CN207586154U - 一种热致型形状记忆性能的角度测试仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种热致型形状记忆性能的角度测试仪，包括温度控制装置、加热装置、防护保温罩、样品测试装置、热电偶；所述加热装置布置于温度控制装置顶部；所述防护保温罩扣合在温度控制装置的顶部，并将加热装置内扣在防护保温罩的空腔内；所述样品测试装置布置于加热装置和防护保温罩之间；所述热电偶经长度调节件吊装于防护保温罩顶部内侧，且位于样品测试装置上方。本实用新型可解决部分材料强度不高，无法表征其应变或位移等参数；提供一种从基于角度参数表征形状记忆性能的简易设备。

Description

一种热致型形状记忆性能的角度测试仪

技术领域

本实用新型涉及材料性能测试仪器技术领域，尤其涉及一种热致型形状记忆性能的角度测试仪。

背景技术

当前，人类社会进入了智能时代，越来越多的材料和产品显示智能特性。其中形状记忆材料就是一类典型的智能材料，智能材料的特点就是随着外界刺激条件的变化，智能材料能感应外界刺激变化，并且发生一些物理或化学的性能的变化，其中包括宏观形状的变化。这类能感应外界刺激，并发生形状变化的材料，称为形状记忆材料。目前，具有形状记忆功能的材料包括形状记忆合金，形状记忆聚合物，形状记忆陶瓷等。随着研究的不断深入，形状记忆材料也被广泛应用在各行各业，形成了各种形形色色的形状记忆产品，包括形状记忆纺织品，形状记忆板材，形状记忆膜材等。形状记忆产品已被广泛应用于医疗，航空航天，日常生活等各个领域。然而，当前形状记忆材料的检测方法还不完善，其中一个原因就是当前能较好的表征形状记忆性能的测试设备较少或不完善。

目前研究最多的主要是热致型形状记忆材料，该类形状记忆材料的重要性能主要体现在形状的固定性能，形状的恢复性能，形状记忆恢复温度和形状的恢复速率等方面。通常表征形状记忆性能用固定的形变量相对于最大变形量来确定其形状固定率，用恢复的形变量相对于固定的形变量来描述形状恢复率等。因此，现有的形状记忆性能测试设备主要通过测试应变或位移等参数来检测其形状记忆性能。例如，中国专利CN200610089225.4公开了一种形状记忆合金丝材用多功能测试仪，中国专利CN201320422248.8公开了一个相变温度测试仪，专利CN201420250682.7开发一种形状记忆性能测试仪，这些测试设备与测试方法促进了形状记忆材料的发展。但是，目前公开的形状记忆材料测试设备主要以应变或位移为主要参数；形状记忆性能的位移测试仪在热致型形状恢复过程中样品变形无法准确测量，在一些强度太低或太高，变形量较小的材料中的应用也受到局限。近年来，国内外研究逐步形成了以测量角度及角度变化为参数的形状记忆性能表征方法。基于角度测试得到的参数更能较好的表征形状记忆材料的形状固定性能，形状恢复性能等。但是，国内外还没有较为完善的形状记忆性能的角度测试仪。

综上可知，所述角度测试仪，实际中存在不便的问题，所以有必要加以改进。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种热致型形状记忆性能的角度测试仪，其可解决部分材料强度不高，无法表征其应变或位移等参数；提供一种从基于角度参数表征形状记忆性能的简易设备。

为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种热致型形状记忆性能的角度测试仪，包括温度控制装置、加热装置、防护保温罩、样品测试装置、热电偶；所述加热装置布置于温度控制装置顶部；所述防护保温罩扣合在温度控制装置的顶部，并将加热装置内扣在防护保温罩的空腔内；所述样品测试装置布置于加热装置和防护保温罩之间；所述热电偶经长度调节件吊装于防护保温罩顶部内侧，且位于样品测试装置上方。

较佳地，所述角度测试仪还包括摄像头；所述摄像头安装于防护保温罩的内侧。

较佳地，所述样品测试装置包括样品夹、角度仪、角度仪支架；所述角度仪经角度仪支架架设在加热装置的上方；所述样品夹安装在角度仪的基准点。

较佳地，所述样品测试装置还包括角度传感器；所述角度传感器安装于样品夹附近，用于感应样品角度的变化。

较佳地，所述温度控制装置包括箱体、温度主控板、温度控制仪表、温度显示仪表；所述温度主控板分别与温度控制仪表、温度显示仪表电性连接；所述温度控制仪表、温度显示仪表安装于箱体表面。

较佳地，所述加热装置包括加热板或加热棉；所述加热板或加热棉平铺在箱体的顶部。

较佳地，所述防护保温罩为玻璃透明罩。

较佳地，所述热电偶采用数字热电偶。

采用上述方案，本实用新型的有益效果是：

可以直观准确地观测不同温度条件下的角度变化值，通过调整热电偶位置接近样品弯曲或折叠处，能较准确地检测样品的实时温度，反应样品的最接近刺激温度，最后较准确地表征形状恢复温度及形状恢复速率。另外，可以通过摄像头实时记录角度变化过程，也可通过将温度值、角度值导入到计算机***，从而较好地保存测试数据，为进一步测试的自动化提供了基础。本实用新型使用方便，结构简单，功能丰富，应用范围广。

附图说明

图1为本实用新型的立体图；

图2为本实用新型的样品测试装置结构示意图；

其中，附图标识说明：

1—温度控制装置， 2—加热装置，

3—防护保温罩， 4—样品测试装置，

5—热电偶， 6—摄像头，

7—长度调节件， 11—箱体，

12—温度控制仪表, 13—温度显示仪表，

41—样品夹， 42—角度仪，

43—角度仪支架。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

参照图1至2所示，本实用新型提供一种热致型形状记忆性能的角度测试仪，包括温度控制装置1、加热装置2、防护保温罩3、样品测试装置4、热电偶5；所述加热装置2布置于温度控制装置1顶部；所述防护保温罩3扣合在温度控制装置1的顶部，并将加热装置2内扣在防护保温罩3的空腔内；所述样品测试装置4布置于加热装置2和防护保温罩3之间；所述热电偶5经长度调节件7吊装于防护保温罩3顶部内侧，且位于样品测试装置4上方。

其中，所述角度测试仪还包括摄像头6；所述摄像头6安装于防护保温罩3的内侧。所述样品测试装置4包括样品夹41、角度仪42、角度仪支架43；所述角度仪42经角度仪支架43架设在加热装置2的上方；所述样品夹41安装在角度仪42的基准点。所述样品测试装置4还包括角度传感器(图中未示出)；所述角度传感器安装于样品夹41附近，用于感应样品角度的变化。

所述温度控制装置1包括箱体11、温度主控板(图中未示出)、温度控制仪表12、温度显示仪表13；所述温度主控板分别与温度控制仪表12、温度显示仪表13电性连接；所述温度控制仪表12、温度显示仪表13安装于箱体11表面。所述加热装置2包括加热板或加热棉；所述加热板或加热棉平铺在箱体11的顶部。所述防护保温罩3为玻璃透明罩。所述热电偶5采用数字热电偶。

本实用新型工作原理：

本实用新型中的温度控制装置1用于控制温度，通过温度控制仪表12操作；加热装置2用于提供热源，可以是加热铁板，也可以加热棉等；防护保温罩3优选玻璃透明罩，其顶部内侧安装数字热电偶5(测温元件)监控样品部位温度，数字热电偶5可以通过长度调节件7调节数字其伸入防护保温罩3的长度，侧面安装摄像头6记录样品变化过程。样品测试装置4中的角度传感器安装于样品夹41附近，随着样品的角度恢复，样品末端的角度以实时数字显示，把实时数字导入计算机***，可以实时检测温度与角度恢复的恢复曲线，直观显示测试数据，快速得出热致型形状记忆性能的各项准备参数，包括形状固定率、形状恢复率、形状恢复速率、形状恢复温度等。

本实用新型可以用于形状记忆材料、纺织面料的热致型形状记忆性能测试、纺织品随温度刺激条件下的褶皱恢复性能等测试，能测试形状稳定效果，形状随温度的变化过程，以及形状恢复率等参数。具体使用方法包括：

步骤一：选取长方形样品条，加热使样品条变形，然后弯曲或折叠至一定角度形状，即初始变形角度(Λ0)，范围为90°～180°；

步骤二：将折叠的样品条一端固定在样品夹41上，另一端被外力(如通过绳子等将样品条的另一端维持在被弯曲或折叠的状态)固定，盖好防护保温罩3，恒定至环境温度(T)，约0-25℃；维持外力一定时间(t)，约5min～15min；

步骤三：松开样品条的外力一端，透过防护保温罩3或通过摄像头6(摄像头6的摄像信息反馈至电脑端等)观测样品条末端的角度值(Λf)；然后，形状固定率(Rf)可以通过下列方程式得到：

Rf＝Λf/Λ0×100％

步骤四：缓慢升温，透过防护保温罩3或通过摄像头6观测样品条在不同温度(T)条件下，样品末端的角度值(ΛT<Λf)，然后不同温度条件下的形状恢复率(RT)可以通过下列方程式得到：

RT＝(Λf-ΛT)/Λf×100％

步骤五：测试得到一系列不同温度条件下的形状恢复率，依据T-RT的曲线，定义最大形状恢复率表征材料的形状恢复率(Rr)；50％Rr所对应的温度为形状恢复温度(Tr)；可以分别定义10％Rr的温度为起始恢复温度(T10)，90％Rr的温度为结束回复温度(T90)。然后，形变恢复速率(υ)可以通过下列方法进行计算：

υ＝80％Rr/(T90-T10)×100％

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种热致型形状记忆性能的角度测试仪，其特征在于，包括温度控制装置、加热装置、防护保温罩、样品测试装置、热电偶；所述加热装置布置于温度控制装置顶部；所述防护保温罩扣合在温度控制装置的顶部，并将加热装置内扣在防护保温罩的空腔内；所述样品测试装置布置于加热装置和防护保温罩之间；所述热电偶经长度调节件吊装于防护保温罩顶部内侧，且位于样品测试装置上方。

2.根据权利要求1所述的热致型形状记忆性能的角度测试仪，其特征在于，所述角度测试仪还包括摄像头；所述摄像头安装于防护保温罩的内侧。

3.根据权利要求1所述的热致型形状记忆性能的角度测试仪，其特征在于，所述样品测试装置包括样品夹、角度仪、角度仪支架；所述角度仪经角度仪支架架设在加热装置的上方；所述样品夹安装在角度仪的基准点。

4.根据权利要求3所述的热致型形状记忆性能的角度测试仪，其特征在于，所述样品测试装置还包括角度传感器；所述角度传感器安装于样品夹附近，用于感应样品角度的变化。

5.根据权利要求1所述的热致型形状记忆性能的角度测试仪，其特征在于，所述温度控制装置包括箱体、温度主控板、温度控制仪表、温度显示仪表；所述温度主控板分别与温度控制仪表、温度显示仪表电性连接；所述温度控制仪表、温度显示仪表安装于箱体表面。

6.根据权利要求5所述的热致型形状记忆性能的角度测试仪，其特征在于，所述加热装置包括加热板或加热棉；所述加热板或加热棉平铺在箱体的顶部。

7.根据权利要求1所述的热致型形状记忆性能的角度测试仪，其特征在于，所述防护保温罩为玻璃透明罩。

8.根据权利要求1所述的热致型形状记忆性能的角度测试仪，其特征在于，所述热电偶采用数字热电偶。