专利名称：中空纤维膨松特性、回弹测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种纤维膨松特性及回弹性能的测试仪器。
膨松特性、回弹，是考核纤维集合体膨松性能的指标，是反映中空纤维主要特性的指标。膨松特性一般用一定负荷下单位重量纤维具有的体积来表示。目前，纤维膨松特性是按照日本东洋纺公司提供的方法，称取一定量的纤维在梳棉机上梳理成纤维网，用标准板剪成一定面积的试样块，堆积在一起，在一简易测试装置上由人工对其施加轻、重负荷，然后从其上一活动标尺上读出纤维轻负荷、重负荷下的堆积高度，再计算出单位重量纤维在轻、重负荷下的体积即V1、V2值。测试过程中，施加轻负荷、重负荷是通过测试人员手工操作，读取试样块高度也是由人眼观看，整个操作过程人为误差较大。还有一种方法是通过压缩弹性仪测试纤维块的压缩弹性，具体操作过程是将少量纤维扯松，放在一个小的试样杯中测试，此方法只能测出纤维的压缩弹性率，不能测试出纤维的膨松特性V1及V2的数值，且试验结果与纤维在样杯中放置的均匀程度有关，再现性较差。根据资料检索，目前还未见到有关纤维膨松特性测试方法及测试仪器的报导。
本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种准确度高、自动化程度高、操作简便的通用型中空纤维膨松性、回弹测试仪。
本实用新型的技术解决方案如下一种中空纤维膨松特性、回弹测试仪，其特征在于它由压力长度测试装置和控制显示装置组成，其压力长度测试装置有一个施压机构及压力传感测试机构和一个与施压机构相连且同步动作的长度测量机构，控制显示装置由驱动电路、单片机系统和显示器组成，其输入输出分别与压力传感测试机构和长度测量机构相连。
本实用新型利用压力传感器控制所加负荷，利用精密传动装置测量纤维高度，利用单片微机控制整个仪器的自动运行，大大提高了测试精度，操作简便，自动化程度高，适用于纤维压缩性能的测试。它不仅能测试中空纤维，国也能测试其它纤维的的膨松性能。
图1是本实用新型的原理框图；图2是本实用新型压力长度测试装置结构示意图；图3是图2的剖面结构示意图(该图压板处于压下位置)；图4是图3的A向视图；图5是本实用新型控制显示装置外形示意图6是本实用新型的电原理图。
如图1，本实用新型由压力长度测试装置1和控制显示装置2组成，其压力长度测试装置1有一个施压机构3及压力传感测试机构4和一个与施压机构相连且同步动作的长度测量机构5。其中施压机构3由压板6和施压电机7组成，如图2-4，电机7固装在壳体8内，压板6穿出壳体8，其与电机7相连的连杆9位于壳体纵向槽10内，并可沿纵向槽10上下移动，对应压板6的下方在壳体8的底座11上设有压力传感测试机构4。压力传感测试机构4实际上就是一个电子天平，它可由压力传感器、信号放大电路、模数转换电路和单片机构成，它为现有产品，可选用江苏常熟衡器工业公司生产的型号为DJ2/500的电子天平，它的压力传感器就位于底座11的表面。本实用新型的长度测量机构5可采用光栅结构实现，只需将它和光发射接收装置直接连接至施压机构上即可。长度测量机构5也可由步进电机12、减速齿轮对13、滚珠丝杆14构成，此时步进电机12同时可兼作施压机构3中的施压电机7，它的输出轴与减速齿轮对13相连，速齿轮对13中的大齿轮与滚珠丝杆14相连，滚珠丝杆14上的滚珠螺母15就与施压机构3中的连杆9连接，连杆9的外端伸出壳体8与压板6相连。本实用新型的控制显示装置2由驱动电路、单片机系统和显示器组成，其输入与压力传感测试机构4相连，其输出与长度测量机构5相连，其外形如图5，其上设有显示窗16和操作键盘17。控制显示装置2的具体线路图如图6，其中单片机系统由单片机U1(型号可为8032)、锁存器U2(型号可为74LS73)和只读存贮器U3(型号可为2764)构成，显示器由显示键盘接口U6(型号可为8279)和LED发光显示管构成，驱动电路为多路，其路数与所选步进电机12的型号相关，本实用新型采用的步进电机12为四相电机，故驱动电路有四路，每一路线路结构均相同，均由光耦N、复合放大管T组成，各光耦N的输入端通过反相器与单片系统中的单片机U1的对应输出口相连，各光耦N的输出接各自的复合放大管T的输入，各放大管T的输出通过各自电阻R与步进机12的各对应绕组L连接。压力传感测试机构4中的单片机的串行输入输出口与控制显示装置2中的单片机U1的串行输入输出口相连。
本实用新型为更详细地了解纤维的受压缩全过程，可与通用PC机相连，此时，单片机系统只需通过扩展的串行接口U5(型号可为8251)接至PC机的RS232串行接口即可。
当电源接通后，控制显示装置2中的单片机U1首先检测仪器的初始状态，检查压板6是否处于200mm位置处，如果U1的输入输出端P1.3口为低电平，则压板6处于规定位置处，否则U1自动使压板6调整到200mm处。接着仪器进入等待键输入状态。此时按规定预处理好待检测纤维，将纤维置于压力传感测试机构4的压力传感器上，按运行键后，控制显示装置2中显示器的显示键盘接口U6检测到键按下后向U1的输入端INTO口发出中断申请，U1响应中断后即进入样品自动检测状态。U1通过串行输入端RXD口，从压力传感器读取纤维质量值并保存入内部存贮器中，再通过U1的串行输出端TXD口送出一压力传感复位信号使压力传感器复位，然后，U1的输入输出端P1.4，P1.5,P1.6，P1.7向步进电机12的驱动电路发出驱动信号驱动步进电机12运转带动压板6对纤维施加压力，压板6下降速度由驱动信号的频率决定，而频率由U1的内部定时器T2依据操作者所设下降速度而定。同时，U1不断地从RXI口读入压力传感器送来的压力信号与预设的轻负荷值比较，一旦达到预设值，U1就停止发出驱动信号，停止对纤维的进一步压缩，同时，把达到轻负荷压力时U1发出的驱动信号的个数记录下来。接着，U1又发出驱动信号开始对纤维继续施加压力，U1不断地从RXD口读入压力传感器送来的压力信号和预设的重负荷值比较，一旦达到预设值，U1就停止发出驱动信号，停止对纤维的进一步压缩，同时，把达到重负荷压力时U1发出的驱动信号的个数记录下来。仪器开始计算纤维的膨松特性V1、V2值，轻重负荷下纤维的高度h1、h2值，纤维质量m值及回弹P值，并在显示器上轮流显示。然后本实用新型发出驱动信号使压板6回升到初始200mm状态处，处于键等待状态。等待下一检测过程。
当揿下“通讯”键后，本实用新型进入PC微机控制检测状态。PC机通过自身的RS232C串行口和本实用新型扩展串行接口U5的串行口通讯，控制本实用新型的全面功能。PC机WINDOWS界面下的控制软件可完成本实用新型参数的设定和本实用新型的运行功能控制及测试方法参数组的选择，测试结果包括压力-体积关系图显示及打印输出等。
权利要求1．一种中空纤维膨松特性、回弹测试仪，其特征在于它由压力长度测试装置和控制显示装置组成，其压力长度测试装置有一个施压机构及压力传感测试机构和一个与施压机构相连且同步动作的长度测量机构，控制显示装置由驱动电路、单片机系统和显示器组成，其输入输出分别与压力传感测试机构和长度测量机构相连。
2．按权利要求1所述的中空纤维膨松特性、回弹测试仪，其特征在于所述施压机构由压板和施压电机组成，电机固装在壳体内，压板与连杆的一端相连，连杆穿过壳体纵向槽，其另一端与施压电机相连，对应压板的下方在壳体的底座上设有压力传感测试机构。
3．按权利要求1所述的中空纤维膨松特性、回弹测试仪，其特征在于所述长度测量机构可由步进电机、减速齿轮对、滚珠丝杆构成，步进电机同时可兼作施压机构中的施压电机，它的输出轴与减速齿轮对相连，速齿轮对中的大齿轮与滚珠丝杆相连，滚珠丝杆上的滚珠螺母就与施压机构中的连杆连接，连杆的外端伸出壳体与压板相连。
4．按权利要求1所述的中空纤维膨松特性、回弹测试仪，其特征在于所述控制显示装置由驱动电路、单片机系统和显示器组成，其输入与压力传感测试机构相连，其输出与长度测量机构相连，其中单片机系统由单片机、锁存器和只读存贮器构成，显示器由显示键盘接口和发光显示管构成，驱动电路为多路，其路数与所选步进电机的型号相关，每一路线路结构均相同，均由光耦、复合放大管组成，各光耦的输入端通过反相器与单片系统中的单片机的对应输出口相连，各光耦的输出接各自的复合放大管的输入，各放大管的输出通过各自电阻与步进机的各对应绕组连接，压力传感测试机构中的单片机的串行输入输出口与控制显示装置中的单片机的串行输入输出口相连。
专利摘要本实用新型涉及一种纤维膨松特性及回弹性能的测试仪器,它由压力长度国测试装置和控制显示装置组成,其压力长度测试装置有一个施压机构及压力传感测试机构和一个与施压机构相连且同步动作的长度测量机构,控制显示装置由驱动电路、单片机系统和显示器组成,其输入输出分别与压力传感测试机构和长度测量机构相连。本实用新型测试精度高,操作简便,自动化程度高,适用于纤维压缩性能的测试。
文档编号G01N21/00GK2312455SQ9724329
公开日1999年3月31日 申请日期1997年12月25日 优先权日1997年12月25日
发明者陈昂, 王美祖, 薛月霞, 韩春艳 申请人:仪征化纤股份有限公司