DMA7100動態機械分析儀是一種非常重要的材料性能測試設備,其工作原理基于不同力學形態下彈性模量的變化。在測試過程中,樣品會按照預設程序進行升溫或降溫,同時受到周期性振蕩力的作用。通過測量樣品在應力或應變下的形變響應,可以計算出材料的彈性模量、損耗模量和損耗角正切等參數。此外,DMA還可以檢測材料的特定特征點,如玻璃化轉變溫度(Tg),這是評估材料熱性能的重要指標。
1、測試系統
樣品夾具:用于固定和安裝測試樣品,確保在測試過程中樣品的位置穩定且受力均勻。不同的測試需求可能需要使用不同類型的夾具。
驅動系統:產生周期性的機械應力并施加到樣品上,使樣品發生形變,通常由電機、傳動裝置等組成,能夠精確控制應力的大小和頻率。
傳感器:測量樣品在受到機械應力作用時產生的應力和形變等物理量,將非電量信號轉換為電信號,以便后續的數據采集和處理。常見的傳感器有應變片、位移傳感器等。
2、溫度控制系統
加熱裝置:用于升高樣品的溫度,以研究材料在不同溫度下的動態力學性能。加熱方式多樣,如電阻絲加熱、Peltier元件加熱等,可根據測試需求選擇合適的加熱方式和加熱功率。
冷卻裝置:實現低溫環境下的測試,常用的冷卻方式有液氮冷卻、壓縮機制冷等。例如,日立DMA7100配備了低功耗全自動液氮冷卻裝置,可將液氮消耗量降低30%(與本公司原有產品比較)。
溫度傳感器:實時監測和反饋樣品的溫度,確保溫度控制的精度和穩定性。一般采用高精度的熱電偶或RTD(電阻溫度檢測器)等傳感器。
溫度控制單元:根據設定的溫度程序和傳感器反饋的溫度信號,調節加熱或冷卻裝置的工作狀態,使樣品溫度按照預設的速率和范圍變化。
3、數據采集系統
信號調理電路:對傳感器輸出的微弱電信號進行放大、濾波、模數轉換等處理,提高信號的質量和分辨率,使其能夠被計算機系統準確地采集和識別。
數據采集卡:將經過調理后的模擬信號轉換為數字信號,并將其傳輸到計算機中進行存儲和分析。數據采集卡的性能直接影響數據采集的速度和精度。
計算機軟件:用于控制數據采集過程、設置測試參數、記錄和顯示測試數據,以及對數據進行初步的處理和分析。用戶可以通過軟件界面直觀地了解測試進度和結果,并進行相關的操作和控制。
4、信號處理系統
處理器:對采集到的數據進行進一步的處理和分析,包括計算材料的動態力學性能參數,如儲能模量、損耗模量、玻璃化轉變溫度等,以及繪制各種曲線和圖譜,幫助用戶更直觀地理解材料的力學行為。
存儲器:用于存儲測試數據、分析結果以及相關的程序和文件,保證數據的完整性和安全性,方便用戶隨時查看和調用歷史數據。
顯示器:將測試結果以圖形、圖表等形式直觀地展示給用戶,同時顯示設備的狀態信息、操作提示等內容,方便用戶進行操作和監控。
5、其他部件
外殼:起到保護儀器內部結構和組件的作用,防止外界因素對儀器造成損壞,同時也為操作人員提供一個安全的操作環境。外殼通常采用高強度、耐腐蝕的材料制成,具有良好的隔熱和隔音性能。
控制面板:集成了各種操作按鈕、開關和指示燈,方便用戶對儀器進行操作和控制,如啟動/停止測試、設置參數、切換模式等。
連接接口:用于與其他外部設備進行連接,如計算機、打印機、恒溫恒濕箱等,實現數據傳輸、打印輸出以及與其他設備的協同工作等功能。