(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202123161407.7 (22)申请日 2021.12.15 (73)专利权人 吉林大学 地址 130012 吉林省长 春市前进大街269 9 号 (72)发明人 徐蔚青　高原　崔海宁　徐抒平　 曹修冕　张文科　 (74)专利代理 机构 长春市恒誉 专利代理事务所 (普通合伙) 22212 专利代理师 梁紫钺 (51)Int.Cl. G01N 21/31(2006.01) G01N 21/64(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)实用新型名称 一种模块集成的柔性材料拉伸过程中原位 光谱测试 试验机 (57)摘要 本实用新型提供一种模块集成的柔性材料 拉伸过程中原位光谱测试试验机， 包括转角仪模 块、 拉伸模块、 光谱检测模块和控制器， 所述的转 角仪模块包括光源和光电探测器， 所述的拉伸模 块设在转角仪模块的下方， 光谱检测模块设在拉 伸模块的下方； 所述的转角仪模块、 拉伸模块、 光 谱检测模块 分别与控制器相连。 本实用新型通过 双向拉伸可以精确找到柔性材料受力均匀的中 心点， 克服了受力不均匀导致光谱异常变化的影 响， 提高了测试的精准性； 将激发光路固定在转 角仪可旋转的旋臂上， 通过旋臂的旋转实现激发 光路方向的调整， 从而满足不同的采集光谱的要 求。 本实用新型可以实现在拉伸过程中测量柔性 材料的光谱， 将力学、 光学变化关联起来， 实现原 位光谱测试。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 216525442 U 2022.05.13 CN 216525442 U 1.一种模块集成的柔性材料拉伸过程中原位光谱测试试验机， 其特征在于： 包括转角 仪模块、 拉伸模块、 光谱检测模块和控制器， 所述的转角仪模块包括光源和光电探测器， 所 述的拉伸模块设在光源和光电探测器的下方， 光源和光电探测器分别朝向拉伸模块上夹持 的柔性材料； 光谱检测模块设在拉伸模块的下方； 所述的转角仪模块、 拉伸模块、 光谱检测 模块分别与控制器相连。 2.根据权利要求1所述的一种模块集成的柔性材料拉伸过程中原位光谱测试试验机， 其特征在于： 所述的转角仪模块包括转角仪、 第一旋臂和第二悬臂， 转角仪竖直设置， 第一 旋臂和第二悬臂分别与转角仪的两个转盘相连； 第一旋臂上设有光源和凸透镜， 光源设在 凸透镜的上方； 第二旋臂上设有光电探测器和凸透镜， 光电探测器设在凸透镜的上方， 光电 探测器与信号 放大器相连， 信号 放大器与控制器相连。 3.根据权利要求1所述的一种模块集成的柔性材料拉伸过程中原位光谱测试试验机， 其特征在于： 所述的拉伸模块包括双臂电缸、 第一力传感器、 第二力传感器、 第一夹具和第 二夹具， 所述的双臂电缸水平设置， 第一力传感器和第二力传感器的一端分别通过力传感 器固定架与双臂电缸的两个滑台相连； 第一力 传感器和第二力 传感器的另一端分别与第一 夹具和第二夹具相连； 柔性材料 的两端通过第一夹具和第二夹具夹持固定； 双臂电缸与控 制器相连。 4.根据权利要求3所述的一种模块集成的柔性材料拉伸过程中原位光谱测试试验机， 其特征在于： 所述的第一夹具和第二夹具分别包括上夹具和下夹具， 上夹具和下夹具通过 螺栓连接， 将柔 性材料夹持固定 。 5.根据权利要求3所述的一种模块集成的柔性材料拉伸过程中原位光谱测试试验机， 其特征在于： 所述的双臂电缸的一端还设有手动旋钮。 6.根据权利要求1所述的一种模块集成的柔性材料拉伸过程中原位光谱测试试验机， 其特征在于： 所述的光谱检测模块包括物镜、 反射镜、 滤光片、 凸透镜、 半反半透镜、 光谱仪 和电荷耦合器件CCD， 所述的物镜设在柔性材料的正下方； 反射镜倾斜设在物镜的正下方， 滤光片、 凸透镜、 半反半透镜依次设在反射镜的反射光路上， 光谱仪 设在半反半透镜的透射 光路上， 电荷耦合器件CCD设在半反半透镜的反射光路上， 光谱仪和电荷耦合器件CCD分别 与控制器相连。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 216525442 U 2一种模块集成的柔性材料拉伸过 程中原位光谱测试 试验机 技术领域 [0001]本实用新型涉及一种材料光谱测试试验机， 特别涉及一种模块集成的柔性材料拉 伸过程中原位 光谱测试 试验机。 背景技术 [0002]柔性材料具有轻薄、 可卷曲折叠、 可延展、 低成本大面积加工等优势， 在信息、 能 源、 医疗、 国防等领域表现出巨大的应用前 景。 [0003]光谱在材料性能测试中发挥重要的作用， 利用各种化学物质所具有的反射、 荧光 或吸收光谱谱系的特 征， 来确定其 性质、 结构或含量， 具有灵敏、 快速、 简便的特点。 [0004]目前， 柔性材料的测试方法大多为单机的方式， 很难实现柔性材料力学、 光学等信 息的综合性研究， 且现有的柔性材料原 位测试设备大多 具有非模块化、 一样一机的局限。 因 此， 研制一种模块 化、 通用的柔 性材料力学、 光学原位测量系统十分重要。 发明内容 [0005]为了解决上述技术问题， 本实用新型提供一种模块集成的柔性材料拉伸过程中原 位光谱测试试验机， 包括转角仪模块、 拉伸模块、 光谱检测模块和控制器， 所述的转角仪模 块包括光源和 光电探测器， 所述的拉伸模块设在光源和光电探测器下方， 光源和光电探测 器分别朝向拉伸模块上夹持的柔性材料； 光谱检测模块设在拉伸模块的下方； 所述的转角 仪模块、 拉伸模块、 光谱检测模块分别与控制器相连。 [0006]进一步的， 所述的转角仪模块包括转角仪、 第一旋臂和第二悬臂， 转角仪竖直设 置， 第一旋臂和第二悬臂分别与转角仪的两个转盘相连， 转角仪内置的驱动电机分别驱动 两个转盘旋转， 进而带动第一旋臂和第二悬臂转动相 应的角度； 第一旋臂上设有光源和凸 透镜， 光源设在凸透镜的上方， 将 激发光透过凸透镜照射在柔性材料上； 第二旋臂上设有光 电探测器和凸透镜， 光电探测器设在凸透镜的上方， 光电探测器经过光电转换及信号放大 器与控制器相连， 收集 柔性材料的反射 光谱。 [0007]进一步的， 所述的拉伸模块包括双臂电缸、 第一力传感器、 第二力传感器、 第一夹 具和第二夹具， 所述的双臂电缸水平设置， 第一力传感器和第二力传感器的一端分别通过 力传感器固定架与双臂电缸的两个滑台相连； 第一力 传感器和 第二力传感器的另一端分别 与第一夹具和第二夹具相连， 构成左右拉伸臂； 柔性材料 的两端通过第一夹具和第二夹具 夹持固定； 双臂电缸与控制 器相连， 由控制器控制其两个滑台以一定的速度相向或相反滑 动一定的距离 。 [0008]进一步的， 所述的第一夹具和第二夹具分别包括上夹具和下夹具， 上夹具和下夹 具通过螺 栓连接， 将柔 性材料夹持固定 。 [0009]进一步的， 所述的双臂电缸的一端还设有手动旋钮。 [0010]进一步的， 所述的光谱检测模块包括物镜、 反射镜、 滤光片、 凸透镜、 半反半透镜、 光谱仪和电荷 耦合器件CCD， 所述的物镜 设在柔性材料的正下方， 用来收集柔性材料的荧光说　明　书 1/4 页 3 CN 216525442 U 3