专利名称：一种膜面张力测量仪的制作方法
技术领域：
本发明属于应力测量仪表领域，具体而言，涉及一种膜面张力测量仪。
背景技术：
在膜结构检测领域，现有技术一般是采用直接测量应力值的方法测量膜面张力水 平，这种测量方法在进行试验室研究时测量可行性较高，但是对于现场的膜面张力则难以 进行测试。
发明内容本发明的目的在于提供一种膜面张力测量仪，其较之现有的应力直接测量方式而 言更加便于现场测量，且具有较高的准确度和精度。为达到以上目的，本发明在测量仪中采用了抽真空的方法，可以实现膜张力的现 场测量，填补了国内在这一领域内的技术空白。具体而言，本发明所采用的技术方案是一种膜面张力测量仪，其包括传感器和测量仪本体，传感器包括真空度计、真空 泵、位移传感器和真空吸盘，其中真空吸盘的平面与待测量的膜面相配合，构成封闭结构； 传感器通过传感器接口与测量仪本体相连接，并将感测的应力量传送给测量仪本体；测量 仪本体包括操作按钮、信号处理电路、CPU、显示器、PC机。进一步地，操作按钮与CPU相连接并设定参数、输入指令。进一步地，信号处理电路通过传感器接口与传感器相连以接收其感测的应力量， 将应力量转成数字量送入CPU内计算处理。进一步地，该CPU将计算结果传送至显示器后通过PC机显示、打印，该CPU采用标 准的RS232串行口作为通讯接口与PC机相连及通讯。进一步地，其特征在于该传感器为中间包含针孔的方形结构。进一步地，该测量仪采用220V交流电源或电池供电的方式，内部控制电压采用 12V直流电源。进一步地，该测量仪还包括控制面板，显示器、操作按钮集成于控制面板上，控制 面板上还设有电源及操作指示灯。在对膜面进行抽真空的过程中，由于膜两面的压力不同，真空吸盘贴合的一面将 会产生内凹变形，从而产生膜面位移，该位移与膜面抽真空时的应力状态有关，通过位移传 感器测量位移值，就可以推知膜面的应力状态。由于采用了上述方案，本发明具有以下有益效果本发明膜面张力测量仪结构简 单，操作方便，可以精确的测量薄膜的现场应力。本发明相对于现有技术的创新点在于采用传感器感测膜面在真空吸力下位移的 方式来测量膜面应力。测量的原理是利用膜面张力水平与抽真空作用下位移量之间的对应 关系。而以前的方式则是采用直接测力的方法来测量应力的。
图1为本发明实施例的结构示意图。图2为本发明控制面板的结构示意图。图3为本发明传感器的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。本发明的膜面张力测量仪由测量仪本体、传感器两部分组成。如图1所示，测量仪 本体由操作按钮、RS232通讯接口、传感器接口、信号处理电路、CPU、显示器、PC机等组成。 需要注意的是，PC机和CPU是两套独立的系统。CPU进行数据的原始处理、存储，显示器进 行数据显示，PC机进行数据存储、数据处理、显示及打印。通过PC机的设置，增加了数据处 理的能力。操作按钮位于仪器的面板上与CPU相连，用以向CPU输入设定参数与确定测量 进程，其还具有程序键，可选择操作、计算、标定或查验历史记录等。传感器接口电路主要是 连接传感器与测量仪本体，用以接收位移与真空度压力信号，并将信号转换到仪器能够识 别的电频并传送至信号处理电路。信号处理电路采用位移值与压力的比较换算，将接收到 的微弱信号变化放大，从而反映出测试构件内部实际应力的变化，通过A/D转换，将变化量 转换成数字量信号送入CPU内。CPU采用标准的RS232串行口作为通讯接口，可与PC机的 标准电缆连接，并通过WINDOWS的界面控制仪器的操作与显示，存取、计算或打印所测量的 应力参数。CPU是测量仪工作的关键部件，用以接受测量信号、运算、传输等，将测量结果在 显示器上显示，其采用大规膜集成电路的单片微处理器，具有高速运算处理的能力。测量仪 采用的电源为220VAC或电池供电，内部控制电源采用12VDC，使得操作安全可靠。图2所示为本发明测量仪的控制面板，面板上有多个按钮，可以输入设定参数和 选择功能、指令，显示器与面板一体，可以清楚地显示输入信息及测量结果。其还设有电源 及操作指示灯，可以通过面板判断测量仪是否进入测试状态。如图3所示，传感器由真空泵2、真空度计4、位移传感器3、真空吸盘1组成。真空 吸盘1的平面与待测量的膜面相配合，构成封闭结构。在对膜面进行抽真空的过程中，由于 膜两面的压力不同，真空吸盘1贴合的一面将会产生内凹变形，从而产生膜面位移，该位移 与膜面抽真空时的应力状态有关，通过位移传感器3测量位移值，就可以推知膜面的应力 状态。
权利要求一种膜面张力测量仪，其特征在于包括传感器和测量仪本体，传感器包括真空度计、真空泵、位移传感器和真空吸盘，其中真空吸盘的平面与待测量的膜面相配合，构成封闭结构；传感器通过传感器接口与测量仪本体相连接，并将感测的应力量传送给测量仪本体；测量仪本体包括操作按钮、信号处理电路、CPU、显示器、PC机。
2.如权利要求1所述的一种膜面张力测量仪，其特征在于操作按钮与CPU相连接并 设定参数、输入指令。
3.如权利要求1所述的一种膜面张力测量仪，其特征在于信号处理电路通过传感器 接口与传感器相连以接收其感测的应力量，将应力量转成数字量送入CPU内计算处理。
4.如权利要求1所述的一种膜面张力测量仪，其特征在于该CPU将计算结果传送至 显示器后通过PC机显示、打印，该CPU采用标准的RS232串行口作为通讯接口与PC机相连 及通讯。
5.如权利要求4所述的一种膜面张力测量仪，其特征在于该传感器为中间包含针孔 的方形结构。
6.如权利要求1所述的一种膜面张力测量仪，其特征在于该测量仪采用220V交流电 源或电池供电的方式，内部控制电压采用12V直流电源。
7.如权利要求1至6之任一项所述的一种膜面张力测量仪，其特征在于该测量仪还 包括控制面板，显示器、操作按钮集成于控制面板上，控制面板上还设有电源及操作指示 灯。
专利摘要本实用新型涉及一种膜面张力测量仪，其包括传感器和测量仪本体，传感器通过传感器接口与测量仪本体相连接，并将感测的应力量传送给测量仪本体。进一步，测量仪本体包括操作按钮、信号处理电路、CPU、显示器、PC机，操作按钮与CPU相连接并设定参数、输入指令；信号处理电路将应力量转成数字量送入CPU内计算处理；CPU将计算结果传送至显示器还可以通过PC机显示、打印。该测量仪还包括控制面板，显示器、操作按钮集成于控制面板上，控制面板上还设有电源及操作指示灯。由于采用了上述方案，本发明具有以下特点本实用新型膜面张力测量仪结构简单，操作方便，可以精确的测量薄膜的现场应力。
文档编号G01L1/02GK201662451SQ20102016995
公开日2010年12月1日 申请日期2010年4月26日 优先权日2010年4月26日
发明者张其林, 陈鲁 申请人:同济大学;张其林;陈鲁