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在應變測量領域,應變片作為將機械應變轉(zhuǎn)換為電信號的核心傳感元件,其結(jié)構(gòu)設計、材質(zhì)選擇及粘貼工藝直接決定了測量數(shù)據(jù)的準確性與可靠性。日本共和電業(yè)(KYOWA)作為全球應變測量技術,其箔式應變片產(chǎn)品線以的溫度特性、長期穩(wěn)定性和豐富的選型空間,在化工、航空航天、土木工程及材料測試等領域得到廣泛應用。本文將從結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、膠水選型三個維度,系統(tǒng)梳理KYOWA箔式應變片的技術要點與采購建議。
KYOWA箔式應變片的核心結(jié)構(gòu)由三層組成:
1. 電阻元件(敏感柵)
電阻元件是應變片的核心傳感部分,由高精度合金箔經(jīng)光刻蝕刻工藝制成特定的柵狀圖案。合金箔的厚度通常在數(shù)微米至數(shù)十微米之間,既保證了必要的剛性以準確傳遞應變,又具備適當?shù)娜犴g性以適應被測表面的變形。電阻元件的材質(zhì)選擇直接決定了應變片的溫度特性和測量精度。
2. 基底(基材)
基底是承載電阻元件的絕緣層,粘貼于被測物體表面與電阻元件之間。KYOWA箔式應變片主要采用聚酰亞胺樹脂或聚酰胺樹脂作為基底材料。以通用KFGS系列為例,其聚酰亞胺基底厚度約為13~14微米,賦予應變片優(yōu)異的柔韌性和出色的防潮性能,不僅適用于室內(nèi)精密測量,也能在戶外現(xiàn)場測量中發(fā)揮穩(wěn)定性能。
3. 覆蓋層(保護層)
部分型號在電阻元件上方設有覆蓋層,用于保護敏感柵免受機械損傷和環(huán)境影響。例如KFWS系列小型防水應變片采用防水樹脂覆蓋,厚度僅1.3mm,可在室外或水下等環(huán)境中使用。
KYOWA箔式應變片的材質(zhì)組合主要分為兩大類:
1. Cu-Ni系合金箔(銅鎳合金)
Cu-Ni系合金箔是KYOWA常用的電阻元件材料,廣泛應用于KFGS通用系列、KFP塑料用系列、KCH帶保護殼系列等產(chǎn)品。該材質(zhì)具有出色的應變傳感特性,與聚酰亞胺基底配合,可提供優(yōu)異的彎曲性和長期穩(wěn)定性。KFGS系列采用Cu-Ni合金箔搭配約14微米厚的聚酰亞胺基底,室溫下應變界限可達約5.0%,疲勞壽命達1.2×10?次(±1500×10??應變時)。
2. Ni-Cr系合金箔(鎳鉻合金)
Ni-Cr系合金箔主要應用于對溫度特性要求更高的場景。KFRB系列、KFHB高溫系列(250℃)及KFRPB復合材料系列均采用Ni-Cr系合金箔。Ni-Cr系合金可有效減少熱輸出,在寬溫度范圍內(nèi)保持出色的溫度特性。以KFHB系列為例,其工作溫度范圍可覆蓋-196℃至250℃,適用于高溫環(huán)境下的應變測量。
3. 基底材質(zhì)對比
| 基底材質(zhì) | 代表系列 | 主要特點 |
|---|---|---|
| 聚酰亞胺樹脂 | KFGS、KFRB、KFHB、KFP | 耐熱性強、柔韌性優(yōu)異、防潮性好,厚度約13~14μm |
| 聚酰胺樹脂 | KFG、KFR、部分KCH系列 | 堅固耐用、易于使用 |
| 紙基材+酚醛環(huán)氧樹脂 | KC系列 | 傳統(tǒng)紙質(zhì)基底,適用于特定場景 |
選擇和使用適合被測材料、應變片基底材料和測量條件的粘合劑至關重要。KYOWA提供多款專用粘合劑,以適應不同的溫度范圍和應用場景。以下是主要膠水型號的詳細對比與選型建議:
CC-33A——通用型
CC-33A是KYOWA最核心的應變片粘貼膠水,屬于單組份氰基丙烯酸酯(CA瞬干膠)。其硬化后的使用溫度范圍為-196℃至120℃,常規(guī)測試推薦溫度為20~80℃。
適用場景:常溫環(huán)境下KFG、KFGS、KFR等通用應變片的一般應力測量
適用基材:碳鋼、不銹鋼、鋁、銅、工程塑料、CFRP/GFRP復合材料、電路板等
適配應變片:KFGS、KFR、KFW、KSP、KSN系列通用箔式應變計
固化條件:手指加壓(100~300kPa)15~60秒初步定位,靜置1小時后可開展測量,24小時達到固化強度
儲存要求:低于10℃冷藏保存
CC-36——大應變與難粘材料專用
CC-36適用于常溫環(huán)境下的大應變測量用應變片(如KFEM、KFEL)的粘貼。其特點包括:
高耐剝離強度與耐碰撞性,粘結(jié)強度持久性強
針對難以粘結(jié)的材料(如鋁合金A7075、鎂合金)粘結(jié)力強
硬化時間比CC-33A更長
使用溫度范圍:-30℃至100℃
CC-35——多孔材質(zhì)適用
CC-35適用于常溫環(huán)境下的木材、混凝土等多孔材質(zhì)的一般應力測量。使用溫度范圍為-30℃至120℃。
EP-340——中溫域優(yōu)選
EP-340適用于中溫域的應變片粘貼與傳感器用應變片粘貼。硬化條件為加熱狀態(tài)(30~50kPa),約25℃時24小時或80℃時2小時。使用溫度范圍為-55℃至150℃。
PC-600——寬溫域主力
PC-600適用于從低溫到中、高溫領域的應變測量。加壓狀態(tài)(150~300kPa)下,需經(jīng)80℃×1小時→130℃×2小時→150℃×2小時的階梯固化流程。使用溫度范圍為-196℃至150℃(KFRB系列配套可達250℃)。
EP-34B——高溫應用
EP-34B適用于高溫域的應變片粘貼,使用溫度范圍為-55℃至200℃。硬化條件為加熱加壓。
PI-32——超高溫專用
PI-32適用于高溫領域的應變測量,使用溫度范圍可達-269℃至350℃。硬化條件為加壓狀態(tài)(200~500kPa),100℃×1小時→200℃×2小時。
| 膠水型號 | 類型 | 使用溫度范圍(℃) | 主要適用場景 | 適配應變片系列 |
|---|---|---|---|---|
| CC-33A | 常溫硬化型 | -196~120 | 通用應力測量 | KFG、KFGS、KFR |
| CC-36 | 常溫硬化型 | -30~100 | 大應變、難粘材料 | KFEM、KFEL |
| CC-35 | 常溫硬化型 | -30~120 | 多孔材質(zhì)(木材、混凝土) | 通用系列 |
| EP-340 | 加熱硬化型 | -55~150 | 中溫域、傳感器 | 通用系列 |
| PC-600 | 加熱硬化型 | -196~150(~250) | 低溫至高溫寬域 | KFRB、KFHB |
| EP-34B | 加熱硬化型 | -55~200 | 高溫應用 | KFRPB、KFHB |
| PI-32 | 加熱硬化型 | -269~350 | 超高溫 | KFU高溫系列 |
KYOWA箔式應變片產(chǎn)品線豐富,以下為幾大主流系列及其典型應用:
| 系列 | 電阻元件 | 基底 | 典型應用 |
|---|---|---|---|
| KFGS通用系列 | Cu-Ni合金箔 | 聚酰亞胺 | 一般應力分析、扭矩測量、殘余應力測試 |
| KFRB系列 | Ni-Cr合金箔 | 聚酰亞胺 | 寬溫度范圍高精度測量 |
| KFHB高溫系列 | Ni-Cr合金箔 | 聚酰亞胺 | 250℃高溫環(huán)境應變測量 |
| KFP塑料用系列 | Cu-Ni合金箔 | 聚酰亞胺 | 塑料(線膨脹系數(shù)65×10??/℃)應變測量 |
| KFWS防水系列 | — | 防水樹脂 | 室外、水下等潮濕環(huán)境 |
| KFEM超大應變系列 | — | 聚酰胺 | 塑性域大應變測量(約20%~30%) |
| KFNB無感應系列 | 特殊合金 | 聚酰胺 | 交流磁場中應變測量 |
KYOWA箔式應變片及配套粘貼膠水均為精密測量耗材,建議用戶從正規(guī)授權(quán)渠道采購,以確保產(chǎn)品品質(zhì)與技術支持的可靠性。
玉崎科學儀器(深圳)有限公司作為京都玉崎株式會社在中國的全資子公司,是值得關注的優(yōu)質(zhì)供應商。該公司專業(yè)從事進口光學設備、電子計測儀器、科學儀器等上萬種產(chǎn)品的銷售,在KYOWA應變片及配套膠水的引進與技術支持方面積累了豐富經(jīng)驗。
玉崎科學提供豐富的KYOWA產(chǎn)品線覆蓋:
通用箔式應變計:KFGS系列各規(guī)格型號,以聚酰亞胺樹脂為基材,厚度約14微米,具有優(yōu)異的柔韌性和防潮性能
應變片專用膠水:CC-33A常溫硬化型瞬間粘合劑原裝現(xiàn)貨供應
配套耗材與配件:包括導線、端子、表面處理劑等完整配套產(chǎn)品
玉崎科學的優(yōu)勢在于:
原裝正品保障,承諾品質(zhì)
多批次現(xiàn)貨供應,已完成嚴格的入庫檢驗與質(zhì)量核查
專業(yè)的售前技術咨詢與售后服務體系
可根據(jù)用戶的具體測試需求(被測材料、溫度范圍、應變大小等)提供精準的應變片與膠水選型方案
KYOWA箔式應變片以其精密的箔式結(jié)構(gòu)、多元化的材質(zhì)組合和膠水配套體系,為各行業(yè)的應變測量提供了系統(tǒng)化解決方案。在選型時,建議遵循以下原則:
根據(jù)被測材料選擇應變片:關注適用線膨脹系數(shù)是否匹配
根據(jù)溫度環(huán)境選擇膠水:低溫選CC-33A/PC-600,高溫選EP-34B/PI-32
根據(jù)應變大小選擇系列:常規(guī)應力選KFGS,大應變選KFEM
根據(jù)環(huán)境條件選擇防護:潮濕環(huán)境選KFWS防水系列
建議用戶在采購前充分評估自身的測試條件與精度要求,必要時可聯(lián)系玉崎科學的技術團隊進行方案論證與產(chǎn)品演示,以確保選型精準、測量可靠。
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溫馨提示:為規(guī)避購買風險,建議您在購買產(chǎn)品前務必確認供應商資質(zhì)及產(chǎn)品質(zhì)量。