本發(fā)明涉及一種用于觀測壓電器件受熱變形的加熱箱結(jié)構(gòu)及使用方法。

背景技術(shù)：

人類的創(chuàng)造力伴隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，不僅在傳統(tǒng)領(lǐng)域內(nèi)取得了豐碩的成果，而且在微觀領(lǐng)域同樣取得的不凡的應(yīng)用價值。近年來，超精密的智能微/納器件已逐步成為信息存儲、精密機械制造、精密成像、半導(dǎo)體裝備等新興行業(yè)的核心技術(shù)，因此任何一種精密或超精密的伺服控制驅(qū)動器的出現(xiàn)都將會產(chǎn)生巨大的科研價值和經(jīng)濟價值。

壓電材料，作為一種由于具有優(yōu)良的力電耦合特性的材料，常被應(yīng)用于智能器件的設(shè)計。這些器件被廣泛應(yīng)用于許多精密觀測儀器、土木工程或零部件結(jié)構(gòu)的健康檢測、水下目標的探測和定位、自然環(huán)境或振動源的能量收集等。

壓電層合結(jié)構(gòu)，由于制備工藝簡單、剛度和強度較高，加之具有優(yōu)異的機電耦合特性，在新型智能器件的開發(fā)應(yīng)用中逐漸受到青睞。然而，對于壓電層合驅(qū)動器的具體應(yīng)用環(huán)境下的各場耦合的研究相對較少，例如熱溫度場下壓電層合梁的研究。因此，設(shè)計一種可用于觀測層合梁受熱變形的加熱箱，用于壓電層合梁在溫度場下的力電耦合特性的研究，具有非常高的科研意義。

傳統(tǒng)的加熱箱基本為封閉式，既不能將測量儀器置于溫度場中，也不能將檢測激光束準確的照射在被測壓電層合梁或其他器件上，無法實現(xiàn)壓電層合梁或其他待測器件受熱變形的檢測。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種用于觀測壓電器件受熱變形的加熱箱結(jié)構(gòu)及使用方法，本發(fā)明將測量儀器置于溫度場外側(cè)，同時將檢測激光束準確照射在被測壓電層合梁或器件上，能夠?qū)崿F(xiàn)壓電層合梁或其他待測器件受熱變形的檢測。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種用于觀測壓電器件受熱變形的加熱箱結(jié)構(gòu)，包括：

基座，

設(shè)置于基座上的加熱箱本體，為一具有可活動上蓋的獨立密閉箱體，

設(shè)置于加熱箱本體內(nèi)側(cè)的壓電器件固定板，

設(shè)置于壓電器件固定板旁邊的加熱板，

設(shè)置于加熱箱本體上蓋上端、與上蓋設(shè)置的透光孔位置相對應(yīng)的激光測量頭，

以及設(shè)置于加熱箱本體內(nèi)的溫度測量模塊；

通過加熱板對加熱箱本體內(nèi)壓電層合梁或器件進行加熱，在加熱箱本體的保溫作用下，溫度測量模塊監(jiān)測箱體內(nèi)溫度，激光測量頭射出激光束檢測壓電層合梁或器件的豎直變形位移，以實現(xiàn)觀測。

進一步的，所述加熱箱本體包括豎直前板、豎直后板、第一側(cè)板、第二側(cè)板和上蓋板，所述，豎直前板、第一側(cè)板、豎直后板和第二側(cè)板依次相連接，均垂直于基座上，形成矩形空間，上蓋板設(shè)置于該矩形空間上端。

進一步的，所述第一側(cè)板包括固定上板和固定下板，所述固定上板和固定下板同時固定于豎直前板和豎直后板上。

進一步的，所述加熱板包括兩塊，加熱板分別用固定上板和固定下板對稱豎直固定，同時加熱板上自帶熱電偶傳感器，用于輸出溫度信號。

進一步的，所述上蓋板固定于箱體最上方，與豎直前板、豎直后板和固定上板相固定，并且上蓋板上開有透光孔，用于激光測量頭激光束的射入。

進一步的，所述溫度測量模塊為中間熱電偶，固定于豎直后板上，用于測量加熱箱中部壓電復(fù)合梁或器件的溫度。

進一步的，所述壓電器件固定板下設(shè)置有墊板，以支撐器件固定板并調(diào)節(jié)被測器件的高度。

進一步的，所述加熱箱本體外側(cè)設(shè)置有固定支架，固定支架包括前后固定支架和左右固定支架，前后固定支架用于調(diào)節(jié)激光測量頭前后位置，左右固定支架用于調(diào)節(jié)激光測量頭左右位置，共同調(diào)節(jié)固定激光測量頭位置。

優(yōu)選的，所述激光測量頭為激光干涉儀測量頭，可以實時測出壓電層合梁或器件的豎直變形位移。

所述基板上設(shè)置有多個絕緣接線塊。

基于上述加熱箱結(jié)構(gòu)的使用方法，通過加熱板對加熱箱本體內(nèi)壓電層合梁或器件進行加熱，在加熱箱本體的保溫作用下，溫度測量模塊監(jiān)測箱體內(nèi)溫度，調(diào)節(jié)激光測量頭的角度，使得其射出激光束檢測壓電層合梁或器件的豎直變形位移，以實現(xiàn)觀測。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

1.本發(fā)明采用兩塊豎直固定加熱板對箱體內(nèi)部進行加熱，加熱板自帶熱電偶，可用于監(jiān)測加熱板具體加熱溫度，而中間溫度由中間熱電偶監(jiān)測。

2、本發(fā)明采用箱體上方開孔的方式，既保證被測器件的熱變形測量，又保證測量儀器外置于加熱箱，避免溫度影響。

3、本發(fā)明采用激光干涉儀作為被測壓電層合梁或器件的測量儀器，可以將測量精度提高到納米級。

4、本發(fā)明采用裝配式箱體，零件易加工、制造成本低、互換性高，便于二次修整。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當(dāng)限定。

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)軸側(cè)圖；

圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)內(nèi)部視圖；

其中，1基座，2固定下板，3前后固定支架，4固定上板，5左右固定支架，6激光測量頭，7上蓋板，豎直前板8，9陶瓷接線塊，10中間熱電偶，11豎直后板，12加熱板，13被測壓電層合梁或器件，14壓電固定板，15墊板。

具體實施方式：

下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。

應(yīng)該指出，以下詳細說明都是例示性的，旨在對本申請?zhí)峁┻M一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本申請所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

在本發(fā)明中，術(shù)語如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“豎直”、“水平”、“側(cè)”、“底”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，只是為了便于敘述本發(fā)明各部件或元件結(jié)構(gòu)關(guān)系而確定的關(guān)系詞，并非特指本發(fā)明中任一部件或元件，不能理解為對本發(fā)明的限制。

本發(fā)明中，術(shù)語如“固接”、“相連”、“連接”等應(yīng)做廣義理解，表示可以是固定連接，也可以是一體地連接或可拆卸連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領(lǐng)域的相關(guān)科研或技術(shù)人員，可以根據(jù)具體情況確定上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義，不能理解為對本發(fā)明的限制。

正如背景技術(shù)所介紹的，現(xiàn)有技術(shù)中存在傳統(tǒng)的加熱箱基本為封閉式，既不能將測量儀器置于溫度場中，也不能將檢測激光束準確的照射在被測壓電層合梁或其他器件上，無法實現(xiàn)壓電層合梁或其他待測器件受熱變形的檢測的不足，為了解決如上的技術(shù)問題，本申請?zhí)岢隽艘环N可將測量儀器置于溫度場外側(cè)，同時將檢測激光束準確照射在被測壓電層合梁或器件上的新型加熱箱基本結(jié)構(gòu)。

如圖1所示，本發(fā)明采用兩對稱豎直布置加熱板，對箱體進行內(nèi)部進行加熱。

豎直前板8和豎直后板11通過螺栓分別豎直固定與基座1上，固定下板2和固定上板4同時與豎直前板8和豎直后板11相固連，上蓋板7在箱體最上方，通過螺栓與固定上板4、豎直前板8和豎直后板11相固連。

前后固定支架3通過螺栓固定于基座1上，左右固定支架5也通過螺栓與前后固定支架3相固連，共同調(diào)節(jié)激光測量頭6前后左右位置，激光測量頭6通過螺栓固定于左右固定支架5上。

陶瓷接線塊9通過螺栓固定于基座1上，用于連接加熱板和熱電偶導(dǎo)線。

如圖2所示，本發(fā)明提供的用于觀測壓電器件受熱變形的加熱箱結(jié)構(gòu)的內(nèi)部視圖。

加熱板12固定于固定上板4和固定下板2之間。

墊板15固定于基座1上，器件(壓電)固定板14固定于墊板15上方，用于固定13壓電層合梁或器件。

本發(fā)明通過分別固定于固定上板和固定下板的兩塊豎直加熱板，對箱體內(nèi)壓電層合梁或器件進行加熱，中間熱電偶監(jiān)測箱體內(nèi)溫度，并利用激光測量頭射出的激光束檢測壓電層合梁或器件的豎直變形位移。從而可以解決傳統(tǒng)加熱箱不能將測量儀器置于溫度場中，也不能將檢測激光束準確的照射在被測壓電層合梁或其他器件上的不足。并采用上蓋板開孔，利用激光干涉儀作為被測壓電層合梁或器件的測量儀器，可以將測量精度提高到納米級。整體加熱箱采用裝配式，零件易加工、制造成本低、互換性高。

以上所述僅為本申請的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本申請，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本申請的保護范圍之內(nèi)。

上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。