[發明專利]一種用于低速沖擊測試的測速裝置

有效

• 申請號: 201410010279.1
• 申請日: 2014-01-09
• 公開（公告）號: CN103698235B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發明（設計）人: 薛亞靜;林蘭天;高琮;劉曉霞;張福樂;王瑾;蔣瑾;劉書華
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: G01N3/303
• 分類號: G01N3/303;G01P3/36
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙繼明

技術領域

本發明涉及材料分析技術領域，尤其涉及一種用于低速沖擊測試的測速裝置。

背景技術

隨著現代化進程的不斷推進，人們遭受高空拋物、運載工具碰撞等低速沖擊傷害現象日益普遍，在航空航天和軍用領域也存在著飛行器的撞擊和防彈衣的非貫穿性損傷，因此針對低速沖擊的防護需求，對于不同材料耐低速沖擊性能的研究是急切需要解決的關鍵問題之一。

現有的沖擊測試裝置包括擺錘式和落錘式，鑒于測試靈活性限制，落錘沖擊試驗機運用較為廣泛。但傳統的落錘沖擊試驗機多為通過設定落錘高度，計算得到沖擊試樣的沖擊能量或者沖擊速度，忽略落錘在沖擊方向路徑內的能量損耗值，從而導致所獲得的沖擊速度參數值不準確，尤其是在設定較低落錘高度時獲得的沖擊速度數值誤差較大，影響防護材料耐沖擊性能的判定；同時由于落錘沖擊試樣過程中會發生反彈現象而且反彈速度與試樣本身的結構特征有關，因此沖擊能量可分為落錘反彈能量和試樣吸收能量，而傳統的落錘沖擊試驗機僅能通過對受沖擊后試樣表面的幾何破壞形狀進行測量，間接地定性分析沖擊后試樣的吸收能量，而無法定量確定試樣吸收能量的大小，落錘的反彈能量更無從可知，因此現有的落錘沖擊試驗機所獲得的數據無法全面、透徹的了解防護材料的耐低速沖擊性能。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有沖擊測試裝置存在的缺陷而提出了一種可以實現真實、準確獲知防護材料表面在受到沖擊時的沖擊速度和反彈速度的用于低速沖擊測試的測速裝置。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種用于低速沖擊測試的測速裝置，該測速裝置與沖擊測試裝置連接，所述的沖擊測試裝置包括沖擊落錘，所述的測速裝置包括測速傳感頭、固定架、平臺、測試標尺和信號采集分析組件；

所述的測速傳感頭與固定架連接；

所述的固定架連接在平臺上；

所述的平臺與沖擊測試裝置連接；

所述的測試標尺固定于沖擊落錘外表面上，隨沖擊落錘共同運動；

所述的信號采集分析組件與測速傳感頭連接；

啟動沖擊測試裝置，沖擊落錘在設定高度自由下落，當測試標尺進入測速傳感頭激光照射點范圍時，信號采集分析組件開始采樣，當測試標尺離開測速傳感頭激光照射點范圍時，信號采集分析組件停止采樣，信號采集分析組件根據采樣信號與測試標尺固定長度分別計算沖擊落錘的沖擊速度和反彈速度，并對計算結果進行記錄、儲存和顯示。

所述的測速傳感頭包括發送光信號的發送模塊和接收光脈沖編碼信號的接收模塊，所述的接收模塊與信號采集分析組件連接。

所述的固定架包括一個固定管夾和一個T型連接板件，所述的測速傳感頭通過固定管夾固定在T型連接板件上。

所述的固定管夾固定在T型連接板件的豎邊邊緣處。

所述的固定管夾上設有用于放置測速傳感頭的抱箍。

所述的平臺為由一個梯形結構板和一個長方形結構板連接而成的一體式板件，所述的梯形結構板上靠近短底邊內側設有兩排安裝孔，所述的平臺通過該安裝孔與固定架連接，所述的長方形結構板上設有固定孔，所述的平臺通過固定孔與沖擊測試裝置連接。

所述的測試標尺上設有用于觸發信號采集分析組件開始采樣的觸發編碼。

所述的測試標尺為衍射光柵或反光條碼。

所述的信號采集分析組件包括數據分析采集器、中央控制電腦和用于傳輸信號的信號傳輸通道，所述的數據分析采集器一端通過信號傳輸通道連接測速傳感頭，另一端連接中央控制電腦。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

現有的沖擊測試裝置通過設定落錘高度計算得到沖擊試樣的沖擊能量或者沖擊速度，忽略落錘在沖擊方向路徑內的能量損耗值，從而導致所獲得的沖擊速度參數值不準確，尤其是在設定較低落錘高度時沖擊速度誤差較大，影響防護材料耐沖擊性能的判定；而且僅能通過對受沖擊后試樣表面的幾何破壞形狀進行測量間接的定性分析沖擊后試樣的吸收能量，而無法定量確定試樣吸收能量的大小，落錘的反彈能量更無從可知。本發明的測速裝置與沖擊測試裝置相連接，通過測速傳感頭準確測得沖擊落錘沖擊試樣前瞬間的沖擊速度和沖擊后反彈瞬間的速度，避免落錘在沖擊方向路徑內能量消耗的干擾，保證了所獲得沖擊速度或者說沖擊能量參數值的準確性，同時又可以獲得落錘的反彈速度，進而得到落錘反彈能量和試樣吸收能量，有利于對防護材料耐低速沖擊性能進行深入的研究探討。沖擊能量與反彈能量的差值便為試樣吸收能量，本發明可以定量確定試樣吸收能量的大小。

附圖說明

圖1為本發明裝置的總體結構示意圖；