專利名稱：一種記憶合金數(shù)據(jù)采集測(cè)量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種采集測(cè)量儀，特別是一種技術(shù)精準(zhǔn)度高、產(chǎn)品使用壽命長、技 術(shù)隱患少、產(chǎn)品開發(fā)周期短的記憶合金數(shù)據(jù)采集測(cè)量儀。
背景技術(shù)：
記憶元件是利用記憶金屬在環(huán)境變化時(shí)對(duì)形狀的記憶特性制造一種控制元件。用 記憶金屬制造的彈簧則是記憶彈簧，它的彈性系數(shù)或其形變比例主要隨其環(huán)境(使用)溫 度變化而變化。由于新型材料應(yīng)用的設(shè)計(jì)方法、材料配比和制造工藝的限制，不可能保證成 品性能的一致性，因此，如何快速和準(zhǔn)確進(jìn)行成品檢定和現(xiàn)場測(cè)定產(chǎn)品的性能參數(shù)，不但有 其現(xiàn)實(shí)使用價(jià)值，也具備普遍意義(如用記憶金屬設(shè)計(jì)的其它彈性元件)。原先在使用可記 憶性金屬時(shí)，只有用刻度尺、電子秤、溫度表、計(jì)算器等，測(cè)量方法往往利用這些工具得出的 數(shù)據(jù)進(jìn)行理論估算，而這種估算，也是最不標(biāo)準(zhǔn)、不科學(xué)、不符合高精度產(chǎn)品的要求，這種設(shè) 備已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在產(chǎn)品高精度設(shè)備的要求，存在著誤差精度過大、性能低端、壽命短、加 工技術(shù)落后、存在著巨大的技術(shù)隱患。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種技術(shù)精準(zhǔn)度高、產(chǎn)品使用壽命長、技術(shù)隱患少、產(chǎn)品 開發(fā)周期短的記憶合金數(shù)據(jù)采集測(cè)量儀。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種記憶合金數(shù)據(jù)采集測(cè)量儀，其特征在于，包括能在傳遞工作載荷的同時(shí)測(cè)量 彈簧位移的連桿機(jī)構(gòu)，所述連桿機(jī)構(gòu)包括加壓桿，加壓桿側(cè)部連接有位移傳感器，其下部連 接有稱重傳感器，通過加壓桿轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行加壓和減壓，帶動(dòng)位移傳感器與稱重傳感器得到測(cè) 量的數(shù)據(jù)，所述稱重傳感器下部連接有壓力柱，壓力柱一側(cè)設(shè)有溫度傳感器，另一側(cè)設(shè)有出 水口，壓力柱下部設(shè)有合金，壓力柱進(jìn)行合金的形變，溫度傳感器用于測(cè)量與合金相同環(huán)境 的下合金的溫度數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，所述連桿機(jī)構(gòu)通過底部連接出的一個(gè)出水管道連接有元件測(cè)試筒件，所 述連桿機(jī)構(gòu)通過出水管道連接有能在加載工作載荷的同時(shí)直接或間接測(cè)量載荷量的出水 排放蓄水池。優(yōu)選地，所述元件測(cè)試筒件由四個(gè)立柱架穩(wěn)固的高低溫蓄水池構(gòu)成，用于模擬工 作環(huán)境并調(diào)節(jié)加熱溫度。優(yōu)選地，所述出水口高度高于合金，用于進(jìn)行水的排放。由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有如下有益效果本實(shí)用新型為一種實(shí)時(shí)組合測(cè)量技術(shù)，通過獨(dú)特設(shè)計(jì)的測(cè)量機(jī)構(gòu)(組件)，在線 同時(shí)測(cè)量在不同的環(huán)境溫度下，施加記憶金屬上的推力和金屬的位移量，解算出該溫度下 的彈性系數(shù)，最終給出彈性系數(shù)與溫度的變化關(guān)系或曲線，此實(shí)用新型可以提高產(chǎn)品技術(shù) 精準(zhǔn)度、提升關(guān)鍵技術(shù)工藝、提高產(chǎn)品壽命、減少技術(shù)隱患、提高產(chǎn)品工藝、加快產(chǎn)品開發(fā)周期；未來特殊金屬的使用將會(huì)得到大量的普及應(yīng)用，可在醫(yī)療、軍工、航空、航天、汽車、石 油、煤炭、化工、及其他特殊機(jī)械制造加工等領(lǐng)域應(yīng)用。金屬領(lǐng)域?qū)?huì)得到劃時(shí)代的突破式 的發(fā)展。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)處理示意圖。其中1、加壓桿；2、壓力柱；3、記憶合金；4、出水口 ；5、出水管道；6、高低溫蓄水池；7、 位移傳感器；8、稱重傳感器；9、溫度傳感器；10、入水口 ；11、進(jìn)水管道
具體實(shí)施方式
下面根據(jù)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1所示，一種記憶合金數(shù)據(jù)采集測(cè)量儀，包括能在傳遞工作載荷的同時(shí)測(cè)量 彈簧位移的連桿機(jī)構(gòu)，連桿機(jī)構(gòu)通過底部連接出的一個(gè)進(jìn)水管道11連接有元件測(cè)試筒件， 元件測(cè)試筒件由四個(gè)立柱架穩(wěn)固的高低溫蓄水池6構(gòu)成，用于模擬工作環(huán)境并調(diào)節(jié)加熱溫 度。連桿機(jī)構(gòu)通過出水管道5連接有能在加載工作載荷的同時(shí)直接或間接測(cè)量載荷量的出 水排放蓄水池。連桿機(jī)構(gòu)包括加壓桿1，加壓桿1側(cè)部連接有位移傳感器7，其下部連接有稱重傳 感器8，通過加壓桿1轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行加壓和減壓，帶動(dòng)位移傳感器7與稱重傳感器8得到測(cè)量的 數(shù)據(jù)，所述稱重傳感器8下部連接有壓力柱2，壓力柱2 —側(cè)設(shè)有溫度傳感器9，另一側(cè)設(shè) 有出水口 4，出水口 4高度高于合金，用于進(jìn)行水的排放。壓力柱2下部設(shè)有合金，壓力柱 2進(jìn)行合金的形變，溫度傳感器用于測(cè)量與合金相同環(huán)境的下合金的溫度數(shù)據(jù)。溫度傳感 器用于測(cè)量時(shí)時(shí)溫度的大小。稱重傳感器用于測(cè)量合金所承受壓力的大小。位移傳感器測(cè) 量合金形態(tài)變化的多少。高低溫蓄水池6用于進(jìn)行恒溫循環(huán)流動(dòng)，給予測(cè)量的一個(gè)最佳環(huán) 境。通過轉(zhuǎn)動(dòng)加壓桿1給予合金施加壓力且聯(lián)動(dòng)位于傳感器測(cè)量得出合金在當(dāng)時(shí)環(huán)境溫度 所受壓力與變形程度的數(shù)據(jù)。如圖2所示，位移傳感器、稱重傳感器和溫度傳感器采集的數(shù)據(jù)傳輸至變送器進(jìn) 行標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)處理(如4 20mA、0 5V、1 5V等)，然后把標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換(AD轉(zhuǎn) 換是模數(shù)轉(zhuǎn)換，就是把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào))，轉(zhuǎn)換成為計(jì)算機(jī)可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)(模 擬量轉(zhuǎn)變數(shù)字量)，最后接入U(xiǎn)SB通訊模塊，數(shù)據(jù)通過USB延長線直插計(jì)算機(jī)USB通訊接口， 使用記憶合金參數(shù)測(cè)量儀軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量處理。記憶元件測(cè)量原理記憶元件的彈性系數(shù)公式如下k = F/ Δ S (1)其中k 一為彈性系數(shù)，表示記憶元件的彈性力與其伸長量為正比關(guān)系，無量綱量F 一為施加在記憶元件上的作用力(彈性力)，即測(cè)量時(shí)的工作載荷，kg ；Δ S 一為記憶元件在作用力F下的位移量(伸長量)，mm ；[0026]對(duì)于用記憶材料制造的記憶元件，彈性系數(shù)k與工作(環(huán)境)溫度T存在某種變 化關(guān)系，即，k是T的函數(shù)，表示如下k-f (T) (2)其機(jī)理是，由于記憶材料制成的記憶元件會(huì)隨著不同環(huán)境溫度的變化，其在自由 狀態(tài)或者無施加作用力下的一些特性(諸如可承受的壓力、變化的溫度、可還原性、位移) 也隨之相應(yīng)的成線性或非線性的變化。因此，其彈性系數(shù)也就不是一個(gè)恒定值，而隨不同環(huán) 境溫度的變化，記憶元件成線性或非線性的變化。依據(jù)上述原理，只要在不同的工作溫度下，分別測(cè)量出F和Δ S，即可得到一組k隨 T變化的數(shù)據(jù)，近而擬合出公式( 近擬關(guān)系式。為測(cè)定記憶元件性能、改進(jìn)設(shè)計(jì)和應(yīng)用提 供依據(jù)。本儀器的測(cè)量流程把記憶元件放入數(shù)據(jù)采集測(cè)量區(qū)，啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集測(cè)量儀，進(jìn) 行實(shí)際環(huán)境擬態(tài)模擬設(shè)定(轉(zhuǎn)動(dòng)加壓桿和調(diào)整采集區(qū)域恒定溫度環(huán)境)，使記憶元件構(gòu)成 形態(tài)的變化(記憶合金在調(diào)整溫度環(huán)境下，發(fā)生一種非線性的變化，在一定的范圍內(nèi)記憶 合金的強(qiáng)度與溫度環(huán)境成正比的變大)，數(shù)據(jù)采集測(cè)量儀收集測(cè)量出記憶元件的形態(tài)變化 (溫度、壓力、位移)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析統(tǒng)計(jì)和與普通金屬元件之間的形態(tài)對(duì)比，進(jìn)行特殊金 屬器械的制造、加工。記憶合金數(shù)據(jù)測(cè)量儀可通過無線領(lǐng)域中國傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)達(dá)到數(shù)據(jù)的采集、 分析以及處理的數(shù)字化需求，這種需求代表未來特殊金屬的使用將會(huì)得到大量的普及應(yīng) 用，金屬領(lǐng)域?qū)?huì)得到劃時(shí)代的突破式的發(fā)展。此儀器可在醫(yī)療、軍工、航空、航天、汽車、石 油、煤炭、化工、及其他特殊機(jī)械制造加工等領(lǐng)域應(yīng)用。顯然，本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本實(shí)用新型所作的舉例，而 并非是對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明 的基礎(chǔ)上還可以做出其他不同形式的變化和變動(dòng)。這里無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。 凡是屬于本實(shí)用新型的技術(shù)方案所引申出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的 保護(hù)范圍之列。
權(quán)利要求1.一種記憶合金數(shù)據(jù)采集測(cè)量儀，其特征在于，包括能在傳遞工作載荷的同時(shí)測(cè)量記 憶元件位移的連桿機(jī)構(gòu)，所述連桿機(jī)構(gòu)包括加壓桿，加壓桿側(cè)部連接有位移傳感器，其下部 連接有稱重傳感器，通過加壓桿轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行加壓和減壓，帶動(dòng)位移傳感器與稱重傳感器得到 測(cè)量的數(shù)據(jù)，所述稱重傳感器下部連接有壓力柱，壓力柱一側(cè)設(shè)有溫度傳感器，另一側(cè)設(shè)有 出水口，壓力柱下部設(shè)有合金，壓力柱進(jìn)行合金的形變，溫度傳感器用于測(cè)量與合金相同環(huán) 境的下合金的溫度數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采集測(cè)量儀，其特征在于所述連桿機(jī)構(gòu)通過底部連接出的 一個(gè)出水管道連接有元件測(cè)試筒件，所述連桿機(jī)構(gòu)通過出水管道連接有能在加載工作載荷 的同時(shí)直接或間接測(cè)量載荷量的出水排放蓄水池。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采集測(cè)量儀，其特征在于所述元件測(cè)試筒件由四個(gè)立 柱架穩(wěn)固的高低溫蓄水池構(gòu)成，用于模擬工作環(huán)境并調(diào)節(jié)加熱溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采集測(cè)量儀，其特征在于所述出水口高度高于合金，用于進(jìn) 行水的排放。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種記憶合金數(shù)據(jù)采集測(cè)量儀，包括能在傳遞工作載荷的同時(shí)測(cè)量記憶元件位移的連桿機(jī)構(gòu)，所述連桿機(jī)構(gòu)包括加壓桿，加壓桿側(cè)部連接有位移傳感器，其下部連接有稱重傳感器，通過加壓桿轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行加壓和減壓，帶動(dòng)位移傳感器與稱重傳感器得到測(cè)量的數(shù)據(jù)，所述稱重傳感器下部連接有壓力柱，壓力柱一側(cè)設(shè)有溫度傳感器，另一側(cè)設(shè)有出水口，壓力柱下部設(shè)有合金，壓力柱進(jìn)行合金的形變，溫度傳感器用于測(cè)量與記憶元件相同環(huán)境的下記憶元件的溫度數(shù)據(jù)。此實(shí)用新型可以提高產(chǎn)品技術(shù)精準(zhǔn)度、提升關(guān)鍵技術(shù)工藝、提高產(chǎn)品壽命、減少技術(shù)隱患、提高產(chǎn)品工藝、加快產(chǎn)品開發(fā)周期。
文檔編號(hào)G01D3/028GK201844840SQ20102055178
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者李金柱, 李隆隆 申請(qǐng)人:西安市聯(lián)智電子科技有限公司