一种检测夹具及检测系统

技术领域

本发明涉及材料组织变化及性能检测技术领域，尤其涉及一种检测夹具及检测系统。

背景技术

现有导体材料的电阻率或电导率(电阻率的倒数)检测一般在常温(通常约定为20℃)下进行，非常温的其他温度下的电阻率或电导率则采用公式ρ(T)＝ρ(T

电阻率是组织结构敏感参数，根据电阻率的变化可以确定材料的晶体结构及组织的变化，进而可以确定材料的性能，但是这对检测夹具及检测系统的要求极高，特别是在温度大范围交替变化、温度急速升降等复杂环境使用的夹具，容易变形和破坏，进而影响检测精度。针对现有技术存在的问题，开发能适用于非常温及较大温度变化范围的夹具和检测系统，对于精准检测温度变化过程中的组织性能变化具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提出一种检测夹具及检测系统，解决现有技术无法在非常温及大范围温度变化环境中对材料的动态电阻率或动态电导率进行检测的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种检测夹具，包括：

夹持座，其包括导轨和至少两块间隔设置的固定座，所述固定座可沿导轨滑动，且所述固定座与导轨绝缘，每块固定座上均设置有与受测件绝缘的测件容纳部以及用于安装测温装置的固定槽；

接线柱，至少四个接线柱分别排列在所述固定座上，一侧的两个所述接线柱可沿所述导轨的长度方向相对于另外一侧的两个接线柱移动，所述接线柱一端穿设于所述固定座并能够抵接于所述受测件，另一端从所述固定座上方伸出。

作为上述检测夹具的一种优选方案，所述固定座设置四块，每块所述固定座上均设置一个接线柱，所述固定座沿所述导轨滑动并带动所述接线柱移动。

作为上述检测夹具的一种优选方案，所述固定座上设置用于安装所述测件容纳部的安装槽，所述安装槽设置于所述固定槽上方，且所述固定槽与所述安装槽相通。

作为上述检测夹具的一种优选方案，所述安装槽沿所述导轨的长度方向设置，所述测件容纳部能够沿所述安装槽的长度方向滑入或滑出。

作为上述检测夹具的一种优选方案，所述接线柱与所述受测件点接触。

作为上述检测夹具的一种优选方案，还包括绝缘部，所述绝缘部设置有固定孔，所述固定座设置有与所述固定孔对应的穿设孔，所述接线柱穿设于所述穿设孔及所述固定孔与受测件抵接，所述绝缘部设置于所述固定座中。

作为上述检测夹具的一种优选方案，所述导轨由绝缘材料制成。

本发明还提供一种检测系统，包括上述的检测夹具。

作为上述检测系统的一种优选方案，包括：

电压检测装置，其与检测夹具的四个接线柱的中间两个接线柱通过导线连接；

恒定电流装置，其与检测夹具的四个接线柱的外侧两个接线柱通过导线连接；

测温装置，所述测温装置的测温探头设置在检测夹具的固定槽内；

温度调节与控制装置，其用于对检测夹具夹持的受测件进行升温、降温或保温。

作为上述检测系统的一种优选方案，还包括信号采集及处理装置，所述电压检测装置和所述测温装置均连接于所述信号采集及处理装置，所述信号采集及处理装置被配置为采集所述电压检测装置和所述测温装置的信号并经过处理后进行输出。

本发明的有益效果：

本发明所述的检测夹具，可实现对受测件的夹持并能置于非常温的保温、大范围的温度变化、快速的温度变化环境中，通过调节固定座间的距离可满足受测件长度变化的需要。

本发明所述的检测系统，可以检测受测件在不同时间的温度、电压信号，根据实时信息处理输出相关信息及曲线，可以分析受测件的组织性能变化。

受测件既可以是生产工件，也可以是检测试样，可检测的材料范围广，包括但不限于铜及其合金、铝及其合金、铁及其合金、钛及其合金、镁及其合金、导电碳材料、半导体、超导体。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的所述检测夹具夹持受测件的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的所述检测夹具的固定块及与导轨连接示意图；

图3是本发明实施例一提供的所述测件容纳部的结构示意图；

图4是本发明实施例一提供的另一测件容纳部的结构示意图；

图5是本发明实施例二提供的所述检测夹具夹持受测件的结构示意图；

图6是本发明实施例二提供的所述检测夹具的固定块及与导轨连接示意图；

图7是本发明实施例二提供的所述绝缘部的结构示意图；

图8是本发明提供的检测系统测得的7B50铝合金在连续冷却过程中的电阻率-温度曲线；

图9是本发明提供的检测系统测得的2297铝锂合金固溶及随后冷却过程中的电导率-时间曲线。

图中：

1、夹持座；11、导轨；12、固定座；121、固定槽；122、安装槽；123、安装孔；124、穿设孔；

2、测件容纳部；21、测件安置槽；

3、接线柱；

4、测温装置；

5、受测件；

6、固定件；

7、绝缘部；71、固定孔。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一：

本实施方式提供一种检测夹具，如图1和图2所示，检测夹具包括夹持座1、测件容纳部2和接线柱3，夹持座1包括导轨11和至少两块间隔设置的固定座12，固定座12可沿导轨11滑动，且固定座12与导轨11绝缘，每块固定座12上均设置有与受测件5绝缘的测件容纳部2以及用于安装测温装置4的固定槽121；四个接线柱3分别排列在固定座12上，一侧的两个接线柱3可沿导轨11的长度方向相对于另外一侧两个接线柱3移动；接线柱3一端穿设于固定座12并能够抵接于受测件5，另一端从固定座12上方伸出。

该检测夹具能够实现对受测件5的夹持，通过设置绝缘的测件容纳部2，将受测件5与固定座12绝缘；至少设置两块固定座12且可沿导轨11滑动，通过调节固定座12间的距离能够适用于不同长度受测件5的检测。通过将上述检测夹具置于非常温及大范围温度变化环境中，可检测材料在不同温度及温度急剧变化过程中的电阻率或电导率，也可检测材料在保温过程不同时间的动态电阻率或电导率，即检测升温和降温、保温过程中不同时间的电阻率或电导率。

受测件5既可以是生产工件，也可以是检测试样，受测材料包括但不限于铜及其合金、铝及其合金、铁及其合金、镁及其合金、钛及其合金、导电碳材料、半导体、超导体。

可选地，固定座12可以设置为两块，每块固定座12上均设置有两个接线柱3，若同一块固定座12上设置多个接线柱3，则多个接线柱3之间绝缘设置。固定座12还可以设置为三块、四块、五块、六块等。本实施例中，固定座12设置为四块，每块固定座12上均设置有一个接线柱3，固定座12沿所述导轨11滑动并带动所述接线柱3移动。

本实施例中，接线柱3与受测件5点接触。所述点接触是指接线柱3与所述受测件5的接触面积小于等于25mm

当然，接线柱3与受测件5之间还可以为线接触或面接触。

可选地，夹持座1的固定座12为优选为金属材料制成，本实施例中，固定座12采用铜合金材料制成，导热性及耐热性较好。固定座12还可以由其他材料制成，只要强度足够、耐热性良好即可。

导轨11平行设置，可以是两条、三条、四条，本实施例设置两条导轨，两条导轨依次穿设于多块固定座12中。导轨11通过固定件6固定于固定座12上，导轨11为绝缘导轨，本实施例中，绝缘导轨采用石英制成，绝缘导轨还可以采用其他材料制成，只要绝缘和耐热即可。

进一步地，每块固定座12上均设有用于安装测件容纳部2的安装槽122，安装槽122设置于所述固定槽121上方，固定槽121与所述安装槽122相通，安装槽122沿导轨11的长度方向设置，测件容纳部2能够沿安装槽122的长度方向滑入或滑出。本实施例中，测件容纳部2独立于夹持座1的设计可以在不更换固定座12的情况下对不同规格受测件5进行检测，两个固定座12之间的受测件5直接置于检测环境中，可以使受测件5快速升温和快速降温。

测件容纳部2可以间隔设置，每块固定座12内均设置一个测件容纳部2；测件容纳部2还可以为整体结构，整体的测件容纳部2依次穿过固定座12。

进一步地，如图1和图3所示，测件容纳部2开设测件安置槽21，受测件5放置在测件安置槽21内，测件安置槽21的设置用于防止受测件5与固定座12接触而产生“混合电阻”。本实施例中，测件安置槽21的横截面为U形结构，如图3所示，受测件5置于U形结构内。测件安置槽21的横截面也可以为V形结构，如图4所示，测件安置槽21的横截面还可以为弧形结构，测件安置槽21的横截面还可以根据需要设置为其他结构。

测件安置槽21的至少一端设置开口，受测件5可以沿测件容纳部2的长度方向滑入或滑出。本实施例中，测件安置槽21两端开口，受测件5可以在测件安置槽21的任一开口滑入或滑出。

本实施例中，测件容纳部2为石英制成，测件容纳部2还可以为其他材料制成，只要测件容纳部2绝缘、耐热即可。测件容纳部2的底部厚度越薄越能准确检测受测件5的实际温度。

实施例二：

本实施例提供一种检测夹具，本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中检测夹具还包括绝缘部7，绝缘部7的设置使得接线柱3与固定座12绝缘。具体地，如图5和图6所示，绝缘部7设置于固定座12中，且位于测件容纳部2的上方。接线柱3穿设于绝缘部7且与固定座12绝缘设置。具体地，固定座12上设置用于安装绝缘部7的安装孔123，安装孔123位于安装槽122的上方。

进一步地，如图7所示，绝缘部7上设置有固定孔71，固定座12设有与固定孔71对应的穿设孔124，接线柱3一端穿过穿设孔124及固定孔71并抵接于受测件5，另一端从所述固定座12上方伸出。

实施例三：

本实施例提供了一种检测系统，包括上述实施例一或实施例二中的检测夹具。该检测系统通过检测夹具将受测件5夹持，可以在非常温及大范围温度变化环境中检测受测件5在不同时间的电阻率或电导率。

具体地，检测系统还包括电压检测装置、恒定电流装置、测温装置4、温度调节及控制装置、信号采集及处理装置。电压检测装置与检测夹具的四个接线柱3的中间两个接线柱3通过导线连接，用于检测中间两个接线柱3之间受测件5的电压。本实施例的电压检测装置为纳伏表，精度可达10

温度调节与控制装置用于对检测夹具夹持的受测件5进行升温、保温、降温。

可选地，温度调节及控制装置的温度控制范围为-260℃～1200℃。受测件5加热结束后，可以采用空冷，还可以通过冷却介质冷却，空冷为在室温静止空气中冷却，冷却介质包括但不限于液氮、酒精、水、沙子、流动空气。

本实施例中，温度调节及控制装置采用管式电阻炉及其控制装置，冷却方式采用风冷，最大冷却速率为1000℃/min。

信号采集及处理装置连接电压检测装置和测温装置4，信号采集及处理装置被配置为采集信号并实时处理后输出相关信息，相关信息包括但不限于动态的电阻率、电导率、温度，也可以输出电阻率-温度曲线、电导率-温度曲线、电阻率-时间曲线、电导率-时间曲线等，且可通过与信号采集及处理装置连接的显示装置(图中未示出)显示。

信号采集及处理装置在受测件5升温、保温、降温过程中连续采集和记录受测件5在不同时间的电压、温度等信号，通过实时信息处理获得受测件5在不同时间的电阻率或电导率、电阻率-温度或电导率-温度曲线、电阻率-时间或电导率-时间曲线等，进而确定受测件5及受测材料的组织性能变化；所述组织变化包括但不限于回复、再结晶、固溶、脱溶，所述性能包括但不限于导电性能、耐蚀性能。

图8为采用本发明提供的检测系统测得7B50铝合金固溶体在连续冷却过程中的电阻率-温度曲线，其平均冷却速度为1200℃/min。在固溶体连续冷却过程中，如果没有脱溶行为发生，电阻率-温度曲线接近于直线，一旦脱溶开始，曲线随之偏离直线，脱溶结束后，曲线重新回归直线，曲线偏离直线的开始点和结束点对应脱溶开始点和结束点。

图9为本发明提供的检测系统测得2297合金在535℃固溶2h及随后冷却2h过程中的电导率-时间曲线，在0～2h阶段，合金发生回溶，电导率有所下降，在2～4h的缓慢降温阶段，固溶体脱溶，电导率持续上升，出现了一次偏离和回归直线的变化过程，表明有一种相析出。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代，均属于本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。