根据本发明专利技术的一种粘弹特性测量装置(1)包括：样本变形单元(11)，将外力施加到测量样本(S)并使其周期性变形；第一粘弹特性计算单元(15)，基于作用在已经被样本变形单元(11)变形的测量样本(S)上的应力以及测量样本(S)的扭曲来计算测量样本(S)的低频粘弹特性；辐射单元(12)，将入射声波辐射至已经被样本变形单元变形的测量样本(S)；接收单元(12)，接收在从辐射单元(25)辐射的入射声波被测量样本(S)反射时产生的反射声波或者由透射穿过测量样本(S)的入射声波产生的透射声波；以及第二粘弹特性计算单元(15)，基于由接收单元(25)接收的反射声波或透射声波在入射声波的频率下计算测量样本(S)的高频粘弹特性。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种粘弹特性测量装置以及一种粘弹特性测量方法。
技术介绍
根据橡胶产品的粘弹特性来确定橡胶产品的质量。例如，根据轮胎的摩擦系数的值来确定轮胎的性能。关于用于测量这些橡胶产品的粘弹特性的技术，已经提出了各种建议。例如，专利文献1公开了一种用于测量诸如轮胎的黏弹性体的摩擦特性的技术。根据专利文献1，传感器单元发射声波以作为入射声波，该声波在测量样本中产生振动。另外，传感器单元接收在测量样本中产生的由于对该声波的反射而产生的反射声波。操作处理单元根据由传感器单元接收的反射声波来计算测量样本的粘弹特性的损失正切(loss tangent)。操作处理单元根据损失正切来计算摩擦特性。专利文献2公开了一种用于通过向研磨垫施加周期性振动来测量研磨垫的动态粘弹特性的技术。另外，专利文献3公开了一种通过向物体施加旋转振动来测量物体的动态粘弹特性的技术。文献列表专利文献专利文献1：日本未审查专利申请公开第2007-47130号专利文献2：日本未审查专利申请公开第2004-228265号专利文献3：日本未审查专利申请公开第2010-48722号
技术实现思路
技术问题由于大的应力作用在这类产品上，所以诸如轮胎的橡胶产品在发生大变形的状态下使用。已经了解的是，橡胶是在发生大变形的状态和发生小变形(例如，微小变形)的状态之间具有不同的材料性质(佩恩效应)。具体地说，橡胶材料的大变形导致材料中的聚合的颗粒被损坏，这导致弹性模量的降低。因此，需要在接近材料的实际使用条件的条件下进行对橡胶材料的测试(动态测量)。橡胶材料的摩擦特性具有两个因子：粘性摩擦和滞后摩擦。考虑这两个因子，通常认为高频下的粘弹特性(在下文中称作高频粘弹特性)对滞后摩擦贡献大。如上所述，为了测量轮胎等的滞后摩擦，需要在接近轮胎实际使用条件的条件下(在发生大变形的状态下)进行测量。然而，专利文献1并未公开在测试样本中发生变形。在使用超声波来测量轮胎的高频粘弹性时，由于橡胶材料因超声波而产生的振幅为大约一微米，所以不能再现实际的大变形的扭曲。本专利技术是为了解决上述问题而提供的，其目的在于提供一种粘弹特性测量装置和一种粘弹特性测量方法，以能够在近似地反映出诸如橡胶产品的样本的实际使用状态的状态下测量粘弹特性。技术方案根据本专利技术的第一方面的粘弹特性测量装置包括样本变形单元、第一粘弹特性计算单元、发射单元、接收器以及第二粘弹特性计算单元。样本变形单元将外力施加到测量样本以引起周期性变形。第一粘弹特性计算单元基于作用在已经被样本变形单元变形的测量样本上的应力以及测量样本的扭曲来计算测量样本的低频粘弹特性。发射单元将入射声波发射至已经被样本变形单元变形的测量样本。接收器接收由于从发射单元发射的入射声波在测量样本中的反射而产生的反射声波或者由于入射声波穿过测量样本透射而产生的透射声波。第二粘弹特性计算单元基于由接收器接收的反射声波或透射声波在入射声波的频率下计算测量样本的高频粘弹特性。根据本专利技术的第二方面，一种粘弹特性测量方法包括以下步骤(a)至步骤(e)。(a)：变形步骤，将外力施加到测量样本以引起周期性变形；(b)：第一计算步骤，基于作用在已经被样本变形单元变形的测量样本上的应力以及测量样本的扭曲来计算测量样本的低频粘弹特性；(c)：发射步骤，将入射声波发射至已经被样本变形单元变形的测量样本；(d)：接收步骤，接收由于已经被发射的入射声波在测量样本中的反射而产生的反射声波或者由于入射声波穿过测量样本透射而产生的透射声波；(e)：第二粘弹特性计算步骤，基于已经被接收的反射声波或透射声波在入射声波的频率下计算测量样本的高频粘弹特性。有益效果根据本专利技术，能够提供一种粘弹特性测量装置和一种粘弹特性测量方法，以能够在近似地反映出诸如橡胶产品的样本的实际使用状态的状态下测量粘弹特性。附图说明图1是示出根据第一实施例的粘弹特性测量装置的构造示例的框图；图2是示出根据第一实施例的传感器的构造示例的框图；图3是示出根据第一实施例的处理单元的构造示例的框图；图4A是用于描述根据第一实施例的计算高频粘弹特性的方法的图；图4B是用于描述根据第一实施例的计算高频粘弹特性的方法的图；图5A是示出根据第一实施例的粘弹特性测量装置的处理的一个示例的流程图；图5B是示出根据第一实施例的粘弹特性测量装置的处理的一个示例的流程图；图6是示出根据第二实施例的粘弹特性测量装置的构造示例的框图；图7A是用于描述根据第二实施例的计算高频粘弹特性的方法的图；图7B是用于描述根据第二实施例的计算高频粘弹特性的方法的图；图7C是用于描述根据第二实施例的计算高频粘弹特性的方法的图；图8A是示出根据第二实施例的粘弹特性测量装置的处理的一个示例的流程图；图8B是示出根据第二实施例的粘弹特性测量装置的处理的一个示例的流程图；图9是示出根据第三实施例的粘弹特性测量装置的构造示例的框图；图10A是示出在向测量样本施加弯曲力时的高频粘弹特性的测量示例的图；图10B是示出在向测量样本施加弯曲力时的高频粘弹特性的测量示例的图；图10C是示出在向测量样本施加弯曲力时的高频粘弹特性的测量示例的图；图11是示出在测量样本按照预定频率围绕旋转轴旋转并且向测量样本施加电场时，低频粘弹特性的测量示例的图；图12是示出根据第四实施例的粘弹特性测量装置的构造示例的框图；图13A是用于描述根据第四实施例的计算高频粘弹特性的方法的图；图13B是用于描述根据第四实施例的计算高频粘弹特性的方法的图；图13C是用于描述根据第四实施例的计算高频粘弹特性的方法的图；图14是示出根据第四实施例的粘弹特性测量装置的构造示例的框图；图15是示出具有粘弹特性的测量样本的扭曲与应力之间的关系的一个示例的曲线图；图16是示出具有粘弹特性的测量样本的频率与粘弹性之间的关系的一个示例的曲线图；图17是示出根据第五实施例的粘弹特性测量装置的局部构造示例的框图。具体实施方式[第一实施例]在下文中，将参照附图描述本专利技术的第一实施例。图1是示出根据第一实施例的粘弹特性测量装置1的构造示例的框图。粘弹特性测量装置1包括流变仪控制器10、流变仪单元11、声波发射单元12、声波信号产生单元13、转换单元14以及处理单元15。在下面的描述中，将要被测量其粘弹特性的测量样本将被描述为测量样本S。测量样本S可以是固态样本，或者也可以是液态样本。另外，粘弹特性包括将在下面描述的损失正切tanδ、存储弹性模量E’以及损失弹性模量E”中的至少一个值。首先，将描述流变仪控制器10。流变仪控制器10从处理单元15获取控制信号，以指示流变仪单元11的操作。流变仪控制器10根据控制信号控制流变仪单元11以使流变仪单元11向测量样本S施加预定的扭曲。具体地说，流变仪控制器10向驱动单元20的马达23输出驱动指令。流变仪控制器10能够控制流变仪单元11以使流变仪单元11围绕轴21(旋转夹具)旋转。测量样本S的在轴21的一侧上的部分随着流变仪单元11的旋转而移动，并且测量样本S的在声波发射单元12的一侧上的部分(测量样本S的与轴21的一侧相对的一侧上的部分)被固定并且不移动。因此，在测量样本S中产生扭曲的变形(切变)。另外，流变仪控制器10可以使轴21沿长度方向(图1中的竖直方向，在下文中将被称作为竖直方向)本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种粘弹特性测量装置，包括：样本变形单元，将外力施加到测量样本以引起周期性变形；第一粘弹特性计算单元，基于作用在已经被所述样本变形单元变形的所述测量样本上的应力以及所述测量样本的扭曲来计算所述测量样本的低频粘弹特性；发射单元，将入射声波发射至已经被所述样本变形单元变形的所述测量样本；接收器，接收由于从所述发射单元发射的所述入射声波在所述测量样本中的反射而产生的反射声波或者由于所述入射声波穿过所述测量样本透射而产生的透射声波；以及第二粘弹特性计算单元，基于由所述接收器接收的所述反射声波或所述透射声波在所述入射声波的频率下计算所述测量样本的高频粘弹特性。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.10 JP 2014-142270;2015.03.26 JP 2015-064921.一种粘弹特性测量装置，包括：样本变形单元，将外力施加到测量样本以引起周期性变形；第一粘弹特性计算单元，基于作用在已经被所述样本变形单元变形的所述测量样本上的应力以及所述测量样本的扭曲来计算所述测量样本的低频粘弹特性；发射单元，将入射声波发射至已经被所述样本变形单元变形的所述测量样本；接收器，接收由于从所述发射单元发射的所述入射声波在所述测量样本中的反射而产生的反射声波或者由于所述入射声波穿过所述测量样本透射而产生的透射声波；以及第二粘弹特性计算单元，基于由所述接收器接收的所述反射声波或所述透射声波在所述入射声波的频率下计算所述测量样本的高频粘弹特性。2.根据权利要求1所述的粘弹特性测量装置，其中，所述粘弹特性测量装置计算所述测量样本的低频粘弹特性与高频粘弹特性之间的关联性。3.根据权利要求1或权利要求2所述的粘弹特性测量装置，其中，所述样本变形单元使所述测量样本围绕预定的旋转轴以预定的周期旋转。4.根据权利要求1至权利要求3中的任一项所述的粘弹特性测量装置，其中，所述样本变形单元沿预定的方向以预定的周期使所述测量样本振动。5.根据权利要求1至权利要求4中的任一项所述的粘弹特性测量装置，其中，所述样本变形单元通过沿预定的方向以预定的周期将拉伸力或压缩力施加到所述测量样本，来在所述测量样本中产生拉伸或压缩变形。6.根据权利要求1至权利要求5中的任一项所述的粘弹特性测量装置，其中，所述样本变形单元通过沿预定的方向以预定的周期向所述测量样本施加弯曲力，来在所述测量样本中产生弯曲...
【专利技术属性】
技术研发人员：小俣顺昭，
申请(专利权)人：高周波粘弹性株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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