一种疲劳试验自动记数装置和自动记数方法
【专利摘要】本发明提出一种疲劳试验自动记数装置和自动记数方法，通过将光源置于试验样件前面，在试验样件后面、光路方向上布置光学传感器，疲劳试验过程中在试验样件发在断裂前，光源发出的光线无法穿过试验样件到达光学传感器，当试验样件发生断裂后，光源发出的光线将穿过试验样件照射到光学传感器上，此时由光学传感器向数据采集单元发送传感信号，数据采集单元将所述信号传输给控制单元后，控制单元记录此时的时间并获得试验持续时间和对试验样件所加载的循环试验次数，实现了对疲劳试验中致使样件破坏的疲劳试验次数进行自动记数的目的，大幅降低了试验人员工作量和疲劳试验成本，提高了疲劳试验记数精度，在提高产品质量的同时降低了产品的成本。
【专利说明】一种疲劳试验自动记数装置和自动记数方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及疲劳试验的监测【技术领域】，更具体的涉及一种疲劳试验自动记数装置 和自动记数方法，尤其是适用于橡胶疲劳试验的自动记数装置和自动记数方法。
【背景技术】
[0002] 疲劳试验是用以测定材料或结构疲劳应力或应变循环数的过程。疲劳是循环加载 条件下，发生在材料某点处局部的、永久性的损伤递增过程，经足够的应力或应变循环后， 损伤积累可使材料发生裂纹，或是裂纹进一步扩展至完全断裂，疲劳试验主要用于确定待 试验样件自成品至发生断裂损坏所经历的试验时间或加载的应力/应变循环次数，进行疲 劳试验对于确定产品质量、提高产品合格率意义重大。采用疲劳试验机进行样件拉伸疲劳 分析试验时，由于应力加载循环的次数比较多，一般在几十万次以上，持续时间几十到几百 个小时，在疲劳试验的中间过程中需要人工干预的情况并不多，且疲劳试验中样件发生破 坏的时间比较难以预测，在几十到几百个小时内都有可能发生，由试验员观察和记录样件 发生试验破坏的时刻或已加载的循环次数，工作量则比较大。目前对于橡胶疲劳试验一般 采用载荷监控或者裂纹扩展长度监控，如果采用单个试验样件，采用载荷监控比较容易实 现，但疲劳样件的样本比较大时，希望能用一台试验机同时对多个样件进行试验，在这种情 况下，现有的试验机无法实现自动监控。对于国标规定的橡胶疲劳拉伸试验来说，样件的裂 纹扩展期很短，占整个寿命的很小的一部分，可以忽略掉，在这种情况下，可以直接将试验 样件的破坏寿命作为样件的裂纹萌生寿命，国标也是以裂纹为结束标志。现有技术中针对 这种橡胶疲劳试验中橡胶试验样件发生裂纹的试验时间或加载次数监测采用两种方式：一 种方式是纯粹的人工监测，由试验员观察和记录样件发生试验破坏的时刻或已加载的循环 次数，这种方式产生巨大的工作量，大大提高了样件试验中的人工成本；另一种方式是通过 摄像机记录橡胶样件的试验过程，然后通过回放来确定样件断裂的时刻，进而确定样件发 生试验断裂时已加载的循环次数，这种方式虽然能够代替人工现场看守，但是要求摄像机 需要配置较大的记录内存，同时回放录像的工作量也比较大。因此现有技术中关于疲劳试 验过程中样件达到试验破坏的循环次数的监测基本都需要人工直接参与，工作量大，如何 设计一种能够对疲劳试验中致使样件破坏的疲劳试验次数进行自动记数的方案，对于极大 地提高疲劳试验记数精度、大幅减少试验人员工作量以及降低样件试验成本等都具有决定 性作用和价值。
【发明内容】
[0003] 本发明基于上述现有技术问题，创新的设计了一套基于光电系统的疲劳试验自动 记数装置和自动记数方法，通过将光源置于试验样件的前面，在试验样件后面、光路方向上 布置光学传感器，用来接受光源的光线，疲劳试验过程中在试验样件发在断裂前，由于试验 样件的遮挡，光源发出的光线无法穿过试验样件到达光学传感器，当试验样件发生断裂后， 光路开通，光源发出的光线将穿过试验样件照射到光学传感器上，此时由光学传感器向数 据采集单元发送传感信号，数据采集单元随即将所述信号传输给微处理器，由微处理器记 录此时的时间并获得整个试验持续时间，并根据所述持续时间换算出疲劳试验过程中对试 验样件所加载的循环试验次数，最后将所述断裂时刻时间、试验持续时间、循环试验次数等 进行存储、显示或者输出后处理，实现了对疲劳试验中致使样件破坏的疲劳试验次数进行 自动记数的目的，不但以全自动化的方式解决了疲劳试验记数问题，大幅降低了试验人员 工作量和疲劳试验成本，而且提高了疲劳试验记数精度，有效保证了橡胶等试验样件产品 的合格率，在提高产品质量的同时降低了产品的成本，具有较好的市场推广使用价值。
[0004] 本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下： 一种疲劳试验自动记数装置，包括光源1、存储器4、输入/输出单元5、显示单元6、控 制单元7、电源8、数据采集单元9和光学传感器10，所述光学传感器10处于所述光源1的 光路方向上，并连接于所述数据采集单元9，所述数据采集单元9连接于所述控制单元7，所 述存储器4、输入/输出单元5、显示单元6和电源8均连接于所述控制单元7，在所述光源 1和光学传感器10之间放置试验样件2，在所述试验样件发生试验损伤或断裂破坏前，所述 光源1发出的光线受到试验样件2的遮挡而无法到达所述光学传感器10，当所述试验样件 发生试验损伤或断裂破坏时，所述光源1发出的光线将穿过试验样件2而到达光学传感器 10，由所述光学传感器10产生传感监测信号，然后被所述数据采集单元9采集并输出给控 制单元7，所述控制单元7基于疲劳试验开始时刻和接收到数据采集单元传输来采集信号 的时刻而自动计算得到试验样件2的试验循环加载次数，并将所述次数作为试验样件的试 验记数信息存储于所述存储器4、显示于所述显示单元6和/或通过所述输入/输出单元5 向外输出。
[0005] 进一步的根据本发明所述的疲劳试验自动记数装置，其中所述控制单元7中内置 有时钟，同时记录疲劳试验开始时刻tl和接收到数据采集单元传输来采集信号的时刻t2， 并基于t2和tl的时间差值自动计算得到对应试验样件的试验持续加载时间和试验循环加 载次数。
[0006] 进一步的根据本发明所述的疲劳试验自动记数装置，其中包括有多个光学传感器 10，每个光学传感器10放置于对应一个试验样件之后的光路上，对于每个试验样件，所述 控制单元7将该试验样件的位置编号、该试验样件所对应的光学传感器编号、基于所述光 学传感器的传感监测信号而记录的时间信号tl和t2、以及基于t2和tl计算得到的试验持 续加载时间和试验循环加载次数存储于存储器中的同一位置，并一同进行显示和输出。
[0007] 进一步的根据本发明所述的疲劳试验自动记数装置，其中所述控制单元7对应于 每个光学传感器均配置有一个内置时钟，当控制单元接收到某一光学传感器的传感检测信 号时，读取与所述光学传感器对应的内置时钟的时刻，并同时停止该内置时钟；所述光源1 为点光源，每个所述光学传感器10的正前方设置有一个所述点光源；或者所述光源1为线 光源，两个以上的所述光学传感器10共用同一个所述线光源。
[0008] 进一步的根据本发明所述的疲劳试验自动记数装置，其中所述输入/输出单元5 为I/O电路，并通过与疲劳试验机连接而将疲劳试验机的启动信号实时传输给控制单元， 获得所述疲劳试验开始时刻tl。
[0009] 进一步的根据本发明所述的疲劳试验自动记数装置，其中所述显示单元6为触控 显示屏，用于显示控制单元提供的数据，输入用户操控指令，并具有报警功能；所述控制单 元为MCU ;所述数据采集单元9包括数据采集放大电路；所述光学传感器10为可在受到光 照射后产生阶跃或脉冲信号的光电管；所述光源1为激光光源或LED光源。
[0010] 进一步的根据本发明所述的疲劳试验自动记数装置，其中所述存储器4、输入/输 出单元5、显示单元6、控制单元7、电源8和数据采集单元9集成在一起形成独立的控制模 块。
[0011] 进一步的根据本发明所述的疲劳试验自动记数装置，其中还包括有安装基板3，所 述光学传感器10、存储器4、输入/输出单元5、显示单元6、控制单元7、电源8和数据采集 单元9集成在所述安装基板3上形成一整体模块，且所述光学传感器10位于安装基板3的 前侧，所述控制模块位于安装基板3的后侧。
[0012] 一种基于本发明所述疲劳试验自动记数装置进行的样件疲劳试验自动记数方法， 其中包括以下步骤： 步骤1、将试验样件安装于疲劳试验机上，将所述光源1设置于试验样件前方，在每个 试验样件后方的光路方向上设置一个光学传感器10，并使得所述光源1发出的光线受到试 验样件2的遮挡而无法到达其后的光学传感器10 ； 步骤2、启动疲劳试验机对所述试验样件循环加载应力或应变进行疲劳试验，同时所述 控制单元记录试验启动时刻tl ； 步骤3、在疲劳试验的过程中当某一试验样件发生试验损伤或断裂破坏时，所述光源1 发出的光线将穿过所述试验样件2并照射到其后的光学传感器10，所述光学传感器立即产 生传感监测信号并输出至数据采集单元，所述数据采集单元对采集的传感监测信号进行放 大处理后输出至控制单元，所述控制单元自动记录此时的时刻t2,并基于时刻t2和tl自动 计算得到所述试验样件的试验持续加载时间和试验循环加载次数，并将其与所述试验样件 的位置信息存储于存储器中的同一位置； 步骤4、当安装于疲劳试验机上的所有试验样件均已发生试验损伤或断裂破坏时，所述 控制单元计算得到所有试验样件的试验持续加载时间和试验循环加载次数，并将不同试验 样件对应的数据存储于存储器中的不同位置，完成对所有试验样件疲劳试验的自动记数； 步骤5、疲劳试验机停机，显示单元输出试验完成信号。
[0013] 进一步的根据本发明所述的样件疲劳试验自动记数方法，其中还包括至少以下步 骤之一： 步骤6、通过显示单元对某一试验样件、某些试验样件或者所有试验样件的发生试验损 伤或断裂破坏时刻、试验持续加载时间、试验循环加载次数进行显示输出； 步骤7、通过输入/输出单元对某一试验样件、某些试验样件或者所有试验样件的发生 试验损伤或断裂破坏时刻、试验持续加载时间、试验循环加载次数进行输出。
[0014] 通过本发明的技术方案至少能够达到以下技术效果： 1)、本发明创新设计了一种疲劳试验自动记数装置和自动记数方法，实现了对疲劳试 验中致使样件破坏的疲劳试验次数进行自动记数的目的，以全自动化的方式解决了疲劳试 验记数问题，大幅降低了试验人员工作量和疲劳试验成本，进而降低了合格产品成本； 2)、本发明所述自动记数装置可完全基于光电监测系统和微处理系统自动进行疲劳试 验记数，无需人工介入，大大提高了疲劳试验过程中的记数精度，有效保障了试验样件产品 的合格率，提高了产品出厂质量； 3)、本发明所述自动记数装置能够在显示屏上自动显示试验过程中试验样件断裂时刻 时间、试验持续时间、循环试验次数等信息，以更加直观和便捷的方式便于工作人员进行试 验操作，同时各数据自动存储，便于后续使用，而且所述方案能够适用于多类样件的试验过 程中，可推广性强，市场前景广阔。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 附图1为本发明所述疲劳试验自动记数装置的组成原理结构示意图； 附图2为本发明所述疲劳试验自动记数装置在试验样件疲劳试验过程中的安装使用 结构示意图。
[0016] 图中各附图标记的含义如下： 1-光源；2_试验样件；3_安装基板；4_存储器；5_输入/输出单元；6_显示单元；7-控 制单元；8_电源；9_数据采集单元；10_光学传感器；11_试验机立柱。
【具体实施方式】
[0017] 以下结合附图对本发明的技术方案进行详细的描述，以使本领域技术人员能够更 加清楚的理解本发明，但并不因此限制本发明的保护范围。
[0018] 首先结合附图1说明本发明所述疲劳试验自动记数装置的基本结构和工作原理， 如附图1所示的，所述疲劳试验自动记数装置包括光源1、安装基板3、存储器4、输入/输出 单元5、显示单元6、控制单元7、电源8、数据采集单元9和光学传感器10，所述的光源1可采 用激光光源、LED光源，所述光源1的形式可以为点光源或者线光源，光源1的数量根据待试 验样件的数量进行选择，并且所述光源应包括相应的驱动电路、电源和透镜，且所述光源应 稳定可靠，能够较长时间工作。所述的光学传感器10与所述光源1相对应，并正对设置于所 述光源1的后方光路，并且当所述光学传感器10接收感测到光源1的光信号时，自动生成 传感监测信号并传输至数据采集单元9，优选的所述光学传感器10为普通的光电管，在接 受光源的照射后发出一个阶跃或脉冲信号至数据采集单元9。所述的数据采集单元9的输 入端连接于所述光学传感器10，所述数据采集单元9的输出端连接于控制单元7，所述的数 据采集单元9优选的为数据采集放大电路，能够实时的接收光学传感器10输入的传感监测 信号（电信号)，并能够对所述信号进行放大处理后输出至控制单元7，同时所述数据采集单 元9可在控制单元7的控制下，以设定的频率对光学传感器输入的信号进行采样，经放大和 处理后输出至控制单元进行处理。所述光学传感器10和数据采集单元9优选的可集成安装 于安装基板3的两侧，并通过信号线连接。所述电源8连接于所述控制单元7，为其提供工 作电源，所述存储器4连接于所述控制单元7，并与控制单元配合进行数据存取工作，所述 显示单元6连接于控制单元7，用于对控制单元输出的数据信息进行显示，所述的输入/输 出单元5连接于所述的控制单元7，用于向所述控制单元输入控制指令等，并可实现存储数 据的输出。所述的控制单元7优选的为MCU，所述MCU具有内置时钟，并且在疲劳试验开始 后自动控制数据采集单元开启并实时采集光学传感器的信号，同时所述控制单元7能够将 疲劳试验开始时刻tl和接收到数据采集单元传输来传感监测信号的时刻t2进行记录，并 将所述时刻信息存储于存储器4中，所述控制单元根据时刻t2和tl能够自动计算出试验 样件的试验持续时间和对试验样件循环施加的试验应力的频次(原理后述)，并将计算结果 存储于存储器4中，同时可根据需要向显示单元输出进行显示，必要时可开启报警信号；另 外所述控制单元将所述tl、t2信号及基于tl和t2的计算结果与对应的光学传感器编号、 与光学传感器对应的试验样件位置编号存储在存储器中的同一对应位置，从而准确的判定 每个试验样件的疲劳次数。所述的显示单元6优选的可为触控显示屏，能够同时进行数据 操作输入，用于显示系统运行状况包括试验次数、试验开始、试验结束等必要信息，而且优 选的所述显示单元可具有报警功能，可在在样件拉断后、试验结束等一些重要或特殊情况 下发出提示音，告知试验人员。所述的输入/输出单元5可采用I/O电路，除具备前述的功 能外，还可以具有和试验机连接的功能，将试验机的启动信号实时的传输给控制单元，实现 试验机启动与所述自动记数装置开启的同步，以及其它与试验机的信息交互和控制功能。 所述的疲劳试验自动记数装置可同时包括多个光源1和光学传感器10，对应于每个光源存 在一个相对应的光学传感器，可采用多个数据采集单元分别采集各光学传感器的数据，亦 可采用一个数据采集单元同时采集各光学传感器的感测信号，所述控制单元具有协调和控 制各光学传感器、数据采集单元工作的功能，尤其是对于多个光学传感器的情况，能够自动 记录各光学传感器的编号，并将基于某光学传感器感测信号计算的记数信息存储于与所述 光学传感器编号及其对应试验样件位置编号相对应的存储位置，从而在对多个试验样件同 时进行的试验过程中，能够准确的对每个试验样件的破坏试验次数自动进行记数。同时所 述控制单元可接受输入/输出单元5赋予的程序指令(如数据采集频率、时间/循环次数转 换、时间设定、提示和显示信息控制等功能的控制)，提供一些必要的输出信息。所述存储器 4、输入/输出单元5、显示单元6、控制单元7、电源8和数据采集单元9可集成在一起形成 一个单独的控制模块，根据使用需要放置在合适的位置；也可将所述存储器4、输入/输出 单元5、显示单元6、控制单元7、电源8和数据采集单元9集中安装在所述安装基板的一侧 面，所述光学传感器10安装于所述安装基板的另一侧面，从而将所述存储器4、输入/输出 单元5、显示单元6、控制单元7、电源8、数据采集单元9、安装基板3和光学传感器10集成 在一起形成一个单独的记数模块，根据使用需要放置在与光源相对的合适位置。
[0019] 下面描述本发明所述疲劳试验自动记数装置的具体工作原理过程。首先对疲劳试 验原理做简要说明，所谓疲劳试样就是对试验样件循环加载应力或应变条件，以确定样件 经过多久的试验或者多少次的应力或应变循环加载后，积累的损伤可致使样件材料发生裂 纹损伤或断裂破坏，如对于橡胶材料的疲劳试验来说，需要对橡胶样件进行若干次的拉伸 试验，进而确定橡胶样件被拉伸多少次后会发生损伤或断裂，这种致使橡胶样件发生损伤 或断裂的拉伸试验次数的确定即是对橡胶疲劳试验的自动记数，也就说是本发明中所述的 "记数"即是试验样件发生损失或断裂破坏时对试验样件的试验应力/应变循环加载次数， 通过这种记数能够准确的把握橡胶样件在各领域的适用性能。下面结合附图1对本发明所 述装置的工作原理进行说明，在试验过程中，所述的光源1放置于试验样件的正前方，在试 验样件后面、光路方向上布置所述光学传感器10，疲劳试验过程中在试验样件2发在损伤 或断裂前，由于试验样件2的遮挡，光源1发出的光线无法穿过试验样件2到达光学传感器 10，因此在试验样件发生损失或断裂前光学传感器10不会产生任何传感信号，而当试验样 件2发生损失或断裂后，光路开通，光源1发出的部分光线将穿过试验样件2而照射到其后 的光学传感器上，所述的光学传感器一接收到入射光信号便立即向数据采集单元发送传感 信号，数据采集单元对接收到的传感信息进行处理放大后随即传输给控制单元7，所述的控 制单元中内置有时钟，并同时记录疲劳试验开始时刻tl和接收到数据采集单元传输来传 感监测信号的时刻t2，然后利用t2-tl的差值计算得到试验样件的试验持续加载时间，并 利用该时间（t2-tl)除以对试验样件单次应力或应变的加载试验时间即可得到对试验样件 的试验循环加载次数，所述控制单元将该次数与对应的传感器编号以及所试验样件的位置 编号等信息一同存储于存储器的对应位置，完成对疲劳试验过程中试验样件的自动记数。 所述控制单元基于不同试验样件在试验设备中所处的不同位置信息以及每个试样样件后 对应的光学传感器编号而能够对疲劳试验过程中各试验样件的循环加载次数分别进行自 动记数，并可根据控制命令自动输出至显示单元6中进行各样件试验性能(试验开始时刻、 断裂时刻、试验持续时间、循环加载试验次数等)的实时显示，并可通过输入/输出单元5将 各试验样件的试验记数进行输出。
[0020] 下面结合附图1和附图2对本发明所述疲劳试验自动记数装置在试验样件疲劳试 验过程中的使用方法进行描述：如附图2所示的，在德.莫西亚疲劳耐久试验机上试验为 例，在试验机的4个面上同时放置8个试验样件，每个试验面放置2个样件，围绕试验机的 四个面布置四个线光源1，保证每个试验样件都能被所述线光源照射到，亦可在每个试验样 件前均设置一个点光源，只要保证每个试验样件都能被光源照射到即可。在每个试验样件 后面光路上、试验机立柱11前布置一个光学传感器10,所述试验样件和光学传感器10的 位置设置应保证在试验样件破坏前光学传感器不会接收到光源照射过来的光线。光学传感 器10所连接的数据采集单元、控制单元等设置在试验机的空余位置，所述控制单元预存有 各试验样件的位置编号和后方对应的光学传感器编号。在疲累试验机启动的同时自动启动 记数装置，即控制单元中的时钟自试验开始进行记数，如上所述在控制单元中可以为每个 光学传感器布置一个时钟，也可以采用同一个时钟，通过预设的采样频率对传感器信号进 行采样。如果光学传感器没有接收到信号，整个记数装置不动作。在某一位置的某个试验 样件破坏前，前方光源发出的光线该试验样件所阻挡而不能进入后面对应的光学传感器， 一旦某一位置的某个试验样件发生试验断裂，线光源便能照射到该试验样件后面的光学传 感器，控制单元便会立即接收到基于该光学传感器所产生的信号，并立即记录该时刻的时 钟信号，同时将所述试验样件的位置编号和该时间信号一并存储。如果采用多个时钟，则可 同时将该时钟停止，如果只用一个时钟，不停止该时钟，等待其它位置来的信号。所述控制 单元在收集到其他各信号的同时，和前面过程相同，分别记录存储收到对应信号的时间和 试验样件编号，待试验机上所有样件都发生试验破坏后，控制试验机停机并向显示单元发 出声音信号、显示相关文字和图像来提醒试验人员试验完成。所述的控制单元如之前所述 的，基于每个试样样件所对应的光学传感器产生的信息记录每个试验样件的试验损伤或断 裂时刻t2，并基于所述时刻t2和试验启动时刻tl计算得到每个试验样件的试验持续时间 和试验应力/应变循环加载次数信息。所述控制单元利用每个光学传感器对应一个试验样 件、并基于每个光学传感器的传感信号产生对应的一个时间信号t2，来对试验机上的各个 试验样件分别进行试验自动记数，并在完成所有试验时，将记数结果即各个试验样件的疲 劳试验加载次数分别输出至显示单元进行显示，实现了疲劳试验的自动记数过程。
[0021] 本发明所述自动记数装置能够自动检测橡胶等疲劳试验过程，记录每个试验样件 发生破坏时的试验循环加载次数，在试验结束或者特殊情况下给出图像和声音提示，能够 极大的降低疲劳试验人员的工作量，更可靠准确的记录试验样件的加载循环次数，大大提 高了样件疲劳试验结果的精度。本发明所述方法能够适用于对橡胶、树脂等多类材料的拉 伸、弯扭等疲劳试验，能够以全自动的工作方式对这种疲劳试验进行监控和耐试验次数记 数，最大限度的提高了产品合格率和生产效率，降低了产品出厂成本。
[0022] 以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于 此，本领域技术人员在本发明的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本发明 所要保护的技术范畴，本发明具体的保护范围以权利要求书的记载为准。
【权利要求】
1. 一种疲劳试验自动记数装置，其特征在于，包括光源（1)、存储器（4)、输入/输出单 元（5)、显示单元（6)、控制单元（7)、电源（8)、数据采集单元（9)和光学传感器（10)，所述 光学传感器（10 )处于所述光源（1)的光路方向上，并连接于所述数据采集单元（9 )，所述数 据采集单元（9)连接于所述控制单元（7)，所述存储器（4)、输入/输出单元（5)、显示单元 (6 )和电源（8 )均连接于所述控制单元（7 )，在所述光源（1)和光学传感器（10 )之间放置试 验样件（2)，在所述试验样件发生试验损伤或断裂破坏前，所述光源（1)发出的光线受到试 验样件（2)的遮挡而无法到达所述光学传感器（10)，当所述试验样件发生试验损伤或断裂 破坏时，所述光源（1)发出的光线将穿过试验样件（2)而到达光学传感器（10)，由所述光学 传感器（10 )产生传感监测信号，然后被所述数据采集单元（9 )采集并输出给控制单元（7 )， 所述控制单元（7 )基于疲劳试验开始时刻和接收到数据采集单元传输来采集信号的时刻而 自动计算得到试验样件（2)的试验循环加载次数，并将所述次数作为试验样件的试验记数 信息存储于所述存储器（4)、显示于所述显示单元（6)和/或通过所述输入/输出单元（5) 向外输出。
2.根据权利要求1所述的疲劳试验自动记数装置，其特征在于，所述控制单元（7)中内 置有时钟，同时记录疲劳试验开始时刻tl和接收到数据采集单元传输来采集信号的时刻 t2，并基于t2和tl的时间差值自动计算得到对应试验样件的试验持续加载时间和试验循 环加载次数。
3.根据权利要求2所述的疲劳试验自动记数装置，其特征在于，包括有多个光学传感 器（10)，每个光学传感器（10)放置于对应一个试验样件之后的光路上，对于每个试验样 件，所述控制单元（7)将该试验样件的位置编号、该试验样件所对应的光学传感器编号、基 于所述光学传感器的传感监测信号而记录的时间信号tl和t2、以及基于t2和tl计算得到 的试验持续加载时间和试验循环加载次数存储于存储器中的同一位置，并一同进行显示和 输出。
4.根据权利要求3所述的疲劳试验自动记数装置，其特征在于，所述控制单元（7 )对应 于每个光学传感器均配置有一个内置时钟，当控制单元接收到某一光学传感器的传感检测 信号时，读取与所述光学传感器对应的内置时钟的时刻，并同时停止该内置时钟；所述光源 (1)为点光源，每个所述光学传感器（10)的正前方设置有一个所述点光源；或者所述光源 (1)为线光源，两个以上的所述光学传感器（10)共用同一个所述线光源。
5.根据权利要求2-4任一项所述的疲劳试验自动记数装置，其特征在于，所述输入/输 出单元（5)为I/O电路，并通过与疲劳试验机连接而将疲劳试验机的启动信号实时传输给 控制单元，获得所述疲劳试验开始时刻tl。
6.根据权利要求1-5任一项所述的疲劳试验自动记数装置，其特征在于，所述显示单 元（6)为触控显示屏，用于显示控制单元提供的数据，输入用户操控指令，并具有报警功能； 所述控制单元为MCU ;所述数据采集单元（9)包括数据采集放大电路；所述光学传感器10 为可在受到光照射后产生阶跃或脉冲信号的光电管；所述光源（1)为激光光源或LED光源。
7.根据权利要求1-6任一项所述的疲劳试验自动记数装置，其特征在于，所述存储器 (4)、输入/输出单元（5)、显示单元（6)、控制单元（7)、电源（8)和数据采集单元（9)集成在 一起形成独立的控制模块。
8.根据权利要求7所述的疲劳试验自动记数装置，其特征在于，还包括有安装基板 (3)，所述光学传感器（10)、存储器（4)、输入/输出单元（5)、显示单元（6)、控制单元（7)、 电源（8 )和数据采集单元（9 )集成在所述安装基板（3 )上形成一整体模块，且所述光学传感 器（10)位于安装基板（3)的前侧，所述控制模块位于安装基板（3)的后侧。
9. 一种基于权利要求1-8任一项所述疲劳试验自动记数装置进行的样件疲劳试验自 动记数方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤（1)、将试验样件安装于疲劳试验机上，将所述光源（1)设置于试验样件前方，在 每个试验样件后方的光路方向上设置一个光学传感器（10)，并使得所述光源（1)发出的光 线受到试验样件（2)的遮挡而无法到达其后的光学传感器（10)； 步骤（2)、启动疲劳试验机对所述试验样件循环加载应力或应变进行疲劳试验，同时所 述控制单元记录试验启动时刻tl ； 步骤（3)、在疲劳试验的过程中当某一试验样件发生试验损伤或断裂破坏时，所述光源 (1)发出的光线将穿过所述试验样件（2)并照射到其后的光学传感器（10)，所述光学传感 器立即产生传感监测信号并输出至数据采集单元，所述数据采集单元对采集的传感监测信 号进行放大处理后输出至控制单元，所述控制单元自动记录此时的时刻t2，并基于时刻t2 和tl自动计算得到所述试验样件的试验持续加载时间和试验循环加载次数，并将其与所 述试验样件的位置信息存储于存储器中的同一位置； 步骤（4)、当安装于疲劳试验机上的所有试验样件均已发生试验损伤或断裂破坏时， 所述控制单元计算得到所有试验样件的试验持续加载时间和试验循环加载次数，并将不同 试验样件对应的数据存储于存储器中的不同位置，完成对所有试验样件疲劳试验的自动记 数； 步骤（5)、疲劳试验机停机，显示单元输出试验完成信号。
10.根据权利要求9所述的样件疲劳试验自动记数方法，其特征在于，还包括至少以下 步骤之一： 步骤（6)、通过显示单元对某一试验样件、某些试验样件或者所有试验样件的发生试验 损伤或断裂破坏时刻、试验持续加载时间、试验循环加载次数进行显示输出； 步骤（7)、通过输入/输出单元对某一试验样件、某些试验样件或者所有试验样件的发 生试验损伤或断裂破坏时刻、试验持续加载时间、试验循环加载次数进行输出。
【文档编号】G01N3/32GK104215500SQ201410416408
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月22日 优先权日:2014年8月22日
【发明者】魏志刚, 陈效华 申请人:奇瑞汽车股份有限公司