Прибор для исследования свойств материалов



Basalt®-MUST: Модульный универсальный тестер для анализа поверхностей

Общая информация

  • Basalt®-MUST — модульный гибкий высокопрецизионный тестер для исследования поверхностных взаимодействий в широком диапазоне нагрузок
  • взаимозаменяемые модули перемещения образцов по схемам возвратно – поступательного движения и палец – диск определяют возможности проведения различных экспериментов
  • имеются различные модули для измерения сил на макро и микро уровнях
  • встроенный компьютер гарантирует накопление данных в эквидистантных интервалах в реальном времени
  • автоматизированные эксперименты легко программируются с применением стандартного программного обеспечения, используемого на встроенном компьютере
  • графическая визуализация и анализ больших пакетов данных выполняется при помощи программы TETRA-VIEW® (программный пакет под Windows®)

Приложения

  • Фундаментальные исследования для выяснения механизмов трения, усталости и изнашивания в материалах
  • Исследование тактильных (осязательных) свойств материалов
  • Тестирование биологических поверхностей контакта и структур
  • Изучение временнóй реакции композиционных материалов, например клеев и лаков
  • Анализ микро-электро-механических систем и контактов
  • Микрореология тонких слоев и смазок
  • Изучение трибохимических реакций
  • Определение механических параметров тонких слоев и покрытий
  • Контроль и управление качеством, оптимизация технологических параметров

Измерения

  • адгезия
  • индентирование
  • трение
  • износ
  • склерометрия
  • твердость
  • вязкость

Техническая спецификация

Модуль — устройство позиционирования (оси x-y-z)

  • Тип привода:
    		• шаговый двигатель
  • Разрешение:
    		• 1,25 мкм
  • Скорость:
    		• макс. 2 мм/с
  • Сила:
    		• ≈ 30 Н
  • Диапазон перемещений:
    		• x 20мм / y 20мм / z 50мм

    Комбинирование оптико-волоконного сенсора (FOS) для измерения смещения специального кантилевера и прецизионной системы линейного позиционирования (LPS) покрывает диапазон нагрузок 1 мкН to 1 Н. Управление позиционированием с помощью автоматической системы регулирования с обратной связью обеспечивает перемещения до 20 мм при воспроизводимости 50 нм.

    Измерительный модуль с тензометрическим датчиком обеспечивает диапазон измерения силы до 10 Н. Эксперименты на изнашивание при фреттинге в диапазоне перемещений от 2 мкм@500Гц до 3 мм@15Гц проводятся с применением модуля высокочастотного перещения, включающего катушку линейного электропривода. Эксперименты по схеме палец – диск осуществляются с помощью RM120.

    Установка для трибокоррозии позволяет исследовать трибохимические реакции и включает в себе схему палец – диск с частотой вращения до 250 об./мин. Для реализации испытаний в жидких смазочных средах привод и измерительный модуль монтируются в базовом приборе верхней стороной вниз.

    Измерительный модуль 1N


    2D динамометрический преобразователь – кантилевер
    • двойная плоска пружина
    • различные материалы (стекло, разные стали, бронзы, …)
    • преимущества стекла:
      • отличные свойства материала
      • легко комбинируется с другими материалами
      • исключительная долговременная стабильность
    • жесткость пружины достигает 0,5 N/м
    • удобен в работе
    • гибоко и просто приспосабливается к нуждам заказчика (геометрия, диапазон сил)


    Оптический сенсор перемещения
    Свет испускаемый с наконечника сенсора отражается от поверхности кантилевера. Отраженный свет поступает на тот самый наконечник сенсора и конвертируется в электрический сигнал. Сигнал взаимосвязан с растоянием между наконечником сенсора и отражающей площадкой кантилевера. Это обеспечивает возможность измерения перемещения кантилевера и соответственно измерения сил.

    В силу природы оптико-волоконного сенсора FOS, его можно использовать в двух измерительных диапазонах разной чувствительности. Существует возможность измерения статических и динамических величин смещения, расширения и механических вибраций.


    Характеристики
  • Диапазон измерений:
    		•  ≈ 100 мкм (MR1),
    1,5 мм (MR2)
  • Чувствительность:
    		• 1/5000 диапазона
  • Диапазон частот (-3 дБ):
    		• статический 30 кГц … 150 кГц
  • Диаметр наконечника сенсора:
    		• различные диаметры от 1,5мм до 8мм
  • Температурный диапазон наконечника сенсора:
    		• -25°C … + 80°C
  • Длина оптико-волоконного пучка:
    		• 1500 мм (стандарт)

    Измерительный модуль 10N

  • Принцип измерения:
    		• тензометрический датчик
  • Диапазон измерения нормальной силы:
    		• 0,1 … 10 Н
  • Диапазон измерения силы трения:
    		• 0,1 … 10 Н
  • Разрешение:
    		• 1/2000 диапазона измерений

    Установка для измерения трибокоррозии

    Модуль перемещения
  • Тип привода:
    		• шаговый двигатель
  • Скорость:
    		• 0 … 250 об./м
  • Шаг регулировки скорости:
    		• 1 об./м
  • Разрешение:
    		• 0,144°
  • Крутящий момент:
    		• 12 Нсм
  • Программируемая эпюра скоростей
  • Групповая обработка экспериментальных данных


    • Модуль измерений
  • Принцип измерения:
    		• магнитный датчик Холла
  • Диапазон измерения нормальной силы:
    		• 0,1 … 5 Н
  • Диапазон измерения момента трения:
    		• ± 7,5 Нсм
  • Разрешение:
    		• 1/2000 диапазона измерения
  • Компенсация несоосности образца:
    		• ± 1.5°


    Модули перемещения


    Модуль возвратно-поступательных движений LPS20
  • Прецизионный линейный привод
  • Контроллер позиционирования с замкнутой обратной связью
  • Тип привода:
    		• LPS20 представляет собой линейный двигатель приводимый эдектродинамическим источником движения. Его отличные характеристики – это результат простой конструкции, высокопрецизионных направляющих и источника движения с подвижными магнитами, что позволяет избежать электрического контакта с исполнительными элементами.
  • Компактная конструкция
  • размеры:
    		• 90×90×53.5 мм3
  • вес:
    		• 730 г
  • Диапазон перемещений:
    		• 20 мм
  • Точность:
    		• 1 мкм
  • Разрешение:
    		• 50 нм
  • Макс. нагрузка:
    		• 250g / 2,5 Н (выше по спецзаказу)
  • Блокирующая сила:
    		• >1 Н
  • Ускорение:
    		• 5 м/с2
  • Скорость:
    		• 0,02 … 10 мм/с (макс. 30 мм/с)
  • Погрешность скорости:
    		• 18 мкм/с (2% для скоростей >5 мм/с)
  • Рабочее напряжение:
    		• 12 в


    Модуль палец - диск LMR120
  • Тип привода:
    		• шаговый двигатель
  • Скорость:
    		• 1…120 об./м
  • Разрешение:
    		• 0.225°
  • Крутящий момент:
    		• 0,01 Нм / 1 Нсм
  • Размеры:
    		• 90×90×70 мм3
  • Вес:
    		• ≈ 800 г
  • Более высокие моменты, разрешение и скорость – по спецзаказу

    • Программное обеспечение

    Групповая обработка данных позволяет оператору параллельно готовить серию различных экспериментов, при этом обеспечивая возможность изменять каждый отдельный параметр, например нагрузку, число циклов, скорость в каждом эксперименте.

    Встроенный компьютер со специально адаптированным LINUX, способный накапливать сигналы от сенсора в реальном масштабе времени, обеспечивает возможность управления трибометром, установки для сенсора, движение образца или инструмента без дополнительного внешнего компьютера.
    Внешний компьютер (Windows) может быть подключеп при помощи Ethernet с целью специального контроля и управления. Сохранение данных на устройстве USB или через Ethernet на внешнем компьютере позволяет выполнение долговременных экспериментов.

    Basalt®-MUST позволяет оператору рассматривать результаты измерений прямо в трибометре при помощи приложений LINUX. Для визуализации и анализа больших пакетов данных используется TETRA-View®. Этот программный пакет выполняет несколько функций, которые позволяют легко генерировать 2D- и 3D- диаграммы для протоколов испытаний.

    Прямой доступ к приводам системы делает возможным перемещение образцов и инструмента вручную для простоты подготовки эксперимента.