一种拉伸过程温度控制设备的制作方法

本实用新型属于材料测试技术领域，具体涉及一种拉伸过程温度控制设备。

背景技术：

材料尤其是有机高分子材料的性能随温度的变化物理性能差异性很大，传统拉伸实验机不能进行特定恒定温度条件的下的材料性能测试。如进行低温下材料的拉延性能测试时传统的方法是在冷冻箱里将材料冷冻至指定温度然后在取出来测试，但在室温下随着测试进程的进行样件的温度是不断变化的因此不能准确的测试出特定温度下的材料力学性能。一些温度范围较小的区间，有条件的公司或研究机构会建立恒温测试实验室，但该温度范围有限，一般不会过高或过低，因为过高或过低的温度对期间的测试设备及人员是无法承受的，同时建立大型的温控实验室的成本也很高，制约了实验研究领域研究研究特定温度环境下材料的物理性能。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种拉伸过程温度控制设备，能够在不同尺寸的夹头时保证在特定的恒定温度下对测试样条进行随程跟踪测试。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种拉伸过程温度控制设备，用于连接试验机夹持测试样条的上夹头和下夹头，所述上夹头连接有环形的吸附模组，所述下夹头连接有环形的温控模组，所述吸附模组与所述温控模组之间连接有中空的波纹管，所述波纹管套设在所述测试样条的外侧；所述吸附模组与所述温控模组分别设置在所述上夹头与所述下夹头的柱面或相对的端面上。

进一步的，所述温控模组包括环形螺旋状的蒸发器和设置在所述蒸发器内部的电加热丝。

进一步的，所述温控模组还包括套设在所述蒸发器外侧的外壳，所述外壳的内侧壁上设有空气吸入孔，所述外壳的上侧壁上安装有向上吹气的风扇，且所述空气吸入孔与所述风扇在径向上交错设置。

进一步的，所述吸附模组和所述温控模组分别与所述上夹头和所述下夹头之间设有隔热泡棉。

进一步的，两所述隔热泡棉通过高温阻燃胶粘剂分别与所述上夹头、所述吸附模组、所述下夹头和所述温控模组粘贴在一起。

进一步的，所述吸附模组和所述温控模组上均安装有用于与所述上夹头和所述下夹头连接的吸附磁铁。

进一步的，所述吸附磁铁包括间隔设置的普通磁铁和电磁铁。

进一步的，所述外壳包括位于所述蒸发器下部的环形隔热座，所述隔热座包括设在所述外壳内侧的氧化铝陶瓷隔热层和设在所述氧化铝陶瓷隔热层与所述外壳之间的石棉填充隔热层。

进一步的，所述隔热座上间隔设有用于支撑所述电加热丝的支座。

进一步的，所述波纹管的内侧壁上阵列布置有温度传感器。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

由于本实用新型的拉伸过程温度控制设备用于连接试验机夹持测试样条的上夹头和下夹头，上夹头连接有环形的吸附模组，下夹头连接有环形的温控模组，吸附模组与温控模组之间连接有中空的波纹管，波纹管套设在测试样条的外侧；吸附模组与温控模组分别设置在上夹头与下夹头的柱面或相对的端面上，即在拉伸试验机的上夹头与下夹头之间创建一个密封的可调节温度的空间，以保证测试样条可保持恒定的温度；且该试验机适用于不同尺寸的夹头，当试验机的夹头尺寸为200～350mm时，可将吸附模组与温控模组分别设置在上夹头与下夹头的柱面上，当实验机的夹头尺寸为350mm以上时，可将吸附模组与温控模组分别设置在上夹头与下夹头相对的端面上。

由于温控模组包括环形螺旋状的蒸发器和设置在蒸发器内部的电加热丝，环形螺旋状的蒸发器布置模式可以起到增大散热面积同时又不阻滞内部气流循环的作用，同时电加热丝在加热后可起到辅助加热的作用，电加热丝布置在蒸发器的内侧布置的模式可以有效的利于空气循环的同时加热蒸发器部件，也有利于密闭空间的热均温。

由于温控模组还包括套设在蒸发器外侧的外壳，外壳的内侧壁上设有空气吸入孔，外壳的上侧壁上安装有向上吹气的风扇，且空气吸入孔与风扇在径向上交错设置，有助于将制冷态的下沉气体向上吹送，同时有助于热空气的对流循环。风扇与吸风口的交错布置模式有利于密闭热腔内形成负压，有利于热空气循环，即有效的促进局部密闭环境生成均匀温度场。

由于吸附模组和温控模组分别与上夹头和下夹头之间设有隔热泡棉，隔热泡棉的设置可起到有效的密封和隔热的作用。

由于吸附模组和温控模组上均安装有用于与上夹头和下夹头连接的吸附磁铁，可实现吸附模组和温控模组与夹头之间的有效快速的吸附安装，并能够实现快速拆卸。

由于吸附磁铁包括间隔设置的普通磁铁和电磁铁，普通磁铁与电磁铁交叉设置在吸附模组与温控模组上，普通磁铁可在前期起到吸附定位的作用，电磁铁则在通电状态下起到保证吸附力可靠的作用。

由于外壳包括位于蒸发器下部的环形隔热座，隔热座包括设在外壳内侧的氧化铝陶瓷隔热层和设在氧化铝陶瓷隔热层与外壳之间的石棉填充隔热层，可有效的起到隔热的作用，防止使用人员烫伤。

由于隔热座上间隔设有用于支撑电加热丝的支座，可防止电加热丝加热时温度过高烫坏外壳。

综上所述，本实用新型的拉伸过程温度控制设备在不同尺寸的夹头时能够保证测试样条在恒定温度下的随程跟踪测试，而且空间小，温度能够精准控制，提高了测试的精准性，且具有较高的高低温范围。

附图说明

图1是本实用新型拉伸过程温度控制设备第一种实施例的剖视图；

图2是本实用新型拉伸过程温度控制设备第二种实施例的剖视图；

图3是本实用新型拉伸过程温度控制设备中温控模组的外部结构示意图；

图4是本实用新型拉伸过程温度控制设备中温控模组的内部结构示意图；

图5是图3中隔热座的结构示意图；

图6是本实用新型拉伸过程温度控制设备第一种实施例中吸附磁铁在温控模组上的布置模式；

图7是本实用新型拉伸过程温度控制设备第二种实施例中吸附磁铁在温控模组上的布置模式；

图8是本实用新型拉伸过程温度控制设备中温度传感器与控制器的控制逻辑框图；

图中，10-上夹头，11-下夹头，12-测试样条，20-吸附模组，30-温控模组，31-蒸发器，32-电加热丝，33-外壳，331-风扇，332-空气吸入孔，333-隔热座，334-支座，40-波纹管，50-隔热泡棉，60-吸附磁铁，61-普通磁铁，62-电磁铁，70-温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例一：

如图1所示，一种拉伸过程温度控制设备，用于连接试验机夹持测试样条12的上夹头10和下夹头11，上夹头10连接有环形的吸附模组20，下夹头11连接有环形的温控模组30，吸附模组20与温控模组30之间连接有中空的波纹管40，波纹管40套设在测试样条的外侧；吸附模组20与温控模组30分别设置在上夹头10与下夹头11相对的端面上。

如图3和图4共同所示，温控模组30包括环形螺旋状的蒸发器31和设置在蒸发器31内部的电加热丝32。本实施方式优选蒸发器31由一根冷媒管螺旋式盘绕而成，电加热丝32串在冷媒管的螺旋圈内，冷媒管为铜管，此种设计可以有效的利于循环风机促进热循环的进行，同时在加热工况时铜管部件也有利于存进密闭空间的热均温。温控模组30还包括套设在蒸发器31外侧的外壳33，外壳33的内侧壁上设有空气吸入孔332，外壳33的上侧壁上安装有向上吹气的风扇331，且空气吸入孔332与风扇331在径向上交错设置。

如图1和图2共同所示，吸附模组20和温控模组30分别与上夹头10和下夹头11之间设有隔热泡棉50，本实施例中优选隔热泡棉50低密度的耐高温阻燃泡棉。两隔热泡棉50通过高温阻燃胶粘剂分别与上夹头10、吸附模组20、下夹头11和温控模组30粘贴在一起。

如图1和图2共同所示，吸附模组20和温控模组30均设有用于与上夹头10和下夹头11相连接的吸附磁铁60，隔热泡棉50设置在吸附磁铁60与上夹头10之间，及吸附磁铁60与下夹头11之间，吸附磁铁60可透过隔热泡棉50将吸附模组20与温控模组30固定在上夹头10和下夹头11上。

如图6和图7共同所示，吸附磁铁60包括普通磁铁61和电磁铁62，普通磁铁61与电磁铁62周向间隔设置在吸附模组20与温控模组30上，且普通磁铁61与电磁铁62面积较大的侧面与上夹头10和下夹头11相对设置。本实施例中优选吸附磁铁60中的普通磁铁61与电磁铁62分别设置3个，从而保证吸附磁铁60的吸附力不会太弱或太强。本实施例中优选普通磁铁61为铁氧体磁铁。其中位于温控模组30上的吸附磁铁60与温控模组30上的风扇331交替布置，普通磁铁61、电磁铁62和风扇331均周向等间距的设置在温控模组30上。

如图5所示，外壳33包括位于蒸发器31下部的环形隔热座333，隔热座333包括设在外壳33内侧的氧化铝陶瓷隔热层和设在氧化铝陶瓷隔热层与外壳33之间的石棉填充隔热层。隔热座333上间隔设有用于支撑电加热丝32的支座334。

如图1和图2共同所示，波纹管40的内侧壁上阵列布置有温度传感器70。

本设计的拉伸试验机还包括控制器和外置的压缩机，控制器分别与压缩机、电加热丝32和温度传感器70电连接，压缩机的输出端和输入端分别与蒸发器31的两端连接，本实施方式中优选控制器集成在温控模组30内。

如图8所示，将设定温度提前输入控制器中，如设定温度低于50摄氏度且高于外界环境温度，控制器将设定温度与温度传感器70检测到的温度进行比较，当温度传感器70检测到的温度低于设定温度时，控制器控制压缩机开机，压缩机将高温冷媒输入到蒸发器31中，此时冷媒放热使温度升高；当温度传感器70检测到的温度高于设定温度时，控制器控制压缩机停机，冷媒温度不变，波纹管40向外放热使管内温度降低。如设定温度高于50摄氏度，当温度传感器70检测到的温度低于设定温度时，电加热丝32通电，压缩机开机；当温度传感器70检测到的温度高于设定温度时，电加热丝32断电，压缩机停机。

如设定温度低于外界环境温度，当温度传感器70检测到的温度低于设定温度时，控制器控制压缩机开机，压缩机将高温冷媒输入到蒸发器31中，此时冷媒放热使温度升高；当温度传感器70检测到的温度高于设定温度时，控制器控制压缩机停机，冷媒温度不变，波纹管40向外放热使管内温度降低。

实施例二：

本实施方式与实施例一基本相同，其不同之处在于：

如图2所示，吸附模组20与温控模组30分别设置在上夹头10与下夹头11的柱面上。

本实用新型的拉伸过程温度控制设备通过在上夹头和下夹头之间安装可拆卸的波纹管，并在波纹管内设置温控模组使得测试样条能维持恒定温度不变，随程检测材料性能，且不受夹头尺寸的影响，该设计低成本、空间小，能实现精准的温度控制与反馈，能在-50～150摄氏度之间控制温度，具有较高的高低温范围。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应该理解，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例，这些仅仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，在没有经过任何创造性的劳动下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。