纤维线密度强伸度同机测试系统及其测试方法
【技术领域】
[0001]本发明属于纤维材料测量仪器领域，特别是一种纤维线密度强伸度同机测试系统及其测试方法。
【背景技术】
[0002]任何纤维材料都必须具有一定的强力才有使用价值，因此强力是纤维生产中最基本的测试项目。纤维在使用中受到拉伸、弯曲、压缩和扭转作用，产生不同的变形，但主要受到的外力是拉伸。纤维的弯曲性能也与它的拉伸性能有关。因此，纤维拉伸性能的研宄受到充分的重视。
[0003]一般强力仪器的测量结果是纤维材料的绝对强力。对于单根纤维来说，纤维绝对强力除了与纤维本身强伸特性有关外，还受纤维粗细程度的影响。为了能对不同粗细纤维的强伸性能进行比较，采用单位线密度的纤维强力(即比强度，常简称为强度)来表示纤维的强伸特性。采用振动法测量单根纤维线密度后，用同一根纤维测量强力，由此计算该纤维强度，是国际化学纤维标准化局(BISFA)推荐的纤维线密度和强伸度的标准测试方法。单纤维强度细度测量仪器在国内主要以上海新纤仪器有限公司生产的XQ-1A型纤维强伸度仪和XD-1型纤维细度仪为代表，两仪器联机测试时由通讯线通过仪器接口连接，试验时先用镊子夹取单根纤维至纤维细度仪测量线密度，由通讯线将线密度测试数据转送至强伸度仪，再人工操作将该纤维试样夹送到强伸度仪测量其强力，由计算机自动计算后显示纤维强度、模量等指标。由于该项试验操作需要人工用镊子夹取同一根纤维先后在两台仪器测试，操作困难繁琐，试验效率低。操作困难繁琐、试验效率低主要体现在纤维试样一次线密度强伸度测试时，需两次用镊子夹取纤维试样，增加了试验人员的劳动强度，降低了试验效率。另外，用镊子在两台仪器间转移纤维使试样受到损伤，测试结果的准确性将受到严重影响。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种纤维线密度强伸度同机测试系统及其测试方法，主要解决上述现有技术所存在的问题，在纤维试样一次线密度强伸度测试时，无需两次用镊子夹取纤维试样，减少试验人员的劳动强度，提高试验效率，同时避免了用镊子在两台仪器间转移纤维使试样受到损伤，测试结果的准确性更高。本发明系统和方法适用于纤维生产厂产品质量控制以及纤维检验质量监督检测机构对纤维材料强伸性能的检验。
[0005]为实现上述目的，本发明是这样实现的。
[0006]一种纤维线密度强伸度同机测试系统，其特征在于:它包括线密度测试单元、强伸度测试单元和机械手；其中:该线密度测试单元具有上定位片、下定位片；该强伸度测试单元具有上夹持器、下夹持器；该机械手设置在线密度测试单元、强伸度测试单元之间，包括由电机驱动的转臂，该转臂的前端具有夹持器，该夹持器可以通过转臂的转动移动到线密度测试单元的上定位片上方和强伸度测试单元的上夹持器上方；在强伸度测试单元上具有可控制夹持器开合的电磁吸合器。
[0007]所述的纤维线密度强伸度同机测试系统，其特征在于:该线密度测试单元还包括LED发光管、光电三极管、上定位片、下定位片、振荡器、放大电路和第一数据处理器；该LED发光管、光电三极管分别设置在上定位片和下定位片之间纤维试样的两侧；该振荡器与上定位片连接，该振荡器由第一数据处理器连接控制；该光电三极管通过放大电路与第一数据处理器连接。
[0008]所述的纤维线密度强伸度同机测试系统，其特征在于:该线密度测试单元的第一数据处理器通过多芯电缆连接计算机，该计算机进一步连接显示器、打印机、键盘和鼠标。
[0009]所述的纤维线密度强伸度同机测试系统，其特征在于:该强伸度测试单元还包括称重传感器、气动控制器和第二数据处理器；该上夹持器分别连接称重传感器、气动控制器，该下夹持器连接气动控制器；该称重传感器、气动控制器分别连接第二数据处理器。
[0010]所述的纤维线密度强伸度同机测试系统，其特征在于:该强伸度测试单元的第二数据处理器通过多芯电缆连接计算机，该计算机进一步连接显示器、打印机、键盘和鼠标。
[0011]一种纤维线密度强伸度同机测试方法，其特征在于:它采用如上所述的纤维线密度强伸度同机测试系统进行测试，具体包括如下步骤:
将纤维试样挂入位于仪器线密度测试单元内转臂的夹持器钳口中，纤维试样靠在上定位片和下定位片上，纤维试样在LED发光管、光电三极管、放大电路、数据处理器和振荡器共同作用下起振并振动在纤维材料固有频率上，线密度测试单元测量振动频率后计算出被测纤维材料的线密度，再通过多芯电缆把该数值传送至计算机，并在显示器显示线密度值；
当纤维线密度试验完成后，转臂以轴承为支点，自动转至纤维强伸度测试单元的上夹持器的上方，并将纤维试样引入上夹持器和下夹持器(202)的钳口之中，气动控制器驱使上夹持器闭合，电磁吸合器打开夹持器，然后气动控制器驱使下夹持器闭合后自动下降拉伸纤维试样至断裂，在拉伸纤维试样过程中，称重传感器始终测试拉力并将测试信号通过多芯电缆传送至计算机，并在显示器屏幕上显示纤维强力、伸长、线密度、强度、模量、定伸长负荷和断裂比功等各项性能指标及力一伸长曲线；
当强伸度试验完成后，上夹持器和下夹持器打开，下夹持器自动回升至原位，为下次测试作好准备。
[0012]与现有技术相比本发明的优点如下:
1、本发明的测试方法，由计算机监控纤维线密度强伸度测试整个过程。纤维试样一次线密度强伸度测试时，无需两次用镊子夹取纤维试样，减少试验人员的劳动强度，提高试验效率，同时避免了用镊子在两台仪器间转移纤维使试样受到损伤，测试结果的准确性更高。
[0013]2、本发明系统多种测试选项供选择。仪器可进行单项纤维线密度测试、单项纤维强伸度测试或纤维线密度强伸度同机测试。根据纤维试样的试验目的，选择相应的测试选项，满足不同试样的测试要求。
【附图说明】
[0014]图1是本发明的纤维线密度强伸度同机测量的测试系统一较佳实施例的结构示意图。
[0015]图1中:1 一线密度测试单元，101—LED发光管，102—光电三极管，103—上定位片，104—下定位片，2—强伸度测试单元，201—上夹持器，202—下夹持器，3—纤维试样，4一转臂，5—夹持器，6—轴承，7 —电机，8 —电磁吸合器，9一启动按钮，10—下夹按钮，11一上夹按钮，12—升按钮，13—降按钮，14—停按钮，15—多芯电缆，16—计算机，17—显不器，18一打印机，19一键盘，20 —鼠标。
[0016]图2是本发明系统中的自激振动测试单元的结构示意图。
[0017]图2中:101—LED发光管，102—光电三极管，103—上定位片，104—下定位片，105一振荡器，106一放大电路，107一第一数据处理器，3一试样，16一计算机。
[0018]图3是本发明系统中的强伸度测试单元的结构示意图。
[0019]图3中:201—上夹持器，202—下夹持器，203—称重传感器，204—气动控制器，205—第二数据处理器，3—纤维试样，16—计算机。
【具体实施方式】
[0020]以下结合附图和实施例来进一步介绍本发明。
[0021]请参阅图1-3，本发明公开了一种纤维线密度强伸度同机测试系统。如图所示:它包括线密度测试单元1、强伸度测试单元2和机械手；其中:该线密度测试单元I具有上定位片103、下定位片104 ;该强伸度测试单元2具有上夹持器201、下夹持器202 ;该机械手设置在线密度测试单元1、强伸度测试单元2之间，包括由电机7驱动的转臂4，该转臂4的前端具有夹持器5，该夹持器5可以通过转臂4的转动移动到线密度测试单元I的上定位片103上方和强伸度测试单元2的上夹持器201上方；在强伸度测试单元2上具有可控制夹持器5开合的电磁吸合器8。
[0022]如图2，该线密度测试单元I还包括LED发光管101、光电三极管102、上定位片103、下定位片104、振荡器105、放大电路(106)和第一数据处理器107 ;该1^0发光管101、光电三极管102分别设置在上定位片103和下定位片104之间纤维试样3的两侧；该振荡器105与上定位片103连接，该振荡器105由第一数据处理器107连接控制；该光电三极管102通过放大电路106与第一数据处理器107连接。
[0023]请结合图2参阅图1，该线密度测试单元I的第一数据处理器107通过多芯电缆15连接计算机16，该计算机16进一步连接显示器1