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原文传递塑料慢速裂纹扩展在线监测装置及方法

专利名称：	塑料慢速裂纹扩展在线监测装置及方法
摘要：	本发明公开了一种塑料慢速裂纹扩展在线监测装置，包括监测箱体、水位控制系统、温控系统以及测试盒，所述测试盒、水位控制系统和温控系统设置在监测箱体内部，且测试盒内设置有定夹具和动夹具，所述定夹具可拆卸固定在测试盒内，所述动夹具可在测试盒内水平移动，且动夹具连接有静载荷施加机构；所述水位控制系统用于控制测试盒内的水位；所述测试盒的上方设置有监控器。还公开了一种上述装置的检测方法。发明能够对预制缺口的试样施以恒定的拉力进行拉伸，试样拉伸扩展的同时，利用监控器对缺口的裂纹情况进行实时监测并记录下数据，以便对实验进行分析，根据试样的裂纹情况判断塑料的性能，可以在较短的时间内得出结论，节省时间。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	四川;51
申请人：	四川大学
发明人：	高雪芹;杨其;罗勰怀;申开智
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-26T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-28T00:00:00+0800
申请号：	CN201910232299.6
公开号：	CN109813609A
代理机构：	成都点睛专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	刘文娟
分类号：	G01N3/14(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	610065 四川省成都市一环路南一段24号
主权项：	1.塑料慢速裂纹扩展在线监测装置，其特征在于：包括监测箱体(1)、水位控制系统、温控系统以及测试盒(3)，所述测试盒(3)、水位控制系统和温控系统设置在监测箱体(1)内部，且测试盒(3)内设置有定夹具(4)和动夹具(5)，所述定夹具(4)可拆卸固定在测试盒(3)内，所述动夹具(5)可在测试盒(3)内水平移动，且动夹具(5)连接有静载荷施加机构；所述温控系统用于控制控制测试盒(3)内的温度，所述水位控制系统用于控制测试盒(3)内的水位；所述测试盒(3)的上方设置有监控器(8)。 2.根据权利要求1所述的塑料慢速裂纹扩展在线监测装置，其特征在于：所述静载荷施加机构包括拉线(9)、杠杆(10)、杠杆座(11)、砝码秤盘(12)以及砝码(20)，所述杠杆(10)包括横杆，所述横杆靠近动夹具(5)的一端顶部设置有竖杆，竖杆的长度小于横杆的长度，横杆靠近动夹具(5)的一端与杠杆座(11)铰接，所述拉线(9)水平设置，且其一端与动夹具(5)相连，另一端与竖杆的顶部相连，拉线(9)上设置有收紧器(56)；砝码秤盘(12)与横杆远离动夹具(5)的一端相连，所述砝码(20)堆码在砝码秤盘(12)上。 3.根据权利要求1所述的塑料慢速裂纹扩展在线监测装置，其特征在于：所述动夹具(5)包括连接块(51)、第一定位块(52)、第一连接片(53)以及第一定位柱(54)，所述测试盒(3)侧壁的顶部设置有凹槽，所述连接块(51)位于凹槽中并与凹槽滑动配合，且连接块(51)的一端与静载荷施加机构相连，另一端与第一定位块(52)固定连接，所述第一连接片(53)成对设置在第一定位块(52)和第一定位柱(54)的两侧，且第一连接片(53)的一端与第一定位块(52)可拆卸连接，另一端与第一定位柱(54)可拆卸连接，所述第一定位柱(54)呈半圆柱形；所述定夹具(4)包括固定块(41)、第二定位块(42)、第二连接片(43)以及第二定位柱(44)，所述固定块(41)固定在测试盒(3)上，且固定块(41)与第二定位块(42)固定连接，所述第二连接片(43)成对设置在第二定位块(42)和第二定位柱(44)的两侧，且第二连接片(43)的一端与第二定位块(42)可拆卸连接，另一端与第二定位柱(44)可拆卸连接，所述第二定位柱(44)呈半圆柱形，且第二定位柱(44)与第一定位柱(54)能够拼成直径与管材环向试件内径适配的圆柱体。 4.根据权利要求3所述的塑料慢速裂纹扩展在线监测装置，其特征在于：所述第一连接片(53)的两端分别通过第一插销(55)与第一定位块(52)和第一定位柱(54)相连，第二连接片(43)的两端分别通过第二插销(45)与第二定位块(42)和第二定位柱(44)相连。 5.根据权利要求1所述的塑料慢速裂纹扩展在线监测装置，其特征在于：所述温控系统包括加热棒(13)、温度传感器(14)和数显电子温控仪(15)，所述加热棒(13)设置在测试盒(3)的底部，所述温度传感器(14)设置在测试盒(3)内，所述数显电子温控仪(15)设置在监测箱体(1)的侧壁，所述加热棒(13)和温度传感器(14)均与数显电子温控仪(15)电连接。 6.根据权利要求1所述的塑料慢速裂纹扩展在线监测装置，其特征在于：所述水位控制系统包括水箱(2)和进水管(6)，所述进水管(6)与测试盒(3)连通，进水管(6)上设置有阀门(7)；所述测试盒(3)内设置有液位传感器(16)，所述监测箱体(1)的侧壁设置有数显水位控制仪(17)，所述阀门(7)为脉冲电磁阀，所述液位传感器(16)与脉冲电磁阀均与数显水位控制仪(17)电连接。 7.根据权利要求1所述的塑料慢速裂纹扩展在线监测装置，其特征在于：所述测试盒(3)的上方设置有照明灯(18)。 8.根据权利要求1所述的塑料慢速裂纹扩展在线监测装置，其特征在于：所述监测箱体(1)的侧壁设置有排汽风扇(19)。 9.根据权利要求1所述的塑料慢速裂纹扩展在线监测装置，其特征在于：所述监控器(8)为光学数码显微镜。 10.根据权利要求1至9任意一项权利要求所述塑料慢速裂纹扩展在线监测装置的监测方法，其特征在于，包括以下步骤： A、在试样(100)上预制缺口(110)； B、将试样(100)固定在定夹具(4)和动夹具(5)上； C、向测试盒(3)中加入表面活性剂溶液，表面活性剂溶液应漫过试样(100)的顶部； D、利用温控系统将表面活性剂溶液加热至设定温度并使表面活性剂溶液的温度维持在设定的范围内； E、利用静载荷施加机构向动夹具(5)施加恒定的拉力，动夹具(5)将拉力传递至试样(100)； F、利用监控器(8)对预制缺口(110)进行实时监控并传输监控图像，当测试盒(3)中的水分蒸发导致液位下降后，开启阀门(7)，将水箱(2)中的去离子水加入测试盒(3)，使测试盒(3)内的表面活性剂溶液液面始终高于试样(100)顶部。 11.根据权利要求10所述的塑料慢速裂纹扩展在线监测方法，其特征在于，步骤A中，预制缺口(110)的深度为1.5mm，开口宽度为0.2mm的三角形缺口；步骤C中，表面活性剂溶液采用质量浓度10％的烷基酚聚氧乙烯醚溶液；步骤D中，对数显电子温控仪(15)进行设置，利用温度传感器(14)检测表面活性剂溶液的温度并将检测结果传输至数显电子温控仪(15)，如果表面活性剂溶液的温度低于数显电子温控仪(15)的设定值时，数显电子温控仪(15)控制加热棒(13)通电发热，使表面活性剂溶液的温度升高，当表面活性剂溶液的温度达到数显电子温控仪(15)的设定值时，数显电子温控仪(15)控制加热棒(13)断电；步骤E中，在砝码秤盘(12)上码放砝码(20)，砝码(20)的重力经过杠杆(10)放大后，再经过拉线(9)、链条收紧器(56)和拉线(9)传递至试样(100)，通过增减砝码(20)给予试样(100)所需的测试外力，通过收紧器(56)保证试样(100)受到的恒定拉力；步骤F中，对数显水位控制仪(17)进行设置，利用液位传感器(16)检测表面活性剂溶液的液面高度并将检测结果传输至数显水位控制仪(17)，当表面活性剂溶液的液面高度低于设定值时，数显水位控制仪(17)控制脉冲电磁阀启动，水箱(2)中的去离子水通过进水管(6)进入测试盒(3)，当表面活性剂溶液的液面高度升高到设定值时，数显水位控制仪(17)控制脉冲电磁阀关闭；利用照明灯(18)进行照明，同时利用排汽风扇(19)将表面活性剂溶液蒸发产生的雾气排出，保证监控器(8)对试样(100)进行清晰的监控。
所属类别：	发明专利