[发明专利]一种软物质材料表面粘附能测量仪的软件系统及其测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种软物质材料表面粘附能测量仪（简称JKR测能仪）的软件系统及其测试方法。

背景技术

对高分子弹性体和生物凝胶等软物质的表面粘附能的测量一直是重要的研究领域，而常见的测量方法却具有各种局限性。例如常见测量方法“剥离强度测量法”就具有不能对材料的弹性模量进行表征，操作繁琐，测试所需的样品量大，测试要破坏样品等缺点。

据此我们开发了JKR测能仪的系统软件，在JKR测能仪的硬件基础上来定量测量和分析软物质材料表面粘附性和弹性模量。本发明涉及的软件系统设计方法作为仪表的控制核心，体现了模块化、面向对象的设计思想，以尽可能减少软件本身的故障、提高其使用的可靠性。

发明内容

本发明作为JKR测能仪的控制核心，与JKR测能仪的硬件设备相互配合，完成软物质表面粘接性和弹性的测量。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种软物质材料表面粘附能测量仪的软件系统，所述软件系统包括仪器驱动系统和仪器操作系统；

所述仪器驱动系统存储于嵌入式系统S3C2440A中，完成将操作程序发出的ASCII码指令转换为步进电机控制指令的功能；

所述仪器操作系统存储于主控计算机中，完成如下功能：仪表硬件初始化、用户交互、测量流程控制以及测量数据的滤波、处理、输出。

所述仪器驱动系统运行在专为其精简裁剪的WinCE5.0操作系统中。该WinCE5.0操作系统在Platform Builder5.0环境中生成，根据需要对相应模块和组件进行添加删除，并加入与开发板相应的BSP文件SMDK2440A.CEC和特殊应用的硬件驱动程序。

所述仪器驱动系统包括：

硬件初始化模块，用于对所述嵌入式系统S3C2440A的串口配置参数、申请GPIO虚拟物理地址、配置PWM定时器参数；和

串口数据接收模块,完成串口监听、读取所述主控计算机发送的ASCII码控制字符并解释分析；和

功能处理模块,根据所述串口数据接收模块对所述主控计算机控制指令的解析结果，完成所述步进电机控制指令的生成。

所述仪器操作系统包括：

初始化模块,对所述表面粘附性能测量仪的硬件设备和各种接口进行初始化；和

数据通讯模块,针对与所述主控计算机不同连接类型的硬件设备，分别采取串口编程、

USB口编程或以动态链接库的方式进行数据交换；和

人机接口模块,包括仪器参数设定接口和测量、处理后数据的显示接口；和

仪器自动测量功能模块，根据系统测量流程图，对各反馈信号综合判断并完成数据的自动测量；和

数据存储模块,对测量数据和数据图形显示以JPG格式和Excel文件格式输出。

所述软物质材料是高分子弹性体、凝胶或薄膜。

上述的软物质材料表面粘附能测量仪的软件系统的测试方法。其特征在于，仪器操作系统和仪器驱动系统的协同工作。其软件测量步骤为：(1)对仪器硬件各部分初始化，由仪器驱动系统的硬件初始化模块和仪器操作系统的初始化模块完成；(2)对仪器测量参数的用户设定，包括：接触后位移s、测量速度v、循环次数n，由人机接口模块完成；(3)用户选定开始后由仪器自动测量功能模块完成被测材料的全自动测量。此过程中仪器自动测量功能模块通过数据通讯模块，分别与仪器传感器和驱动程序中的串口数据接收模块和功能处理模块通讯，对设定参数、测量条件以及反馈条件进行综合判断，从而完成数据的自动测量，测量图形可由人机接口模块实时显示；(4)测量完成后由数据存储模块完成数据的存储输出。

和现有技术相比，配备了本软件系统的JKR测能仪具有以下优点：适用的测试材料广泛，包括高分子弹性体、凝胶、薄膜等软物质材料；能同时对软物质材料的弹性模量和粘附性能进行表征；测量精度高；稳定性和重复性好；并且测试时需要的样品体积小。

附图说明

图1是本发明的测量仪的工作流程图；

图2是本发明的测量仪的系统软件示意图；

图3是本发明的软件系统的部分数据输出图；

图4是利用本发明的测量仪测得凝胶的三次循环力—位移曲线图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据本发明的内容作出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

实施例1