一种用于金属板材热疲劳性能的快速检测装置的制作方法

1.本发明涉及一种用于金属板材热疲劳性能的快速检测装置，属于板材测试装置领域。


背景技术：

2.在许多高温应用领域，金属板材的热疲劳失效模式经常发生。如何优化改善金属材料的热疲劳特性，成为行业里的一大技术难题。
3.目前，市场上用于检测金属材料热疲劳性能的装置，主要有电阻加热炉、感应加热、红外加热、燃烧器加热等，但或多或少的存在一些问题。比如，电阻炉加热，温控时间长、实验周期长、实验成本高；感应加热，加热区域不均匀，且对无磁或弱磁性金属材料效果不明显；红外加热，存在内外材料温度不均匀、高温存在瓶颈限制。
4.因此，针对现有热疲劳检测装置的一些不足，有必要针对金属板材，来专门开发出一款适合金属板材热疲劳检测的装置，该装置需要具有温升快、加热均匀、高可靠性等技术优势。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种用于金属板材热疲劳性能的快速检测装置，该结构温升快、加热均匀，实用性强。
6.按照本发明提供的技术方案，一种用于金属板材热疲劳性能的快速检测装置，所述装置包括工装模块、力传感器、温度传感器、控制模块以及供电设备；所述供电设备与所述工装模块以及所述控制模块电性连接；
7.所述工装模块包括检测台面，所述力传感器和温度传感器设置于检测台面上并与待测样件接触，所述力传感器和所述温度传感器与所述处理器通信连接；
8.所述处理器用于接收并处理力传感器及温度传感器的所测的数据。
9.作为本发明的进一步改进，所述控制模块包括plc、工况显示器、调压模块、整流器、变压器及连接供电设备的空气开关，所述plc控制调压模块、工况显示器以及接收并处理力传感器及温度传感器反馈的数据，所述工装模块与调压模块之间设置有整流器及变压器，所述工装模块与空气开关之间设置有冷却系统，所述工装模块与冷却系统之间通过冷却回路连接；所述plc与力传感器和温度传感器通信连接。
10.作为本发明的进一步改进，所述冷却系统通过冷却回路与工装模块相连。
11.作为本发明的进一步改进，所述plc与空气开关之间设置有24v变压器，所述24v变压器上设置有空冷系统。
12.所述工装模块还包括传感器固定柱、导轨、调温管路、压紧块、电极及固定安装块，所述传感器固定柱、导轨及固定安装块依次固定在工作台面上，导轨上设置有滑台安装块，在滑台安装块与传感器固定柱之间设置有力传感器，所述待测样件以架设的方式固定在滑台安装块与固定安装块之间，在待测样件的两侧分别设置一个压紧块，所述两个压紧块上
分别设有电极；所述调温管路设置在滑台安装块与固定安装块之间，调温管路与控制模块中的冷却系统相连接。
13.作为本发明的进一步改进，所述调温管路包括进水管、出水管及连接导水管，所述进水管设置在滑台安装块上，所述出水管设置在固定安装块上，所述连接导水管连接在进水管与出水管之间。
14.作为本发明的进一步改进，所述滑台安装块与固定安装块的内部设有冷却槽，所述进水管与出水管分别设置在冷却槽内。
15.作为本发明的进一步改进，所述工作台面的底部设置有多个工作台支架。本发明的有益效果在于：
16.本发明使用待测样件为v型等截面结构，通电加热时具有温度均匀、升温迅速的优点；同时采样模块化设计方案，将控制部分与工装部分分开，结构简单，可靠性高。
附图说明
17.图1为本发明主体结构原理图。
18.图2为本发明工装模块主视图。
19.图3为本发明工装模块俯视图。
20.附图标记说明：1
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空气开关、2
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调压模块、3
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整流器、4
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变压器、5
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24v变压器、6
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plc、7
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工况显示器、8
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冷却系统、9
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空冷系统、10
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冷却回路、11
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工装模块、12
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工作台支架、13
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工作台面、14
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传感器固定柱、15
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力传感器、16
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导轨、17
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滑台安装块、18
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进水管、19
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待测样件、20
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压紧块、21
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电极、22
‑
温度传感器、23
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固定安装块、24
‑
出水管、25
‑
连接导水管.
具体实施方式
21.下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：
22.如图1所示，一种用于金属板材热疲劳性能的快速检测装置，其特征在于，装置包括工装模块11、力传感器15、温度传感器22、控制模块以及供电设备；供电设备与工装模块11以及控制模块电性连接；
23.工装模块11包括检测台面13，力传感器15和温度传感器22设置于检测台面13上并与待测样件19接触，力传感器15和温度传感器(22)与处理器通信连接；
24.处理器用于接收并处理力传感器15及温度传感器22的所测的数据。
25.控制模块包括plc6、工况显示器7、调压模块2、整流器3、变压器4及连接供电设备的空气开关1，plc6控制调压模块2、工况显示器7以及接收并处理力传感器15及温度传感器22反馈的数据，工装模块11与调压模块2之间设置有整流器3及变压器4，工装模块11与空气开关1之间设置有冷却系统8，工装模块11与冷却系统之间通过冷却回路10连接；plc6与力传感器15和温度传感器22通信连接。
26.冷却系统8通过冷却回路10与工装模块11相连。
27.plc6与空气开关1之间设置有24v变压器5，24v变压器5上设置有空冷系统9，24v变压器5，用于本装置控制系统供电，包括连接plc6、空冷系统9；9空冷系统，主要对plc6、变压器4等部件，进行冷却，以维持正常的工作环境温度。
28.空气开关1，连接工业用电，为380v三相交流电，为系统提供电力输入。
29.调压模块2，用于空气开关1的引入电压进行调节控制，电压调节策略有plc6来控制；
30.整流器3用于对变压器4的输入电流进行整流控制；
31.变压器4的输出电压为5～10v，用于后级工装模块11的加热供电。
32.工况显示器7，用于显示本发明装置的运行参数，主要包括电流、电压、温度、力等信号；
33.工装模块11还包括传感器固定柱14、导轨16、调温管路、压紧块20、电极21及固定安装块25，传感器固定柱14、导轨16及固定安装块25依次固定在工作台面13上，导轨16上设置有滑台安装块17，在滑台安装块17与传感器固定柱14之间设置有力传感器15，待测样件19以架设的方式固定在滑台安装块17与固定安装块23之间，在待测样件19的两侧分别设置一个压紧块20，两个压紧块20上分别设有电极21；调温管路设置在滑台安装块17与固定安装块23之间，调温管路与控制模块中的冷却系统8相连接，电极21与压紧块20相连接，其作用为待测样件19进行通电加热，如图2及图3所示。
34.调温管路包括进水管18、出水管24及连接导水管25，进水管18设置在滑台安装块17上，出水管24设置在固定安装块23上，连接导水管25连接在进水管18与出水管24之间。
35.滑台安装块17与固定安装块23的内部设有冷却槽，进水管18与出水管24分别设置在冷却槽内。
36.工作台面13的底部设置有多个工作台支架12，温度传感器22及力传感器15，用于实施待测样件19温度及受力，并传递给plc6和工况显示器7，温度传感器22固定在待测样件19表面。
37.本发明使用待测样件为v型等截面结构，通电加热时具有温度均匀、升温迅速的优点。本发明采样模块化设计方案，将控制部分与工装部分分开，结构简单。
38.本发明的工作过程为：
39.第一步，将待测样件19，固定在滑台安装块17、固定安装块23上，并用压紧块20进行固定安装；
40.第二步，将冷却系统8打开，通过冷却回路10对滑台安装块17、固定安装块23进行冷却；24v变压器5对空冷系统9供电，给整改控制部件进行冷却；
41.第三步，通过工况显示器7进行参数输入，通过plc6进行信号处理，控制调压模块2来调节主工作回路电压，通过整流器3对输入电流进行稳定处理；
42.第四步，主回路电流通过变压器4，降低输出电压，增加输出电流，通过电极21对待测样件19进行供电加热；
43.第五步，通过温度传感器22实时监控待测样件19的温度，并传递给plc6，进行温度闭环控制，同时传递给工况显示器7进行实时显示。