中空纖維膨鬆特性、回彈測試儀的製作方法

2024-01-26 17:04:15

專利名稱：中空纖維膨鬆特性、回彈測試儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種纖維膨鬆特性及回彈性能的測試儀器。
膨鬆特性、回彈，是考核纖維集合體膨鬆性能的指標，是反映中空纖維主要特性的指標。膨鬆特性一般用一定負荷下單位重量纖維具有的體積來表示。目前，纖維膨鬆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上梳理成纖維網，用標準板剪成一定面積的試樣塊，堆積在一起，在一簡易測試裝置上由人工對其施加輕、重負荷，然後從其上一活動標尺上讀出纖維輕負荷、重負荷下的堆積高度，再計算出單位重量纖維在輕、重負荷下的體積即V1、V2值。測試過程中，施加輕負荷、重負荷是通過測試人員手工操作，讀取試樣塊高度也是由人眼觀看，整個操作過程人為誤差較大。還有一種方法是通過壓縮彈性儀測試纖維塊的壓縮彈性，具體操作過程是將少量纖維扯松，放在一個小的試樣杯中測試，此方法只能測出纖維的壓縮彈性率，不能測試出纖維的膨鬆特性V1及V2的數值，且試驗結果與纖維在樣杯中放置的均勻程度有關，再現性較差。根據資料檢索，目前還未見到有關纖維膨鬆特性測試方法及測試儀器的報導。
本實用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種準確度高、自動化程度高、操作簡便的通用型中空纖維膨鬆性、回彈測試儀。
本實用新型的技術解決方案如下一種中空纖維膨鬆特性、回彈測試儀，其特徵在於它由壓力長度測試裝置和控制顯示裝置組成，其壓力長度測試裝置有一個施壓機構及壓力傳感測試機構和一個與施壓機構相連且同步動作的長度測量機構，控制顯示裝置由驅動電路、單片機系統和顯示器組成，其輸入輸出分別與壓力傳感測試機構和長度測量機構相連。
本實用新型利用壓力傳感器控制所加負荷，利用精密傳動裝置測量纖維高度，利用單片微機控制整個儀器的自動運行，大大提高了測試精度，操作簡便，自動化程度高，適用於纖維壓縮性能的測試。它不僅能測試中空纖維，國也能測試其它纖維的的膨鬆性能。


圖1是本實用新型的原理框圖；圖2是本實用新型壓力長度測試裝置結構示意圖；圖3是圖2的剖面結構示意圖(該圖壓板處於壓下位置)；圖4是圖3的A向視圖；圖5是本實用新型控制顯示裝置外形示意圖6是本實用新型的電原理圖。
如圖1，本實用新型由壓力長度測試裝置1和控制顯示裝置2組成，其壓力長度測試裝置1有一個施壓機構3及壓力傳感測試機構4和一個與施壓機構相連且同步動作的長度測量機構5。其中施壓機構3由壓板6和施壓電機7組成，如圖2-4，電機7固裝在殼體8內，壓板6穿出殼體8，其與電機7相連的連杆9位於殼體縱向槽10內，並可沿縱向槽10上下移動，對應壓板6的下方在殼體8的底座11上設有壓力傳感測試機構4。壓力傳感測試機構4實際上就是一個電子天平，它可由壓力傳感器、信號放大電路、模數轉換電路和單片機構成，它為現有產品，可選用江蘇常熟衡器工業公司生產的型號為DJ2/500的電子天平，它的壓力傳感器就位於底座11的表面。本實用新型的長度測量機構5可採用光柵結構實現，只需將它和光發射接收裝置直接連接至施壓機構上即可。長度測量機構5也可由步進電機12、減速齒輪對13、滾珠絲杆14構成，此時步進電機12同時可兼作施壓機構3中的施壓電機7，它的輸出軸與減速齒輪對13相連，速齒輪對13中的大齒輪與滾珠絲杆14相連，滾珠絲杆14上的滾珠螺母15就與施壓機構3中的連杆9連接，連杆9的外端伸出殼體8與壓板6相連。本實用新型的控制顯示裝置2由驅動電路、單片機系統和顯示器組成，其輸入與壓力傳感測試機構4相連，其輸出與長度測量機構5相連，其外形如圖5，其上設有顯示窗16和操作鍵盤17。控制顯示裝置2的具體線路圖如圖6，其中單片機系統由單片機U1(型號可為8032)、鎖存器U2(型號可為74LS73)和只讀存貯器U3(型號可為2764)構成，顯示器由顯示鍵盤接口U6(型號可為8279)和LED發光顯示管構成，驅動電路為多路，其路數與所選步進電機12的型號相關，本實用新型採用的步進電機12為四相電機，故驅動電路有四路，每一路線路結構均相同，均由光耦N、複合放大管T組成，各光耦N的輸入端通過反相器與單片系統中的單片機U1的對應輸出口相連，各光耦N的輸出接各自的複合放大管T的輸入，各放大管T的輸出通過各自電阻R與步進機12的各對應繞組L連接。壓力傳感測試機構4中的單片機的串行輸入輸出口與控制顯示裝置2中的單片機U1的串行輸入輸出口相連。
本實用新型為更詳細地了解纖維的受壓縮全過程，可與通用PC機相連，此時，單片機系統只需通過擴展的串行接口U5(型號可為8251)接至PC機的RS232串行接口即可。
當電源接通後，控制顯示裝置2中的單片機U1首先檢測儀器的初始狀態，檢查壓板6是否處於200mm位置處，如果U1的輸入輸出端P1.3口為低電平，則壓板6處於規定位置處，否則U1自動使壓板6調整到200mm處。接著儀器進入等待鍵輸入狀態。此時按規定預處理好待檢測纖維，將纖維置於壓力傳感測試機構4的壓力傳感器上，按運行鍵後，控制顯示裝置2中顯示器的顯示鍵盤接口U6檢測到鍵按下後向U1的輸入端INTO口發出中斷申請，U1響應中斷後即進入樣品自動檢測狀態。U1通過串行輸入端RXD口，從壓力傳感器讀取纖維質量值並保存入內部存貯器中，再通過U1的串行輸出端TXD口送出一壓力傳感復位信號使壓力傳感器復位，然後，U1的輸入輸出端P1.4，P1.5,P1.6，P1.7向步進電機12的驅動電路發出驅動信號驅動步進電機12運轉帶動壓板6對纖維施加壓力，壓板6下降速度由驅動信號的頻率決定，而頻率由U1的內部定時器T2依據操作者所設下降速度而定。同時，U1不斷地從RXI口讀入壓力傳感器送來的壓力信號與預設的輕負荷值比較，一旦達到預設值，U1就停止發出驅動信號，停止對纖維的進一步壓縮，同時，把達到輕負荷壓力時U1發出的驅動信號的個數記錄下來。接著，U1又發出驅動信號開始對纖維繼續施加壓力，U1不斷地從RXD口讀入壓力傳感器送來的壓力信號和預設的重負荷值比較，一旦達到預設值，U1就停止發出驅動信號，停止對纖維的進一步壓縮，同時，把達到重負荷壓力時U1發出的驅動信號的個數記錄下來。儀器開始計算纖維的膨鬆特性V1、V2值，輕重負荷下纖維的高度h1、h2值，纖維質量m值及回彈P值，並在顯示器上輪流顯示。然後本實用新型發出驅動信號使壓板6回升到初始200mm狀態處，處於鍵等待狀態。等待下一檢測過程。
當撳下「通訊」鍵後，本實用新型進入PC微機控制檢測狀態。PC機通過自身的RS232C串行口和本實用新型擴展串行接口U5的串行口通訊，控制本實用新型的全面功能。PC機WINDOWS界面下的控制軟體可完成本實用新型參數的設定和本實用新型的運行功能控制及測試方法參數組的選擇，測試結果包括壓力-體積關係圖顯示及列印輸出等。
權利要求1．一種中空纖維膨鬆特性、回彈測試儀，其特徵在於它由壓力長度測試裝置和控制顯示裝置組成，其壓力長度測試裝置有一個施壓機構及壓力傳感測試機構和一個與施壓機構相連且同步動作的長度測量機構，控制顯示裝置由驅動電路、單片機系統和顯示器組成，其輸入輸出分別與壓力傳感測試機構和長度測量機構相連。
2．按權利要求1所述的中空纖維膨鬆特性、回彈測試儀，其特徵在於所述施壓機構由壓板和施壓電機組成，電機固裝在殼體內，壓板與連杆的一端相連，連杆穿過殼體縱向槽，其另一端與施壓電機相連，對應壓板的下方在殼體的底座上設有壓力傳感測試機構。
3．按權利要求1所述的中空纖維膨鬆特性、回彈測試儀，其特徵在於所述長度測量機構可由步進電機、減速齒輪對、滾珠絲杆構成，步進電機同時可兼作施壓機構中的施壓電機，它的輸出軸與減速齒輪對相連，速齒輪對中的大齒輪與滾珠絲杆相連，滾珠絲杆上的滾珠螺母就與施壓機構中的連杆連接，連杆的外端伸出殼體與壓板相連。
4．按權利要求1所述的中空纖維膨鬆特性、回彈測試儀，其特徵在於所述控制顯示裝置由驅動電路、單片機系統和顯示器組成，其輸入與壓力傳感測試機構相連，其輸出與長度測量機構相連，其中單片機系統由單片機、鎖存器和只讀存貯器構成，顯示器由顯示鍵盤接口和發光顯示管構成，驅動電路為多路，其路數與所選步進電機的型號相關，每一路線路結構均相同，均由光耦、複合放大管組成，各光耦的輸入端通過反相器與單片系統中的單片機的對應輸出口相連，各光耦的輸出接各自的複合放大管的輸入，各放大管的輸出通過各自電阻與步進機的各對應繞組連接，壓力傳感測試機構中的單片機的串行輸入輸出口與控制顯示裝置中的單片機的串行輸入輸出口相連。
專利摘要本實用新型涉及一種纖維膨鬆特性及回彈性能的測試儀器,它由壓力長度國測試裝置和控制顯示裝置組成,其壓力長度測試裝置有一個施壓機構及壓力傳感測試機構和一個與施壓機構相連且同步動作的長度測量機構,控制顯示裝置由驅動電路、單片機系統和顯示器組成,其輸入輸出分別與壓力傳感測試機構和長度測量機構相連。本實用新型測試精度高,操作簡便,自動化程度高,適用於纖維壓縮性能的測試。
文檔編號G01N21/00GK2312455SQ9724329
公開日1999年3月31日 申請日期1997年12月25日 優先權日1997年12月25日
發明者陳昂, 王美祖, 薛月霞, 韓春豔 申請人:儀徵化纖股份有限公司