[发明专利]一种形状记忆合金弹簧温控驱动特性测试装置

说明书

本发明公开了一种形状记忆合金弹簧温控驱动特性测试装置，包括机械装置、电器设备、数据采集与控制系统。测试过程完全由计算机自动控制完成。利用陶瓷加热片和半导体制冷片的工作特性以及直线滑台模组的上下移动分别控制形状记忆合金弹簧的温度和变形量。利用温度传感器、激光位移传感器和力传感器分别采集形状记忆合金弹簧的温度、变形量和弹力数据。该装置具有操作灵活简单、温度均匀性好、自动化程度高、测量精度高、效率高、通用扩展性好等诸多优点，是集智能测控、高测量精度、高自动化程度等众多优点于一身的机—电—液一体化产品。此外，本装置还可用于普通弹簧的弹力和变形量高精度测试。

技术领域

本发明涉及形状记忆合金测试装置领域，尤其涉及一种形状记忆合金弹簧温控驱动特性测试装置。

背景技术

形状记忆合金(Shape Memory Alloy，简称SMA)是一种新型智能材料，具有形状记忆效应，即初始形状的SMA在低温下产生塑性变形后，加热至某一临界温度仍可主动恢复到初始形状。此外，SMA还具有超弹性，表现为在外力作用下，其变形恢复能力明显高于一般金属，应变会随外力作用的消失而恢复。SMA拥有如此多优异的性能，因此被广泛应用于航空航天、机械电子、生物医疗、桥梁建筑、汽车工业及日常生活等众多领域。

SMA根据用途可制作成管状、丝状或弹簧形状，其中SMA弹簧是SMA众多形状中用途最广泛、最直接的一种。SMA弹簧根据其记忆效应可分为单程记忆效应SMA弹簧和双程记忆效应SMA弹簧两种。单程记忆效应SMA弹簧在常温状态下组织结构为马氏体，当通过热源加热至某一临界温度后，发生相变，组织结构变为奥氏体。该过程宏观表现为SMA弹簧的长度变化。若上述变化为可逆过程则称这种SMA弹簧为双程记忆效应SMA弹簧。利用SMA弹簧的这种感温和驱动特性，可用于制作新型温控阀、消防报警装置和温度触发器等。

SMA弹簧的感温和驱动特性得到了广泛而深入地应用，因此对于其温度—变形量—弹力三者之间特性关系研究也就显得尤为重要。但是目前并没有成熟的温控驱动特性测试装置能够测试SMA弹簧温度—变形量—弹力三者之间的复杂关系。目前的测试方法是先进行上述变量中两两变量的测量，即温度—变形量或温度—弹力或弹力—变形量，然后再综合分析三者之间的特性关系。现有的SMA弹簧特性测试局限性在于无法同时测得温度—变形量—弹力三者之间连续关系，无法准确直观反应SMA弹簧的温控驱动特性。落后的测试装置及繁琐的测试方法，制约了SMA弹簧的发展。

综上所述，急需一种测试过程操作简单灵活、精度高、自动化程度高、效率高、通用扩展性好的形状记忆合金弹簧温控驱动特性测试装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种形状记忆合金弹簧温控驱动特性测试装置，可方便快捷、高效率、准确测试SMA弹簧在水浴中升降温过程的温度—变形量—弹力之间关系，且整个测试过程由计算机自动控制完成。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种形状记忆合金弹簧温控驱动特性测试装置，包括机械装置、电器设备、数据采集与控制系统。

机械装置包括底板、水缸、L型支架、内六角螺栓、直线滑台模组、L型连接架、导向柱、空心圆柱垫块、温度传感器U型连接架、位移传感器U型连接架、螺母，底板为装置的基座，上面有四个螺纹孔和若干胶水粘连的螺母，其中螺纹孔用于连接L型支架，螺母用于减少与水缸的接触面积，水缸设置于底板上的若干胶水粘连的螺母的上方，L型支架底部有四个通孔，与底板连接，侧面有六个通孔，通过螺栓和其他零件连接，直线滑台模组底面与L型支架侧面连接，侧面与底板连接，与底面相对的一侧与L型连接架连接，L型连接架侧面有四个通孔用于与直线滑台模组连接，底面外侧有四个通孔，底面内侧有两个通孔，导向柱设置于空心圆柱垫块中间，空心圆柱垫块中部横向打有两个通孔，温度传感器U型连接架设置于L型支架侧面上方，位移传感器U型连接架设置于L型支架侧面下方。