阅读说明：本技术 一种用于金属板材热疲劳性能的快速检测装置 (Rapid detection device for thermal fatigue performance of metal plate ) 是由 陈正国 杨小东 褚霞 赵宁 李罗根 于 2021-08-27 设计创作，主要内容包括：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,其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；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,所述力传感器和所述温度传感器与所述控制模块通信连接；当所述工装模块处于检测状态时,待测样件位于所述检测台面上方,所述力传感器以及所述温度传感器分别与所述待测样件接触。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。(The invention relates to a quick detection device for the thermal fatigue performance of a metal plate, belonging to the field of plate testing devices, wherein the device comprises a tool module, a force sensor, a temperature sensor, a control module and power supply equipment; the power supply equipment is electrically connected with the tool module and the control module; the tool module comprises a detection table board, the force sensor and the temperature sensor are arranged on the detection table board, and the force sensor and the temperature sensor are in communication connection with the control module; when the tool module is in a detection state, a sample piece to be detected is located above the detection table board, and the force sensor and the temperature sensor are respectively in contact with the sample piece to be detected. The invention uses the sample piece to be measured as a V-shaped uniform cross-section structure, and has the advantages of uniform temperature and rapid temperature rise when the sample piece is electrified and heated. The invention adopts a modular design scheme, separates the control part from the tool part and has simple structure.)

一种用于金属板材热疲劳性能的快速检测装置

技术领域

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

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。

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。

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。

发明内容

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。

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；

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；

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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：

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

图1为本发明主体结构原理图。

图2为本发明工装模块主视图。

图3为本发明工装模块俯视图。

附图标记说明：1-空气开关、2-调压模块、3-整流器、4-变压器、5-24V变压器、6-PLC、7-工况显示器、8-冷却系统、9-空冷系统、10-冷却回路、11-工装模块、12-工作台支架、13-工作台面、14-传感器固定柱、15-力传感器、16-导轨、17-滑台安装块、18-进水管、19-待测样件、20-压紧块、21-电极、22-温度传感器、23-固定安装块、24-出水管、25-连接导水管.

具体实施方式

下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：

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；

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；

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。

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。

冷却系统8通过冷却回路10与工装模块11相连。

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。

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。

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；

整流器3用于对变压器4的输入电流进行整流控制；

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。

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；

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。

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。

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。

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。

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。

本发明的工作过程为：

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；

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；

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；

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；

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。