耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能測試儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能測試儀,它包括浴槽,浴槽上方設(shè)有橫梁,浴槽內(nèi)固定有至少一個樣品夾具,樣品夾具上固定有用于夾住樣品兩端的夾持部件,夾持部件的下端與樣品夾具固定連接,夾持部件的上端與杠桿的一端連接,杠桿的另一端與加荷裝置連接,杠桿的支點與橫梁固定,橫梁上還固定有位移傳感器,位移傳感器的測量端抵在杠桿與夾持部件連接處的上表面,位移傳感器與數(shù)據(jù)采集器相連接,數(shù)據(jù)采集器與試驗軟件系統(tǒng)相連接。該性能測試儀,可通過試驗軟件系統(tǒng)繪制時間與應(yīng)變曲線,溫度控制、補液控制、斷裂時間、應(yīng)變監(jiān)測、報告生成等環(huán)節(jié)均可在設(shè)置相關(guān)參數(shù)后自動完成,整體自動化程度較高,穩(wěn)定性與耐久性滿足標準要求。
【專利說明】耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能測試儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能測試儀。
【背景技術(shù)】
[0002]聚乙烯土工膜是一種以聚乙烯為基本原料的防滲阻隔型工程材料,廣泛運用于水庫、堤壩、建筑防水、廢棄物處理、尾礦處理等工程領(lǐng)域,其主要特征在于透水性極低,具有十分出色的防滲和防水功能,擁有良好的彈性及適應(yīng)變形的能力,能夠承受不同的施工和工程應(yīng)力,具備較為突出的耐久性能。在工程運用上,特別對于環(huán)保工程,聚乙烯土工膜作為防滲材料長期處于復(fù)雜的液體環(huán)境之中,污染物的降解往往需要數(shù)十甚至上百年才能徹底自然凈化,這就要求聚乙烯土工膜具有較長的使用壽命以有效發(fā)揮工程作用。
[0003]所謂環(huán)境應(yīng)力開裂是指高分子材料在應(yīng)力存在下受化學試劑作用發(fā)生的材料破壞現(xiàn)象。這是一種溶劑誘導型的破壞,是化學試劑和應(yīng)力協(xié)同作用發(fā)生的裂解?;瘜W試劑不會直接引起化學作用或分子降解,實際上,是化學試劑滲透到分子結(jié)構(gòu)并損害了聚合物鏈的內(nèi)分子力,從而加快分子斷裂。自聚乙烯土工膜在20世紀80年代被廣泛運用于工程領(lǐng)域以來,耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能作為評價材料長期使用性能的重要指標,開始逐漸成為測試環(huán)節(jié)的重點研究對象。目前采用的測試方法為NCTL試驗(Notched Constant Tensile LoadTest),即切口恒載拉伸試驗,是將從聚乙烯土工膜上取下的啞鈴狀的帶切口的試樣在恒載拉伸條件下置于恒溫的表面活性溶劑中,測試并記錄試樣發(fā)生斷裂破壞的時間。目前國內(nèi)的科研檢測機構(gòu)對此項目的相關(guān)研究開展較少,也缺乏相應(yīng)的測試手段與能力。為了進一步推進國內(nèi)土工合成材料測試技術(shù)的發(fā)展、滿足工程質(zhì)量檢測的需要,需要對此類型試驗設(shè)備進行研究開發(fā)。
實用新型內(nèi)容
[0004]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點,本實用新型的目的在于提供一種耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能測試儀,用于解決現(xiàn)有技術(shù)中缺少用于測試耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能的試驗設(shè)備的問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的,本實用新型提供一種耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能測試儀,它包括浴槽,浴槽上方設(shè)有橫梁,浴槽內(nèi)固定有至少一個樣品夾具,樣品夾具上固定有用于夾住樣品兩端的夾持部件,夾持部件的下端與樣品夾具固定連接,夾持部件的上端與杠桿的一端連接,杠桿的另一端與加荷裝置連接,杠桿的支點與橫梁固定,橫梁上還固定有位移傳感器,位移傳感器的測量端抵在杠桿與夾持部件連接處的上表面,位移傳感器與數(shù)據(jù)采集器相連接,數(shù)據(jù)采集器與試驗軟件系統(tǒng)相連接。
[0006]優(yōu)選的,夾持部件包括下夾持軸、上夾持軸和拉絲,下夾持軸、上夾持軸豎直放置,下夾持軸的下端與樣品夾具固定,下夾持軸的上端、上夾持軸的下端分別與樣品的兩端固定,上夾持軸的上端通過拉絲與杠桿固定連接。
[0007]進一步的優(yōu)選,夾持部件還包括支撐架,樣品位于支撐架內(nèi),支撐架的下部設(shè)有下通孔,下夾持軸穿過下通孔與樣品夾具固定連接,支撐架的上部設(shè)有上通孔,上夾持軸穿過上通孔與拉絲固定連接。
[0008]優(yōu)選的,加荷裝置包括掛在杠桿遠離夾持部件的端部下方的荷載,荷載下方設(shè)有荷載托架,荷載托架包括與浴槽固定的固定架和沿豎直方向移動的頂桿,頂桿通過定位螺釘與固定架相對固定,頂桿能向上運動將荷載頂起。
[0009]進一步的優(yōu)選,頂桿的下端設(shè)有突出的卡板,固定架下方固定有啟動開關(guān),啟動開關(guān)與試驗軟件系統(tǒng)連接,頂桿向上移動至極限位置時,卡板與啟動開關(guān)相接觸。
[0010]進一步的優(yōu)選,固定架上方固定有停止開關(guān),停止開關(guān)與試驗軟件系統(tǒng)連接,荷載掉落時,荷載壓在停止開關(guān)上。
[0011]進一步的優(yōu)選,荷載包括吊在杠桿下方的鋼珠吊盤和吊在鋼珠吊盤下方的砝碼,鋼珠吊盤內(nèi)裝有鋼珠。
[0012]優(yōu)選的,多個樣品夾具沿浴槽的軸向排列,各個樣品夾具之間設(shè)有隔離板。
[0013]優(yōu)選的,浴槽內(nèi)設(shè)有水位傳感器,水位傳感器與補液控制單元連接,補液控制單元控制補液容器向浴槽補充液體。
[0014]優(yōu)選的,性能測試儀還包括溫度設(shè)置器,溫度設(shè)置器與加熱控制單元連接,加熱控制單元控制位于浴槽內(nèi)的加熱管和攪拌器工作。
[0015]如上所述,本實用新型耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能測試儀,具有以下有益效果:
[0016]該耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能測試儀,可通過試驗軟件系統(tǒng)繪制時間與應(yīng)變曲線,溫度控制、補液控制、斷裂時間、應(yīng)變監(jiān)測、報告生成等環(huán)節(jié)均可在設(shè)置相關(guān)參數(shù)后自動完成,整體自動化程度較高,穩(wěn)定性與耐久性滿足標準要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1顯示為本實用新型耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能測試儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2顯示為圖1所示的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能測試儀的截面示意圖。
[0019]元件標號說明
[0020] 1浴槽
2橫梁
3樣品夾具
4夾持部件
41上夾持軸
42下夾持軸
43拉絲
44支撐架
441下通孔
442上通孔
5杠桿
6荷載
61鋼珠吊盤
62砝碼
7荷載托架
71固定架
72頂桿
73定位螺釘
74卡板
[0021]75啟動開關(guān)
76停止開關(guān)
8隔離板
91水位傳感器
92補液控制單元
93補液容器
101溫度設(shè)置器
102加熱控制單元
103加熱管
104攪拌器
11排水口
12操作臺
13位移傳感器
14樣品
15加荷裝置
【具體實施方式】
[0022]以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式,熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實用新型的其他優(yōu)點及功效。
[0023]請參閱圖1至圖2。須知,本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等,均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容,以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀,并非用以限定本實用新型可實施的限定條件,故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義,任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整,在不影響本實用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達成的目的下,均應(yīng)仍落在本實用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時,本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語,亦僅為便于敘述的明了,而非用以限定本實用新型可實施的范圍,其相對關(guān)系的改變或調(diào)整,在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下,當亦視為本實用新型可實施的范疇。
[0024]如圖1至圖2所示,本實用新型提供一種耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能測試儀,它包括浴槽1,浴槽I上方設(shè)有橫梁2,浴槽I內(nèi)固定有至少一個樣品夾具3,樣品夾具3上固定有用于夾住樣品14兩端的夾持部件4,夾持部件4的下端與樣品夾具3固定連接,夾持部件4的上端與杠桿5的一端連接,杠桿5的另一端與加荷裝置15連接,杠桿5的支點與橫梁2固定,橫梁2上還固定有位移傳感器13,位移傳感器13的測量端抵在杠桿5與夾持部件4連接處的上表面,位移傳感器13與數(shù)據(jù)采集器相連接,數(shù)據(jù)采集器與試驗軟件系統(tǒng)相連接。
[0025]夾持部件4將樣品14的兩端夾持住,加荷裝置15通過杠桿5施加一個拉伸力于樣品14上,直至樣品14斷裂,在此過程中,可通過位移傳感器13測得樣品14的拉伸量。最后,根據(jù)樣品14的拉伸量及相對應(yīng)的時間,繪制樣品14的時間與應(yīng)變的對應(yīng)曲線。浴槽I可由不銹鋼制成,為長方體容器;浴槽I內(nèi)放置有溶劑,提供了適合樣品14的測量環(huán)境,而浴槽I上還可設(shè)置有機玻璃蓋板,有利于減少溶劑蒸發(fā)及熱量損失。樣品夾具3與浴槽I為可拆卸連接,可在浴槽I外部將樣品14、夾持部件4等在樣品夾具3上安裝好后,再整體裝入浴槽I中。上述試驗軟件系統(tǒng)基于Delphi開發(fā),具有實時顯示試驗狀態(tài),計時功能和動態(tài)顯示時間-應(yīng)變曲線的功能,在輸入樣品試驗參數(shù)后,結(jié)合試驗結(jié)果可生產(chǎn)試驗報告。
[0026]夾持部件4包括下夾持軸42、上夾持軸41和拉絲43,下夾持軸42、上夾持軸41豎直放置,下夾持軸42的下端與樣品夾具3固定,下夾持軸42的上端、上夾持軸41的下端分別與樣品14的兩端固定,上夾持軸41的上端通過拉絲43與杠桿5固定連接。另,夾持部件4還可包括支撐架44,樣品14位于支撐架44內(nèi),支撐架44的下部設(shè)有下通孔441,下夾持軸42穿過下通孔441與樣品夾具3固定連接,支撐架44的上部設(shè)有上通孔442,上夾持軸41穿過上通孔442與拉絲43固定連接。下夾持軸42、上夾持軸41將樣品14的兩端夾住,支撐架44主要起導向作用,通過上通孔442、下通孔441對上夾持軸41、下夾持軸42的限制,保證了樣品14在試驗過程中,一直處于豎直狀態(tài)。
[0027]加荷裝置15包括掛在杠桿5遠離夾持部件4的端部下方的荷載6,荷載6下方設(shè)有荷載托架7,荷載托架7包括與浴槽I固定的固定架71和沿豎直方向移動的頂桿72,頂桿72通過定位螺釘73與固定架71相對固定,頂桿72能向上運動將荷載6頂起。在試驗準備階段,頂桿72將荷載6頂起,當試驗開始時,定位螺釘73松開,頂桿72落下后與荷載6分離,荷載6由于自身重力通過杠桿5對樣品14施加一個拉伸力。
[0028]頂桿72的下端設(shè)有突出的卡板74,固定架71下方固定有啟動開關(guān)75,啟動開關(guān)
75與試驗軟件系統(tǒng)連接,頂桿72向上移動至極限位置時,卡板74與啟動開關(guān)75相接觸。在試驗準備階段,頂桿72將荷載6頂起時,卡板74與啟動開關(guān)75相接觸,啟動開關(guān)75處于吸合狀態(tài),啟動開關(guān)75發(fā)出“就緒”的信號給試驗軟件系統(tǒng);當試驗開始時,頂桿72落下后與荷載6分離,啟動開關(guān)75發(fā)出“可開始試驗”的信號給試驗軟件系統(tǒng),試驗軟件系統(tǒng)計時并通過位移傳感器13測量樣品14的拉伸量。
[0029]固定架71上方固定有停止開關(guān)76,停止開關(guān)76與試驗軟件系統(tǒng)連接,荷載6掉落時,荷載6壓在停止開關(guān)76上。當樣品14斷裂時,荷載6掉落,壓在停止開關(guān)76上,停止開關(guān)76發(fā)出“斷裂”的信號給試驗軟件系統(tǒng)。
[0030]荷載6包括吊在杠桿5下方的鋼珠吊盤61和吊在鋼珠吊盤61下方的砝碼62,鋼珠吊盤61內(nèi)裝有鋼珠。通過調(diào)整鋼珠吊盤61中的鋼珠和砝碼62的重量,可得到樣品14所需要的試驗拉伸力。
[0031]多個樣品夾具3沿浴槽I的軸向排列,各個樣品夾具3之間設(shè)有隔離板8。該耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能測試儀可通過相互隔離的多個樣品夾具3夾持多組樣品14,同時進行多組試驗,極大地提高了試驗效率。
[0032]浴槽I內(nèi)設(shè)有水位傳感器91,水位傳感器91與補液控制單元92連接,補液控制單元92控制補液容器93向浴槽I補充液體。通過水位傳感器91測量浴槽I中的水位,當水位達不到試驗要求時,補液控制單元92控制補液容器93向浴槽I內(nèi)補充液體。
[0033]該耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能測試儀還包括溫度設(shè)置器101,溫度設(shè)置器101與加熱控制單元102連接,加熱控制單元102控制位于浴槽I內(nèi)的加熱管103和攪拌器104工作。操作人員可通過溫度設(shè)置器101設(shè)置浴槽I內(nèi)的溫度,然后在加熱控制單元102的控制下,浴槽I內(nèi)的加熱管103、攪拌器104開始工作,直至浴槽I內(nèi)的溫度達到試驗要求。
[0034]浴槽1下方還設(shè)有排水口 11,排水口 11用于排出浴槽I內(nèi)的溶液。
[0035]整個耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能測試儀可整體放置在操作臺12上。
[0036]該耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能測試儀的使用過程如下:
[0037]1)根據(jù)樣品14的數(shù)量確定試驗單元的個數(shù),利用隔離板8進行試驗單元隔離,再
依次將樣品14安裝在對應(yīng)的夾持部件4上,再將拉絲43--對應(yīng)地固定在杠桿5遠離加
荷裝置15的一端上;
[0038]2)打開試驗軟件系統(tǒng),彈出試驗軟件系統(tǒng)的界面;
[0039]3)在試驗軟件系統(tǒng)中點擊“文件”-“新建試驗”,建立新的試驗;
[0040]4)將試驗終止條件、控制溫度填好后,點擊“確定”;
[0041]5)將預(yù)備進行的試驗單元內(nèi)的荷載托架7的頂桿72上抬,并通過定位螺釘73鎖緊,確保試驗單元相對應(yīng)的啟動開關(guān)75處于吸合狀態(tài),此時在軟件系統(tǒng)界面中對應(yīng)該試驗單元的狀態(tài)框中顯示為“就緒”;
[0042]6)根據(jù)試驗要求的樣品14的拉伸力,配置砝碼62及鋼珠吊盤61中的鋼珠;
[0043]7)按照試驗要求配制溶劑,將溶劑注入浴槽I至合適的水位后,進行加熱控制,等待溶劑加熱至設(shè)定溫度;
[0044]8)在軟件系統(tǒng)界面上將位移傳感器13的數(shù)值清零,單擊“開始試驗”,然后拔出試驗單元相對應(yīng)的定位螺釘73,待頂桿72自動下落,與砝碼62脫離后,此時軟件系統(tǒng)界面上的狀態(tài)框中顯示“工作”,并開始計時;
[0045]9)在試驗中,如果某個試樣14斷裂,其對應(yīng)的砝碼62會落至荷載托架7上,使對應(yīng)的停止開關(guān)76吸合,此時在軟件系統(tǒng)界面上對應(yīng)的狀態(tài)框中顯示為“斷裂”,到達設(shè)定的終止條件,試驗自動結(jié)束;
[0046]10)試驗結(jié)束后,點擊“處理”-“試驗報表”,填入相應(yīng)參數(shù),單擊“預(yù)覽”出現(xiàn)報表后,選擇打印圖標,正確連接打印機,即可打印出試驗報表;
[0047]11)點擊“處理“導出Excel表”,生成Excel表待用;
[0048]12)試驗完成后應(yīng)排出溶液,清理浴槽1,切斷試驗軟件系統(tǒng)的主機電源。
[0049]該耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能測試儀具有如下優(yōu)點:
[0050]1)可根據(jù)測試需要,安排I~5組樣品同時進行試驗,極大地提高了試驗效率;
[0051]2)整體自動化程度較高,溫度控制、補液控制、斷裂時間、應(yīng)變監(jiān)測、報告生成等環(huán)節(jié)均可在設(shè)置相關(guān)參數(shù)后自動完成;
[0052]3)比較國外相關(guān)設(shè)備,增加了位移傳感器動態(tài)監(jiān)控樣品的應(yīng)變情況,可通過試驗軟件系統(tǒng)繪制時間與應(yīng)變的對應(yīng)曲線;
[0053]4)浴槽上可設(shè)置有機玻璃蓋板,有利于減少溶劑蒸發(fā)及熱量損失;
[0054]5)樣品夾具可拆卸,便于在浴槽外進行樣品裝卸;[0055]6)設(shè)備元器件穩(wěn)定性與耐久性滿足標準要求。
[0056]綜上所述,本實用新型耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能測試儀,可通過試驗軟件系統(tǒng)繪制時間與應(yīng)變的對應(yīng)曲線,溫度控制、補液控制、斷裂時間、應(yīng)變監(jiān)測、報告生成等環(huán)節(jié)均可在設(shè)置相關(guān)參數(shù)后自動完成,整體自動化程度較高,穩(wěn)定性與耐久性滿足標準要求。所以,本實用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
[0057]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效,而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下,對上述實施例進行修飾或改變。因此,舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變,仍應(yīng)由本實用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能測試儀,其特征在于:它包括浴槽,所述浴槽上方設(shè)有橫梁,所述浴槽內(nèi)固定有至少一個樣品夾具,所述樣品夾具上固定有用于夾住樣品兩端的夾持部件,所述夾持部件的下端與所述樣品夾具固定連接,所述夾持部件的上端與杠桿的一端連接,所述杠桿的另一端與加荷裝置連接,所述杠桿的支點與所述橫梁固定,所述橫梁上還固定有位移傳感器,所述位移傳感器的測量端抵在所述杠桿與所述夾持部件連接處的上表面,所述位移傳感器與數(shù)據(jù)采集器相連接,所述數(shù)據(jù)采集器與試驗軟件系統(tǒng)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能測試儀,其特征在于:所述夾持部件包括下夾持軸、上夾持軸和拉絲,所述下夾持軸、上夾持軸豎直放置,所述下夾持軸的下端與所述樣品夾具固定,所述下夾持軸的上端、上夾持軸的下端分別與所述樣品的兩端固定,所述上夾持軸的上端通過所述拉絲與所述杠桿固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能測試儀,其特征在于:所述夾持部件還包括支撐架,所述樣品位于所述支撐架內(nèi),所述支撐架的下部設(shè)有下通孔,所述下夾持軸穿過所述下通孔與所述樣品夾具固定連接,所述支撐架的上部設(shè)有上通孔,所述上夾持軸穿過所述上通孔與所述拉絲固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能測試儀,其特征在于:所述加荷裝置包括掛在所述杠桿遠離夾持部件的端部下方的荷載,所述荷載下方設(shè)有荷載托架,所述荷載托架包括與所述浴槽固定的固定架和沿豎直方向移動的頂桿,所述頂桿通過定位螺釘與所述固定架相對固定,所述頂桿能向上運動將所述荷載頂起。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能測試儀,其特征在于:所述頂桿的下端設(shè)有突出的卡板,所述固定架下方固定有啟動開關(guān),所述啟動開關(guān)與所述試驗軟件系統(tǒng)連接,所述頂桿向上移動至極限位置時,所述卡板與所述啟動開關(guān)相接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能測試儀,其特征在于:所述固定架上方固定有停止開關(guān),所述停止開關(guān)與所述試驗軟件系統(tǒng)連接,所述荷載掉落時,所述荷載壓在所述停止開關(guān)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6任一項所述的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能測試儀,其特征在于:所述荷載包括吊在所述杠桿下方的鋼珠吊盤和吊在所述鋼珠吊盤下方的砝碼,所述鋼珠吊盤內(nèi)裝有鋼珠。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能測試儀,其特征在于:所述多個樣品夾具沿所述浴槽的軸向排列,所述各個樣品夾具之間設(shè)有隔離板。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能測試儀,其特征在于:所述浴槽內(nèi)設(shè)有水位傳感器,所述水位傳感器與補液控制單元連接,所述補液控制單元控制補液容器向所述浴槽補充液體。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能測試儀,其特征在于:所述性能測試儀還包括溫度設(shè)置器,所述溫度設(shè)置器與加熱控制單元連接,所述加熱控制單元控制位于所述浴槽內(nèi)的加熱管和攪拌器工作。
【文檔編號】G01N17/00GK203705265SQ201420003916
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年1月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月3日
【發(fā)明者】張鵬程, 白建穎, 陳剛, 王 琦, 張偉, 王宵, 方遠遠, 戚晶磊 申請人:上??睖y設(shè)計研究院