可以通過設(shè)置開關(guān)實現(xiàn)，也可以直接切斷導(dǎo)線。

然后向加熱容器42內(nèi)添加甲基硅油，同時將導(dǎo)電高分子復(fù)合材料7放入到加熱容器42內(nèi)，并且使得導(dǎo)電高分子復(fù)合材料7的兩端分別與溫度檢測正電極43和溫度檢測負電極44電連接。

同時啟動數(shù)據(jù)處理器1、加熱器41以及升降溫控制儀45。升降溫控制儀45控制加熱器41以不同加熱溫度對導(dǎo)電高分子復(fù)合材料7進行加熱；同時數(shù)據(jù)處理器1控制電阻測試裝置2對導(dǎo)電高分子復(fù)合材料7的電阻進行檢測，然后電阻測試裝置2將檢測到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理器1；從而檢測到高分子復(fù)合材料7在溫度變化下的導(dǎo)電響應(yīng)行為。

3、當需要對導(dǎo)電高分子復(fù)合材料在氣體敏感外場下的響應(yīng)行為進行檢測時，首先切斷應(yīng)力敏感測試裝置3以及溫度敏感測試裝置4與所述電阻測試裝置2的正電極接線端和負電極接線端之間的電連接；具體的可以通過設(shè)置開關(guān)實現(xiàn)，也可以直接切斷導(dǎo)線。

然后將導(dǎo)電高分子復(fù)合材料7放入到測試瓶51內(nèi)，測試瓶51內(nèi)已提前充入一種測試氣體，導(dǎo)電高分子復(fù)合材料7的兩端分別與氣體檢測負電極53和氣體檢測正電極52電連接；然后通過瓶蓋54密閉測試瓶51。

同時啟動數(shù)據(jù)處理器1以及電阻測試裝置2；通過數(shù)據(jù)處理器1控制電阻測試裝置2對導(dǎo)電高分子復(fù)合材料7的電阻進行檢測，然后電阻測試裝置2將檢測到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理器1；檢測完成后；更換提前充好待測試氣體的測試瓶51；然后對導(dǎo)電高分子復(fù)合材料7的電阻再進行檢測，直到導(dǎo)電高分子復(fù)合材料7在所有測試目標氣體的環(huán)境中均完成檢測。從而檢測到高分子復(fù)合材料7在氣體變化下的導(dǎo)電響應(yīng)行為。

綜上所述，本實用新型提供的導(dǎo)電高分子復(fù)合材料外場響應(yīng)行為的檢測裝置由于包括應(yīng)力敏感測試裝置3、溫度敏感測試裝置4以及氣體敏感測試裝置5；因此能夠?qū)?dǎo)電高分子復(fù)合材料在不同外場中的相應(yīng)情況進行檢測；同時本實用新型所述的導(dǎo)電高分子復(fù)合材料外場響應(yīng)行為的檢測裝置操作簡單、測試范圍廣、使用方便，并且可以根據(jù)需要選擇性的對導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的應(yīng)力敏感、溫度敏感或氣體敏感等外場響應(yīng)進行檢測。

為了便于，導(dǎo)電高分子復(fù)合材料外場響應(yīng)行為的檢測裝置對導(dǎo)電高分子復(fù)合材料7在不同外場情況下進行檢測的切換；進一步的，所述電阻測試裝置2的正電極接線端設(shè)置有第一換向開關(guān)21，所述電阻測試裝置2的負電極接線端設(shè)置有第二換向開關(guān)22；所述電阻測試裝置2的正電極接線端通過第一換向開關(guān)21分別與應(yīng)力檢測正電極67、溫度檢測正電極43、氣體測試正電極52電連接；

所述電阻測試裝置2的負電極接線端通過第二換向開關(guān)22分別與應(yīng)力檢測負電極66、溫度檢測負電極44、氣體測試負電極53電連接。

通過設(shè)置第一換向開關(guān)21和第二換向開關(guān)22，從而可以實現(xiàn)各個監(jiān)測裝置之間的切換，從而使得數(shù)據(jù)處理器1、電阻測試裝置2以及應(yīng)力敏感測試裝置3組合形成應(yīng)力敏感測試系統(tǒng)或者數(shù)據(jù)處理器1、電阻測試裝置2以及溫度敏感測試裝置4組合形成溫度敏感測試系統(tǒng)或者數(shù)據(jù)處理器1、電阻測試裝置2以及氣體敏感測試裝置5組合形成氣體敏感測試系統(tǒng)。

為了便于對導(dǎo)電高分子復(fù)合材料7的夾緊，同時便于導(dǎo)電高分子復(fù)合材料7的拉伸試驗和電阻的檢測同時進行。如圖3所示，優(yōu)選的，所述電子萬能試驗機金屬夾具6包括上夾具61和下夾具62；所述上夾具61和下夾具62均包括兩塊夾板63；所述兩塊夾板63之間具有間隙，所述夾板63上設(shè)置有調(diào)節(jié)兩塊夾板63之間間距的間隙調(diào)節(jié)裝置65；兩塊夾板63的間隙內(nèi)，在兩塊夾板63的對側(cè)面上均設(shè)置有絕緣層64。

所示絕緣層64是避免電子萬能試驗機金屬夾具6通電，可以采用各種絕緣材料制造；為了降低成本，便于制造，同時保證絕緣效果；所述絕緣層64為絕緣橡膠墊。

所述數(shù)據(jù)處理器1的主要作用是將電阻測試裝置2測試得到的數(shù)據(jù)進行處理，同時也可以實現(xiàn)對電阻測試裝置2檢測導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的控制。所述數(shù)據(jù)處理器1可以采用多種設(shè)備實現(xiàn)，比如單片機；為了便于操作，同時降低成本所述數(shù)據(jù)處理器1采用電腦。

具體的，當數(shù)據(jù)處理器1采用電腦對電阻測試裝置2進行控制和處理電阻測試裝置2檢測到的數(shù)據(jù)時，可以按照以下方式進行：

設(shè)計人員可以根據(jù)檢測數(shù)據(jù)的需要，自行在電腦上編寫控制程序?qū)﹄娮铚y試裝置2進行控制。比如：使用Labview語言開發(fā)的控制電阻測試裝置2的測控程序；所述使用Labview語言自主開發(fā)的測控程序安裝在電腦上、電腦通過數(shù)據(jù)線與電阻測試裝置2連接，通過電腦上的測控程序可以實時記錄電阻測試裝置測量的電阻值及測試時間。

進一步的，當數(shù)據(jù)處理器1采用電腦時，也可以通過電腦控制電子萬能試驗機31，實現(xiàn)電子萬能試驗機31對導(dǎo)電高分子復(fù)合材料7的拉伸試驗和電阻測試裝置2對導(dǎo)電高分子復(fù)合材料7電阻的檢測同步進行。

具體的，所述電子萬能試驗機31通過數(shù)據(jù)線與電腦連接，在電腦上安裝控制電子萬能試驗機31運行狀態(tài)的程序，通過操作人員根據(jù)測試需要編輯不同的程序，可以使電子萬能試驗機31進行固定拉伸或壓縮速率，應(yīng)變從0依次至某一應(yīng)變值做循環(huán)拉伸或壓縮；固定應(yīng)變，拉伸或壓縮速率從0依次至某一速率做循環(huán)拉伸或壓縮；固定拉伸或壓縮速率，應(yīng)變遞增或遞減時做循環(huán)拉伸或壓縮；固定拉伸或壓縮應(yīng)變，速率遞增或遞減時做循環(huán)拉伸或壓縮；應(yīng)變從0以某一速率至拉斷或壓縮；某一固定應(yīng)變，以某一速率拉伸或壓縮至一定應(yīng)變后停留一段時間，后以相同速率降至初始應(yīng)變，再依次進行前述循環(huán)拉伸或壓縮。

為了降低成本，便于操作，優(yōu)選的，所述電阻測試裝置2采用數(shù)字萬用表。

為了使得導(dǎo)電高分子復(fù)合材料7在加熱容器42內(nèi)進行加熱時，能夠均勻受熱；同時避免導(dǎo)電高分子復(fù)合材料7與加熱容器42接觸；進一步的，所述溫度敏感測試裝置4還包括支架46；所述支架46具有橫梁，所述橫梁位于加熱容器42上方，所述橫梁上設(shè)置有絕緣繩索47，所述絕緣繩索47延伸到加熱容器42內(nèi)。通過設(shè)置支架46，并且在支架46上設(shè)置絕緣繩索47；通過絕緣繩索47能夠?qū)?dǎo)電高分子復(fù)合材料7懸吊在加熱容器42的中央。

為了降低成本，優(yōu)選的，所述測試瓶51采用錐形瓶。