紡織纖維或者紗線抗彎剛度測定儀的制作方法

專利名稱：紡織纖維或者紗線抗彎剛度測定儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種紡織纖維或者紗線的測試儀器。
紡織纖維或者紗線的抗彎剛度是反映其在外力作用下彎曲變形能力的一項(xiàng)重要物理指標(biāo)。在目前的科研和生產(chǎn)實(shí)踐中，人們大多利用紗線強(qiáng)力儀測試其接結(jié)強(qiáng)度或者鉤接強(qiáng)度來間接評定該項(xiàng)指標(biāo)，有的甚至還采用手估目測的原始方法。前者雖然在理論上可行，但在實(shí)際測定中，由于受試樣條干均勻度、表面結(jié)構(gòu)和受力狀態(tài)影響很大，因而，結(jié)果往往不甚準(zhǔn)確，有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)反常的現(xiàn)象。
五十年代初，日本的小野木重治、安藤昭三曾研究過一種纖維抗彎剛度的裝置，它是利用示振儀，通過揚(yáng)聲器紙盆的振動(dòng)帶動(dòng)纖維試樣起振，測出其諧振頻率并計(jì)算出抗彎剛度。從文獻(xiàn)所介紹的情況分析，該裝置僅僅是一種原理性的實(shí)驗(yàn)裝置，作為成熟實(shí)用的測試手段尚有一段距離。直到目前，也未曾發(fā)現(xiàn)有在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的測試儀器。
因此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種直接測定纖維或者紗線抗彎剛度性能的儀器，并實(shí)現(xiàn)測試結(jié)果的自動(dòng)數(shù)據(jù)計(jì)算、輸出。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型在儀器中采用了一個(gè)交變電場作為振蕩源，通過測試機(jī)構(gòu)，使纖維或紗線試樣在一定條件和狀態(tài)下進(jìn)入該交變電場，并通過高壓源使試樣穩(wěn)定起振，改變電場頻率，振動(dòng)試樣的振幅也隨之變化，最大振幅時(shí)，電場的振動(dòng)頻率與試樣的固有頻率相匹配，此時(shí)的頻率數(shù)通過儀器的數(shù)據(jù)處理顯示系統(tǒng)顯示，或者換算成抗彎剛度值顯示。
以下結(jié)合附圖
詳細(xì)說明本實(shí)用新型的工作原理與結(jié)構(gòu)示意圖，其中1頻率發(fā)生器 7鍵盤2頻率放大器 8支架3高壓源 9轉(zhuǎn)軸4測試機(jī)構(gòu) 10平板試樣夾持器5單片機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 11金屬極板6.數(shù)碼顯示塊 12試樣定長剪取器由附圖可見，本實(shí)用新型在結(jié)構(gòu)上主要包括頻率發(fā)生器1、高壓源3、測試機(jī)構(gòu)4、數(shù)據(jù)輸入、處理、顯示系統(tǒng)7、5、6四大部份。根據(jù)測試要求，頻率發(fā)生器1所產(chǎn)生的頻率應(yīng)是在一定范圍內(nèi)可調(diào)的，其信號經(jīng)放大器2放大接入測試機(jī)構(gòu)4中的兩塊金屬極板11上，形成了一個(gè)交變電場。高壓源3即靜電發(fā)生器是構(gòu)成試樣穩(wěn)定振蕩的另一個(gè)要素，由它產(chǎn)生的直流高壓直接通入測試機(jī)構(gòu)4中的平板試樣夾持器10上，使試樣帶上一恒定的電荷，在交流電場的感應(yīng)下發(fā)生振蕩。
儀器的測試機(jī)構(gòu)主要由平板試樣夾持器10、金屬極板11、試樣定長剪取器12構(gòu)成。考慮到試樣為線性材料，夾持時(shí)應(yīng)允許有一定的旋轉(zhuǎn)自由度，因此，平板試樣夾持器10通過一根沿中心設(shè)置的轉(zhuǎn)軸9裝于支架8上。又考慮到裝拆試樣以及調(diào)整試樣在交變電場中位置的方便，兩塊金屬極板11或者支架8的高低位置可通過一個(gè)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(圖中未示)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
此外，由理論計(jì)算公式可知，試樣的抗彎剛度除與其固有的振動(dòng)頻率的平方成正比外，還與試樣長度的四次方成正比。因此，準(zhǔn)確剪取試樣長度也是儀器測試的關(guān)鍵因素之一。本實(shí)用新型在平板試樣夾持器10的下方裝有一個(gè)試樣定長剪取器12，并在其上設(shè)置帶標(biāo)度尺的高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(圖中未示)，準(zhǔn)確調(diào)節(jié)試樣定長剪取器12的高度，即準(zhǔn)確控制了試樣的剪取長度。
為了能直觀地表現(xiàn)纖維或者紗線的抗彎剛度測定值，使儀器具備計(jì)數(shù)、計(jì)算、顯示等功能，本實(shí)用新型在儀器電路中設(shè)置了單片機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)5、數(shù)碼顯示塊6和輸入鍵盤7。儀器開機(jī)后，系統(tǒng)自動(dòng)清零，處于等待狀態(tài)。當(dāng)試樣上機(jī)，測試準(zhǔn)備工作就緒后，通過鍵盤7中的數(shù)字鍵，輸入并顯示被測試樣的長度；再通過測試鍵，使儀器處于測量工作狀態(tài)，即顯示施加于金屬極板11上交變電場的頻率數(shù)。此時(shí)，載有恒定電荷的試樣在交流電場的感應(yīng)下發(fā)生振蕩，使試樣產(chǎn)生了肉眼可觀察到的振幅。通過頻率發(fā)生器1改變電場頻率，試樣振幅也相應(yīng)發(fā)生變化，當(dāng)電場頻率大于或者小于試樣的固有頻率時(shí)，試樣的振幅都將變小；只有電場頻率與試樣的固有頻率相匹配，即達(dá)到共振時(shí)，操作人員可觀察到試樣的最大振幅，這時(shí)，通過鍵盤7中的計(jì)算鍵，將最大振幅時(shí)對應(yīng)的電場頻率數(shù)或者根據(jù)公式換算成抗彎剛度值顯示出來，從而完成了一次測試過程。若測試過程中，要改變試樣的長度，重新進(jìn)行輸入時(shí)，可通過鍵盤7中的復(fù)位鍵，使儀器恢復(fù)至起始狀態(tài)，再按上述過程重新進(jìn)行操作。
值得說明的是，儀器鍵盤7中的若干數(shù)字鍵，設(shè)置了若干檔試樣的測試長度，其各檔數(shù)值的確定，是根據(jù)不同品種、規(guī)格的試樣，以保證試樣在測試過程中有一定的振幅大小(1－2mm)，能用肉眼清晰觀察到，且又具有穩(wěn)定的振動(dòng)頻率，減少誤差為原則，通過設(shè)定值與實(shí)際測試計(jì)算修正反復(fù)實(shí)驗(yàn)確定的。例如，確定試樣為20／22D的桑蠶絲，其測試長度應(yīng)取20mm為宜。
通過本實(shí)用新型，使建立在纖維振動(dòng)原理上的紡織纖維或者紗線抗彎剛度測試方法儀器化、實(shí)用化，使科研和實(shí)際生產(chǎn)中直接、簡捷地測定纖維或者紗線的抗彎剛度性能成為現(xiàn)實(shí)，從而解決了長期以來人們設(shè)法解決的難題。就儀器自身而言，本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠，重演性好的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種適合于測量纖維或者紗線抗彎剛度性能的儀器，其特征在于設(shè)置一個(gè)由平板試樣夾持器(10)、金屬極板(11)、試樣定長剪取器(12)所構(gòu)成的測試機(jī)構(gòu)(4)，通過一個(gè)高壓源(3)和一個(gè)頻率在一定范圍內(nèi)可調(diào)的頻率發(fā)生器(1)以及頻率放大器(2)，分別對夾持試樣和金屬極板(11)施加恒定的電荷和交變電場，并設(shè)置單片機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(5)、數(shù)碼顯示塊(6)、輸入鍵盤(7)，輸入和顯示試樣定長、電場頻率，或者計(jì)算顯示抗彎剛度數(shù)值。
2.按照權(quán)利要求1所述的儀器，其特征在于平板試樣夾持器(10)通過一根沿中心設(shè)置的轉(zhuǎn)軸(9)裝于支架(8)上。
3.按照權(quán)利要求1所述的儀器，其特征在于試樣定長剪取器(12)的工作高度可精確調(diào)節(jié)。
4.按照權(quán)利要求1和2所述的儀器，其特征在于金屬極板(11)或者支架(8)的高度可根據(jù)試樣進(jìn)入交變電場的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種直接測定紡織纖維或者紗線抗彎剛度性能的儀器。該儀主要通過一個(gè)頻率在一定范圍內(nèi)可調(diào)的頻率發(fā)生器(1)和高壓源(2)，使夾持于測試機(jī)構(gòu)(4)中的一定長度的試樣產(chǎn)生穩(wěn)定的諧振，并由單片機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(5)、數(shù)碼顯示塊(6)、輸入鍵盤(7)跟蹤顯示諧振頻率數(shù)，或者由最大振幅時(shí)的頻率直接計(jì)算顯示抗彎剛度數(shù)值。
文檔編號G01N3/00GK2137788SQ92226298
公開日1993年7月7日 申請日期1992年6月27日 優(yōu)先權(quán)日1992年6月27日
發(fā)明者沈鳳巖, 方榮光, 樓關(guān)香 申請人:浙江絲綢科學(xué)研究院