專利名稱：萬能材料試驗(yàn)機(jī)加熱保溫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及材料試驗(yàn)機(jī)，具體為一 種萬能材料試驗(yàn)機(jī)加熱保溫裝置。
背景技術(shù)：
隨著各行業(yè)的發(fā)展對高性能復(fù)合材料的需求不斷加大，以高性能環(huán)氧樹脂為基體的復(fù)合材料越來越受到人們的關(guān)注。由于碳纖維環(huán)氧樹脂復(fù)合材料具有高強(qiáng)度、耐高溫、較高的韌性、可加工性、耐損傷性以及較低的日常維護(hù)費(fèi)等優(yōu)點(diǎn)，在家用電器、汽車工業(yè)、航空航天、國防等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。對復(fù)合材料的縱橫向有效彈性模量和破壞強(qiáng)度進(jìn)行測定的試驗(yàn)較多，但是環(huán)氧樹脂復(fù)合材料越來越多地應(yīng)用于激光防御、高溫保護(hù)等具有熱源的環(huán)境中，而且又由多種組分構(gòu)成，當(dāng)組分間熱膨脹系數(shù)差異較大時(shí)，即使溫度變化較小，也會在基體中產(chǎn)生很大的微觀熱應(yīng)力，所以有必要對復(fù)合材料在高溫下的力學(xué)性能進(jìn)行測試與理論分析。同樣，對聚丙交酯-乙交酯(PLGA)纖維成型壓力與溫度對材料的力學(xué)性能的影響，鋁合金和碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料在低溫、室溫及中溫下的力學(xué)性能等研究都需要一各具有加熱保溫的試驗(yàn)裝置來保證試驗(yàn)的進(jìn)行。然而目前國內(nèi)應(yīng)用于該類實(shí)驗(yàn)的加熱保溫裝置很少，甚至幾乎沒有，很多對于溫度對材料性能影響的研究基本只能進(jìn)行理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)，由于缺少必要的加熱保溫裝置而無法進(jìn)行實(shí)際的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
(三)實(shí)用新型內(nèi)容針對萬能材料試驗(yàn)機(jī)的不足之處，本實(shí)用新型的目的在于提出一種適用于萬能材料試驗(yàn)機(jī)使用的加熱保溫裝置，該加熱保溫裝置具有體積小、保溫性能好、易于使用、溫度控制精度高、可以分段設(shè)置溫度參數(shù)及時(shí)間等特點(diǎn)。能夠?qū)崿F(xiàn)上述目的的萬能材料試驗(yàn)機(jī)加熱保溫裝置，包括加熱保溫機(jī)構(gòu)，所不同的是所述加熱保溫機(jī)構(gòu)包括加熱保溫筒，試驗(yàn)機(jī)的上、下墊塊及其兩墊塊之間夾持材料的模具或夾具置于加熱保溫筒的加熱保溫腔內(nèi)，所述加熱保溫筒上開設(shè)有加熱保溫腔與外界相通的通風(fēng)口，所述加熱保溫腔內(nèi)設(shè)有感受不同位置溫度數(shù)值的溫度傳感器；所述加熱保溫機(jī)構(gòu)還包括接收溫度傳感器信號并對加熱保溫筒進(jìn)行溫度控制和調(diào)節(jié)的溫度控制器。所述溫度控制器為通過接口與微型計(jì)算機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接的PLC可編程控制器，所述PLC可編程控制器包括CPU中央處理器、IO輸入和輸出模塊、溫度采集A/D模塊、控制輸出D/A模塊。溫度采集A/D模塊通過溫度傳感器采集到加熱保溫腔內(nèi)各點(diǎn)的溫度，通過A/D轉(zhuǎn)換后將模擬量變成數(shù)字量，PLC可編程控制器將溫度采集A/D模塊中的溫度數(shù)據(jù)讀出，并轉(zhuǎn)換成溫度值，根據(jù)控制規(guī)則，將控制參數(shù)發(fā)送給控制輸出D/A模塊，D/A模塊將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量來控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從而控制加熱保溫筒的工作電壓及電流和控制通風(fēng)口外風(fēng)泵的啟閉，從而達(dá)到溫度控制的目的。[0009]所述微型計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)可以對溫度控制器進(jìn)行控制，可以通過分段設(shè)置加熱保溫的時(shí)間、溫度等參數(shù)，將溫度曲線與設(shè)置曲線進(jìn)行比較，記錄保存加熱過程中的各個(gè)參數(shù)，為試驗(yàn)提供可靠依據(jù)。為了測得不同位置的溫度為控制提供精確的參考溫度，所述溫度傳感器至少設(shè)置為四個(gè)，分別布置于加熱保溫腔的上部、下部、內(nèi)壁及模具/夾具表面。所述加熱保溫筒的一種結(jié)構(gòu)包括內(nèi)層發(fā)熱體和外層保溫層。所述發(fā)熱體為陶瓷發(fā)熱圈 。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)I、本實(shí)用新型萬能材料試驗(yàn)機(jī)加熱保溫裝置采用陶瓷發(fā)熱圈，該加熱圈功率高，保溫好，傳熱快且均勻，高溫不變形不易老化，結(jié)構(gòu)簡單。2、本實(shí)用新型萬能材料試驗(yàn)機(jī)加熱保溫裝置采用多點(diǎn)溫度采集方式，保證采集到的溫度全面、可靠，利用多點(diǎn)溫度之間的關(guān)系，可以更加方便地推算出各點(diǎn)的傳熱情況，從而制定精確的控制規(guī)則。3、本實(shí)用新型萬能材料試驗(yàn)機(jī)加熱保溫裝置設(shè)置有通風(fēng)口，可以通過從通風(fēng)口進(jìn)熱風(fēng)或者冷風(fēng)來對溫度進(jìn)行微調(diào)，避免了傳統(tǒng)的超調(diào)情況下依靠保溫腔向外的熱傳遞和熱輻射來散熱，從而使得溫度調(diào)節(jié)反應(yīng)更加敏捷和快速。4、本實(shí)用新型萬能材料試驗(yàn)機(jī)加熱保溫裝置可以通過上位機(jī)軟件對控制器進(jìn)行控制，可以通過軟件分段設(shè)置加熱保溫的時(shí)間、溫度等參數(shù)，將溫度曲線與設(shè)置曲線進(jìn)行比較，記錄保存加熱過程中的各個(gè)參數(shù)，為科學(xué)研究提供可靠依據(jù)。綜上，本實(shí)用新型萬能材料試驗(yàn)機(jī)加熱保溫裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、控制精度高、保溫性能好、使用方便等特點(diǎn)。


圖I為本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖號標(biāo)識1、上墊塊；2、下墊塊；3、模具或夾具；4、通風(fēng)口 ；5、溫度傳感器；6、發(fā)熱體；7、外層保溫層；8、隔熱墊；9、保溫綿；10、傳感器及電源接口。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明如圖I所示，本發(fā)明萬能材料試驗(yàn)機(jī)加熱保溫裝置包括加熱保溫筒以及接收加熱保溫筒內(nèi)溫度傳感器5信號并對加熱保溫筒進(jìn)行溫度控制和調(diào)節(jié)的溫度控制器。所述加熱保溫筒的底部通過隔熱墊8座落在試驗(yàn)機(jī)的下墊塊2法蘭上(下墊塊2通過法蘭與底座安裝)，加熱保溫筒的底部中心孔與下墊塊2的柱體密封配合，加熱保溫筒的頂部中心孔與上墊塊I的柱體間隙配合(上墊塊I通過法蘭安裝于橫梁上)，模具或夾具3安裝于上、下墊塊1、2之間并處于加熱保溫筒的加熱保溫腔內(nèi)。所述加熱保溫筒由內(nèi)層發(fā)熱體6和外層保溫層7構(gòu)成，所述外層保溫層7用內(nèi)、夕卜不銹鋼殼制成，其間充滿保溫綿9，所述發(fā)熱體6采用陶瓷發(fā)熱圈(采用陶瓷條穿絲方式，功率比普通的要高O. 5 I. 5倍)，陶瓷發(fā)熱圈布置于里層不銹鋼殼壁上；所述加熱保溫腔內(nèi)設(shè)有四個(gè)溫度傳感器5，分別設(shè)于里層不銹鋼殼頂部和底部、陶瓷發(fā)熱圈上和模具或夾具3表面；所述外層保溫層7的上部開設(shè)有橫貫里、保溫綿9和外層不銹鋼殼的通風(fēng)口 4 (通風(fēng)口 4外接風(fēng)泵，通風(fēng)口用于從外部向加熱保溫腔內(nèi)吹熱風(fēng)或者冷風(fēng)，對加熱保溫腔進(jìn)行加熱和冷卻降溫)，外層保溫層7的下部設(shè)置傳感器及電源接口 10，如圖I所示。所述溫度控制器的主體為PLC可編程控制器，所述PLC可編程控制器包括CPU中央處理器、IO輸入和輸出模塊、溫度采集A/D模塊和控制輸出D/A模塊，所述PLC可編程控制器通過接口分別與微型計(jì)算機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，其控制原理溫度采集A/D模塊通過溫度傳感器5采集到加熱保溫腔內(nèi)各點(diǎn)的溫度，通過A/D轉(zhuǎn)換后將模擬量變成數(shù)字量，PLC可編程控制器將A/D模塊中的溫度數(shù)據(jù)讀出，并轉(zhuǎn)換成溫度值，根據(jù)控制規(guī)則，將控制參數(shù)發(fā)送給控制輸出D/A模塊，D/A模塊將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量來控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從而控制發(fā)熱體6的工作電壓及電流及風(fēng)泵的啟閉，從而達(dá)到溫度控制的目的。所述微型計(jì)算機(jī)(作為上位機(jī))讀取PLC可編程控制器的各個(gè)參數(shù)并顯示出來，同時(shí)通過在微型計(jì)算機(jī)上對加熱時(shí)間、保溫時(shí)間等進(jìn)行設(shè)定，可以實(shí)現(xiàn)分段加熱及分段保溫，并將試樣的溫度曲線顯示出來，可以直觀的看到試樣的溫度曲線與設(shè)定的溫度曲線之間重合情況，從而了解加熱保溫裝置的控制效果。上述實(shí)施例，僅為對本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)一步詳細(xì)說明的具體個(gè)例，本實(shí)用新型并非限定于此。凡在本實(shí)用新型公開的范圍之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.萬能材料試驗(yàn)機(jī)加熱保溫裝置，包括加熱保溫機(jī)構(gòu)，其特征在于所述加熱保溫機(jī)構(gòu)包括加熱保溫筒，試驗(yàn)機(jī)的上、下墊塊(1、2)及其兩墊塊之間夾持材料的模具或夾具(3)置于加熱保溫筒的加熱保溫腔內(nèi)，所述加熱保溫筒上開設(shè)有加熱保溫腔與外界相通的通風(fēng)口(4)，所述加熱保溫腔體內(nèi)設(shè)有感受不同位置溫度數(shù)值的溫度傳感器(5);所述加熱保溫機(jī)構(gòu)還包括接收溫度傳感器(5)信號并對加熱保溫筒進(jìn)行溫度控制和調(diào)節(jié)的溫度控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的萬能材料試驗(yàn)機(jī)加熱保溫裝置，其特征在于所述溫度控制器為通過接口與微型計(jì)算機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接的PLC可編程控制器，所述PLC可編程控制器包括CPU中央處理器、IO輸入和輸出模塊、溫度采集A/D模塊和控制輸出D/A模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的萬能材料試驗(yàn)機(jī)加熱保溫裝置，其特征在于所述溫度傳感器(5)至少設(shè)為四個(gè)，四個(gè)溫度傳感器(5)分別布置于加熱保溫腔的上部、下部、內(nèi)壁及模具或夾具(3)表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的萬能材料試驗(yàn)機(jī)加熱保溫裝置，其特征在于所述加熱保溫筒包括內(nèi)層發(fā)熱體(6)和外層保溫層(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的萬能材料試驗(yàn)機(jī)加熱保溫裝置，其特征在于所述發(fā)熱體(6)為陶瓷發(fā)熱圈。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種萬能材料試驗(yàn)機(jī)加熱保溫裝置，包括加熱保溫機(jī)構(gòu)，所述加熱保溫機(jī)構(gòu)包括加熱保溫筒，試驗(yàn)機(jī)的上、下墊塊及其兩者之間夾持材料的模具或夾具置于加熱保溫筒的加熱保溫腔內(nèi)，所述加熱保溫筒上開設(shè)有加熱保溫腔與外界相通的通風(fēng)口，所述加熱保溫腔內(nèi)設(shè)有感受不同位置溫度數(shù)值的溫度傳感器；所述加熱保溫機(jī)構(gòu)還包括接收溫度傳感器信號并對加熱保溫筒進(jìn)行溫度控制和調(diào)節(jié)的溫度控制器。本實(shí)用新型具有體積小，能耗低，使用安全、方便，加熱保溫精度高等特點(diǎn)。
文檔編號G05D23/30GK202649850SQ20122007356
公開日2013年1月2日 申請日期2012年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月1日
發(fā)明者張應(yīng)紅, 蔣占四, 劉祥煥, 向家偉, 韋荔甫, 翟龍佳, 覃弟升, 唐焱, 徐晉勇, 蔣超, 盧德明 申請人:桂林電子科技大學(xué)