[發明專利]共振切變測定裝置

在審

• 申請號: 201980094485.6
• 申請日: 2019-03-28
• 公開（公告）號: CN113614508A
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 栗原和枝;水上雅史;粕谷素洋
• 申請（專利權）人: 國立大學法人東北大學
• 主分類號: G01N11/00
• 分類號: G01N11/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉兵;肖冰濱

本發明的共振切變測定裝置(1)具備：具有壓電元件(15)、上部盤基板(16)和彈簧(17)的上部單元(10)，以及具有下部盤基板(14)的下部單元(11)，上部盤基板(16)的下表面與下部盤基板(14)的上表面之間形成試樣插入部(21)，壓電元件(15)和上部盤基板(16)經由彈簧(17)可振動地連接于固定機械材料(30)連接，應變儀(19)貼附于彈簧(17)，使頻率變化的同時向壓電元件(15)施加交流電壓，由此測定來自伴隨上部單元(10)的振動的應變儀(19)的共振時的響應電壓。

技術領域

本發明涉及一種共振切變測定裝置。

背景技術

本申請的發明人開發并提出了一種共振切變測定方法，該方法使固定在彈簧上的一個表面進行正弦振動，通過掃描頻率來測定振動系統的共振切變曲線(專利文獻1、2、非專利文獻1)。

圖6是表示該以往的共振切變測定裝置(非專利文獻1)的共振部分的概略結構圖。該圖所示的共振切變測定裝置3具備：具有壓電元件15、上部盤基板16和彈簧17的上部單元10，以及具有下部盤基板14的下部單元11，上部盤基板16的下表面與下部盤基板14的上表面之間形成有膜形狀的試樣插入部21。壓電元件15和上部盤基板16經由彈簧17可振動地連接于固定機械材料30。將諸如固體、液體或液晶等的試樣插入到插入部分21，并且在使頻率變化的同時向壓電元件15施加交流電壓，由此在固體表面之間的試樣中產生切變變形。通過與包括上部單元10的共振頻率的周邊頻率相匹配地對壓電元件15施加正弦波的交流電壓，根據靜電電容計20的響應電壓，非接觸地測定上部單元10的振動、即彈簧17的水平方向位移，測定共振切變曲線，從而能夠準確地測定固體表面之間的試樣的粘彈性項、摩擦/潤滑特性。

現有技術文件

專利文獻

專利文獻1：日本專利第4615568號公報

專利文獻2：日本專利第6330212號公報

非專利文獻

非專利文獻1：柴崎伍翔，外5名，“共振切變測定方法的發動機油的潤滑特性評價：添加劑的效果的研究”，摩擦學，2018年2月6日，第63卷，第4號，p284-293

發明內容

本發明要解決的問題

但是，在靜電電容計20測定彈簧17的水平方向位移的以往的共振切變測定裝置3中，缺點是必須將靜電電容計20與彈簧17之間正確地隔開間隔而設置靜電電容計20，并且必須高精密地控制該間隔。此外，能夠測定納米級位移的靜電電容計20很昂貴。進而，在測定揮發性試樣的情況下或控制裝置內的壓力時，必須設置包含靜電容量計20的大的密閉單元或控制單元，這是困難的。

因此，本發明的目的在于提供一種能夠簡便地進行共振切變行為的測定、能夠緊湊且容易地設置密閉單元、能夠將制造費用抑制得較低的共振切變測定裝置。

解決問題的手段

本發明具有下述的構成。

[1]一種共振切變測定裝置，該共振切變測定裝置具備：具有壓電元件、上部盤基板和彈簧的上部單元，以及具有下部盤基板的下部單元，所述上部盤基板的下表面與所述下部盤基板的上表面之間形成試樣插入部，所述壓電元件和所述上部盤基板經由彈簧可振動地連接于固定機械材料，應變儀貼附于所述彈簧，使頻率變化的同時向所述壓電元件施加交流電壓，由此測定來自伴隨所述上部單元的振動的所述應變儀的共振時的響應電壓。

[2]根據上述[1]所述的共振切變測定裝置，其中，所述共振切變測定裝置還具備與所述壓電元件電連接的信息處理單元，應變儀與所述信息處理單元電連接，所述信息處理單元在使頻率變化的同時向所述壓電元件施加交流電壓，由此測定來自伴隨所述上部單元的振動的所述應變儀的共振時的響應電壓。