專利名稱：一種材料性能參數(shù)獲取裝置及粘彈譜儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及材料性能檢測及數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，特別涉及一種材料性能參數(shù)獲取裝置及粘彈譜儀。
背景技術(shù)：
在對材料特別是高端材料進行應(yīng)用前，需要對其材料性能進行測試依據(jù)材料性能參數(shù)來判斷材料的實際用途，其中，材料性能參數(shù)一般有應(yīng)力值、應(yīng)變值、損耗角值、彈性模量、損耗模量、損耗因子、楊氏模量、柔量、儲能模量、剪切模量和黏度等。當(dāng)材料處于一定溫度、一定頻率中在外力作用下不能產(chǎn)生位移時，它的幾何形狀和尺寸將發(fā)生形變，這種形變稱為應(yīng)變。材料發(fā)生形變時內(nèi)部產(chǎn)生了大小相等但方向相反的作用力抵抗外力，單位面積上的這種反作用力稱為應(yīng)力。而應(yīng)變滯后應(yīng)力，兩者之間存在相位差，這種相位差即損耗角。但目前，沒有一種材料性能參數(shù)獲取裝置能夠在較高頻寬(如IOOOhz)條件下準(zhǔn)確獲取高端材料如應(yīng)力值、應(yīng)變值及損耗角值等性能參數(shù)，從而根據(jù)應(yīng)力值、應(yīng)變值及損耗角值等參數(shù)進行數(shù)據(jù)處理后可得到彈性模量、損耗模量、損耗因子、楊氏模量、柔量、儲能模量、剪切模量和黏度等材料的動態(tài)力學(xué)及熱力學(xué)性能參數(shù)，來判斷該高端材料的實際用途。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種材料性能參數(shù)獲取裝置及粘彈譜儀，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中無法實現(xiàn)在較高頻寬條件下對高分子材料如應(yīng)力值、應(yīng)變值及損耗角值等性能參數(shù)，從而獲取彈性模量、損耗模量、損耗因子、楊氏模量、柔量、儲能模量、剪切模量和黏度等材料的動態(tài)力學(xué)及熱力學(xué)性能參數(shù)的準(zhǔn)確獲取的技術(shù)問題。本發(fā)明提供了一種材料性能參數(shù)獲取裝置，該裝置包括微波分頻器，用于對預(yù)定頻率的微波信號進行分頻處理，生成與所述微波信號的頻率相對應(yīng)的分頻數(shù)據(jù)；第一數(shù)據(jù)采集器，用于利用所述微波信號獲取被測試材料在預(yù)定外力作用下的反應(yīng)數(shù)據(jù)；第一數(shù)據(jù)處理器，用于依據(jù)所述分頻數(shù)據(jù)和所述反應(yīng)數(shù)據(jù)獲取所述被測試材料處于所述微波信號中的應(yīng)力值及損耗角值。上述裝置，優(yōu)選地，所述裝置還包括預(yù)處理器，用于獲取預(yù)設(shè)的與所述預(yù)定外力相對應(yīng)的位移控制值，以及用于依據(jù)所述位移控制值與標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變值的關(guān)系得出與所述位移控制值相對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變值；第二數(shù)據(jù)采集器，用于獲取所述被測試材料在所述預(yù)定外力作用下的測試應(yīng)變值；第二數(shù)據(jù)處理器，用于對所述位移控制值、所述標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變值及所述測試應(yīng)變值進行計算，得出實際應(yīng)變值。
上述裝置，優(yōu)選地，所述裝置還包括力生成器，用于生成預(yù)定外力，并將所述預(yù)定外力施加于被測試材料。上述裝置，優(yōu)選地，所述第一數(shù)據(jù)處理器包括第一數(shù)據(jù)提取器，用于提取所述反應(yīng)數(shù)據(jù)的中間數(shù)據(jù)，獲取中間數(shù)據(jù)數(shù)組；第二數(shù)據(jù)提取器，用于對所述中間數(shù)據(jù)數(shù)組進行第偶數(shù)個數(shù)據(jù)和第奇數(shù)個數(shù)據(jù)提取，分別得到第一中間數(shù)據(jù)數(shù)組和第二中間數(shù)據(jù)數(shù)組；
第一數(shù)據(jù)計算器，用于對所述分頻數(shù)據(jù)、所述第一中間數(shù)據(jù)數(shù)組及所述第二中間數(shù)據(jù)數(shù)組進行計算，獲取應(yīng)力值及損耗角值。上述裝置，優(yōu)選地，所述第二數(shù)據(jù)處理器包括數(shù)據(jù)標(biāo)記器，用于將所述位移控制值、所述標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變值及所述測試應(yīng)變值分別記為 um、by 及 cy ;第二數(shù)據(jù)計算器，用于獲取所述測試應(yīng)變值cy與所述標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變值by的偏差
cy-by,并依據(jù)所述偏差cy-by及所述標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變值by獲取偏差率
權(quán)利要求
1.ー種材料性能參數(shù)獲取裝置，其特征在于，該裝置包括 微波分頻器，用于對預(yù)定頻率的微波信號進行分頻處理，生成與所述微波信號的頻率相對應(yīng)的分頻數(shù)據(jù)； 第一數(shù)據(jù)采集器，用于利用所述微波信號獲取被測試材料在預(yù)定外力作用下的反應(yīng)數(shù)據(jù)； 第一數(shù)據(jù)處理器，用于依據(jù)所述分頻數(shù)據(jù)和所述反應(yīng)數(shù)據(jù)獲取所述被測試材料處于所述微波信號中的應(yīng)カ值及損耗角值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括 預(yù)處理器，用于獲取預(yù)設(shè)的與所述預(yù)定外力相對應(yīng)的位移控制值，以及用于依據(jù)所述位移控制值與標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變值的關(guān)系得出與所述位移控制值相對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變值； 第二數(shù)據(jù)采集器，用于獲取所述被測試材料在所述預(yù)定外力作用下的測試應(yīng)變值；第二數(shù)據(jù)處理器，用于對所述位移控制值、所述標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變值及所述測試應(yīng)變值進行計算，得出實際應(yīng)變值。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括 力生成器，用于生成預(yù)定外力，并將所述預(yù)定外力施加于被測試材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述第一數(shù)據(jù)處理器包括 第一數(shù)據(jù)提取器，用于提取所述反應(yīng)數(shù)據(jù)的中間數(shù)據(jù)，獲取中間數(shù)據(jù)數(shù)組； 第二數(shù)據(jù)提取器，用于對所述中間數(shù)據(jù)數(shù)組進行第偶數(shù)個數(shù)據(jù)和第奇數(shù)個數(shù)據(jù)提取，分別得到第一中間數(shù)據(jù)數(shù)組和第二中間數(shù)據(jù)數(shù)組； 第一數(shù)據(jù)計算器，用于對所述分頻數(shù)據(jù)、所述第一中間數(shù)據(jù)數(shù)組及所述第二中間數(shù)據(jù)數(shù)組進行計算，獲取應(yīng)カ值及損耗角值。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述第二數(shù)據(jù)處理器包括 數(shù)據(jù)標(biāo)記器，用于將所述位移控制值、所述標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變值及所述測試應(yīng)變值分別記為um、by 及 cy ; 第二數(shù)據(jù)計算器，用于獲取所述測試應(yīng)變值cy與所述標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變值by的偏差cy-by，并依據(jù)所述偏差cy-by及所述標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變值by獲取偏差率ニ
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述第一數(shù)據(jù)采集器包括カ傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述第二數(shù)據(jù)采集器包括位移傳感器和/或加速度傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括 溫度控制器，用于對被測試材料的測試環(huán)境提供溫度控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括 信號發(fā)生器，用于產(chǎn)生所述預(yù)定頻率的微波信號。
10.ー種粘彈譜儀，其特征在于，包括如權(quán)利要求I至9任意一項所述的材料性能參數(shù)獲取裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種材料性能參數(shù)獲取裝置及系統(tǒng)，所述裝置包括微波分頻器、第一數(shù)據(jù)采集器和第一數(shù)據(jù)處理器，其中，所述第一數(shù)據(jù)處理器，用于依據(jù)所述微波分頻器對預(yù)定頻率的微波信號進行分頻處理獲取的分頻數(shù)據(jù)，和所述第一數(shù)據(jù)采集器利用所述微波信號獲取被測試材料在預(yù)定外力作用下反應(yīng)數(shù)據(jù)，獲取所述被測試材料處于所述微波信號中的應(yīng)力值及損耗角值。所述裝置還包括預(yù)處理器、第二數(shù)據(jù)采集器和第二數(shù)據(jù)處理器獲取被測試材料的應(yīng)變值。通過本發(fā)明實施例能夠準(zhǔn)確獲取被測試材料的應(yīng)力值、損耗角值及應(yīng)變值，從而依據(jù)得到的應(yīng)力值、損耗角值及應(yīng)變值得到彈性模量和損耗模量等材料的動態(tài)力學(xué)及熱力學(xué)性能參數(shù)，進而對被測試材料的用途進行判斷。
文檔編號G01N11/00GK102636499SQ20121009311
公開日2012年8月15日 申請日期2012年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月31日
發(fā)明者吳存琦, 徐經(jīng)偉, 李俊玲, 白石英, 耿超 申請人:中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所