【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固态制冷，特别是指一种用于力-电-磁多热效应的测试装置。
技术介绍
1、随着全球变暖的不断加剧，导致对制冷的需求量不断增大。高效和气候友好的制冷技术是气候和可持续发展难题中的一个关键部分。固态制冷技术由于无需制冷剂、节能高效、可小型化等特点已经成为下一代制冷器的有力候选者。
2、固态相变制冷技术，基于固体材料内禀序参量在一个或多个物理场作用下温度和熵状态的可逆变化，经热力学循环实现制冷。对磁场、电场或者应力场有响应的热材料分别表现出磁热效应、电热效应或力热效应。基于单一物理场驱动的固态制冷技术已经进行了大量的研究并展现出巨大的应用潜力。但由于单一驱动场下的固态制冷的功率和效率较低，无法满足固态制冷技术产业化应用的要求。对于具有多场耦合特征的固体材料，当其受不同物理场激励时，通常会呈现出不同物理场的热效应，即多热效用。如磁电材料能够同时展现出力热效应、磁热效应、及电热效应，从而呈现出多热效应。在多热材料中，不同类型的外场可以产生不同热量响应，这种性质可以用来减少影响固态制冷循环中明显有害的迟滞效应。另外，如果不同序参量之间的耦合足够强，单一类型的外部刺激可以同时产生多种热量效应，从而潜在能够提高材料的固态制冷性能。因此，多热效应有望解决常规固态制冷技术中制冷功率和效率低的问题，有望进一步促进固态制冷技术的发展并加快对传统压缩式制冷技术的替代，减缓全球变暖的趋势。
3、尽管多热效应在制冷领域表现出巨大的应用潜力，但是由于缺乏专业的表征设备和直接表征多热效应的方法，导致针对多热效应的研究进展缓慢，
技术实现思路
1、本专利技术实施例的目的在于专利技术一种用于力-电-磁多热效应的测试装置，以解决现有多热效应表征技术中多种物理场同步加载/卸载、并同步温度采集缺乏的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种用于力-电-磁多热效应的测试装置，包括：动态磁场施加组件、应力施加组件、脉冲电压施加组件及红外热成像温度采集组件；
3、所述动态磁场施加组件包括：第一直线往复机构、第一导轨、磁体夹具和永磁体，所述第一导轨平行间隔设置两个，所述磁体夹具设置两个且分别滑动设置在所述第一导轨上，每个所述磁体夹具上设有一个所述永磁体，所述第一直线往复机构驱动两个所述磁体夹具同步往复运动；
4、所述应力施加组件包括：第二直线往复机构、第二导轨、第一试样夹具和第二试样夹具，所述第一试样夹具和第二试样夹具分别夹持试样的两端，所述第二导轨位于两个所述第一导轨之间，所述第一试样夹具滑动设于所述第二导轨上，所述第二试样夹具固定于第二导轨的一端，所述第二直线往复机构驱动所述第一试样夹具往复运动；
5、所述脉冲电压施加组件包括高压放大器、脉冲波形发生器及光电传感器，所述脉冲波形发生器用于产生脉冲波与所述高压放大器相连以产生脉冲电压，脉冲电压接在第一试样夹具和第二试样夹具的电极片上，所述光电传感器用于触发脉冲波形发生器并感应所述第一试样夹具的移动；
6、所述红外热成像温度采集组件用于采集试样的温度变化数据。
7、在一个实施方式中，所述用于力-电-磁多热效应的测试装置，包括温度控制组件，所述温度控制组件包括保温箱、供温组件以及除湿组件，所述动态磁场施加组件、应力施加组件、光电传感器及温度数据采集组件的红外热成像相机均设置在所述保温箱内。
8、在一个实施方式中，所述供温组件包括温度控制器、加热器、制冷器、加热器温度传感器和制冷器温度传感器；所述除湿组件包括除湿器和湿度传感器。
9、在一个实施方式中，所述第一直线往复机构包括：安装支架、立板、驱动电机、摆动连杆、往复伸缩杆和连接架，所述立板通过安装支架竖直固定，所述驱动电机设置在所述立板上，所述驱动电机与所述摆动连杆传动连接，所述摆动连杆与所述往复伸缩杆传动连接，所述往复伸缩杆与所述连接架传动连接，所述连接架与两个所述磁体夹具连接。
10、在一个实施方式中，所述第一导轨为圆柱直线导轨，所述磁体夹具通过滑块滑动设置在所述圆柱直线导轨上；所述磁体夹具包括安装框和间距调节支架，所述安装框内固定安装所述永磁体，所述间距调节支架可调式与所述安装框连接，并通过l型支架固定在所述滑块上，两个安装框之间设有长度可调的聚磁支架。
11、在一个实施方式中，所述第二直线往复机构包括：伺服电机、支撑座、丝杆和plc控制系统，所述plc控制系统与所述伺服电机电连接，所述支撑座用于转动安装所述丝杆，所述伺服电机与所述丝杆传动连接，所述丝杆位于所述第二导轨的上方，所述第一试样夹具通过滑块螺纹连接在所述丝杆上并滑动设置在所述第二导轨上。
12、在一个实施方式中，所述第一试样夹具和所述第二试样夹具均为e型结构且开口相对设置，所述第一试样夹具和所述第二试样夹具均通过两个旋钮螺钉夹持试样。
13、在一个实施方式中，所述用于力-电-磁多热效应的测试装置还包括传感器组件，所述传感器组件包括第一时间继电器、第二时间继电器、第一接近传感器和第二接近传感器，所述第一接近传感器通过固定支架安装在所述立板上并感应所述往复伸缩杆的伸缩距离；所述第二接近传感器通过支撑架固定在底板上，所述第一试样夹具通过连接板安装有被所述第二接近传感器感应的金属挡板，所述第一时间继电器与所述第二接近传感器和所述第二时间继电器电连接，所述第二时间继电器与所述驱动电机电连接。
14、在一个实施方式中，所述红外热成像温度采集组件包括红外热成像相机、相机支架和计算机，所述相机支架能升降和水平伸缩，所述红外成像相机设置在所述相机支架上并与所述计算机电连接，所述光电传感器设置在可调支架上。
15、在一个实施方式中，所述磁体夹具、第一试样夹具及第二试样夹具均为无磁材料制作件。
16、本专利技术提供的用于力-电-磁多热效应的测试装置的有益效果在于：
17、第一、通过动态磁场施加组件、应力施加组件、脉冲电压施加组件及温度数据采集组件的配合使用，能够实现对试样夹具上的试样的各种应力场、电场、磁场以及温度的配置，并对试样进行数据采集及监控，从而表征试样的多热效应。
18、第二、通过设置保温组件，利用保温箱给试样提供稳定的环境温度以外，还可以给试样提供密闭的空间；在密闭的测试环境下，当表征试样的多热效应时，不会发生试样与外界空气之间的对流传热，极大的提高了测试的准确性和精度；温度控制组件能够提供不同的环境温度；如此设置能够适用多种材料的热效应表征且使得测量范围更广。
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1.一种用于力-电-磁多热效应的测试装置，其特征在于，包括：动态磁场施加组件(2)、应力施加组件(3)、脉冲电压施加组件(8)及红外热成像温度采集组件(5)；
2.如权利要求1所述的用于力-电-磁多热效应的测试装置，其特征在于：还包括温度控制组件(1)，所述温度控制组件(1)包括保温箱(11)、供温组件(12)以及除湿组件(13)，所述动态磁场施加组件(2)、应力施加组件(3)、光电传感器(83)及红外热成像温度采集组件(5)的红外热成像相机(51)均设置在所述保温箱(11)内。
3.如权利要求2所述的用于力-电-磁多热效应的测试装置，其特征在于：所述供温组件(12)包括温度控制器(121)、加热器(122)、制冷器(123)、加热器温度传感器(124)和制冷器温度传感器(125)；所述除湿组件(13)包括除湿器(131)和湿度传感器(132)。
4.如权利要求1所述的用于力-电-磁多热效应的测试装置，其特征在于：所述第一直线往复机构(21)包括：安装支架(211)、立板(212)、驱动电机(213)、摆动连杆(214)、往复伸缩杆(215)和
5.如权利要求4所述的用于力-电-磁多热效应的测试装置，其特征在于：所述第一导轨(22)为圆柱直线导轨，所述磁体夹具(23)通过滑块滑动设置在所述圆柱直线导轨上；所述磁体夹具(23)包括安装框(231)和间距调节支架(232)，所述安装框(231)内固定安装所述永磁体(24)，所述间距调节支架(232)与所述安装框(231)连接，并通过L型支架(26)固定在所述滑块上，两个安装框(231)之间设有长度可调的聚磁支架(233)。
6.如权利要求5所述的用于力-电-磁多热效应的测试装置，其特征在于：所述第二直线往复机构(31)包括：伺服电机(311)、支撑座(312)、丝杆(313)和PLC控制系统(7)，所述PLC控制系统(7)与所述伺服电机(311)电连接，所述支撑座(312)用于转动安装所述丝杆(313)，所述伺服电机(311)与所述丝杆(313)传动连接，所述丝杆(313)位于所述第二导轨(32)的上方，所述第一试样夹具(33)通过滑块螺纹连接在所述丝杆(313)上并滑动设置在所述第二导轨(32)上。
7.如权利要求6所述的用于力-电-磁多热效应的测试装置，其特征在于：所述第一试样夹具(33)和所述第二试样夹具(34)均为E型结构且开口相对设置，所述第一试样夹具(33)和所述第二试样夹具(34)均通过两个旋钮螺钉(35)夹持试样。
8.如权利要求7所述的用于力-电-磁多热效应的测试装置，其特征在于：还包括传感器组件(4)，所述传感器组件(4)包括第一时间继电器(41)、第二时间继电器(42)、第一接近传感器(43)和第二接近传感器(44)，所述第一接近传感器(43)通过固定支架安装在所述立板(212)上并感应所述往复伸缩杆(215)的伸缩距离；所述第二接近传感器(44)通过支撑架固定在底板(111)上，所述第一试样夹具(33)通过连接板(37)安装有被所述第二接近传感器(44)感应的金属挡板(38)，所述第一时间继电器(41)与第二接近传感器(44)和所述第二时间继电器(42)电连接，所述第二时间继电器(42)与所述驱动电机(213)电连接。
9.如权利要求1-8中任一项所述的用于力-电-磁多热效应的测试装置，其特征在于：红外热成像温度采集组件(5)包括红外成像相机(51)、相机支架(52)和计算机(53)，所述相机支架(52)能升降和水平伸缩，所述红外成像相机(51)设置在所述相机支架(52)上并与所述计算机(53)电连接，所述光电传感器(83)设置在可调支架(84)上。
10.如权利要求9所述的用于力-电-磁多热效应的测试装置，其特征在于：所述磁体夹具(23)、第一试样夹具(33)及第二试样夹具(34)均为无磁材料制作件。
...【技术特征摘要】
1.一种用于力-电-磁多热效应的测试装置，其特征在于，包括：动态磁场施加组件(2)、应力施加组件(3)、脉冲电压施加组件(8)及红外热成像温度采集组件(5)；
2.如权利要求1所述的用于力-电-磁多热效应的测试装置，其特征在于：还包括温度控制组件(1)，所述温度控制组件(1)包括保温箱(11)、供温组件(12)以及除湿组件(13)，所述动态磁场施加组件(2)、应力施加组件(3)、光电传感器(83)及红外热成像温度采集组件(5)的红外热成像相机(51)均设置在所述保温箱(11)内。
3.如权利要求2所述的用于力-电-磁多热效应的测试装置，其特征在于：所述供温组件(12)包括温度控制器(121)、加热器(122)、制冷器(123)、加热器温度传感器(124)和制冷器温度传感器(125)；所述除湿组件(13)包括除湿器(131)和湿度传感器(132)。
4.如权利要求1所述的用于力-电-磁多热效应的测试装置，其特征在于：所述第一直线往复机构(21)包括：安装支架(211)、立板(212)、驱动电机(213)、摆动连杆(214)、往复伸缩杆(215)和连接架(216)，所述立板(212)通过安装支架(211)竖直固定，所述驱动电机(213)设置在所述立板(212)上，所述驱动电机(213)与所述摆动连杆(214)传动连接，所述摆动连杆(214)与所述往复伸缩杆(215)传动连接，所述往复伸缩杆(215)与所述连接架(216)传动连接，所述连接架(216)与两个所述磁体夹具(23)连接。
5.如权利要求4所述的用于力-电-磁多热效应的测试装置，其特征在于：所述第一导轨(22)为圆柱直线导轨，所述磁体夹具(23)通过滑块滑动设置在所述圆柱直线导轨上；所述磁体夹具(23)包括安装框(231)和间距调节支架(232)，所述安装框(231)内固定安装所述永磁体(24)，所述间距调节支架(232)与所述安装框(231)连接，并通过l型支架(26)固定在所述滑块上，两个安装框(231)之间设有长度可调的聚磁支架(233)。
6.如权利要求5所述的用于力-电-磁多热效应的测...
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