专利名称：一种用于松散纤维集合体回潮率的测量装置以及方法
技术领域：
本发明属于纤维集合体水分烘干技术领域，特别是涉及一种用于松散纤维集合体
回潮率的测量装置以及方法。
背景技术：
纤维集合体多以松散形式存储和交易，其回潮率可显著响影响纤维质量、性能与 形态，从而影响纤维的品质；尤其涉及到商业往来中的利益。因此，回潮率的研究极为重 要，也为重要检测指标之一。纤维集合体回潮率的测量方法方法之一为间接测试法，即通 过建立回潮率与某些指标的关系，如电阻(王建君，李晓峰，陈日新.用交流阻抗测湿法测 量纺织纤维的含水率.传感器技术，2003，22 :65-67)、电容、红外吸收能量谱图(C. Chino， JP patent, JP8285767—A， Water content meter for measuring moisture regain using infrared ray)、气压(张春山，李笃仁.测定松散物质含水量的方法及仪器.国家发明 专利，申请号87101213，
公开日，1988年6月8日)等关系，进而通过经验方法得出回潮 率，由于是非直接测量，结果多为近似，影响因素多，偏差大，重现性差；且常用烘箱法进行 标定。另外一种为直接测量法，即直接获取水分重量的测量方法，其原理是分别称取实际 重量和驱除水分后的重量求得含水量。其中干燥剂干燥法、真空干燥法和传统的烘箱干 燥法费时(GB/T 9995-1997，纺织材料含水率和回潮率的测定烘箱干燥法；凌荣根，程贞 娟，钱建华.真空烘箱转鼓干燥机.实用新型专利.申请号00218636. 5，授权公告号 CN 2436898Y，授权公告日2001年6月27日；童金柱.强迫通气式快速烘箱.实用新型 专利.申请号94214371. X，授权公告号CN2192635Y，授权公告日1995年3月22日)， 耗时不少于30分钟，多为实验室用，不适于便携操作；红外线干燥法和高频加热干燥法 (TAKM0T0 M. ， JP2008031563_A， Moisture-content control method of organic fiber cord for rubber reinforcement ;韩志强，徐尤龙，吴红兵.微波含水量测定仪.国家发明 专利.申请号91103839. 6，
公开日1991年12月4日，公开号CN1056748A;王太岳.红 外线热对流式烘箱.实用新型专利.申请号200420047253. 6，授权公告日2006年2月1 日，授权公告号CN2755523Y)等加热不匀，损伤纤维导致偏差。 烘箱法结果较稳定，准确性尚可，虽费时、耗能，但仍是目前常用的测量方法。因 此，为更有效的开发利用烘箱干燥法，提高测量效率，故需要对烘干方法和测量设备进行改 进，实现快速、客观的有效测量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于松散纤维集合体回潮率的测量装置 以及方法，以解决松散纤维集合体的回潮率的快速、有效测定问题。 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种用于松散纤维集合体回潮 率的测量装置，由输入机构、托起机构、称重机构、盛样筒、夹持机构、排气机构、箱体、底座 及限位器组成，箱体里面有盛样筒，左边是输入机构，右边是夹持机构，下方有托起机构和称重机构，并且称重机构在托起机构之上，排气机构在夹持机构的右边，并与之固连。
输入机构由滑门、第一空心圆管、风扇、空心软管、电磁炉、第二空心圆管、金属网、 支撑杆。支撑杆装于底座上；第一空心圆管和第二空心圆管固定于支撑杆上；滑门和风扇 均装于第一空心圆管上，第一空心圆管两端对称；电磁炉装于第二空心圆管上；第二空心 圆管一端开口孔径大，一端开口孔径小；空心软管两端对称，分别固接于第一空心圆管一端 和第二空心圆管的大孔径开口一端，实现密封连接；金属网是金属铝网，且固定于第二空心 圆管的小孔径开口一端上。电磁炉加热气体的温度可调为4(TC 180°C。
第一空心圆管和第二空心圆管是耐高温ot: 18(TC的聚四氟乙烯管，空心软管 是耐高温ot: 18(TC的柔性橡胶管。 滑门由滑块、手柄、对称螺杆、固定板、滑板、橡胶块、通风孔组成。橡胶块粘附于滑 板表面上，滑板与滑块固定连接，滑块套接于对称螺杆上，手柄和对称螺杆均固定于固定板 上，固定板装于第一空心圆管上。通过调节手柄转动对称螺杆，移动滑块和滑板来调节进风 空气面积，可调为0 900cm2。 托起机构由Y型撑架、固定块、滑块、丝杆、蜗杆和电机组成。电机固定于底座上；
固定块一端固定于支撑杆上，另一端与丝杆相连，用于固定丝杆的位置；Y型撑架固定于滑
块上，丝杆通过电机驱动蜗杆转动，并驱动Y型撑架和滑块一起向上或向下移动。 称重机构由Y型撑架、力传感器和橡胶块组成。力传感器和橡胶块一起固定于底座上。 夹持机构由第三空心圆管、空心软管、滑块、丝杆、蜗杆和电机组成。电机固定于底 座上；第三空心圆管一端开口孔径大，一端开口孔径小；空心软管两端对称，一端与第三空 心圆管的大孔径开口一端固接；第三空心圆管固定于滑块上，丝杆通过电机驱动蜗杆转动， 并驱动第三空心圆管和滑块一起向左或向右移动。第三空心圆管是耐高温O 18(TC的聚
四氟乙烯管，空心软管是耐高温O 18(TC的柔性橡胶管。 盛样筒由盛样盖和盛样杯组成。盛样盖为金属网，盛样杯为两端开口的薄壁金属
圆柱型筒。盛样筒两端外径与输入机构上的第二空心圆管的小孔开口一端外径和夹持机构
上的第三空心圆管的小孔开口一端外径耦合。盛样盖和盛样杯均为金属铝。 排气机构由第四空心圆管、风扇和支撑杆组成。风扇装于第四空心圆管上，第四空
心圆管固定于支撑杆上，支撑杆再固定于底座上。第四空心圆管与夹持机构的空心软管固
接。第四空心圆管两端对称，是耐高温0 18(TC的聚四氟乙烯管。 箱体由顶壁、左侧壁、右侧壁、前壁、后壁和底壁组成。左侧壁开有圆孔，圆孔孔径 与输入机构上的第二空心圆管的大孔开口一端的外径耦合，第二空心圆管从小孔一端插入 圆孔内；右侧壁开有圆孔，圆孔孔径与夹持机构上的第三空心圆管的大孔开口一端的外径 耦合，第三空心圆管从小孔一端插入圆孔内。顶壁由顶壁板和L型门组成，L型门与顶壁板 铰链连接，L型门可转动，与前壁耦合；底壁由底壁板和卡板组成，卡板与底壁板连接构成 底壁。底壁上形成的3个圆孔直径相等，分别与Y型撑架、Y型撑架和Y型撑架衔接耦合，Y 型撑架和Y型撑架可在竖直方向向上、向下移动，但不触碰底壁。顶壁、左侧壁、右侧壁、前 壁、后壁和底壁等固接构成箱体，通过底壁固定于支撑杆和底座上。 底座用于固定支撑杆、电机、力传感器、电机、支撑杆和箱体，底座固定于平台上。
限位器由上限位器、下限位器、左限位器和右限位器组成。上限位器和下限位器固定于支撑杆上，用于限定托起机构的中滑块的最高位置和最低位置。当滑块移动最高位置， 即上限位，Y型撑架正好将盛样筒托起至脱离Y型撑架；当滑块移动最低位置，即下限位，Y 型撑架正好将盛样筒放置于Y型撑架上，但不触碰底座。左限位器和右限位器固定于支撑 杆上，用于限定夹持机构的中滑块的最左位置和最右位置。当滑块移动最左位置，即左限 位，第二空心圆管小孔开口 一端与盛样筒开口 一端、盛样筒开口 一端与第三空心圆管小孔 开口一端衔接耦合，无气体泄漏；当滑块移动最右位置，即右限位，第三空心圆管小孔开口 一端与盛样筒开口一端脱离无接触、盛样筒开口一端也与第二空心圆管小孔开口一端脱离 无接触。 风扇的转速、电磁炉的加热、电机的启动、电机的启动、风扇的转速、力传感器的感 应受力、信号的采集及机构的驱动控制是由驱动控制卡、数据采集卡、计算机及其程序软 件构成的测量系统完成，其中，驱动控制是指对风扇、风扇、电磁炉、电机和电机的驱动与 控制；信号采集是指对力信号的采集；程序软件测量是指按软件设定的程序进行的完整测 量，其包括信号采集与实时显示模块、驱动控制模块、数据采集处理与存储模块以及界面操 作模块。 本发明的测量原理是通过输入机构将高温热气高流速、集中吹向松散纤维集合体 进行烘干。高温热气是指气体的温度范围为40°C 18(TC，涵盖了目前所有纺织纤维烘干 法的烘干温度；高流速是指热气的流速可高达0米/秒 10米/秒；集中烘干是指经输入 机构输入的热气无泄漏底集中吹入盛样筒中纤维集合体，从而实现纤维集合体底水分快速 蒸发。另外，通过排气机构向盛样筒另一端输出热空气，迅速排出水分；再称量烘干的松散 纤维集合体质量，获得质量-时间特征曲线，由此特征曲线得到松散纤维集合体的其回潮 率。 —种用于松散纤维集合体回潮率的测量装置的方法，是通过以下具体步骤实施 的 (1)先称量未装试样的盛样筒的质量；将盛样盖与盛样杯一侧衔接耦合，取试样 装于盛样杯内； (2)启动电机驱动蜗杆和丝杆转动，带动第三空心圆管和滑块向右水平移动至右 限位；启动电机驱动蜗杆和丝杆转动，带动Y型撑架和滑块向上移动至上限位；将盛样筒放 置于托起机构上的Y型撑架上；再通过电机驱动蜗杆和丝杆转动，带动Y型撑架和滑块向下 移动，将盛样筒放于称重机构上的Y型撑架上，Y型撑架和滑块继续下移至下限位，并与盛 样筒脱离，称量装试样的盛样筒质量； (3)通过手柄转动对称螺杆调节滑块，以调节通风孔的抽气面积，即调节输入机构 的抽气流量面积，面接可调为0 900cm2 ; (4)启动电机驱动蜗杆和丝杆转动，带动Y型撑架和滑块向上移动，通过Y型撑架 托起盛样筒，并移至上限位； (5)启动电机驱动蜗杆和丝杆转动，带动第三空心圆管和滑块向左水平移动，通过 第三空心圆管推动盛样筒水平移动至左限位；第三空心圆管、盛样筒与输入机构的第二空 心圆管衔接耦合； (6)通过驱动系统起动电磁炉加热抽入气体，加热温度可调为40°C 180°C ;起动 风扇调节气体流速，即调节输入机构的抽气流速，气体流速范围为0米/秒 10米/秒；
(7)待预定时间后，关闭风扇；启动电机驱动蜗杆和丝杆转动，带动第三空心圆管 和滑块向右水平移动至右限位；启动电机驱动蜗杆和丝杆转动，带动Y型撑架和滑块向下 移动至下限位，将盛样筒放于称重机构上的Y型撑架上，并与盛样筒脱离，通过与Y型撑架 相连的力传感器称量装试样的盛样筒质量； (8)待预定时间后，启动电机驱动蜗杆和丝杆转动，带动Y型撑架和滑块向上移 动，通过Y型撑架托起盛样筒，并移至上限位；启动电机驱动蜗杆和丝杆转动，带动第三空 心圆管和滑块向左水平移动至左限位；起动风扇； (9)重复步骤(7)和(8)，直至盛样筒的称量质量恒重，并称其此时质量；
(10)通过公式可得松散纤维集合体回潮率为C = (G一aXG》/(G「G。)，其中C为 回潮率，G。为步骤(1)中未装试样的盛样筒(4)的质量，&为步骤(2)中盛样筒(4)的质 量，G2为步骤(7)中盛样筒(4)的质量，G3为步骤(9)中盛样筒(4)的最终恒定质量，a为 修正系数，取值范围是-0. 5000 -1. 0000。
有益效果 1.本发明可实现松散纤维集合体的回潮率快速测量，测量时间不超过10分钟； 2.本发明可实现客观、精准的松散纤维集合体水分含量的在线测量，； 3.本发明整个装置结构精巧，可实现简易、便捷、易携带的松散纤维集合体回潮率
在线测试仪。
图l是本发明主视图。 图2是滑门。 图3是盛样。 图4是箱体。 图5是箱体的底壁。 图6是箱体的前壁。 图7是箱体的顶壁。 图8是顶壁与前壁。 图9是箱体的右侧壁。 图IO是箱体的后壁。 图11是底座。 图12是粘胶回潮率质量测试曲线。 图13是羊毛回潮率质量测试曲线。 图14是涤纶回潮率质量测试曲线。 图15是尼龙回潮率质量测试曲线。 图16是Lyocell回潮率质量测试曲线。 图17是苎麻回潮率质量测试曲线。 图18是腈纶回潮率质量测试曲线。 图19是莫代尔回潮率质量测试曲线。 图20是羊毛回潮率质量测试曲线。
图21是PTT回潮率质量测试曲线。
其中 1-输入机构:11-滑门、111-滑块、112-手柄、113-对称螺杆、114-固定板、115-滑 板、116橡胶块、117-通风孔、12-第一空心圆管、13-风扇、14-空心软管、15-电磁炉、16-第 二空心圆管、17-金属网、18-支撑杆； 2-托起机构21-Y型撑架、22-固定块、23_滑块、24_丝杆、25_蜗杆、26_电机；
3-称重机构31-Y型撑架、32_力传感器、33-橡胶块；
4-盛样筒41-盛样盖、42_盛样杯； 5-夹持机构51-第三空心圆管、52-空心软管、53-滑块、54-丝杆、55-蜗杆、 56-电机； 6-排气机构61-第四空心圆管、62-风扇、63-支撑杆； 7-箱体71-顶壁、711_顶壁板、712-L型门、72-左侧壁、721_圆孔、73-右侧壁、 731-圆孔、74-前壁、75-后壁、76-底壁、761_底壁板、762_卡板；
8-底座； 9-限位器91-上限位器、92_下限位器、93_左限位器、94_右限位器。
具体实施例方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人 员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定 的范围。 实施例1粘胶回潮率测量 粘胶回潮率测量步骤如下①先称量未装试样的盛样筒4的质量为11. 000g ;将盛 样盖41与盛样杯42 —侧衔接耦合，取试样装于盛样杯42内；②启动电机56驱动蜗杆55 和丝杆54转动，带动第三空心圆管51和滑块53向右水平移动至右限位94 ;启动电机26， 驱动蜗杆25和丝杆24转动，带动Y型撑架21和滑块23向上移动至上限位91 ;将盛样筒 4放置于托起机构2上的Y型撑架21上；③启动电机56驱动蜗杆55和丝杆54转动，带动 第三空心圆管51和滑块53向左水平移动，通过第三空心圆管51推动盛样筒4水平移动至 左限位93 ;第三空心圆管51、盛样筒4与输入机构2的第二空心圆管16衔接耦合；启动电 机56驱动蜗杆55和丝杆54转动，带动第三空心圆管51和滑块53向右水平移动至右限位 94 ;④将盛样筒4放于称重机构3上的Y型撑架31上，再通过电机26驱动蜗杆25和丝杆 24转动，带动Y型撑架21和滑块23向下移动，Y型撑架21和滑块23继续下移至下限位 92，并与盛样筒4脱离，称量装试样的盛样筒4质量为16. 610g ;⑤启动电机26驱动蜗杆25 和丝杆24转动，带动Y型撑架21和滑块23向上移动，通过Y型撑架21托起盛样筒4，并移 至上限位91 ;启动电机56驱动蜗杆55和丝杆54转动，带动第三空心圆管51和滑块53向 左水平移动，通过第三空心圆管51推动盛样筒4水平移动至左限位93 ;第三空心圆管51、 盛样筒4与输入机构2的第二空心圆管16衔接耦合；⑥通过手柄112转动对称螺杆113调 节滑块111，以调节通风孔117的抽气面积，即调节输入机构2的抽气流量面积为100cm2 ; 通过驱动系统起动电磁炉15加热抽入气体，加热气体温度为105°C ±5°C ;起动风扇13和风扇62调节气体流速为1米/秒；⑦待设定时间360秒后，关闭风扇13和风扇62 ;启动电 机56驱动蜗杆55和丝杆54转动，带动第三空心圆管51和滑块53向右水平移动至右限位 94 ;启动电机26驱动蜗杆25和丝杆24转动，带动Y型撑架21和滑块23向下移动至下限 位92，将盛样筒4放于称重机构3上的Y型撑架31上，并与盛样筒4脱离，通过与Y型撑 架31相连的力传感器32称量装试样的盛样筒4质量为16. 100g ;⑧待设定时间360秒后， 启动电机26驱动蜗杆25和丝杆24转动，带动Y型撑架21和滑块23向上移动，通过Y型 撑架21托起盛样筒4，并移至上限位91 ;启动电机56驱动蜗杆55和丝杆54转动，带动第 三空心圆管51和滑块53向左水平移动至左限位93 ;起动风扇13和风扇62 ;重复步骤⑦和 ⑧，直至盛样筒4的称量质量恒重为16. 100g。 依据松散纤维集合体回潮率为C = (G一aXG3)/(G「G。)，其中C为回潮率，G。为 步骤①中未装试样的盛样筒4的质量，^为步骤④中装试样盛样筒4的质量，G2为步骤⑦ 中经一次烘干盛样筒4的质量，G3为步骤最后盛样筒4的最终恒重，a为修正系数，此处 为-0. 9836，计算可得松散粘胶纤维集合体回潮率为13. 8%。 由粘胶回潮率质量测试曲线可知，在第一次称重阶段，粘胶纤维集合体的质量就 稳定了，表明此时纤维集合体内已经烘干，此时的烘干所需时间为360秒。从后面的3个循 环的质量不波动数据可以进一步证明纤维集合体已经烘干。说明6分钟就可以将松散的粘 胶纤维集合体烘干，烘干时间不超过10分钟。
实施例2羊毛回潮率测量 依据实施例1的试验方法，先称量未装试样的盛样筒4的质量G。为11. OOOg ;称 量装试样的盛样筒4质量G工为15. 910g ;调节输入机构2的抽气流量面积为150cm2 ;通过 驱动系统起动电磁炉15加热抽入气体，加热气体温度为105°C ±5°C ;起动风扇13和风扇 62调节气体流速为0. 1米/秒；⑦设定tl为360秒后，称量装试样的盛样筒4质量G2为 15. 395g ;⑧设定120秒后；重复步骤⑦和⑧，直至盛样筒4的称量质量恒重G3为15. 400g。 羊毛回潮率测量对应的质量_时间曲线见下图。修正系数a为-0. 9961，计算可得松散羊毛 纤维集合体回潮率为11.6%。 由羊毛回潮率质量测试曲线可知，在第一次称重阶段，纤维集合体的质量就稳定 了，表明此时纤维集合体内已经烘干，此时的烘干所需时间为540秒。从后面的l个循环的 质量不波动数据可以进一步证明纤维集合体已经烘干。说明9分钟就可以将松散的纤维集 合体烘干，烘干时间不超过10分钟。
实施例3涤纶回潮率测量 依据实施例1的试验方法，先称量未装试样的盛样筒4的质量G。为11. OOOg ;称量 装试样的盛样筒4质量^为16. 930g ;调节输入机构2的抽气流量面积为400cm2 ;通过驱动 系统起动电磁炉15加热抽入气体，加热气体温度为105°C 士5t:;起动风扇13和风扇62调 节气体流速为O. l米/秒；⑦设定360秒后，称量装试样的盛样筒4质量G2。涤纶回潮率测 量对应的质量-时间曲线见下图。3次称量结果63分别为16.924、16.902、16.882，试样质 量分别为5. 924、5. 902、5. 882 (试样质量变异系数为0. 356% ) ， G3平均结果为16. 903，修 正系数a为-1. 0000，回潮率为0. 46%。由回潮率质量测试曲线可知，在第一次称重阶段， 纤维集合体的质量就稳定了 ，表明此时纤维集合体内已经烘干，此时的烘干所需时间为360 秒。从后面的l个循环的质量不波动数据可以进一步证明纤维集合体已经烘干。说明6分干，烘干时间不超过10分钟。
实施例4尼龙回潮率测量 依据实施例1的试验方法，先称量未装试样的盛样筒4的质量G。为11. OOOg ;称 量装试样的盛样筒4质量Gi为16. 300g ;调节输入机构2的抽气流量面积为200cm2 ;通过 驱动系统起动电磁炉15加热抽入气体，加热气体温度为105°C ±5°C ;起动风扇13和风 扇62调节气体流速为0. 1米/秒；⑦设定360秒后，称量装试样的盛样筒4质量G2 ;⑧设 定360秒后；重复步骤⑦和⑧，直至盛样筒4的称量质量恒重G3。尼龙回潮率测量对应的 质量-时间曲线见下图。3次称量结果63分别为16. 108、 16. 154、 16. 156，试样质量分别为 5. 108、5. 154、5. 156(试样质量变异系数为0. 528% )， G3平均结果为16. 139，修正系数a 为-0. 9972，回潮率为3. 9%。由回潮率质量测试曲线可知，在第一次称重阶段，纤维集合体 的质量就稳定了，表明此时纤维集合体内已经烘干，此时的烘干所需时间为360秒。从后面 的2个循环的质量不波动数据可以进一步证明纤维集合体已经烘干。说明6分钟就可以将 松散的纤维集合体烘干，烘干时间不超过10分钟。
实施例5Lyocel1回潮率测量 依据实施例1的试验方法，先称量未装试样的盛样筒4的质量G。为11. OOOg ;称量 装试样的盛样筒4质量^为16. 800g ;调节输入机构2的抽气流量面积为150cm2 ;通过驱 动系统起动电磁炉15加热抽入气体，加热气体温度为105°C ±5°C ;起动风扇13和风扇62 调节气体流速为0. 1米/秒；⑦设定tl为360秒后，称量装试样的盛样筒4质量G2 ;⑧设 定360秒后；重复步骤⑦和⑧，直至盛样筒4的称量质量恒重^。 Lyocell回潮率测量对应 的质量_时间曲线见下图。3次称量结果G3分别为16. 236、 16. 292、 16. 278，试样质量分别 为5. 236、5. 292、5. 278 (试样质量变异系数为0. 553% ) ，G3平均结果为16. 269，修正系数a 为-0.9966，回潮率为10. 1%。由回潮率质量测试曲线可知，在第一次称重阶段，纤维集合 体的质量就稳定了，表明此时纤维集合体内已经烘干，此时的烘干时间为360秒。从后面的 2个循环的质量不波动数据可以进一步证明纤维集合体已经烘干。说明6分钟就可以将松 散的纤维集合体烘干，烘干时间不超过10分钟。
实施例6苎麻回潮率测量 依据实施例1的试验方法，先称量未装试样的盛样筒4的质量G。为11. 000g ;称 量装试样的盛样筒4质量G工为16. 692g ;调节输入机构2的抽气流量面积为150cm2 ;通过 驱动系统起动电磁炉15加热抽入气体，加热气体温度为105°C ±5°C ;起动风扇13和风 扇62调节气体流速为0. 1米/秒；⑦设定360秒后，称量装试样的盛样筒4质量G2 ;⑧设 定360秒后；重复步骤⑦和⑧，直至盛样筒4的称量质量恒重G3。苎麻回潮率测量对应的 质量-时间曲线见下图。3次称量结果G3分别为16. 203、16. 256、16. 164，试样质量分别 为5. 203、5. 256、5. 164(试样质量变异系数为0. 89% )， G3平均结果为16. 208，修正系数a 为-0. 9972，回潮率为9. 3%。由回潮率质量测试曲线可知，在第一次称重阶段，纤维集合体 的质量就稳定了，表明此时纤维集合体内已经烘干，此时的烘干时间为360秒。从后面的1 个循环的质量不波动数据可以进一步证明纤维集合体已经烘干。说明6分钟就可以将松散 的纤维集合体烘干，烘干时间不超过10分钟。
实施例7腈纶回潮率测量 依据实施例1的试验方法，先称量未装试样的盛样筒4的质量G。为11. 000g ;称量装试样的盛样筒4质量^为16. 463g ;调节输入机构2的抽气流量面积为150cm2 ;通过驱动 系统起动电磁炉15加热抽入气体，加热气体温度为85t: 士5t:;起动风扇13和风扇62调节 气体流速为0. 1米/秒；⑦设定360秒后，称量装试样的盛样筒4质量G2 ;⑧设定360秒后； 重复步骤⑦和⑧，直至盛样筒4的称量质量恒重G3。腈纶回潮率测量对应的质量_时间曲 线见下图。3次称量结果G3分别为16. 379、 16. 391、 16. 361，试样质量分别为5. 379、5. 391、 5. 361 (试样质量变异系数为0. 28% ) ，G3平均结果为16. 377，修正系数a为-1. 0000，回潮 率为1. 6%。由回潮率质量测试曲线可知，在第一次称重阶段，纤维集合体的质量就稳定了， 表明此时纤维集合体内已经烘干，此时的烘干所需时间为360秒。说明6分钟就可以将松 散的纤维集合体烘干，烘干时间不超过10分钟。
实施例8莫代尔回潮率测量 依据实施例1的试验方法，先称量未装试样的盛样筒4的质量G。为11. 000g ;称量 装试样的盛样筒4质量^为16. 193g ;调节输入机构2的抽气流量面积为150cm2 ;通过驱动 系统起动电磁炉15加热抽入气体，加热气体温度为105°C 士5t:;起动风扇13和风扇62调 节气体流速为2米/秒；⑦设定360秒后，称量装试样的盛样筒4质量G2 ;⑧设定360秒后； 重复步骤⑦和⑧，直至盛样筒4的称量质量恒重G3。莫代尔回潮率测量对应的质量_时间 曲线见下图。2次称量结果G3分别为15. 647、 15. 838，试样质量分别为4. 647、4. 838， G3平 均结果为15. 744，修正系数a为-0. 9972，回潮率为9. 5%。由回潮率质量测试曲线可知，在 第一次称重阶段，纤维集合体的质量就稳定了 ，表明此时纤维集合体内已经烘干，此时的烘 干时间为360秒。说明6分钟就可以将松散的纤维集合体烘干，烘干时间不超过10分钟。
实施例9棉回潮率测试 依据实施例1的试验方法，先称量未装试样的盛样筒4的质量G。为11. OOOg ;称量 装试样的盛样筒4质量^为15. 910g ;调节输入机构2的抽气流量面积为200cm2 ;通过驱动 系统起动电磁炉15加热抽入气体，加热气体温度为105°C 士5t:;起动风扇13和风扇62调 节气体流速为0. 1米/秒；⑦设定360秒后，称量装试样的盛样筒4质量G2为15. 542g ;⑧ 设定180秒后；重复步骤⑦和⑧，直至盛样筒4的称量质量恒重G3为15. 542g。棉回潮率测 量对应的质量_时间曲线见下图。修正系数a为-0. 9978，可得棉纤维得回潮率为8. 2%。 由回潮率质量测试曲线可知，在第一次称重阶段，纤维集合体的质量就稳定了 ，表明此时纤 维集合体内已经烘干，此时的烘干时间为360秒。从后面的3个循环的质量不波动数据可 以进一步证明纤维集合体已经烘干。说明6分钟就可以将松散的纤维集合体烘干，烘干时 间不超过IO分钟。
实施例10PTT回潮率测量 依据实施例1的试验方法，先称量未装试样的盛样筒4的质量G。为11. OOOg ;称量 装试样的盛样筒4质量^为17. 530g ;调节输入机构2的抽气流量面积为100cm2 ;通过驱动 系统起动电磁炉15加热抽入气体，加热气体温度为95°C ±5°C ;起动风扇13和风扇62调 节气体流速为0. 5米/秒；⑦设定360秒后，称量装试样的盛样筒4质量G2为17. 309g ;⑧ 设定100秒后；重复步骤⑦和⑧，直至盛样筒4的称量质量恒重G3为17. 309g。 PTT回潮率 测量对应的质量_时间曲线见下图。修正系数a为-0. 9996，可得PTT的回潮率为3. 5%。 由回潮率质量测试曲线可知，在第一次称重阶段，纤维集合体的质量就稳定了 ，表明此时纤 维集合体内已经烘干，此时的烘干时间为360秒。说明6分钟就可以将松散的纤维集合体烘干，烘干时间不超过10分钟。 本发明不但通过数字化控制进行精密控制实验和自编软件快速完成信号采集、处 理及提取松散纤维集合体回潮率测量，而且操作简便、成本低，可广泛用于检测机构、商检 机构、科研机构及企业和工厂快速评价纤维集合体的回潮率。
实施例7腈纶回潮率测量 依据实施例1的试验方法，先称量未装试样的盛样筒4的质量G。为11. 000g ;称量 装试样的盛样筒4质量^为16. 463g ;调节输入机构2的抽气流量面积为150cm2 ;通过驱动 系统起动电磁炉15加热抽入气体，加热气体温度为85t: 士5t:;起动风扇13和风扇62调节 气体流速为0. 1米/秒；⑦设定360秒后，称量装试样的盛样筒4质量G2 ;⑧设定360秒后； 重复步骤⑦和⑧，直至盛样筒4的称量质量恒重G3。腈纶回潮率测量对应的质量_时间曲 线见下图。3次称量结果G3分别为16. 379、 16. 391、 16. 361，试样质量分别为5. 379、5. 391、 5. 361 (试样质量变异系数为0. 28% ) ，G3平均结果为16. 377，修正系数a为-1. 0000，回潮 率为1. 6%。由回潮率质量测试曲线可知，在第一次称重阶段，纤维集合体的质量就稳定了， 表明此时纤维集合体内已经烘干，此时的烘干所需时间为360秒。说明6分钟就可以将松 散的纤维集合体烘干，烘干时间不超过10分钟。
<formula>formula see original document page 13</formula> 腈纶回潮率质量测试曲线
实施例8莫代尔回潮率测量 依据实施例1的试验方法，先称量未装试样的盛样筒4的质量G。为11. OOOg ;称量 装试样的盛样筒4质量^为16. 193g ;调节输入机构2的抽气流量面积为150cm2 ;通过驱动 系统起动电磁炉15加热抽入气体，加热气体温度为105°C 士5t:;起动风扇13和风扇62调 节气体流速为2米/秒；⑦设定360秒后，称量装试样的盛样筒4质量G2 ;⑧设定360秒后； 重复步骤⑦和⑧，直至盛样筒4的称量质量恒重G3。莫代尔回潮率测量对应的质量_时间 曲线见下图。2次称量结果G3分别为15. 647、 15. 838，试样质量分别为4. 647、4. 838， G3平 均结果为15. 744，修正系数a为-0. 9972，回潮率为9. 5%。由回潮率质量测试曲线可知，在 第一次称重阶段，纤维集合体的质量就稳定了 ，表明此时纤维集合体内已经烘干，此时的烘 干时间为360秒。说明6分钟就可以将松散的纤维集合体烘干，烘干时间不超过10分钟。
time (second) 羊毛回潮率质量测试曲线 实施例10PTT回潮率测量 依据实施例1的试验方法，先称量未装试样的盛样筒4的质量G。为11. 000g ;称量 装试样的盛样筒4质量^为17. 530g ;调节输入机构2的抽气流量面积为100cm2 ;通过驱动 系统起动电磁炉15加热抽入气体，加热气体温度为95°C ±5°C ;起动风扇13和风扇62调 节气体流速为0. 5米/秒；⑦设定360秒后，称量装试样的盛样筒4质量G2为17. 309g ;⑧ 设定100秒后；重复步骤⑦和⑧，直至盛样筒4的称量质量恒重G3为17. 309g。 PTT回潮率 测量对应的质量_时间曲线见下图。修正系数a为-0. 9996，可得PTT的回潮率为3. 5%。
-200 0 200 400 600 800
time (s ) 莫代尔回潮率质量测试曲线
实施例9棉回潮率测试 依据实施例1的试验方法，先称量未装试样的盛样筒4的质量G。为11. 000g ;称量 装试样的盛样筒4质量^为15. 910g ;调节输入机构2的抽气流量面积为200cm2 ;通过驱动 系统起动电磁炉15加热抽入气体，加热气体温度为105°C 士5t:;起动风扇13和风扇62调 节气体流速为0. 1米/秒；⑦设定360秒后，称量装试样的盛样筒4质量G2为15. 542g ;⑧ 设定180秒后；重复步骤⑦和⑧，直至盛样筒4的称量质量恒重G3为15. 542g。棉回潮率测 量对应的质量_时间曲线见下图。修正系数a为-0. 9978，可得棉纤维得回潮率为8. 2%。 由回潮率质量测试曲线可知，在第一次称重阶段，纤维集合体的质量就稳定了 ，表明此时纤 维集合体内已经烘干，此时的烘干时间为360秒。从后面的3个循环的质量不波动数据可 以进一步证明纤维集合体已经烘干。说明6分钟就可以将松散的纤维集合体烘干，烘干时 间不超过10分钟。
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(EeJ3 sse￡由回潮率质量测试曲线可知，在第一次称重阶段，纤维集合体的质量就稳定了，表明此时纤 维集合体内已经烘干，此时的烘干时间为360秒。说明6分钟就可以将松散的纤维集合体 烘干，烘干时间不超过10分钟。
<formula>formula see original document page 15</formula> PTT同潮率质量测试曲线 本发明不但通过数字化控制进行精密控制实验和自编软件快速完成信号采集、处 理及提取松散纤维集合体回潮率测量，而且操作简便、成本低，可广泛用于检测机构、商检 机构、科研机构及企业和工厂快速评价纤维集合体的回潮率。
{6) SSBLU
权利要求
一种用于松散纤维集合体回潮率的测量装置，包括输入机构(1)、托起机构(2)、称重机构(3)、盛样筒(4)、夹持机构(5)、排气机构(6)、箱体(7)、底座(8)及限位器(9)，其特征在于所述的箱体(7)里面有盛样筒(4)，左边是输入机构(1)，右边是夹持机构(5)，下方有托起机构(2)和称重机构(3)，并且所述的称重机构(3)在托起机构(2)之上，所述的排气机构(6)在夹持机构(5)的右边，并与之固连。
2. 根据权利要求1所述的一种用于松散纤维集合体回潮率的测量装置，其特征在于所述的输入机构(1)由滑门(11)、第一空心圆管(12)、风扇(13)、空心软管(14)、电磁炉(15)、第二空心圆管(16)、金属网(17)及支撑杆(18)组成，支撑杆(18)装于底座(8)上；第一空心圆管(12)和第二空心圆管(16)固定于支撑杆(18)上；第一空心圆管(12)的左边装有滑门(ll)，里面装有风扇(13);电磁炉(15)装于第二空心圆管(16)中；空心软管(14)两端分别连接第一空心圆管(12)和第二空心圆管(16);金属网(17)固定于第二空心圆管(16)的右边。
3. 根据权利要求2所述的一种用于松散纤维集合体回潮率的测量装置，其特征在于所述的滑门(11)由滑块(111)、手柄(112)、对称螺杆(113)、固定板(114)、滑板(115)、橡胶块(116)及通风孔(117)组成，橡胶块(116)粘附于滑板(115)表面上，滑板(115)与滑块(111)固定连接，滑块(111)套接于对称螺杆(113)上，手柄(112)和对称螺杆(113)均固定于固定板(114)上，固定板(114)装于第一空心圆管(12)上。
4. 根据权利要求2所述的一种用于松散纤维集合体回潮率的测量装置，其特征在于所述的第一空心圆管(12)和第二空心圆管(16)是耐高温(0 180°C )的聚四氟乙烯管，所述的空心软管(14)是耐高温(0 180°C )的柔性橡胶管。
5. 根据权利要求1所述的一种用于松散纤维集合体回潮率的测量装置，其特征在于所述的托起机构(2)由Y型撑架(21)、固定块(22)、滑块(23)、丝杆(24)、蜗杆(25)及电机(26)组成，电机(26)固定于底座(8)上；固定块(22) —端固定于支撑杆(18)上，另一端与丝杆(24)相连；Y型撑架(21)固定于滑块(23)上，蜗杆(25)与丝杆(24)和电机(26)相连。
6. 根据权利要求1所述的一种用于松散纤维集合体回潮率的测量装置，其特征在于所述的称重机构(3)由Y型撑架(31)、力传感器(32)及橡胶块(33)组成，力传感器(32)和橡胶块(33) —起固定于底座(8)上。
7. 根据权利要求1所述的一种用于松散纤维集合体回潮率的测量装置，其特征在于所述的夹持机构(5)由第三空心圆管(51)、空心软管(52)、滑块(53)、丝杆(54)、蜗杆(55)及电机(56)组成，电机(56)固定于底座(8)上；空心软管(52)与第三空心圆管(51)固接；第三空心圆管(51)固定于滑块(53)上，蜗杆(55)与丝杆(54)和电机(56)相连。
8. 根据权利要求1所述的一种用于松散纤维集合体回潮率的测量装置，其特征在于所述的盛样筒(4)由盛样盖(41)和盛样杯(42)组成，盛样盖(41)为金属网，盛样杯(42)为两端开口的薄壁金属圆柱型筒，盛样筒(4)两端开口孔径与输入机构(2)上的第二空心圆管(16)孔径和夹持机构(5)上的第三空心圆管(51)孔径耦合。
9. 根据权利要求1所述的一种用于松散纤维集合体回潮率的测量装置，其特征在于所述的排气机构(6)由第四空心圆管(61)、风扇(62)及支撑杆(63)组成，风扇(62)装于空心圆管(62)上，空心圆管(62)固定于支撑杆(63)上，支撑杆(63)再定于底座(8)上，第四空心圆管(61)与夹持机构(5)的空心软管(52)连接。
10. 根据权利要求1所述的一种用于松散纤维集合体回潮率的测量装置，其特征在于所述的箱体(7)由顶壁(71)、左侧壁(72)、右侧壁(73)、前壁(74)、后壁(75)及底壁(76)组成，左侧壁(72)有圆孔(721)，孔径与输入机构(1)上的第二空心圆管(16)孔径耦合；右侧壁(73)有圆孔(731)，孔径与夹持机构(5)上的第三空心圆管(51)孔径耦合；顶壁(71)由顶壁板(711)和L型门(712)组成，L型门(712)与顶壁板(711)铰链连接；底壁(76)由底壁板(761)和卡板(762)组成，卡板(762)与底壁板(761)固接。
11. 一种使用权利要求1所述的用于松散纤维集合体回潮率的测量装置的方法，其特征在于，包括以下步骤(1) 先称量未装试样的盛样筒(4)的质量；将盛样盖(41)与盛样杯(42) —侧衔接耦合，取试样装于盛样杯(42)内；(2) 启动电机(56)驱动蜗杆(55)和丝杆(54)转动，带动第三空心圆管(51)和滑块(53)向右水平移动至右限位(94);启动电机(26)驱动蜗杆(25)和丝杆(24)转动，带动Y型撑架(21)和滑块(23)向上移动至上限位(91);将盛样筒(4)放置于托起机构(2)上的Y型撑架(21)上；再通过电机(26)驱动蜗杆(25)和丝杆(24)转动，带动Y型撑架(21)和滑块(23)向下移动，将盛样筒(4)放于称重机构(3)上的Y型撑架(31)上，Y型撑架(21)和滑块(23)继续下移至下限位(92)，并与盛样筒(4)脱离，称量装试样的盛样筒(4)质量；(3) 通过手柄112转动对称螺杆(113)调节滑块lll，以调节通风孔(117)的抽气面积，即调节输入机构(2)的抽气流量面积，面积可调范围为0 900cm2 ;(4) 启动电机(26)驱动蜗杆(25)和丝杆(24)转动，带动Y型撑架(21)和滑块(23)向上移动，通过Y型撑架(21)托起盛样筒(4)，并移至上限位(91);(5) 启动电机(56)驱动蜗杆(55)和丝杆(54)转动，带动第三空心圆管(51)和滑块(53)向左水平移动，通过第三空心圆管(51)推动盛样筒(4)水平移动至左限位(93);盛样筒(4)两端分别与第三空心圆管(51)和第二空心圆管(16)衔接耦合；(6) 通过驱动系统起动电磁炉(15)加热抽入气体，加热温度可调为40°C 180°C ;起动风扇(13)调节气体流速，即调节输入机构(2)的抽气流速，气体流速范围为0米/秒 10米/秒；(7) 待预定时间后，关闭风扇(13);启动电机(56)驱动蜗杆(55)和丝杆(54)转动，带动第三空心圆管(51)和滑块(53)向右水平移动至右限位(94);启动电机(26)驱动蜗杆(25)和丝杆(24)转动，带动Y型撑架(21)和滑块(23)向下移动至下限位(92)，将盛样筒(4)放于称重机构(3)上的Y型撑架(31)上，并与盛样筒(4)脱离，通过与Y型撑架(31)相连的力传感器(32)称量装试样的盛样筒(4)质量；(8) 待预定时间后，启动电机(26)驱动蜗杆(25)和丝杆(24)转动，带动Y型撑架(21)和滑块(23)向上移动，通过Y型撑架(21)托起盛样筒(4)，并移至上限位(91);启动电机(56)驱动蜗杆(55)和丝杆(54)转动，带动第三空心圆管(51)和滑块(53)向左水平移动至左限位(93);起动风扇(13);(9) 重复步骤(7)和(8)，直至盛样筒(4)的称量质量恒重，并称其此时质量；(10) 通过公式可得松散纤维集合体回潮率为C = (G一aXG》/(GrG。)，其中C为回潮率，G。为步骤(1)中未装试样的盛样筒(4)的质量，^为步骤(2)中装试样盛样筒(4)的质量，62为步骤(7)中经一次烘干盛样筒(4)的质量，63为步骤(9)中盛样筒(4)的最终恒定质量，a为修正系数，取值范围是-0. 5000 -1. 0000。
12.根据权利要求11所述的一种用于松散纤维集合体回潮率的测量方法，其特征在于风扇(13)的转速、电磁炉(15)的加热、电机(26)的启动、电机(56)的启动、风扇(62)的转速、力传感器(32)的感应受力、信号的采集及机构的驱动控制是由驱动控制卡、数据采集卡、计算机及其程序软件构成的测量系统完成，其中，驱动控制是指对风扇(13)、风扇(62)、电磁炉(32)、电机(26)和电机(56)的驱动与控制；信号采集是指对力信号的采集；程序软件测量是指按软件设定的程序进行的完整测量，其包括信号采集与实时显示模块、驱动控制模块、数据采集处理与存储模块以及界面操作模块。
全文摘要
本发明涉及一种用于松散纤维集合体回潮率的测量装置以及方法，由输入机构、托起机构、称重机构、盛样筒、夹持机构、排气机构、箱体、底座及限位器组成，箱体里面有盛样筒，左边是输入机构，右边是夹持机构，下方有托起机构和称重机构，并且称重机构在托起机构之上，排气机构在夹持机构的右边，并与之固连。其方法是将高温热气高流速、集中吹向松散纤维集合体，蒸发水分；再称量烘干的松散纤维集合体质量，计算其回潮率。本发明可解决松散纤维集合体的回潮率的快速、有效测定问题。
文档编号F26B3/06GK101706402SQ20091005650
公开日2010年5月12日 申请日期2009年8月14日 优先权日2009年8月14日
发明者于伟东, 吴雄英, 周征宇, 张荣娜, 戴雅兰, 杜赵群, 袁志磊 申请人:东华大学;中华人民共和国上海出入境检验检疫局;中华人民共和国北京出入境检验检疫局