[发明专利]一种高温石墨烯薄膜应变片在审

专利信息
申请号: 201610197128.0 申请日: 2016-03-31
公开(公告)号: CN106643459A 公开(公告)日: 2017-05-10
发明(设计)人: 王勇;鞠治成;杨洋;王腾焱;崔胜春;刘港德;张亚军;荣琦;彭康佑;张天娇 申请(专利权)人: 中国矿业大学
主分类号: G01B7/16 分类号: G01B7/16
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 221116 江苏省徐*** 国省代码: 江苏;32
权利要求书: 查看更多 说明书: 查看更多
摘要:
搜索关键词: 一种 高温 石墨 薄膜 应变
【说明书】:

技术领域

本发明专利涉及一种高温石墨烯薄膜应变片,属于电测技术领域。

背景技术

随着科学技术的发展,各种航天、航天飞行器经历的环境条件越来越复杂化,各种工业设备的工种状态和工作环境也发生了急剧的变化。飞行器、工业及工程设备的可靠性和安全性,更加引起人们的重视,其中温度环境对飞行器、工业设备或装置的运行安全,无论在设计部门,还是在制造部门以及运行部门,都非常关切。因而,高温电阻应变片的研究开发以及高温下应变测量技术的推广应用,都是提高各种飞行器及工业产品质量,确保飞行器及工业设备或装置的安全运行的重要保证。应用电阻应变片测定结构或部件应变的电测技术是目前应用最为广泛的应变测量手段。

随着计算机有限元等各种数值计算方法的发展,对于各种结构或部件在高温下的热应力,人们可以通过建立数学模型,确定相宜的边界条件等各种数值计算获得一定的有益数据。但是,对于各种复杂结构或复杂的环境条件下的部件,使用数值计算方法则显得有一定的难度。特别的,即使是数值计算比较精确,但它也还需实际试验来进一步的验证。在高温条件下的结构部件的应变测量,尽管有热光弹性法、云纹法、电容法、应变测量法及激光散斑等各种方法,但现今最有效、方便、测量精度高及成本低的还是应用各种高温电阻应变片的高温应变电测方法。

对于实际应用来说,尽管目前对非破坏检查的方法进行了种种的研究,但是从测量精度、使用方便与否以及所用经费等各方面来看,任何一种方法都不及应用应变片的电测技术。在20世纪40年代-50年代,随着科学、工业技术的发展,特别是军工、交通、能源等工业部门动力机械的发展,许多承力构件的工作温度远远超出常温范围,从而产生一系列由温度产生的热应力,引起结构或部件的损坏。

为了解决600℃以上高温应变片的热输出大而不稳定的问题,20世纪70年代-80年代,国外对各类高温应变片都进行了系列的研究。但是,由于高温应变片不仅对原材料(高温应变电阻合金及高温胶黏剂等)要求很高,而且制作和使用技术复杂。为此,发明了一种高温石墨烯薄膜应变片,具有耐高温、经济、实用等优点特性。

发明内容

本发明专利提供一种高温石墨烯薄膜应变片装置,解决应变片高温下不稳定的状况,同时达到方便、经济、实用的特性。

为了实现上述目的,一种高温石墨烯薄膜应变片装置,包括石墨烯薄膜、框架、胶黏剂、引出线等部分组成。

作为本发明的进一步改进方案,该装置使用的石墨烯薄膜是利用化学气相沉淀法制备的,它把结构部件的变形转换成敏感栅的电阻变化,通过电桥电路变换成电压输出。

作为本发明的进一步改进方案,该装置使用的框架是由紫铜或聚四氟乙烯增强的氟塑料,厚度约0.1-0.2mm,其长度与宽度视具体要求而定。框架可以用光刻蚀刻的方法(对于金属材料),也可用精密冲压方法实现。

作为本发明的进一步改进方案,该装置使用的胶黏剂一般采用磷酸盐加填料的无机胶黏剂,它是以磷酸二氢铝为主体,加入适量的无机填料制成的。胶黏剂把应变片粘贴到结构部件上,通过它把构件的变形传递到应变片的敏感栅上。

作为本发明的进一步改进方案,该装置的引出线是采用扁带(0.05mmⅹ0.05mm),每根长度约30mm,采用储能点焊机焊接,焊接后的引出线,即刻用硝酸纤维素胶固定。

作为本发明的进一步改进方案,该装置亦可使用陶瓷基片作为基底。

作为本发明的进一步改进方案,上述的高温薄膜应变片是采用真空蒸发或溅射方式制取的。

作为本发明的进一步改进方案,上述的引出线材料可选用铁铬铝扁带。

作为本发明的进一步改进方案,亦可设计为常温薄膜应变片,采用胶膜基底。

作为本发明的进一步改进方案,上述的胶膜基底可采用平台静止成膜法、刮胶成膜法或旋转成膜法制成。

作为本发明的进一步改进方案,该装置亦可采用喷涂法安装于试件部位上。

作为本发明的进一步改进方案,所述的喷涂法可采用陶瓷喷涂,即以氧化铝陶瓷棒(陶瓷粉末)为原料,由氧-乙炔火焰(或等离子体)熔化后,喷涂至试件表面上,用于安装石墨烯薄膜应变片。

作为本发明的进一步改进方案,为了防止该装置的薄膜几何形状的损坏,通常采用由两块有机玻璃夹持,然后用胶带密封储存于低温、干燥的环境。

附图说明

图1是本发明的基本结构示意图

图2是框架的结构示意图

图3是高(常)温薄膜应变片结构示意图

图中,1覆盖层,2石墨烯薄膜,3基底,4引出线,5硝酸纤维素胶。

下载完整专利技术内容需要扣除积分,VIP会员可以免费下载。

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于中国矿业大学,未经中国矿业大学许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服

本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201610197128.0/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。

×

专利文献下载

说明:

1、专利原文基于中国国家知识产权局专利说明书;

2、支持发明专利 、实用新型专利、外观设计专利(升级中);

3、专利数据每周两次同步更新,支持Adobe PDF格式;

4、内容包括专利技术的结构示意图流程工艺图技术构造图

5、已全新升级为极速版,下载速度显著提升!欢迎使用!

请您登陆后,进行下载,点击【登陆】 【注册】

关于我们 寻求报道 投稿须知 广告合作 版权声明 网站地图 友情链接 企业标识 联系我们

钻瓜专利网在线咨询

周一至周五 9:00-18:00

咨询在线客服咨询在线客服
tel code