專利名稱：碳纖維構件零變形的測試裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及變形檢測裝置，具體涉及針對溫度變化較大的碳纖維構件在工作溫度 場下零變形狀況進行檢測的測試裝置。
背景技術：
在地球同步軌道運行的衛(wèi)星，由于沒有大氣層的保護，其環(huán)境溫度變化很大，受陽 面溫度可高達上百度，但是背陽面溫度卻在零下幾十攝氏度。因此，衛(wèi)星運行在這種環(huán)境 中，由于材料的熱膨脹，會引起衛(wèi)星結構的尺寸變化。但是從衛(wèi)星的某些部件和儀器的技術 要求考慮，希望衛(wèi)星結構的穩(wěn)定性好，因此，此類構件都會選擇零變形碳纖維材料來制造。 然而，傳統(tǒng)的檢測熱膨脹系數精度不高，因此，給衛(wèi)星結構設計以及材料研制、加工制造帶 來極大難度。為適應衛(wèi)星制造的要求，材料熱膨脹系數的精度需要更加準確。碳纖維構件零變 形的測試裝置是一種基于溫度控制技術、精密測試技術的熱變形測量裝置。該裝置適用于 工作環(huán)境溫度變化甚大的碳纖維材料構件的熱膨脹系數的測試，為設計師在工程應用中提 供可靠的材料設計依據。目前沒有發(fā)現(xiàn)同本發(fā)明類似技術的說明或報道，也尚未收集到國內外類似的資 料。

發(fā)明內容
為了解決現(xiàn)有檢測碳纖維構件熱膨脹系數精度不高的問題，本發(fā)明的目的在于提 供碳纖維構件零變形的測試裝置。利用本發(fā)明，可以解決在溫差變化較大的工作環(huán)境下碳 纖維材料構件零變形性能的檢測問題。為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明技術方案如下提供碳纖維構件零變形的測試裝 置，該裝置包括高低溫控制柜[1]、高低溫試驗箱[2]、測控系統(tǒng)控制箱[3]、溫度傳感器[4]、 MTI2000光纖位移傳感器[5]、計算機控制與分析系統(tǒng)[6]和碳纖維構件[7]；所述的碳纖 維構件[7]放入高低溫試驗箱[2]內，通過高低溫控制柜[1]控制高低溫試驗箱[2]內溫 度，用溫度傳感器[4]進行監(jiān)測，從而滿足溫度范圍和溫度控制要求；用MTI2000光纖位移 傳感器[5]測試碳纖維構件[7]的變形量；計算機控制與分析系統(tǒng)[6]通過測控系統(tǒng)控制 箱[3]分別將高低溫控制柜[1]、高低溫試驗箱[2]、溫度傳感器[4]和MTI2000光纖位移 傳感器[5]連接，主要用于控制整個測試過程，實現(xiàn)測試數據的自動采集、分析、存貯與測 試結果的顯示。所述的高低溫控制柜[1]和高低溫試驗箱[2]可按要求的程序升溫，升溫程序可 調，并能實時控制；溫度范圍再_70°C到+100°C之間，溫度波動度不大于1°C。所述的溫度傳感器[4]采用鉬電阻溫度傳感器。具有精度高，穩(wěn)定性好，可靠性 強，產品壽命長等優(yōu)點。
所述的MTI2000光纖位移傳感器[5]為非接觸式，通過接收反射光的大小來確定 位移，最大量程為2mm，分辨率為0. 25 μ m。所述的被測構件[7]安裝方式是一端固定，另一端活動，通過活動端的延伸量測 得該構件在溫度范圍內的熱變形量。本發(fā)明根據熱變形檢測數據，利用碳纖維材料線膨脹系數小的特點和它的可設計 性，即通過對碳纖維材料構件的鋪層設計和纏繞角度的改變，以達到檢測該構件碳纖維零 變形的目的。


附圖為本發(fā)明碳纖維構件零變形測試裝置的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合

本發(fā)明的優(yōu)選實施例。附圖為本發(fā)明碳纖維構件零變形測試裝置的結構示意圖，如附圖的實施例所示， 該裝置包括高低溫控制柜[1]、高低溫試驗箱[2]、測控系統(tǒng)控制箱[3]、溫度傳感器W]、 MTI2000光纖位移傳感器[5]、計算機控制與分析系統(tǒng)[6]和碳纖維構件[7]。上述碳纖維構件[7]放入高低溫試驗箱[2]，一端固定，另一端活動，通過MTI2000 光纖位移傳感器[5]測得活動端的延伸量。光纖位移傳感器[5]為非接觸式，通過接收反 射光的大小來確定位移，最大量程為2mm，分辨率為0. 25 μ m。上述高低溫控制柜[1]控制高低溫試驗箱[2]內的溫度，通過溫度傳感器[4]進 行監(jiān)測。高低溫控制柜[1]可按要求的程序升溫，升溫程序可調，并能實時控制。溫度范圍 再-70°C到+100°C之間，溫度波動度不大于1°C。溫度傳感器[4]采用鉬電阻溫度傳感器。上述計算機控制與分析系統(tǒng)[6]是通過測控系統(tǒng)控制箱[3]分別將高低溫控制柜 [1]、高低溫試驗箱[2]、溫度傳感器[4]和MTI2000光纖位移傳感器[5]連接，主要用于控 制整個測試過程，實現(xiàn)測試數據的自動采集、分析、存貯與測試結果的顯示。由上所述，本發(fā)明是為解決在溫差變化較大的工作環(huán)境下碳纖維材料構件零變形 性能的檢測，彌補了現(xiàn)有檢測碳纖維構件熱膨脹系數精度不高的問題。可根據熱變形檢測 數據，調整碳纖維材料構件的鋪層設計和纏繞角度而達到該構件碳纖維零變形。為設計師 在工程應用中提供可靠的材料設計依據。保證了在溫差變化較大的工作環(huán)境下，碳纖維構 件的可靠穩(wěn)定。
權利要求
1.一種碳纖維構件零變形的測試裝置，其特征在于，該裝置包括高低溫控制柜[1]、高低溫試驗箱[2]、測控系統(tǒng)控制箱[3]、溫度傳感器W]、MTI2000 光纖位移傳感器[5]、計算機控制與分析系統(tǒng)[6]和碳纖維構件[7]；所述的碳纖維構件 [7]放入高低溫試驗箱[2]內，通過高低溫控制柜[1]控制高低溫試驗箱[2]內溫度，用溫 度傳感器[4]進行監(jiān)測，從而滿足溫度范圍和溫度控制要求；用MTI2000光纖位移傳感器 [5]測試碳纖維構件的變形量；計算機控制與分析系統(tǒng)[6]通過測控系統(tǒng)控制箱[3]分別 將高低溫控制柜[1]、高低溫試驗箱[2]、溫度傳感器[4]和MTI2000光纖位移傳感器[5]連 接，主要用于控制整個測試過程，實現(xiàn)測試數據的自動采集、分析、存貯與測試結果的顯示。
2.如權利要求1所述的碳纖維構件零變形的測試裝置，其特征在于所述的高低溫控 制柜[1]和高低溫試驗箱[2]可按要求的程序升溫，升溫程序可調，并能實時控制；溫度范 圍再-70°C到+100°C之間，溫度波動度不大于1°C。
3.如權利要求1所述的碳纖維構件零變形的測試裝置，其特征在于所述的溫度傳感 器[4]采用鉬電阻溫度傳感器。
4.如權利要求1所述的碳纖維構件零變形的測試裝置，其特征在于所述的MTI2000 光纖位移傳感器[5]為非接觸式，通過接收反射光的大小來確定位移，最大量程為2mm，分 辨率為0. 25 μ m。
5.如權利要求1所述的碳纖維構件零變形的測試裝置，其特征在于所述的被測構件 [7]安裝方式是一端固定，另一端活動，通過活動端的延伸量測得該構件在溫度范圍內的熱 變形量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種碳纖維構件零變形的測試裝置，包括高低溫控制柜[1]、高低溫試驗箱[2]、測控系統(tǒng)控制箱[3]、溫度傳感器[4]、MTI2000光纖位移傳感器[5]和計算機控制與分析系統(tǒng)[6]、碳纖維構件[7]。解決了現(xiàn)有檢測碳纖維構件熱膨脹系數精度不高的問題。利用本發(fā)明，可以解決在溫差變化較大的工作環(huán)境下碳纖維材料構件零變形性能的檢測問題。本發(fā)明操作簡便、檢測精度高、設備造價低。
文檔編號G01K7/18GK102141394SQ20101010253
公開日2011年8月3日 申請日期2010年1月29日 優(yōu)先權日2010年1月29日
發(fā)明者宋東平, 顧志悅 申請人:上海衛(wèi)星工程研究所