專利名稱：中空纖維膨松特性、回彈測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種纖維膨松特性及回彈性能的測(cè)試儀器。
膨松特性、回彈，是考核纖維集合體膨松性能的指標(biāo)，是反映中空纖維主要特性的指標(biāo)。膨松特性一般用一定負(fù)荷下單位重量纖維具有的體積來(lái)表示。目前，纖維膨松特性是按照日本東洋紡公司提供的方法，稱取一定量的纖維在梳棉機(jī)上梳理成纖維網(wǎng)，用標(biāo)準(zhǔn)板剪成一定面積的試樣塊，堆積在一起，在一簡(jiǎn)易測(cè)試裝置上由人工對(duì)其施加輕、重負(fù)荷，然后從其上一活動(dòng)標(biāo)尺上讀出纖維輕負(fù)荷、重負(fù)荷下的堆積高度，再計(jì)算出單位重量纖維在輕、重負(fù)荷下的體積即V1、V2值。測(cè)試過(guò)程中，施加輕負(fù)荷、重負(fù)荷是通過(guò)測(cè)試人員手工操作，讀取試樣塊高度也是由人眼觀看，整個(gè)操作過(guò)程人為誤差較大。還有一種方法是通過(guò)壓縮彈性儀測(cè)試?yán)w維塊的壓縮彈性，具體操作過(guò)程是將少量纖維扯松，放在一個(gè)小的試樣杯中測(cè)試，此方法只能測(cè)出纖維的壓縮彈性率，不能測(cè)試出纖維的膨松特性V1及V2的數(shù)值，且試驗(yàn)結(jié)果與纖維在樣杯中放置的均勻程度有關(guān)，再現(xiàn)性較差。根據(jù)資料檢索，目前還未見(jiàn)到有關(guān)纖維膨松特性測(cè)試方法及測(cè)試儀器的報(bào)導(dǎo)。
本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提供一種準(zhǔn)確度高、自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)便的通用型中空纖維膨松性、回彈測(cè)試儀。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下一種中空纖維膨松特性、回彈測(cè)試儀，其特征在于它由壓力長(zhǎng)度測(cè)試裝置和控制顯示裝置組成，其壓力長(zhǎng)度測(cè)試裝置有一個(gè)施壓機(jī)構(gòu)及壓力傳感測(cè)試機(jī)構(gòu)和一個(gè)與施壓機(jī)構(gòu)相連且同步動(dòng)作的長(zhǎng)度測(cè)量機(jī)構(gòu)，控制顯示裝置由驅(qū)動(dòng)電路、單片機(jī)系統(tǒng)和顯示器組成，其輸入輸出分別與壓力傳感測(cè)試機(jī)構(gòu)和長(zhǎng)度測(cè)量機(jī)構(gòu)相連。
本實(shí)用新型利用壓力傳感器控制所加負(fù)荷，利用精密傳動(dòng)裝置測(cè)量纖維高度，利用單片微機(jī)控制整個(gè)儀器的自動(dòng)運(yùn)行，大大提高了測(cè)試精度，操作簡(jiǎn)便，自動(dòng)化程度高，適用于纖維壓縮性能的測(cè)試。它不僅能測(cè)試中空纖維，國(guó)也能測(cè)試其它纖維的的膨松性能。


圖1是本實(shí)用新型的原理框圖；圖2是本實(shí)用新型壓力長(zhǎng)度測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2的剖面結(jié)構(gòu)示意圖(該圖壓板處于壓下位置)；圖4是圖3的A向視圖；圖5是本實(shí)用新型控制顯示裝置外形示意圖6是本實(shí)用新型的電原理圖。
如圖1，本實(shí)用新型由壓力長(zhǎng)度測(cè)試裝置1和控制顯示裝置2組成，其壓力長(zhǎng)度測(cè)試裝置1有一個(gè)施壓機(jī)構(gòu)3及壓力傳感測(cè)試機(jī)構(gòu)4和一個(gè)與施壓機(jī)構(gòu)相連且同步動(dòng)作的長(zhǎng)度測(cè)量機(jī)構(gòu)5。其中施壓機(jī)構(gòu)3由壓板6和施壓電機(jī)7組成，如圖2-4，電機(jī)7固裝在殼體8內(nèi)，壓板6穿出殼體8，其與電機(jī)7相連的連桿9位于殼體縱向槽10內(nèi)，并可沿縱向槽10上下移動(dòng)，對(duì)應(yīng)壓板6的下方在殼體8的底座11上設(shè)有壓力傳感測(cè)試機(jī)構(gòu)4。壓力傳感測(cè)試機(jī)構(gòu)4實(shí)際上就是一個(gè)電子天平，它可由壓力傳感器、信號(hào)放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和單片機(jī)構(gòu)成，它為現(xiàn)有產(chǎn)品，可選用江蘇常熟衡器工業(yè)公司生產(chǎn)的型號(hào)為DJ2/500的電子天平，它的壓力傳感器就位于底座11的表面。本實(shí)用新型的長(zhǎng)度測(cè)量機(jī)構(gòu)5可采用光柵結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，只需將它和光發(fā)射接收裝置直接連接至施壓機(jī)構(gòu)上即可。長(zhǎng)度測(cè)量機(jī)構(gòu)5也可由步進(jìn)電機(jī)12、減速齒輪對(duì)13、滾珠絲桿14構(gòu)成，此時(shí)步進(jìn)電機(jī)12同時(shí)可兼作施壓機(jī)構(gòu)3中的施壓電機(jī)7，它的輸出軸與減速齒輪對(duì)13相連，速齒輪對(duì)13中的大齒輪與滾珠絲桿14相連，滾珠絲桿14上的滾珠螺母15就與施壓機(jī)構(gòu)3中的連桿9連接，連桿9的外端伸出殼體8與壓板6相連。本實(shí)用新型的控制顯示裝置2由驅(qū)動(dòng)電路、單片機(jī)系統(tǒng)和顯示器組成，其輸入與壓力傳感測(cè)試機(jī)構(gòu)4相連，其輸出與長(zhǎng)度測(cè)量機(jī)構(gòu)5相連，其外形如圖5，其上設(shè)有顯示窗16和操作鍵盤17?？刂骑@示裝置2的具體線路圖如圖6，其中單片機(jī)系統(tǒng)由單片機(jī)U1(型號(hào)可為8032)、鎖存器U2(型號(hào)可為74LS73)和只讀存貯器U3(型號(hào)可為2764)構(gòu)成，顯示器由顯示鍵盤接口U6(型號(hào)可為8279)和LED發(fā)光顯示管構(gòu)成，驅(qū)動(dòng)電路為多路，其路數(shù)與所選步進(jìn)電機(jī)12的型號(hào)相關(guān)，本實(shí)用新型采用的步進(jìn)電機(jī)12為四相電機(jī)，故驅(qū)動(dòng)電路有四路，每一路線路結(jié)構(gòu)均相同，均由光耦N、復(fù)合放大管T組成，各光耦N的輸入端通過(guò)反相器與單片系統(tǒng)中的單片機(jī)U1的對(duì)應(yīng)輸出口相連，各光耦N的輸出接各自的復(fù)合放大管T的輸入，各放大管T的輸出通過(guò)各自電阻R與步進(jìn)機(jī)12的各對(duì)應(yīng)繞組L連接。壓力傳感測(cè)試機(jī)構(gòu)4中的單片機(jī)的串行輸入輸出口與控制顯示裝置2中的單片機(jī)U1的串行輸入輸出口相連。
本實(shí)用新型為更詳細(xì)地了解纖維的受壓縮全過(guò)程，可與通用PC機(jī)相連，此時(shí)，單片機(jī)系統(tǒng)只需通過(guò)擴(kuò)展的串行接口U5(型號(hào)可為8251)接至PC機(jī)的RS232串行接口即可。
當(dāng)電源接通后，控制顯示裝置2中的單片機(jī)U1首先檢測(cè)儀器的初始狀態(tài)，檢查壓板6是否處于200mm位置處，如果U1的輸入輸出端P1.3口為低電平，則壓板6處于規(guī)定位置處，否則U1自動(dòng)使壓板6調(diào)整到200mm處。接著儀器進(jìn)入等待鍵輸入狀態(tài)。此時(shí)按規(guī)定預(yù)處理好待檢測(cè)纖維，將纖維置于壓力傳感測(cè)試機(jī)構(gòu)4的壓力傳感器上，按運(yùn)行鍵后，控制顯示裝置2中顯示器的顯示鍵盤接口U6檢測(cè)到鍵按下后向U1的輸入端INTO口發(fā)出中斷申請(qǐng)，U1響應(yīng)中斷后即進(jìn)入樣品自動(dòng)檢測(cè)狀態(tài)。U1通過(guò)串行輸入端RXD口，從壓力傳感器讀取纖維質(zhì)量值并保存入內(nèi)部存貯器中，再通過(guò)U1的串行輸出端TXD口送出一壓力傳感復(fù)位信號(hào)使壓力傳感器復(fù)位，然后，U1的輸入輸出端P1.4，P1.5,P1.6，P1.7向步進(jìn)電機(jī)12的驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)12運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)壓板6對(duì)纖維施加壓力，壓板6下降速度由驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率決定，而頻率由U1的內(nèi)部定時(shí)器T2依據(jù)操作者所設(shè)下降速度而定。同時(shí)，U1不斷地從RXI口讀入壓力傳感器送來(lái)的壓力信號(hào)與預(yù)設(shè)的輕負(fù)荷值比較，一旦達(dá)到預(yù)設(shè)值，U1就停止發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，停止對(duì)纖維的進(jìn)一步壓縮，同時(shí)，把達(dá)到輕負(fù)荷壓力時(shí)U1發(fā)出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的個(gè)數(shù)記錄下來(lái)。接著，U1又發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)開(kāi)始對(duì)纖維繼續(xù)施加壓力，U1不斷地從RXD口讀入壓力傳感器送來(lái)的壓力信號(hào)和預(yù)設(shè)的重負(fù)荷值比較，一旦達(dá)到預(yù)設(shè)值，U1就停止發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，停止對(duì)纖維的進(jìn)一步壓縮，同時(shí)，把達(dá)到重負(fù)荷壓力時(shí)U1發(fā)出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的個(gè)數(shù)記錄下來(lái)。儀器開(kāi)始計(jì)算纖維的膨松特性V1、V2值，輕重負(fù)荷下纖維的高度h1、h2值，纖維質(zhì)量m值及回彈P值，并在顯示器上輪流顯示。然后本實(shí)用新型發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)使壓板6回升到初始200mm狀態(tài)處，處于鍵等待狀態(tài)。等待下一檢測(cè)過(guò)程。
當(dāng)撳下“通訊”鍵后，本實(shí)用新型進(jìn)入PC微機(jī)控制檢測(cè)狀態(tài)。PC機(jī)通過(guò)自身的RS232C串行口和本實(shí)用新型擴(kuò)展串行接口U5的串行口通訊，控制本實(shí)用新型的全面功能。PC機(jī)WINDOWS界面下的控制軟件可完成本實(shí)用新型參數(shù)的設(shè)定和本實(shí)用新型的運(yùn)行功能控制及測(cè)試方法參數(shù)組的選擇，測(cè)試結(jié)果包括壓力-體積關(guān)系圖顯示及打印輸出等。
權(quán)利要求1．一種中空纖維膨松特性、回彈測(cè)試儀，其特征在于它由壓力長(zhǎng)度測(cè)試裝置和控制顯示裝置組成，其壓力長(zhǎng)度測(cè)試裝置有一個(gè)施壓機(jī)構(gòu)及壓力傳感測(cè)試機(jī)構(gòu)和一個(gè)與施壓機(jī)構(gòu)相連且同步動(dòng)作的長(zhǎng)度測(cè)量機(jī)構(gòu)，控制顯示裝置由驅(qū)動(dòng)電路、單片機(jī)系統(tǒng)和顯示器組成，其輸入輸出分別與壓力傳感測(cè)試機(jī)構(gòu)和長(zhǎng)度測(cè)量機(jī)構(gòu)相連。
2．按權(quán)利要求1所述的中空纖維膨松特性、回彈測(cè)試儀，其特征在于所述施壓機(jī)構(gòu)由壓板和施壓電機(jī)組成，電機(jī)固裝在殼體內(nèi)，壓板與連桿的一端相連，連桿穿過(guò)殼體縱向槽，其另一端與施壓電機(jī)相連，對(duì)應(yīng)壓板的下方在殼體的底座上設(shè)有壓力傳感測(cè)試機(jī)構(gòu)。
3．按權(quán)利要求1所述的中空纖維膨松特性、回彈測(cè)試儀，其特征在于所述長(zhǎng)度測(cè)量機(jī)構(gòu)可由步進(jìn)電機(jī)、減速齒輪對(duì)、滾珠絲桿構(gòu)成，步進(jìn)電機(jī)同時(shí)可兼作施壓機(jī)構(gòu)中的施壓電機(jī)，它的輸出軸與減速齒輪對(duì)相連，速齒輪對(duì)中的大齒輪與滾珠絲桿相連，滾珠絲桿上的滾珠螺母就與施壓機(jī)構(gòu)中的連桿連接，連桿的外端伸出殼體與壓板相連。
4．按權(quán)利要求1所述的中空纖維膨松特性、回彈測(cè)試儀，其特征在于所述控制顯示裝置由驅(qū)動(dòng)電路、單片機(jī)系統(tǒng)和顯示器組成，其輸入與壓力傳感測(cè)試機(jī)構(gòu)相連，其輸出與長(zhǎng)度測(cè)量機(jī)構(gòu)相連，其中單片機(jī)系統(tǒng)由單片機(jī)、鎖存器和只讀存貯器構(gòu)成，顯示器由顯示鍵盤接口和發(fā)光顯示管構(gòu)成，驅(qū)動(dòng)電路為多路，其路數(shù)與所選步進(jìn)電機(jī)的型號(hào)相關(guān)，每一路線路結(jié)構(gòu)均相同，均由光耦、復(fù)合放大管組成，各光耦的輸入端通過(guò)反相器與單片系統(tǒng)中的單片機(jī)的對(duì)應(yīng)輸出口相連，各光耦的輸出接各自的復(fù)合放大管的輸入，各放大管的輸出通過(guò)各自電阻與步進(jìn)機(jī)的各對(duì)應(yīng)繞組連接，壓力傳感測(cè)試機(jī)構(gòu)中的單片機(jī)的串行輸入輸出口與控制顯示裝置中的單片機(jī)的串行輸入輸出口相連。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種纖維膨松特性及回彈性能的測(cè)試儀器,它由壓力長(zhǎng)度國(guó)測(cè)試裝置和控制顯示裝置組成,其壓力長(zhǎng)度測(cè)試裝置有一個(gè)施壓機(jī)構(gòu)及壓力傳感測(cè)試機(jī)構(gòu)和一個(gè)與施壓機(jī)構(gòu)相連且同步動(dòng)作的長(zhǎng)度測(cè)量機(jī)構(gòu),控制顯示裝置由驅(qū)動(dòng)電路、單片機(jī)系統(tǒng)和顯示器組成,其輸入輸出分別與壓力傳感測(cè)試機(jī)構(gòu)和長(zhǎng)度測(cè)量機(jī)構(gòu)相連。本實(shí)用新型測(cè)試精度高,操作簡(jiǎn)便,自動(dòng)化程度高,適用于纖維壓縮性能的測(cè)試。
文檔編號(hào)G01N21/00GK2312455SQ9724329
公開(kāi)日1999年3月31日 申請(qǐng)日期1997年12月25日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月25日
發(fā)明者陳昂, 王美祖, 薛月霞, 韓春艷 申請(qǐng)人:儀征化纖股份有限公司