本发明属于检测技术领域，具体涉及一种发光材料力致发光性能的检测装置。
背景技术：
力致发光性能是指发光材料受到冲击、压缩、摩擦、切割等机械力作用而发光。力致发光现象在400多年前已被发现，许多无机和有机化合物在破碎或机械应力作用下会出现发光现象，这些可以机械发光的化合物包括导体，半导体和绝缘体的。材料的力致发光现象引起了机械工程、材料断裂和地震预测与监测、生命科学与医疗诊断等领域研究人员的极大兴趣和重视。在对发光材料做力致发光性能检测时，主要分为两部分：机械力激发和光学检测。目前，并没有集机械力激发和光学检测于一体的力致发光光谱仪。因此，现在对于发光材料做力致发光性能检测，主要通常将光学测量装置连接到机械力激发装置上来检测。这种操作通过采用外部紫外灯对发光材料照射后，机械力激发发光材料产生光，仪器再采集光信号来表征力致发光性能。但是，这并不能方便快捷完成紫外灯激发，在试验过程记录和监测有迟缓，不能同步显示力信号和光信号，影响对力致发光性能的监测结果，使它的应用受到一定的限制。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明提供一种能同步监测、记录机械激发力信号和光信号发光材料力致发光性能的检测装置，它还具有体积小、灵敏度高、操作方便、成本低等优点。
发光材料力致发光性能的检测装置，包括暗箱、载物台、紫外灯、压力信号监测系统、光信号监测系统；暗箱包括内层暗箱、外层暗箱，内层暗箱放置在外层暗箱底部的一侧；紫外灯设于外层暗箱内且位于内层暗箱的上方；压力信号监测系统包括压力传感器、压力变送器、压力信号输出端，压力传感器设于外层暗箱内，并正对于外层暗箱上方的施力口，压力信号输出端安装于外层暗箱的外壁上，压力传感器、压力变送器、压力信号输出端依次电连接；载物台设于内层暗箱的上方，载物台上开设有试样安装槽，试样安装槽和外层暗箱上方的施力口、压力传感器同轴心；光信号监测系统包括光信号接收端、光信号输出端，光信号接收端和光信号输出端电连接，内层暗箱的上面设有圆孔，光信号接收端设于内层暗箱内并正对于圆孔，圆孔和试样安装槽对齐。采用此结构，能同时同步监测、记录机械激发力的压力信号和产生的光信号，监测结果较为精准，而且体积小、灵敏度高、操作方便、成本低。
作为一种优选，载物台底座安装在内层暗箱的上表面，载物台底座的中心安装有一固定轴，载物台通过轴承转动式安装于固定轴上；载物台上设有两个试样安装槽，两个试样安装槽对称设置于载物台上；外层暗箱和内层暗箱相接的一侧壁的上方开设有开口，开口的高度位置和载物台相同，载物台的一侧伸出该开口。采用此结构，方便从开口中取出或放置载物台，以便于置入或取出试样；同时，载物台能旋转，便于放置载物台后能准确地调整试样和压力传感器对齐，使得测量结果更为准确。
作为一种优选，开口的外侧设有磁吸物质，载物台采用铁材质制成，载物台安装后通过磁吸物质和开口吸附在一起。采用此结构，载物台安装后能通过磁吸物质吸附在一起，使得安装后的载物台较为稳定，测量时试样稳定，测量误差小。
作为一种优选，还包括定位支撑板，定位支撑板安装于载物台的上方，定位支撑板一端设有通孔，通孔和压力传感器、施力口均同轴心；定位支撑板另一端安装有紫外灯，紫外灯和通孔对称分布在定位支撑板上。采用此结构，能通过定位支撑板使得载物台旋转时能更容易和压力传感器、施力口的轴心对齐；也能通过定位支撑板使得旋转载物台时能将试样置于紫外灯正下方，光激活试样效率更高。
作为一种优选，在定位支撑板和施力口之间设有施力通道，施力通道和施力口、通孔同轴心，压力传感器安装于施力通道内。采用此结构，便于安装压力传感器，且安装时能更容易使得压力传感器和施力口、通孔同轴心。
作为一种优选，暗箱采用遮光板制成。采用此结构，能防止环境的光影响测试结果。
作为一种优选，内层暗箱的内壁上设有防电磁辐射层，防电磁辐射层金属丝网。采用此结构，能保证光接收系统的正常工作，不被外层压力变送器等影响。
作为一种优选，光信号接收端内包含有滤光片、apd二极管、高压偏置器、光信号放大器；滤光片设于内层暗箱的圆孔下方，apd二极管安装在内层暗箱内的支撑台上且位于滤光片下方，高压偏置器安装在支撑台下方，光信号放大器安装在内层暗箱的外壁上；apd二极管、光信号放大器、光信号输出端依次电连接，apd二极管和高压偏置器电连接。采用此结构，能将试样发出的弱光检测、放大，进而传递给光信号输出端。
作为一种优选，在外层暗箱的外壁上设有控制开关，控制开关和紫外灯电连接。采用此结构，方便在测试过程中控制紫外灯的开启或关闭。
作为一种优选，还包括电源输入端，电源输入端安装于外层暗箱的左侧外壁上，电源输入端和压力变送器、紫外灯、高压偏置器、光信号放大器电连接。采用此结构，为装置提供供电接口，方便接入外部电源。
本发明的优点：
1、本发明通过在暗箱内设置压力信号监测系统、光信号监测系统，在通过施力口对试样施加激发力后，能同时同步监测、记录试样的压力信号和光信号，减少了现有的测试中不能同步监测、记录所带来的不便和误差，提高了测试结果的精准度。
2、本发明中将载物台设计为可旋转、且可拆卸式安装，因此能方便测试过程中对试样的安装和拆卸，方便调整载物台上的试样转动至和压力传感器、施力口同轴心，测试过程更灵活；同时在载物台伸出外层暗箱的开口的外侧设有磁吸物质，因此载物台安装后能和开口吸附在一起，能使得载物台在测试过程中较为稳定，试样稳定，测试结果误差小。
3、本发明中，暗箱均采用遮光板制成，能防止环境的光影响测试结果；内层暗箱的内壁上设有防电磁辐射层，能保证光接收系统的正常工作，不被外层压力变送器等影响。
4、本发明中在载物台上方设置定位支撑板，并在支撑板上对称设置通孔和紫外灯，并使得通孔和施力口同轴心，因此更方便旋转载物台时将试样定位至和施力口同轴心，且更方便、更准确地旋转载物台上的试样至紫外灯的正下方，使得试样的光激活效率更高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明实施例中检测到的试样在机械激发力作用下的力致发光曲线。
图3为本发明实施例中检测到的试样在连续机械激发力作用下的力致发光曲线。
其中，1为外层暗箱，2为内层暗箱，3为apd二极管，4为高压偏置器，5为电源输入端，6为光信号放大器，7为光信号输出端，8为压力信号输出端，9为压力变送器，10为压力传感器，11为施力口，12为试样，13为紫外灯，14为定位支撑板，15为载物台，16滤光片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的具体说明。
发光材料力致发光性能的检测装置，它包括暗箱、载物台、紫外灯、压力信号监测系统、光信号监测系统；载物台用于安装试样；紫外灯设于暗箱内；压力信号监测系统、光信号监测系统设于暗箱内，且均具有信号输出端，信号输出端均安装于暗箱外壁上。
暗箱包括内层暗箱和外层暗箱，内层暗箱安装于外层暗箱内，且内层暗箱位于外层暗箱底部的右下角。内层暗箱的体积较外层暗箱的体积小。在内层暗箱的上表面安装有载物台；载物台通过载物台底座安装在内层暗箱的上表面，载物台底座的中心设有一固定轴，载物台通过轴承安装于载物台底座的固定轴上，因此载物台可以绕该固定轴旋转。载物台上设有试样安装槽，至少开设两个试样安装槽，每个试样安装槽至载物台的中心的距离均相同；本实施例中开设两个试样安装槽，两个试样安装槽对称分布于载物台上。在外层暗箱的右侧壁上设有开口，该开口的高度位置和载物台一致。载物台可以从该开口处插入或取出，以便快捷地完成试样安装或取出。在该开口的外侧上设有磁吸材料，载物台采用铁材质制成，以便安装载物台后能通过磁吸材料吸附住，载物台工作时保持稳定状态。
在外层暗箱的上面开设有施力口，施力口设于内层暗箱的上表面的上方。在载物台的上方设有定位支撑板，定位支撑板的左侧开设有通孔，且通孔能和试样安装槽、施力口、压力传感器同轴心。定位支撑板的右侧安装有紫外灯，且载物台转动到右侧时的试样安装槽能和定位支撑板上紫外灯的位置对齐。在本实施例中，紫外灯和通孔对称分布在定位支撑板上。在施力口和定位支撑板的通孔之间设有施力通道。
压力信号监测系统包括压力传感器、压力变送器、压力信号输出端。压力传感器安装于施力通道中，用于将施力口的机械激发力集中施加于试验的一个点上。压力变送器安装在内层暗箱的左侧壁上。压力信号输出端安装在外层暗箱的左侧壁上。压力传感器、压力变送器、压力信号输出端依次电连接。压力传感器将机械激发力集中施加于试验的一个点后，压力传感器、压力变送器将作用于试样的机械激发力转换成标准电信号，最终将该电信号从压力信号输出端输出。
光信号监测系统包括光信号接收端、光信号输出端。光信号接收端设于内层暗箱内，并位于施力口、试样安装槽的正下方。内层暗箱的上表面开设有圆孔，该圆孔和试样安装槽正对，光信号接收端和该圆孔正对。光信号输出端安装于外层暗箱的右侧壁上。光信号接收端和光信号输出端电连接。光信号接收端内包含有滤光片、apd二极管、高压偏置器、光信号放大器；滤光片设于内层暗箱的圆孔下方，apd二极管安装在内层暗箱内的支撑台上且位于滤光片下方，高压偏置器安装在支撑台下方，光信号放大器安装在内层暗箱的外壁上；apd二极管、光信号放大器、光信号输出端依次电连接，apd二极管和高压偏置器电连接。光信号接收端接收到试样发出的弱光，通过滤光片将弱光进行过滤，并经apd二极管、高压偏置器、光信号放大器检测并放大，最后通过光信号输出端将光信号输出。
在外层暗箱的外壁上安装电源输入端，电源输入端和压力变送器、紫外灯、高压偏置器、光信号放大器电连接，以提供压力变送器的激励电压、内置的紫外灯的电源以及高压偏置器、光信号放大器的电源。在本实施例中，电源输入端设置在外层暗箱的左侧外壁上。
在本实施例中，内层暗箱、外层暗箱均采用遮光板制成，以防止环境光影响检测结果。内层暗箱的内壁上设有防电磁辐射层，防电磁辐射层为金属丝网，以保证光接收系统不被外层压力变送器等影响，能够正常工作。
在本实施例中，由于紫外灯产生的紫外线对人体会产生伤害，因此在外层暗箱的外侧壁上设置控制开关，该控制开关和紫外灯电连接，以在试验中对控制紫外灯的开启或关闭。
本发明的工作过程：测试时，首先将载物台取出，将试样置入载物台的试验安装槽内，再将载物台放进暗箱内。转动载物台，根据载物台上的刻度线，使得载物台上的试样和压力传感器轴心对应，同时其它试样和内置的紫外灯的位置相对应。打开紫外灯开关，对紫外灯下方的试样进行光激活一定时间。再次转动载物台，将已经光激活的试样旋转到压力传感器下方；并从施力口施加机械激发力，压力信号发生变化，同时试样由于力致发光的原因，光信号同步发生变化；最终，压力信号、光信号分别由本装置中外层暗箱上的压力信号输出端、光信号输出端输出，操作人员根据两信号输出端记录试验结果，并整理、分析。
本发光材料力致发光性能的检测装置输出的灵敏度高、波形清晰、信噪比高、体积小。下面用更为具体实施操作过程对本发明进行说明。
第一次操作，本次操作使用的试样采用具有力致发光性能的sral2o4:eu,dy材料，并将该材料制作成片材。首先，使用内置的紫外灯对试样照射5分钟，对紫外灯下方的试样进行光激活，再旋转已经光激活的试样至压力传感器下方；用机械冲击力作用于压力传感器下方的试样。根据信号端输出端输出的结果，并将结果绘制成相关曲线，如图2，可以清晰的看到压力信号、光信号同步显示，随着试样在受到机械冲击力的瞬间，试验的发光强度突然上升，然后按照指数衰减，这就是力致发光曲线。
第二次操作，本次操作使用的试样采用具有力致发光性能的sral2o4:eu,dy材料，并将该材料制作成片材。首先利用内置的紫外灯对试样照射5分钟，对紫外灯下方的试样进行光激活，再旋转已经光激活的试样至压力传感器下方；之后，用相同的冲击力连续多次对压力传感器下方的试样进行冲击施力。根据信号端输出端输出的结果，并将结果绘制成相关曲线，如图3，可以清晰的看到压力信号、光信号同步显示，并且随着冲击次数的增加，试样的力致发光强度不断下降，可以通过光信号输出端实时监测、记录力致发光信号，达到检测力致发光性能的目的。
图2、图3中，mechanoluminescencesignals为力致发光信号，mechanicalsignals为机械压力信号。
上述实施例为发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。