[實用新型]一種膜面張力測量儀

無效

• 申請號: 201020169953.8
• 申請日: 2010-04-26
• 公開（公告）號: CN201662451U
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發明（設計）人: 張其林;陳魯
• 申請（專利權）人: 同濟大學;張其林;陳魯
• 主分類號: G01L1/02
• 分類號: G01L1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于應力測量儀表領域，具體而言，涉及一種膜面張力測量儀。

背景技術

在膜結構檢測領域，現有技術一般是采用直接測量應力值的方法測量膜面張力水平，這種測量方法在進行試驗室研究時測量可行性較高，但是對于現場的膜面張力則難以進行測試。

發明內容

本發明的目的在于提供一種膜面張力測量儀，其較之現有的應力直接測量方式而言更加便于現場測量，且具有較高的準確度和精度。

為達到以上目的，本發明在測量儀中采用了抽真空的方法，可以實現膜張力的現場測量，填補了國內在這一領域內的技術空白。

具體而言，本發明所采用的技術方案是：

一種膜面張力測量儀，其包括傳感器和測量儀本體，傳感器包括真空度計、真空泵、位移傳感器和真空吸盤，其中真空吸盤的平面與待測量的膜面相配合，構成封閉結構；傳感器通過傳感器接口與測量儀本體相連接，并將感測的應力量傳送給測量儀本體；測量儀本體包括操作按鈕、信號處理電路、CPU、顯示器、PC機。

進一步地，操作按鈕與CPU相連接并設定參數、輸入指令。

進一步地，信號處理電路通過傳感器接口與傳感器相連以接收其感測的應力量，將應力量轉成數字量送入CPU內計算處理。

進一步地，該CPU將計算結果傳送至顯示器后通過PC機顯示、打印，該CPU采用標準的RS232串行口作為通訊接口與PC機相連及通訊。

進一步地，其特征在于：該傳感器為中間包含針孔的方形結構。

進一步地，該測量儀采用220V交流電源或電池供電的方式，內部控制電壓采用12V直流電源。

進一步地，該測量儀還包括控制面板，顯示器、操作按鈕集成于控制面板上，控制面板上還設有電源及操作指示燈。

在對膜面進行抽真空的過程中，由于膜兩面的壓力不同，真空吸盤貼合的一面將會產生內凹變形，從而產生膜面位移，該位移與膜面抽真空時的應力狀態有關，通過位移傳感器測量位移值，就可以推知膜面的應力狀態。

由于采用了上述方案，本發明具有以下有益效果：本發明膜面張力測量儀結構簡單，操作方便，可以精確的測量薄膜的現場應力。

本發明相對于現有技術的創新點在于采用傳感器感測膜面在真空吸力下位移的方式來測量膜面應力。測量的原理是利用膜面張力水平與抽真空作用下位移量之間的對應關系。而以前的方式則是采用直接測力的方法來測量應力的。

附圖說明

圖1為本發明實施例的結構示意圖。

圖2為本發明控制面板的結構示意圖。

圖3為本發明傳感器的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖所示實施例對本發明作進一步的說明。

本發明的膜面張力測量儀由測量儀本體、傳感器兩部分組成。如圖1所示，測量儀本體由操作按鈕、RS232通訊接口、傳感器接口、信號處理電路、CPU、顯示器、PC機等組成。需要注意的是，PC機和CPU是兩套獨立的系統。CPU進行數據的原始處理、存儲，顯示器進行數據顯示，PC機進行數據存儲、數據處理、顯示及打印。通過PC機的設置，增加了數據處理的能力。操作按鈕位于儀器的面板上與CPU相連，用以向CPU輸入設定參數與確定測量進程，其還具有程序鍵，可選擇操作、計算、標定或查驗歷史記錄等。傳感器接口電路主要是連接傳感器與測量儀本體，用以接收位移與真空度壓力信號，并將信號轉換到儀器能夠識別的電頻并傳送至信號處理電路。信號處理電路采用位移值與壓力的比較換算，將接收到的微弱信號變化放大，從而反映出測試構件內部實際應力的變化，通過A/D轉換，將變化量轉換成數字量信號送入CPU內。CPU采用標準的RS232串行口作為通訊接口，可與PC機的標準電纜連接，并通過WINDOWS的界面控制儀器的操作與顯示，存取、計算或打印所測量的應力參數。CPU是測量儀工作的關鍵部件，用以接受測量信號、運算、傳輸等，將測量結果在顯示器上顯示，其采用大規膜集成電路的單片微處理器，具有高速運算處理的能力。測量儀采用的電源為220VAC或電池供電，內部控制電源采用12VDC，使得操作安全可靠。

圖2所示為本發明測量儀的控制面板，面板上有多個按鈕，可以輸入設定參數和選擇功能、指令，顯示器與面板一體，可以清楚地顯示輸入信息及測量結果。其還設有電源及操作指示燈，可以通過面板判斷測量儀是否進入測試狀態。

如圖3所示，傳感器由真空泵2、真空度計4、位移傳感器3、真空吸盤1組成。真空吸盤1的平面與待測量的膜面相配合，構成封閉結構。在對膜面進行抽真空的過程中，由于膜兩面的壓力不同，真空吸盤1貼合的一面將會產生內凹變形，從而產生膜面位移，該位移與膜面抽真空時的應力狀態有關，通過位移傳感器3測量位移值，就可以推知膜面的應力狀態。