本发明专利技术公开了一种低场核磁共振原位拉伸流变检测系统，包括框架，框架上设置有驱动组件、拉伸流变仪、拉伸组件和低场核磁共振检测组件；驱动组件包括运动端；拉伸流变仪包括竖直布置的基板、滑轨、滑块和伺服驱动机构，基板与运动端固定连接，滑块上设置有微型拉力传感器；拉伸组件包括滑道和拉杆，拉杆与微型拉力传感器同轴连接；滑道与基板固定连接；拉杆的下端形成有上夹具，滑道的底部形成有下夹具，上夹具与下夹具对接能够形成用于装载环形样品的圆柱体；低场核磁共振检测组件的磁体中形成有用于拉伸组件伸入的样品腔。通过检测系统实现了样品拉伸过程的原位核磁共振检测，为高分子材料研究提供了更加充分的结构和动力学信息。信息。信息。
【技术实现步骤摘要】
一种低场核磁共振原位拉伸流变检测系统
[0001]本专利技术涉及低场核磁共振原位检测
，尤其涉及一种低场核磁共振原位拉伸流变检测系统。
技术介绍
[0002]核磁共振是对于一些核磁矩不为零的原子核在特定强度的外磁场激发下，自旋发生Zeeman裂分，部分自旋能级发生跃迁，沿着磁场方向发生Larmor进动，在扰动磁场干扰下磁矩偏离初始方向，核磁共振检测的电磁信号即为在扰动磁场消失后自旋松弛过程的自由感应衰减信号。核磁共振是研究物质微观结构和动力学的重要表征手段，对于物理、化学、生命科学和材料科学的研究起着至关重要的作用。由于核磁共振当中自旋能级跃迁大小取决于外磁场强度，磁场强度越高，自旋跃迁能级越高，谱图分辨率越高。但是受目前技术限制，当磁场强度超过3T时，需要使用超导线圈，而维持超导需要在液氦环境下，因此仪器维护成本非常高。当前核磁共振发展存在一个分支，即发展低磁场强度的桌面式核磁共振谱仪。这种核磁共振谱仪由于磁场强度低导致谱图分辨率低，导致无法对物质进行结构辨析，但是并不影响对包括纵向弛豫和横向弛豫等物质结构动力学的研究，以及可以通过动力学差异辨析的结构，如高分子材料的晶区结构和无定形结构。由于低场核磁共振的便捷性和非常低的维护成本等优点逐渐受到学术界和工业界的青睐，特别是对于食品、采矿和高分子材料等领域。
[0003]高分子材料如聚乙烯、聚丙烯和橡胶等在真实使用环境中不可避免的需要承力以及承力后发生形变，因此力学性能是考察高分子材料使用性能的主要指标之一。材料的微观结构是影响其力学性能的主要因素之一，因此研究高分子材料在形变过程的结构演变对提高材料力学性能至关重要。当前对于高分子材料在拉伸过程结构的原位表征手段主要集中在显微镜、红外光谱和X射线散射等，而这些表征手段的共同特点是存在较为充足的测试空间，因此能够与小型拉伸装置进行联用。而对于核磁共振测试由于需要保证磁场均匀性，通常测试样品腔非常狭小且位置往往处于距离入口较远的磁体中心位置，对于样品腔的材料选择也存在诸多限制，因此限制了与核磁共振联用的原位装置的发展。而核磁共振测试的优点在于其对结构动力学的敏感性，这是显微镜、红外光谱和X射线散射等表征手段所匮乏的。
[0004]因此发展核磁共振原位拉伸流变检测系统可以实现与目前现有原位表征手段的优势互补，从而为高分子材料研究提供更加充分的结构和动力学信息。
[0005]综上所述，如何提供一种核磁共振原位拉伸流变检测装置已经成为本领域技术人员亟需解决的技术难题。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的是提供一种低场核磁共振原位拉伸流变检测系统，以实现与目前现有原位表征手段的优势互补，从而为高分子材料研究提供更加充分的结构和动力学信息。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种低场核磁共振原位拉伸流变检测系统，包括框架，所述框架上设置有驱动组件、拉伸流变仪、拉伸组件和低场核磁共振检测组件；
[0008]所述驱动组件包括运动端，所述运动端至少能够沿竖直方向往复运动；
[0009]所述拉伸流变仪包括竖直布置的基板、以竖直布置的方式固定于所述基板的滑轨、与所述滑轨滑动配合的滑块和用于驱动所述滑块滑动的伺服驱动机构，所述基板与所述运动端固定连接，所述滑块上设置有竖直布置微型拉力传感器；
[0010]所述拉伸组件包括竖直布置的滑道和自上而下穿入所述滑道内且能够沿所述滑道滑动的拉杆，所述拉杆的顶端与所述微型拉力传感器同轴连接；所述滑道与所述基板固定连接；所述拉杆的下端形成有上夹具，所述滑道的底部形成有与所述上夹具上下正对布置的下夹具，所述上夹具与所述下夹具对接能够形成用于装载环形样品的圆柱体；
[0011]所述低场核磁共振检测组件包括磁体和用于控制所述磁体采集核磁信号的核磁共振单元，所述磁体中形成有用于拉伸组件伸入的样品腔。
[0012]优选地，还包括控制系统，所述控制系统包括控制柜、计算机和触控屏，所述控制柜用于将所述驱动组件及伺服驱动机构与触控屏之间建立通讯连接；所述触控屏用于设定驱动组件及伺服驱动机构的运动参数；所述计算机用于采集及存储拉伸过程所述环形样品的力学信号及低场核磁共振信号。
[0013]优选地，所述驱动组件包括设置于所述框架的X轴运动组件、设置于所述X轴运动组件的运动部的Y轴运动组件和设置于Y轴运动组件的运动部的Z轴运动组件，所述Z轴运动组件的运动部构成所述运动端。
[0014]优选地，所述伺服驱动机构包括伺服电机和滚珠丝杠，所述伺服电机用于驱动所述滚珠丝杠运动，所述滚珠丝杠用于驱动所述滑块沿所述滑轨滑动。
[0015]优选地，所述伺服驱动机构还包括连接于所述伺服电机与所述滚珠丝杠之间的减速器。
[0016]优选地，所述低场核磁共振检测组件还包括用于控制所述样品腔内部温度的温度控制器。
[0017]优选地，所述温度控制器包括设置于所述样品腔的加热元件和温度传感器；所述样品腔内设置有气体流量阀，所述气体流量阀通过管路与氮气瓶连接。
[0018]优选地，所述滑轨上设置有用于形成上下限位开关及原点传感器的槽形光电传感器。
[0019]优选地，所述拉杆的下端设置有拉杆连接滑块，所述拉杆连接滑块设置有水平布置的固定槽，所述上夹具包括嵌装于所述固定槽内的嵌装部和自所述嵌装部向下延伸的下延伸部，所述下延伸部的延伸末端形成有水平布置且弧面朝向的上半圆柱体；所述滑道的底部形成有安装槽，所述下夹具包括安装于所述安装槽内的安装部和自所述安装部向上延伸的上延伸部，所述上延伸部的延伸末端形成有与所述上半圆柱体正对布置的下半圆柱体，且所述上半圆柱体与所述下半圆柱体对接能够形成固定所述环形样品的圆柱体。
[0020]优选地，所述滑道包括可相互开合的前模和后模，所述前模和所述后模合并所形成的滑道为密闭腔体。
[0021]相比于
技术介绍
介绍内容，上述低场核磁共振原位拉伸流变检测系统，包括框架，框架上设置有驱动组件、拉伸流变仪、拉伸组件和低场核磁共振检测组件；驱动组件包括运
动端，运动端至少能够沿竖直方向往复运动；拉伸流变仪包括竖直布置的基板、以竖直布置的方式固定于基板的滑轨、与滑轨滑动配合的滑块和用于驱动滑块滑动的伺服驱动机构，基板与运动端固定连接，滑块上设置有竖直布置微型拉力传感器；拉伸组件包括竖直布置的滑道和自上而下穿入滑道内且能够沿滑道滑动的拉杆，拉杆的顶端与微型拉力传感器同轴连接；滑道与基板固定连接；拉杆的下端形成有上夹具，滑道的底部形成有与上夹具上下正对布置的下夹具，上夹具与下夹具对接能够形成用于装载环形样品的圆柱体；低场核磁共振检测组件包括磁体和用于控制磁体采集核磁信号的核磁共振单元，磁体中形成有用于拉伸组件伸入的样品腔。该低场核磁共振原位拉伸流变检测系统，在实际应用过程中，首先将环形样品装载至上夹具与下夹具对接所形成的圆柱体上，然后将控制驱动组件的运动端驱动拉伸流变仪的基板运动，继而带动拉伸组件伸入至磁体所形成的样品腔，然后通过伺服驱动机构驱动滑块沿滑轨滑动，滑块通过微型拉力传感器将拉伸力传递至本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种低场核磁共振原位拉伸流变检测系统，其特征在于，包括框架(1)，所述框架(1)上设置有驱动组件(2)、拉伸流变仪(3)、拉伸组件(4)和低场核磁共振检测组件(5)；所述驱动组件(2)包括运动端，所述运动端至少能够沿竖直方向往复运动；所述拉伸流变仪(3)包括竖直布置的基板(31)、以竖直布置的方式固定于所述基板(31)的滑轨(32)、与所述滑轨(32)滑动配合的滑块(33)和用于驱动所述滑块(33)滑动的伺服驱动机构(34)，所述基板(31)与所述运动端固定连接，所述滑块(33)上设置有竖直布置微型拉力传感器(35)；所述拉伸组件(4)包括竖直布置的滑道(41)和自上而下穿入所述滑道(41)内且能够沿所述滑道(41)滑动的拉杆(42)，所述拉杆(42)的顶端与所述微型拉力传感器(35)同轴连接；所述滑道(41)与所述基板(31)固定连接；所述拉杆(42)的下端形成有上夹具(43)，所述滑道(41)的底部形成有与所述上夹具(43)上下正对布置的下夹具(44)，所述上夹具(43)与所述下夹具(44)对接能够形成用于装载环形样品的圆柱体；所述低场核磁共振检测组件(5)包括磁体(51)和用于控制所述磁体(51)采集核磁信号的核磁共振单元(52)，所述磁体(51)中形成有用于拉伸组件(4)伸入的样品腔。2.如权利要求1所述的低场核磁共振原位拉伸流变检测系统，其特征在于，还包括控制系统(6)，所述控制系统(6)包括控制柜(61)、计算机(62)和触控屏(63)，所述控制柜(61)用于将所述驱动组件(2)及伺服驱动机构(34)与触控屏(63)之间建立通讯连接；所述触控屏(63)用于设定驱动组件(2)及伺服驱动机构(34)的运动参数；所述计算机用于采集及存储拉伸过程中所述环形样品的力学信号及低场核磁共振信号。3.如权利要求2所述的低场核磁共振原位拉伸流变检测系统，其特征在于，所述驱动组件(2)包括设置于所述框架(1)的X轴运动组件(21)、设置于所述X轴运动组件(21)的运动部的Y轴运动组件(22)和设置于Y轴运动组件(22)的运动部的Z轴运动组件(23)，所述Z轴运动组件(23)的运动部构成所述运动端。4...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈威，夏智杰，李良彬，李亚慧，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：
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