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    一种维卡热变形试验机温度校准系统的设计

    发布时间:2020-7-4 11:52:57  浏览:

    传统的仪器校准方法是直接校准传感器计量技术参数,因该方法未能准确模拟仪器实际工作情况而不能准确客观评价仪器工作性能。项目研制了一种维卡热变形试验机温度校准系统,该系统能够实时记录温度曲线,同时具有图像采集标记功能和依据预置算法自动计算功能,大大减少了人工操作,提高检测效率。

    1 维卡热变形试验机工作原理

    维卡软化温度是指测量样品浸没在等速升温的液体传热介质中,通常升温速率为50℃/h或120℃/h,在1000g或5000g负荷下,试验样品被1mm 2 的压头压入1mm时的温度值。热变形温度是指测定样品样浸没在升温速度为120℃/h的液体传热介质中,在静弯曲负荷下,样品弯曲变形量达到与试样高度相关联的标准变形量时的温度。维卡软化点温度测试仪一般由油浴槽、温度控制系统、试样支架、搅拌装置、实验载荷、测试软件等组成,具体如图1所示。

      维卡热变形试验机工作原理

    维卡热变形试验机通常有6个测量站,每个测量站都配备有铂电阻传感器,整个油槽温度有一根控温铂电阻传感器控制。实验时,放置规定试样在测量站上,并加上负载,连接位移传感器。设定一个超过标准的变形量,以使达到上限温度前实验不停止。由于介质温度与环境温差随时间逐渐变大和介质黏度等对散热和搅拌效果的影响,往往在高温的不能实现等速升温。项目研制的温度校准系统能够实时记录各点温度曲线,真实反应设备工作情况。

    2 温度校准系统设计

    研制的维卡软化点温度校准系统主要有温度巡检仪、图像采集模块、计算机及控制分析软件组成,具体如图2所示。

     温度校准系统设计

    2.1 硬件选型与设计

    温度巡检模块需具有8个以上测温通道,有较快采用速度,巡检周期小于10s,能够与上位机通信,可同时显示每个被测通道的电量值及温度值,可以二次开发。泰安磐然测控公司生产的PR205C温度巡检模块,具有0.01级准确度,最多可连接20支热电阻传感器,具有丰富的人机交互功能,通过RS232串口与上位机连接,热电阻巡检速度为0.5S/通道,满足设计要求。图像采集模块选用海康威视的1000万像素彩色工业相机。该模块具有高分辨率、高灵敏度、高信噪比、宽动态范围等优点,支持手动调节增益、曝光时间。根据实际测5m距离能能清晰拍摄1m宽屏的图像,满足设计需求。

    2.2 软件设计

    在VC++平台下采用模块化程序设计方法设计曲线记录模块、图像触发标记模块、记录格式模块等程序。其中主程序流程为点击开始,编辑被测仪器信息,设定样本架数量和对应传感器编号,设定终点温度组数值,开始温度巡检,判断拍照触发条件,记录温度并保持温度数据,具体软件运行过程示意图如图3所示。该系统支持最大8个温度点测量和20个样品测量站校准,支持温度参数修正和曲线个性化设置。同时,软件内置多种算法,能够实现包括升温速率、温度示值误差、波动度等计算。

     软件运行过程示意图

     

    3 实验与结果

    对松恕仪器生产的一台维卡热变形试验机按照JJF(浙)1051—2010《热变形、维卡热变形试验机校准规范》进行检测,其检测结果如表1所示。

    实验数据表面,研制维卡软化点测定仪温度校准系统能够对该类仪器进行温度校准。

     仪器校准检测结果

    4 结语

    项目研究的维卡软化点测定仪温度校准系统能够对维卡热变形试验机的温度特性进行全面考查,确保了其量值的准确可靠,对相关仪器使用单位开展仪器性能评价和计量技术机构开展对应校准工作具有积极作用。


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