专利名称：一种高分子材料动态力学分析设备的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及热分析技术领域，尤其涉及一种高分子材料动态力学 分析设备。
背景技术：
在高分子材料动态力学性能研究领域中，动态力学试验是必不可 少的。高分子材料是一种粘性物质，在交变力的作用下，其弹性部分 及粘性部分均有各自的反应，且随温度的变化而改变。高分子材料的 动态力学分析方法有很多，其中以自由振动的扭辫分析和扭摆分析最 为简便实用。扭辫分析的基本原理在二十世纪六十年代由美国
J. LGillham教4受提出。它通过扭转涂有试样的扭辫，测量试样物质 在振荡负荷下的动态模量。但传统的扭辫法需要大量繁重的人工控制， 难以保证测试操作和结果的稳定性与正确性。采用程序控制温度下，
自动测量获得物质在振荡复核下的动态模量或阻尼随温度变化的数 据，能够使科研人员从繁重的测试和数据处理活动中解放出来，为研 究高分子材料运动行为的研究提供极大方便。
目前只有国外少数国家批量生产这种设备，但价格昂贵。并对中 国封闭此技术。随着国内对高分子材料研究的扩大，对此类设备的需 求也曰益增力口。
为了满足对高分子材料动态力学分析的需要，设计一种基于扭辫 原理的高分子材料动态力学分析设备，将有十分重要的意义
发明内容
本发明针对上述现有技术的问题和不足之处，提供了 一种高分子 材料动态力学分析设备。
本发明是这样实现的
一种高分子材料动态力学分析设备，该设备包括扭辫固定及控 制装置、温度控制装置、数据采集装置以及主控制器。
所述扭辫固定及控制装置，用于固定扭辫，并扭动辫丝；
所述温度控制装置，用于控制试样物质的实验温度；
所述数据采集装置，用于釆集试样物质的温度以及振幅等数据；
所述主控制器，用于实现对上述三种装置的协调控制。
优选地，所述扭辫固定及控制装置分为传动齿轮盘、惯性盘以及 玻璃纤维扭辫三部分。传动齿轮盘在启动电机的控制下扭动玻璃扭辫， 带动惯性盘摆动。
所述扭辫固定及控制装置进一步包括磁稳定器，用于固定惯性盘， 使其保持轴向转动。
优选地，所述温度控制装置由电炉丝实现加热功能，由液氮实现 制冷功能。
优选地，所述数据采集装置包括温度数据采集装置和偏振数据釆 集装置。温度采集装置为柏电阻。
所述偏振数据采集装置进一步包括光源、惯性盘上的偏振片， 底部偏振片，4交基电才几，光电池。工作时，光源可以透过两块偏振片 照射到光电池上，光电池将不同强度的光信号转化为不同的电信号， 实现偏振数据采集。校基电机与底部偏振片相连，实现较准。优选地，所述校基电机为步进电机。
从上述技术方案可以看出，本发明提供的高分子材料动态力学分 析设备，具备了对高分子材料在不同温度下的扭辫分析的基本功能， 包括扭辫控制、温度控制与数据釆集。该设备提供了最大的可适应性。 可与不同的软件系统组合、保证多数高分子动态力学分析的需要。对 于高分子动态力学研究具有重要的作用。
图1为本发明提供的高分子材料动态力学分析设备结构框图； 图2为依照本发明实施例提供的高分子材料动态力学分析设备系 统结构示意图3为依照本发明实施例提供的高分子材料动态分析设备样品炉 示意图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具 体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细i兌明。
如图1所示，图1为本发明提供的高分子材料动态力学分析设备 结构框图，该设备至少包括扭辫固定及控制装置10、温度控制装置11、 数据釆集装置12、主控制器13。
其中，扭辫固定及控制装置IO用于固定涂有试样物质的扭辫，并 在主控制器13的作用下对扭辫施加扭力。温度控制装置11用于在主 控制器13的作用下，对试样物质逐步增温或者降温，实现对实验的温 度自动控制。数据采集装置12用于在主控制器13的作用下，实现对实验数据的实时采集。
基于图1所述的高分子材料动态力学分析设备结构框图，以下结 合具体的实施例对本发明的结构进一步说明。
实施例
如图2所示，图2为依照本发明实施例提供的高分子材料动态力 学分析设备系统结构示意图。高分子材料动态力学分析设备中的主控 制器釆用双处理器系统(MCU1、 MCU2)。处理器均采用AT89S52。其中 MCU1主要负责整个系统的协调和控制。通过USB通信电路作为一个USB 设备与PC主机通信、通过步进电机驱动电路控制步进电机，以完成实 验的自动启动和调整、通过数据采集电路将从光电池获取的光信号转 化为电信号，最终得到有用的实验数据。MCU2主要负责系统内与温度 相关的部分包括通过温度采集电路监测样品炉内的实时温度，通过软 件实现的模糊控制器根据实时的温度值启动可控硅控制电路控制可控 硅的导通，通过电炉丝提供给样品炉适当的加热功率。两个MCU各自 拥有独立的系统总线，能独立完成本系统的工作。两个系统的系统总 线汇聚到了 DS1609处。DS1609是DALLAS MAXIM/^司生产的双端口 RAM， 大小为256字节，属大^L才莫CMOS器件，具有两个独立的端口，各自拥 有一套相应的凄t据/地址复用总线和控制总线，控制信号有读、写和片 选。该器件允许两个端口独立地对存储器单元进行存取操作。
高分子材料动态力学分析设备中的主控制器进一步包括一个USB 通信电路主要负责控制器与主机的通信。它向主机提供了一个USB接
口 。 USB通信电^各主要由一个USB4妄口芯片------Philips半导体/^司
的PDIUSBD12构成。高分子材料动态力学分析设备中的主控制器进一步包括一个数据 采集电路，光电池的输入信号经数字电位器调整后，经两级运算放大 器放大，最后经模数转换器转换为数字量送给系统总线，实现对扭矩 数据的采集。
高分子材料动态力学分析设备中的主控制器进一步包括一个温度 采集电路，由一个恒流源和铂电阻组成。实现对温度数据的采集。
高分子材料动态力学分析设备中的主控制器进一步包括一个步进 电机电^各，通过程序控制电才几的旋转。
高分子材料动态力学分析设备中的主控制器进一步包括一个可控 硅电路，它由过零检测电路和可控硅触发电路组成。过零检测电路的
作用在于当220v交流电压值^妄近Ov时，给出一个脉冲的下降沿，当 电压值离开Ov时，给出这个脉冲的上升沿，这样可以避免二次触发， 增加了控温的精度。MCU2得到这个过零脉沖后，由算出的加热量转化 为定时器的初值，当定时器溢出时，给出可控硅的触发脉冲。
扭辫固定及控制装置10、温度控制装置11、数据采集装置12共 同组成样品炉。样品炉在主控制器的控制下进行工作。
如图3所示，图3为依照本发明实施例提供的高分子材料动态分 析i殳备样品炉示意图。样品炉中间圆形部分为样品室，样品室内有个 "恒温区，，，恒温区内温度可以控制，升温靠电热丝加热，通入液氮可 将恒温区内温度降至-160。C以下。铂电阻为测温元件，4寺测样品(将 高分子材料涂在玻璃丝辫子上或压在玻璃丝布上)夹持在两金属杆上， 上杆有一个带齿轮的圆盘，通过步进电机(启动电机)驱动并使样品 扭转。下杆连有一惯性圆盘，中间贴有一偏振光片，在偏振片上方置有一光源，另在圓盘下方还有一与圆盘上偏振片平行放置的偏振片， 可通过步进电机(较基电机)使其转动。通过惯性圆盘的转动，光源 可以透过两块偏振片照射到光电池上，光电池是感光元件，用它接收 不同强度的光信号并转化为不同的电信号。炉体的底部的磁稳定器用 于固定惯性圆盘使其只能轴向的转动。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果 进行了进一步的详细说明。所应理解的是，以上所述仅为本发明的具 体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内， 所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围 之内。
权利要求
1.一种高分子材料动态力学分析设备，该设备包括扭辫固定及控制装置，用于固定扭辫，并扭动辫丝；温度控制装置，用于控制试样物质的实验温度；数据采集装置，用于采集试样物质的温度以及振幅等数据；主控制器，用于实现对上述三种装置的协调控制。
2. 根据权利要求1所述的一种高分子材料动态力学分析设备，其特征 在于，所述设备中，釆用传动齿轮盘、惯性盘固定玻璃纤维辫丝。
3. 根据权利要求1所述的一种高分子材料动态力学分析设备，其特征 在于，所述设备中，釆用磁稳定器固定惯性盘。
4. 根据权利要求1所述的一种高分子材料动态力学分析设备，其特征 在于，所述设备中，采用步进电机与底部偏振片相连，实现较准。
5. 根据权利要求1所述的一种高分子材料动态力学分析设备，其特征 在于，所述设备中，采用电炉丝实现加热功能，由液氮实现制冷功
全文摘要
本发明涉及热分析技术领域，公开了一种高分子材料动态力学分析设备。该设备包括扭辫固定及控制装置、温度控制装置、数据采集装置以及主控制器。所述扭辫固定及控制装置分为传动齿轮盘、惯性盘以及玻璃纤维扭辫三部分。传动齿轮盘在启动电机的控制下扭动玻璃扭辫，带动惯性盘摆动。所述温度控制装置由电炉丝实现加热功能，由液氮实现制冷功能。所述数据采集装置包括温度数据采集装置和偏振数据采集装置。利用本发明的设计，实现了高分子材料力学性能的自动、可靠分析，满足了日益增长的对高分子材料分析的实际需求。
文档编号G01N11/00GK101561377SQ20081005060
公开日2009年10月21日 申请日期2008年4月16日 优先权日2008年4月16日
发明者王力风, 胡成全 申请人:长春元诚科技有限责任公司