紅外光束檢測角可調式硬挺度儀的製作方法

2023-07-24 02:27:16 2

專利名稱:紅外光束檢測角可調式硬挺度儀的製作方法
本實用新型屬於一種測試織物、塑料、紙張等材料的硬挺度試驗儀。
目前，國內外採用斜面法測定織物硬挺度所使用的儀器，多數還屬較為簡易的工具。國外較有代表性的試驗儀器，有英國的「錫萊」硬挺度試驗儀(「SHIRLEY」Stiffness tester SDL 3B)和日本大榮科學精儀製作所(DAIEI)的懸臂法柔軟度試驗儀 (Softness tester)。以上儀器主要由工作平臺、試樣壓板和檢測斜面組成。工作原理是將試樣平置於工作平臺上，放上試樣壓板，然後，將試樣勻速推出工作平臺，由於自重作用試樣彎曲下垂，當試樣前端接觸檢測斜面時，測出試樣伸出長度，通過有關公式算出硬挺度值。以上儀器的主要特點是多用性，能用於織物、塑料、紙張和其它材料；測定範圍寬，能用於所有生產階段中的織物測試；但儀器的自動化程度低，基本上是手工操作。由於主要靠目測，測試精度不高，儀器也較為原始。
在我國，到目前為止，尚無統一的硬挺度測試儀器。有的甚至還使用自製的45°斜面木製工具，導致測試方法以及結果的表示等各不一致，對比性差，重現性較差。
當前較先進的斜面法硬挺度試驗儀是山東省紡織科學研究所在一九八四年研製的LFY－22型硬挺度儀。其特點是在傳統的有形檢測斜面上附設光敏管檢測點和白熾燈檢測光源，並將試樣移動方式由手動改為電機傳動。該儀器減少了部分手工操作，測試精度有了提高。但是，該儀器檢測光源為白熾光，很容易受外界光的幹擾，穩定性較差。而且，該儀器仍用刻度尺目視讀數，眼睛容易疲勞，造成目視誤差，影響測量精度。
總之，現有儀器自動化程度低，測試精度低，數據可比性差，一臺儀器只有一個檢測角度，這對於在科研和對外貿易工作中，需要按不同檢測角測試時，是很不方便的。
本實用新型目的在於提供一種能克服上述儀器不足，自動化程度高，即能自動檢測和數值自動顯示，以及試樣壓板自動起落。採用抗幹擾光源，穩定性好，測試精度高，且檢測角可調，使儀器既能適用於我國《織物硬挺度試驗方法》標準，又能適用於英、美、日、蘇等主要工業發達國家的標準，以滿足用戶各種不同的檢測需要。
本實用新型屬於斜面法硬挺度試驗儀，其檢測原理與國際上公認的斜面懸臂法是一致的。本實用新型的任務是以如下方式完成的在緊靠工作平臺試樣輸出端有一矽光電池，工作平臺斜下方有一脈衝紅外光源，兩者裝在同一連杆的兩端，連杆轉軸軸心在工作平臺試樣輸出端。旋動旋鈕，使連杆繞轉軸軸心轉動，以調節脈衝紅外光束與工作平臺的夾角(即檢測角)。在儀器面板上有41°30′、43°、45°三條刻度線。根據需要，將脈衝紅外光源對準某一刻度線，進行檢測。由於矽光電池和脈衝紅外光源在同一連杆上，因此，兩者能保持同步運動，使脈衝紅外光束始終對準矽光電池和工作平臺試樣輸出端，保證了測試精度。本實用新型還在驅動裝置上裝有一由非導磁材料鑲嵌黑金屬條製成的編碼盤，與霍爾編碼、測量單元以及計數、解碼、顯示等單元電路一起完成自動檢測、計數、顯示等檢測任務。電路具有BCD代碼輸出，根據需要可配數據處理和列印裝置。另外，還設有電磁控制的試樣壓板自動起落裝置。
本實用新型提供的儀器與現有儀器相比有許多優點和積極效果。本實用新型採用了脈衝紅外光束和矽光電池組成的「隱形」檢測斜面完全取代了傳統的有形檢測斜面，提高了檢測精度，增強了抗幹擾性。以往的硬挺度試驗儀都採用有形檢測斜面檢測，或者在有形檢測斜面上安裝光敏管和白熾燈光源進行檢測。本實用新型破除了斜面法硬挺度試驗儀應有一有形檢測斜面這一傳統觀念，完全去掉了有形檢測斜面，使儀器輕巧美觀、製作簡單、操作方便，並使檢測角調節簡單可行。由於檢測角為可調式，因而儀器的適用面更廣了，能用三種不同的檢測角對試樣測試，測試結果可比性強，且準確可靠。使得一臺儀器可以代替三臺不同的定檢測角度的儀器使用，這樣能更好地為生產特別是科研、對外貿易和技術交流服務。同時也有利於出口不同國家。
本實用新型採用脈衝紅外光源檢測，它比現有的白熾光源檢測，有著抗光幹擾性強、穩定性好、檢測精度高等優點。選用矽光電池作為其光電探測器，這種探測器與現有儀器選用的光敏管相比有許多優點，它是一個自生偏壓裝置，即不需偏壓電源，這種情況可以降低電路的複雜性，同時也避免了由電源不穩而引起的波動，保證了信息傳遞的穩定性，並且使用壽命長。由於它是一個尺寸很小的薄片元件，所以容易緊靠在工作平臺試樣輸出端，從而保證了儀器檢測角的精確性，使儀器能適用於所有生產階段中的織物測試。
本實用新型在自動檢測、數值顯示電路系統中，設計製作了一種由非導磁材料鑲嵌黑金屬條構成的編碼盤。使其結構簡化，成本降低。
以下將結合附圖對本實用新型作進一步的詳細敘述。
圖1是本實用新型的外部結構圖。
圖2是本實用新型的檢測角調節裝置示意圖。
如圖1所示，工作平臺〔1〕上有一試樣壓板〔2〕，試樣〔7〕被平置於工作平臺〔1〕上，按動操作鍵盤〔8〕上的開關，試樣壓板〔2〕自動落下，驅動試樣〔7〕向前移動。緊靠工作平臺〔1〕試樣輸出端設有一矽光電池〔4〕，它裝在連杆轉軸〔12〕一端，連杆轉軸〔12〕轉動軸心在工作平臺〔1〕試樣輸出端，連杆〔11〕的另一端裝有脈衝紅外光源〔3〕，紅外光源〔3〕與矽光電池〔4〕之間的按裝距離以200mm為宜。當扭動旋鈕〔5〕時，與旋鈕〔5〕直接相連的調節齒輪〔13〕轉動，並驅動連杆〔11〕轉動，連杆〔11〕上的脈衝紅外光源〔3〕和矽光電池〔4〕繞連杆轉軸〔12〕軸心同步轉動，從而使紅外光束始終對準矽光電池〔4〕和工作平臺〔1〕試樣輸出端。根據不同需要，將紅外光源〔3〕調至儀器面板〔9〕上的41°30′、43°、45°三條檢測角刻度線〔10〕中的某一刻度進行測試。當試樣〔7〕被壓板〔2〕推出工作平臺〔1〕後，由於自重作用而彎曲下垂，當試樣〔7〕剛遮住射向矽光電池〔4〕上的紅外光束時，試樣〔7〕自動停止運動，數字顯示器〔6〕顯示出試樣〔7〕的伸出長度值，並計算得試樣的硬挺度值。
另外，在自動檢測和數字顯示電路系統中所使用的編碼盤，安裝在傳動絲槓的一端，由塑料或鋁等非導磁材料均勻鑲嵌黑金屬條製成。當驅動試樣移動時，絲槓也帶動編碼盤同步轉動，由此改變了傳感電路的磁通密度，從而產生方波脈衝編碼，並與其它電路一起完成了自動檢測任務。
權利要求
1.一種由工作平臺[1]、試樣壓板[2]、試樣驅動裝置以及檢測光源和光敏元件等組成的硬挺度試驗儀。其特徵是工作平臺斜下方有一其光束與工作平臺[1]夾角(即檢測角)可調的脈衝紅外光源[3]，在緊靠工作平臺[1]試樣輸出端有用來接受紅外光束的矽光電池[4]。
2.按權利要求
1所述的硬挺度試驗儀，其特徵是有一檢測角調節裝置。
3.按權利要求
2所述的硬挺度試驗儀，其特徵是脈衝紅外光源〔3〕和矽光電池〔4〕裝在調節裝置的連杆〔11〕兩端，連杆轉軸〔12〕軸心在工作平臺〔1〕試樣輸出端，脈衝紅外光源〔3〕發出的光束始終對準矽光電池〔4〕和連杆轉軸〔12〕軸心。
4.按權利要求
1、2或3所述的硬挺度試驗儀，其特徵是脈衝紅外光束與工作平臺〔1〕夾角(即檢測角)可調為41°30′、43°、45°三種工作狀態。
5.按權利要求
4所述的硬挺度試驗儀，其特徵是在其自動檢測和數字顯示電路系統中有一由非導磁材料鑲嵌黑金屬條製成的編碼盤。
專利摘要
本實用新型屬於一種測試織物、塑料、紙張等材料的硬挺度試驗儀。本實用新型提供的儀器主要由工作平臺、試樣壓板以及光電檢測系統組成。其主要特徵是採用了脈衝紅外光源和矽光電池組成的「隱形」檢測斜面取代傳統的有形檢測斜面，增強了抗幹擾性和穩定性。檢測角可調使儀器使用範圍更為廣泛。自動檢測和數字顯示系統以及試樣壓板自動起落裝置，提高了工作效率和測試精度。
文檔編號G01N21/86GK87200553SQ87200553
公開日1987年11月4日 申請日期1987年1月17日
發明者高洪雲 申請人:山東省紡織科學研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan