一种低温环境下材料拉伸破坏声发射信号检测的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种低温环境下材料拉伸破坏声发射信号检测的装置，包括如下部分：底座；电控单元；安装在底座上的隔热箱；固定设置在隔热箱之内的箱内基础；安装在箱内基础上的冷却部件；直线驱动机构；与直线驱动机构的动力输出端相接连的、且沿其轴向活动穿过箱内基础和隔热箱的伸缩棒；固定在箱内基础上的固定棒；两个分别安装在伸缩棒、固定棒相对端的夹持组件，该夹持组件用于夹住试验样品；以及安装在箱内基础上的、与电控单元连接的声学信号传感器；其中，声学信号传感器在试验时位于试验样品中间的正下方并贴靠试验样品，且声学信号传感器挨近冷却部件。能够创造出低温的试验环境，排除热噪声对声音信号的干扰。

A device for detecting acoustic emission signal of material tensile failure in low temperature environment

【技术实现步骤摘要】
一种低温环境下材料拉伸破坏声发射信号检测的装置
本技术涉及材料性能试验装置，具体来说，是一种用于纺织材料拉伸试验的装置。
技术介绍
评估纺织材料性能传统主要集中在力学方面，如初始模量、断裂强力、断裂强度等性能。该类指标对其性能评价较为宏观、模糊，并不能准确地呈现纺织材料的微观物理特性。现有的纺织材料拉伸试验机只是从材料拉伸断裂过程的应力-应变曲线中获取相关的力学性质，缺少对其内在破坏模式的深层次研究，也不利于纺织材料生产过程的优化与提高。纺织材料拉伸断裂声发射信号是由于材料在外力作用下，其发生形变或断裂，在这一过程中所释放的瞬态弹性应力波，经传感器转化为声发射信号。检测环境对测试结果影响尤为重要，在声发射检测中，环境所产生的热噪声会影响采集信号的纯净度。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种低温环境下材料拉伸破坏声发射信号检测的装置，能够创造出低温的试验环境，排除热噪声对声音信号的干扰。本技术的目的是这样实现的：一种低温环境下材料拉伸破坏声发射信号检测的装置，包括如下部分：底座；带有用于显示检测数据的显示模块的电控单元；安装在底座上的、试验时处于密闭状态的隔热箱；固定设置在隔热箱之内的箱内基础；安装在箱内基础上的、受电控单元控制的冷却部件；安装在底座上的直线驱动机构；与直线驱动机构的动力输出端相接连的、且沿其轴向活动穿过箱内基础和隔热箱的伸缩棒；固定在箱内基础上的、与伸缩棒同轴相对的固定棒；两个分别安装在伸缩棒、固定棒相对端的夹持组件，该夹持组件用于夹住试验样品；以及安装在箱内基础上的、与电控单元连接的声学信号传感器；其中，所述声学信号传感器在试验时位于试验样品中间的正下方并贴靠试验样品，且所述声学信号传感器挨近冷却部件。进一步地，所述箱内基础包括固定设置在隔热箱内的内置底座，还包括一对固定在内置底座上的轴承座，还包括固定安装在内置底座上的中空架，所述伸缩棒水平活动地穿装在其中一个轴承座上，所述固定棒固定插装在另一个轴承座上，所述中空架处于两个轴承座之间的位置，所述声学信号传感器安装在中空架上侧，所述冷却部件设置在中空架的内壁上。进一步地，所述冷却部件包括半导体制冷片，所述半导体制冷片安装在中空架的内壁上，所述半导体制冷片正对且接近声学信号传感器的位置。进一步地，所述冷却部件包括散热片、铜管，所述散热片和铜管均安装在半导体制冷片上，所述散热片和铜管结合安装，所述铜管一端穿出隔热箱并处于隔热箱之外。进一步地，所述电控单元包括数据采集卡、计算机、波形显示部件、温度显示部件、温度设定模块，所述声学信号传感器通过数据采集卡与计算机连接，所述显示模块、温度设定模块、半导体制冷片与计算机连接，所述波形显示部件、温度显示部件与显示模块连接。进一步地，所述直线驱动机构包括气泵、电源、气缸、换向阀，所述电源与气泵电性连接，所述气泵的输出端、换向阀、气缸依次接通，所述气缸的活塞杆与伸缩棒同轴对接。本技术的有益效果在于：能够创造出低温的试验环境，排除热噪声对声音信号的干扰，并且可利用声学信号传感器对受拉伸试验样品的整个拉伸断裂过程进行实时信号检测；其中，在隔热箱内创造低温环境时，启动半导体制冷片进行制冷，并通过铜管将多余的热量带到隔热箱之外，使得声学信号传感器及其附近区域处于低温状态，达到预设的温度后可进行拉伸试验，从而使得热噪声不影响声学信号传感器所采集的信号的纯净度，并且声学信号传感器贴靠试验样品，使得声学信号传感器能够更为灵敏地采集信号；另外，拉伸试验样品的操作比较简单，气缸的活塞杆带动伸缩棒向隔热箱之外的方向运动，使得两个夹持组件拉伸试验样品，从而顺利地完成拉伸试验；当试验样品断裂后产生声学信号，信号采集后传输至数据采集卡，由其进行模数转换后传输给计算机进行分析，根据计算机的预设算法对采集的信号进行模式识别，从而进一步分析纺织材料的微观物理特性。附图说明图1是本技术的立体示意图。图2是本技术的俯视图。图3是本技术的侧视示意图。图4是冷却部件的布置示意图。图5是冷却部件的结构示意图。图6是电控单元的布置原理概念简图。图中，1气泵，2电源，3气缸，4换向阀，5底座，6隔热箱，7夹持组件，8声学信号传感器，9伸缩棒，10固定棒，11轴承座，12内置底座，13中空架，14半导体制冷片，15散热片，16电控单元，16a数据采集卡，16b计算机，16c显示模块，16d波形显示部件，16e温度显示部件，16f温度设定模块，17试验样品。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术进一步说明。结合图1、6所示，一种低温环境下材料拉伸破坏声发射信号检测的装置，包括如下部分：底座5；带有用于显示检测数据的显示模块16c的电控单元16；安装在底座5上的、试验时处于密闭状态的隔热箱6；固定设置在隔热箱6之内的箱内基础；安装在箱内基础上的、受电控单元16控制的冷却部件；安装在底座5上的直线驱动机构；与直线驱动机构的动力输出端相接连的、且沿其轴向活动穿过箱内基础和隔热箱6的伸缩棒9；固定在箱内基础上的、与伸缩棒9同轴相对的固定棒10；两个分别安装在伸缩棒9、固定棒10相对端的夹持组件7，该夹持组件7用于夹住试验样品17；以及安装在箱内基础上的、与电控单元16连接的声学信号传感器8；其中，如图3所示，声学信号传感器8在试验时位于试验样品17中间的正下方并贴靠试验样品17，且声学信号传感器8挨近冷却部件。如图4所示，上述箱内基础包括固定设置在隔热箱6内的内置底座12，还包括一对固定在内置底座12上的轴承座11，还包括固定安装在内置底座12上的中空架13，伸缩棒9水平活动地穿装在其中一个轴承座11上，固定棒10固定插装在另一个轴承座11上，中空架13处于两个轴承座11之间的位置，声学信号传感器8安装在中空架13上侧，冷却部件设置在中空架13的内壁上。上述冷却部件包括半导体制冷片14，半导体制冷片14安装在中空架13的内壁上，半导体制冷片14正对且接近声学信号传感器8的位置。结合图2、5所示，上述冷却部件包括散热片15、铜管18，散热片15和铜管18均安装在半导体制冷片14上，散热片15和铜管18结合安装，铜管18一端穿出隔热箱6并处于隔热箱6之外。如图6所示，上述电控单元16包括数据采集卡16a、计算机16b、波形显示部件16d、温度显示部件16e、温度设定模块16f，声学信号传感器8通过数据采集卡16a与计算机16b连接，显示模块16c、温度设定模块16f、半导体制冷片14与计算机16b连接，可利用温度设定模块16f设定拉伸试验所需的低温值并输入计算机16b，波形显示部件16d、温度显示部件16e与显示模块16c连接。如图1所示，上述直线驱动机构包括气泵1、电源2、气缸3、换向阀4，电源2与气泵1电性连接，气泵1的输出端、换向阀4、气缸3依次接通，气缸3的活塞杆与伸缩棒9同轴对接。在隔热箱6内创造低温环境时，启动半导体制冷片14进行制冷，并通过铜管18将多余的热量带到隔热箱6之外，使得声学信号传感器8及其附近区域处于低温状态，达到预设的温度后可进行拉伸试验，从而使得热噪声不影响声学信号传感器8所采集的信号的纯净度，并且声学信号传感器8贴靠试验样品17，使得声学信号传感器8能够更为灵敏地采集信号；另外，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低温环境下材料拉伸破坏声发射信号检测的装置，其特征在于，包括如下部分：底座(5)；带有用于显示检测数据的显示模块(16c)的电控单元(16)；安装在底座(5)上的、试验时处于密闭状态的隔热箱(6)；固定设置在隔热箱(6)之内的箱内基础；安装在箱内基础上的、受电控单元(16)控制的冷却部件；安装在底座(5)上的直线驱动机构；与直线驱动机构的动力输出端相接连的、且沿其轴向活动穿过箱内基础和隔热箱(6)的伸缩棒(9)；固定在箱内基础上的、与伸缩棒(9)同轴相对的固定棒(10)；两个分别安装在伸缩棒(9)、固定棒(10)相对端的夹持组件(7)，该夹持组件(7)用于夹住试验样品(17)；以及安装在箱内基础上的、与电控单元(16)连接的声学信号传感器(8)；其中，所述声学信号传感器(8)在试验时位于试验样品(17)中间的正下方并贴靠试验样品(17)，且所述声学信号传感器(8)挨近冷却部件。

【技术特征摘要】
1.一种低温环境下材料拉伸破坏声发射信号检测的装置，其特征在于，包括如下部分：底座(5)；带有用于显示检测数据的显示模块(16c)的电控单元(16)；安装在底座(5)上的、试验时处于密闭状态的隔热箱(6)；固定设置在隔热箱(6)之内的箱内基础；安装在箱内基础上的、受电控单元(16)控制的冷却部件；安装在底座(5)上的直线驱动机构；与直线驱动机构的动力输出端相接连的、且沿其轴向活动穿过箱内基础和隔热箱(6)的伸缩棒(9)；固定在箱内基础上的、与伸缩棒(9)同轴相对的固定棒(10)；两个分别安装在伸缩棒(9)、固定棒(10)相对端的夹持组件(7)，该夹持组件(7)用于夹住试验样品(17)；以及安装在箱内基础上的、与电控单元(16)连接的声学信号传感器(8)；其中，所述声学信号传感器(8)在试验时位于试验样品(17)中间的正下方并贴靠试验样品(17)，且所述声学信号传感器(8)挨近冷却部件。2.根据权利要求1所述的一种低温环境下材料拉伸破坏声发射信号检测的装置，其特征在于：所述箱内基础包括固定设置在隔热箱(6)内的内置底座(12)，还包括一对固定在内置底座(12)上的轴承座(11)，还包括固定安装在内置底座(12)上的中空架(13)，所述伸缩棒(9)水平活动地穿装在其中一个轴承座(11)上，所述固定棒(10)固定插装在另一个轴承座(11)上，所述中空架(13)处于两个轴承座(11)之间的位置，所述声学信号传感器(8)安装在中空架(13)上侧，所述冷却部件设置在中空架(13)的内...

【专利技术属性】
技术研发人员：张学雨，辛斌杰，易亚男，林兰天，郑元生，刘岩，王益亮，卓婷婷，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，山东宏业纺织股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31