專利名稱：一種化纖長絲熱收縮率的測試裝置及其測試方法
技術領域：
本發明屬于紡織化纖測量儀器領域，特別是一種化纖長絲熱收縮率的測試裝置及其測試方法，它適用于化學纖維廠的質量控制以及紡織企業、檢測機構對纖維質量的檢驗。
背景技術：
化纖長絲的熱收縮率是表征纖維結構和性質的主要參數之一，是與化纖長絲成形及后處理等過程有關的一個綜合性能指標，它表征產品后處理及產品服用中的尺寸穩定性。化纖長絲的熱收縮率與后整理工藝、產品染色性能有著密切關系，直接影響織物服用性能和外觀效果。因此，研究化纖長絲的熱收縮率測試方法及其裝置有十分重要的意義。化纖長絲熱收縮率的測量方法，是要分別測量化纖長絲在一定預置標準張力下加熱前的長度和加熱收縮后的長度，根據其長度差值除以加熱前的長度求取被測化纖長絲的熱收縮率值，測定一定數量試樣后自動計算試樣平均熱收縮率和變異系數。測試化纖長絲熱收縮率方法根據試樣測試要求不同有烘箱加熱法和沸水熱收縮法，根據測試試樣不同有單根法或絞絲法，對于加熱前后試樣長度的測量方法，國內多為手工法，近年來開始采用儀器。儀器測量法在國外以德國Textechno公司生產的TEXTURMAT ME型化纖長絲卷縮率測試儀為代表，該儀器采用絞絲法試樣，化纖長絲卷縮率測試與熱收縮率測試合并在一臺儀器上，前者要求測力負荷大，后者要求測力負荷小，兩者共用一臺儀器不可避免降低了化纖長絲熱縮率測試結果的精度。對于化纖長絲中只需做熱收縮率測試不需要進行卷縮率測試的產品更不適合。另外，該儀器在測力方式上為絞絲試樣上端固定，測力傳感器向下移動插入下鉤盤上方，對絞絲試樣向下加力，測量在一定張力時絞絲試樣的長度，這種測量方法測力傳感器受力為由下向上，給儀器力值標定校準帶來困難，不僅影響其測試精度也給操作使用帶來不便。除此之外，該儀器絞絲試樣為周長I米，懸掛后長度500mm，儀器體積龐大，價格昂貴。近年來國內生產的YG368型全自動長絲卷曲收縮率測試儀基本上是仿造德國的上述型號產品的儀器，存在同樣技術問題。因此，根據國內化纖長絲生產發展，迫切需要一種專用于化纖長絲熱縮率測試，改變上述儀器測力方式，儀器體積小，測試精度高的化纖長絲熱收縮率測試儀，這就是本專利研究開發的主要目的。
發明內容
本發明的目的在于提供一種化纖長絲熱收縮率的測試裝置及其測試方法，主要解決上述現有技術所存在的缺陷，采用該測試方法和測試裝置顯著地并提高了化纖長絲試樣熱收縮率的測試精度，測力系統標定校準方便，結構更可靠，故障率大為降低；而且還有助于裝置體積的減小。為實現上述目的，本發明的技術方案是
一種化纖長絲熱收縮率的測試裝置，其特征在于它包括雙限制器結構和測力傳感器；所述的雙限制器結構包括上掛鉤、下掛鉤、上掛鉤盤、上限制器、下掛鉤盤、下限制器、金屬導絲；該上掛鉤連接于上掛鉤盤下方，該上掛鉤盤位于上限制器上方并被限制只能在上限制器上方沿金屬導絲滑動；該下掛鉤連接于下掛鉤盤上方，該下掛鉤盤位于下限制器下方并被限制只能在下限制器下方沿金屬導絲滑動；安裝所述測力傳感器的撥動機構絲叉可以托起上掛鉤盤向上移動以實現對鉤掛在上掛鉤、下掛鉤之間的絞絲試樣加載負荷。所述的化纖長絲熱收縮率的測試裝置，其特征在于所述的測力傳感器連接在由絲桿帶動升降的測力架一端，該測力架另一端通過連桿連接滾柱，該滾柱在斜槽導軌導向滑動，該斜槽導軌使撥動機構絲叉在上升至預定位置后向外伸出，并逐漸插進上掛鉤盤與絞絲試樣的空隙之間。所述的化纖長絲熱收縮率的測試裝置，其特征在于所述的絲桿由步進電機、齒輪和同步齒輪帶驅動。所述的化纖長絲熱收縮率的測試裝置，其特征在于所述的雙限制器結構在一個試樣圓筒周圍呈圓周分布設置多個，并均位于圓筒托盤上；該圓筒托盤下方具有定位器以控制各雙限制器結構在測試位置定位。所述的化纖長絲熱收縮率的測試裝置，其特征在于所述的絞絲試樣的周長為500mm,懸掛后長度為250mm。所述的化纖長絲熱收縮率的測試裝置，其特征在于所述的步進電機和測力傳感器均連接計算機，計算機還進一步連接輸入輸出設備。 一種化纖長絲熱收縮率的測試方法，通過如上所述的測試裝置實現，其特征在于它包括如下步驟
A、打開化纖長絲熱收縮率測試裝置和計算機的電源，預熱半小時；
B、開始試驗前，將周長為500mm,懸掛后長度為250mm的絞絲試樣掛于試樣圓筒架的上掛鉤和下掛鉤之間，上掛鉤盤擱置在上限制器上，絞絲試樣由于受下掛鉤盤的重量作用而下垂伸直；
C、試樣圓筒一周共有N個(N大于等于I)可供鉤掛絞絲試樣的鉤架，試樣圓筒放置在圓筒托盤上，掛好需要試驗的絞絲試樣后，按下儀器面板上的定位按鈕，試樣圓筒托盤帶動試樣圓筒轉動至第一個絞絲試樣測試位置后自動停止；
D、按下儀器面板上的啟動按鈕，計算機發出脈沖信號驅動步進電機轉動，通過齒輪、同步齒輪帶、齒輪、絲桿帶動測力架從儀器下限起始位置處開始上升，滾柱由于斜槽導軌的引導作用，通過連桿使與測力傳感器相連的絲叉從機內向外伸出，逐漸插進上掛鉤盤與絞絲試樣的空隙之間，當絲叉向上移動至與上掛鉤盤底部相接觸后，開始托起上掛鉤盤，通過金屬導絲和金屬導絲導向帶動絞絲試樣和下掛鉤盤上移，金屬導絲和金屬導絲分別固裝在試樣圓筒的上下邊框上，當下掛鉤盤上移至與下限制器接觸時被下限制器阻擋而停止移動；
E、下掛鉤被阻停止運動后，上掛鉤盤繼續被帶動上移，絞絲試樣拉長內部張力逐漸增大，為了不使張力突變，上升過程自動減速，當絞絲試樣張力增加至預置標準張力時，儀器由計算機發出驅動步進電機的脈沖數自動測得試樣長度，即絞絲試樣在標準張力下的長度；
F、測試絞絲試樣長度完成后測力架自動下降回復原位，絲叉由斜槽導軌的引導作用又回縮至機內，測試完一個絞絲試樣后試樣圓筒轉動一定角度,儀器再開始對下一絞絲試樣進行長度測試；
G、所測絞絲試樣長度在未加熱處理前為加熱前長度，加熱處理后為加熱后長度，由兩者測試結果計算化纖長絲熱收縮率。與現有技術相比本發明的優點如下1、本發明裝置中獨創設計的雙限制器結構。上限制器用于擱置上掛鉤盤，使絞絲試樣在試驗前受下掛鉤盤重量作用而自然下垂伸直的初始狀態。絞絲試樣上升時下限制器用于阻擋下掛鉤盤，使拉伸絞絲試樣時測力傳感器受到向下方向負荷，解決了國外儀器測力系統的力值標定存在的問題，使測試結構更加合理，測量結果更加精確。2、本發明裝置測試長絲熱水縮率與測試長絲卷曲率相分離而不合并在一臺儀器上，設計為單項目測量的長絲熱收縮率測試儀器。測力負荷量程減小，力值測量分辨率和精度提聞，有利于提聞測試結果的準確性。3、使用本發明裝置，化纖長絲絞絲試樣周長I米改為500mm，絞絲懸掛后長度由500mm改為250mm，縮小了儀器體積和重量，試樣圓筒加熱時的烘箱和加熱水槽容積減小，操作使用更加方便。
圖1為本發明裝置的雙限制器結構示意圖。圖1中，1 一試樣,2—上掛鉤，3—下掛鉤，4一上掛鉤盤，5—上限制器，6—下掛鉤盤，7一下限制器,8、9一金屬導絲。圖2為本發明的化纖長絲熱收縮率的測試裝置示意圖。圖2中，I一試樣，2—上掛鉤，3—下掛鉤，4一上掛鉤盤，5—上限制器，6—下掛鉤盤，7—下限制器，8、9—金屬導絲，10一測力架，11 一測力傳感器，12—絲叉，13—連桿，14一滾柱，15一斜槽導軌，16一絲桿，17—齒輪，18—同步齒輪帶，19一齒輪，20—步進電機，21一顯不器，22一計算機，23一打印機。圖3為箱體立體示意圖。圖3中，24—箱體,25—試樣圓筒,241—定位器，242—上升按鈕，243—下降按鈕，244—電源開關，245一啟動按鈕，246一停止按鈕，247一定位按鈕,248一電位器,249一圓筒托盤。
具體實施例方式請參閱圖1-3，本發明公開了一種化纖長絲熱收縮率的測試裝置。如圖1所示，本發明的主要創新點在于它包括雙限制器結構和測力傳感器11 ;所述的雙限制器結構包括上掛鉤2、下掛鉤3、上掛鉤盤4、上限制器5、下掛鉤盤6、下限制器7、金屬導絲8、9 ;該上掛鉤2連接于上掛鉤盤4下方，該上掛鉤盤4位于上限制器5上方并被限制只能在上限制器5上方沿金屬導絲滑動；該下掛鉤3連接于下掛鉤盤6上方，該下掛鉤盤6位于下限制器7下方并被限制只能在下限制器7下方沿金屬導絲滑動；安裝有所述的測力傳感器11的撥動機構絲叉12可以托起上掛鉤盤4向上移動以實現對鉤掛在上掛鉤2、下掛鉤3之間的絞絲試樣I加載負荷。通過上述雙限制器結構，上限制器用于擱置上掛鉤盤，使絞絲試樣在試驗前受下掛鉤盤重量作用而自然下垂伸直的初始狀態；測力傳感器和撥動機構絲叉帶動絞絲試樣上升時，下限制器用于阻擋下掛鉤盤，使拉伸絞絲試樣時傳感器受到向下方向的負荷，它解決了國外儀器測力系統力值標定存在的問題。為了實現測試，本發明裝置還配有如下結構
所述的測力傳感器11連接在由絲桿16帶動升降的測力架10 —端，該測力架10另一端通過連桿13連接滾柱14，該滾柱14在斜槽導軌15導向滑動，該斜槽導軌15使撥動機構絲叉12在上升至預定位置后向外伸出，并逐漸插進上掛鉤盤4與絞絲試樣I的空隙之間。所述的絲桿16由步進電機20、齒輪17、19和同步齒輪帶18驅動。所述的雙限制器結構在一試樣圓筒25周圍呈圓周分布設置多個(如20個)，并均位于圓筒托盤249上；該圓筒托盤249下方具有定位器241以控制各雙限制器結構在測試位置定位。所述的化纖長絲熱收縮率的測試裝置，其特征在于所述的絞絲試樣I的周長為500mm,懸掛后長度為250mm。所述的步進電機20和測力傳感器11均連接計算機22,計算機22還進一步連接輸入輸出設備。一種化纖長絲熱收縮率的測試方法，通過如上所述的測試裝置實現，它包括如下步驟
A、打開化纖長絲熱收縮率測試裝置和計算機的電源，預熱半小時；
B、開始試驗前，將周長為500mm,懸掛后長度為250mm的絞絲試樣I掛于試樣圓筒架的上掛鉤2和下掛鉤3之間，上掛鉤盤4擱置在上限制器5上，絞絲試樣I由于受下掛鉤盤6的重量作用而下垂伸直；
C、試樣圓筒25—周共有N個(N大于等于1，如20個)可供鉤掛絞絲試樣的鉤架，試樣圓筒25放置在圓筒托盤249上，掛好需要試驗的絞絲試樣后，按下儀器面板上的定位按鈕247，試樣圓筒托盤249帶動試樣圓筒25轉動至第一個絞絲試樣測試位置后自動停止；
D、按下儀器面板上的啟動按鈕245，計算機22發出脈沖信號驅動步進電機20轉動，通過齒輪19、同步齒輪帶18、齒輪17、絲桿16帶動測力架10從儀器下限起始位置處開始上升，滾柱14由于斜槽導軌15的引導作用，通過連桿13使與測力傳感器11相連的絲叉12從機內向外伸出，逐漸插進上掛鉤盤4與絞絲試樣I的空隙之間，當絲叉12向上移動至與上掛鉤盤4底部相接觸后，開始托起上掛鉤盤4，通過金屬導絲8和金屬導絲9導向帶動絞絲試樣I和下掛鉤盤6上移，金屬導絲8和金屬導絲9分別固裝在試樣圓筒25的上下邊框上，當下掛鉤盤6上移至與下限制器7接觸時被下限制器7阻擋而停止移動；
E、下掛鉤3被阻停止運動后，上掛鉤盤4繼續被帶動上移，絞絲試樣拉長內部張力逐漸增大，為了不使張力突變，上升過程自動減速，當絞絲試樣張力增加至預置標準張力時，儀器由計算機發出驅動步進電機的脈沖數自動測得試樣長度，即絞絲試樣在標準張力下的長度；
F、測試絞絲試樣長度完成后測力架10自動下降回復原位，絲叉12由斜槽導軌15的引導作用又回縮至機內，測試完一個絞絲試樣后試樣圓筒轉動一定角度，儀器再開始對下一絞絲試樣進行長度測試；
G、所測絞絲試樣長度在未加熱處理前為加熱前長度，加熱處理后為加熱后長度，由兩者之差計算化纖長絲熱收縮率。本發明方法實施過程中，根據計算機脈沖數和步進電機控制技術精確地測量化纖長絲試樣加熱前與加熱后的長度變化，長度分辨率為0. Olmm,明顯地并提高了化纖長絲試樣熱收縮率的測試精度，結構可靠，故障率大為降低。采用測力架測量絞絲所受張力，能精確地測量預置標準張力值，分辨率為0. lcN，減少因預加張力誤差對長絲試樣加熱前與加熱后的長度測量結果的影響。絞絲試樣懸掛后長度由國外儀器的500mm改變為250mm，儀器體積和重量大為減輕，每次可測量20個試樣，提高測試結果的可信度。綜上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并非用來限定本發明的實施范圍。即凡依本發明申請專利范圍的內容所作的等效變化與修飾，都應為本發明的技術范疇。
權利要求
1.一種化纖長絲熱收縮率的測試裝置，其特征在于它包括雙限制器結構和測力傳感器(11);所述的雙限制器結構包括上掛鉤(2)、下掛鉤(3)、上掛鉤盤(4)、上限制器(5)、下掛鉤盤(6)、下限制器(7)、金屬導絲(8、9);該上掛鉤(2)連接于上掛鉤盤(4)下方，該上掛鉤盤(4)位于上限制器(5)上方并被限制只能在上限制器(5)上方沿金屬導絲滑動；該下掛鉤(3)連接于下掛鉤盤(6)上方，該下掛鉤盤(6)位于下限制器(7)下方并被限制只能在下限制器(7)下方沿金屬導絲滑動；安裝所述測力傳感器(11)及其相連的撥動機構絲叉(12 )可以托起上掛鉤盤(4 )向上移動以實現對鉤掛在上掛鉤(2 )、下掛鉤(3 )之間的絞絲試樣(I)加載負荷。
2.根據權利要求1所述的化纖長絲熱收縮率的測試裝置，其特征在于所述的測力傳感器(11)連接在由絲桿(16)帶動升降的測力架(10)—端，該測力架(10)另一端通過連桿(13)連接滾柱(14)，該滾柱(14)在斜槽導軌(15)導向滑動，該斜槽導軌(15)使撥動機構絲叉(12)在上升至預定位置后向外伸出，并逐漸插進上掛鉤盤(4)與絞絲試樣(I)的空隙之間。
3.根據權利要求2所述的化纖長絲熱收縮率的測試裝置，其特征在于所述的絲桿(16)由步進電機(20)、齒輪(17、19)和同步齒輪帶(18)驅動。
4.根據權利要求1或2或3所述的化纖長絲熱收縮率的測試裝置，其特征在于所述的雙限制器結構在一試樣圓筒(25)周圍呈圓周分布設置多個，并均位于圓筒托盤(249)上；該圓筒托盤(249)下方具有定位器(241)以控制各雙限制器結構在測試位置定位。
5.根據權利要求1或2或3所述的化纖長絲熱收縮率的測試裝置，其特征在于所述的絞絲試樣(I)的周長為500mm,懸掛后長度為250mm。
6.根據權利要求3所述的化纖長絲熱收縮率的測試裝置，其特征在于所述的步進電機(20 )和測力傳感器(11)均連接計算機(22 )，計算機(22 )還進一步連接輸入輸出設備。
7.一種化纖長絲熱收縮率的測試方法，通過如權利要求1或2或3或4或5或6所述的測試裝置實現，其特征在于它包括如下步驟 A、打開化纖長絲熱收縮率測試裝置和計算機的電源，預熱半小時； B、開始試驗前，將周長為500mm,懸掛后長度為250mm的絞絲試樣(I)掛于試樣圓筒架的上掛鉤(2)和下掛鉤(3)之間，上掛鉤盤(4)擱置在上限制器(5)上，絞絲試樣(I)由于受下掛鉤盤(6)的重量作用而下垂伸直； C、試樣圓筒(25)—周共有N個(N大于等于I)可供鉤掛絞絲試樣的鉤架，試樣圓筒(25)放置在圓筒托盤(249)上，掛好需要試驗的絞絲試樣后，按下儀器面板上的定位按鈕(247)，試樣圓筒托盤(249)帶動試樣圓筒(25)轉動至第一個絞絲試樣測試位置后自動停止; D、按下儀器面板上的啟動按鈕(245)，計算機(22)發出脈沖信號驅動步進電機(20)轉動，通過齒輪(19)、同步齒輪帶(18)、齒輪(17)、絲桿(16)帶動測力架(10)從儀器下限起始位置處開始上升，滾柱(14)由于斜槽導軌(15)的引導作用，通過連桿(13)使與測力傳感器(11)相連的絲叉(12)從機內向外伸出，逐漸插進上掛鉤盤(4)與絞絲試樣(I)的空隙之間，當絲叉(12)向上移動至與上掛鉤盤(4)底部相接觸后，開始托起上掛鉤盤(4)，通過金屬導絲(8)和金屬導絲(9)導向帶動絞絲試樣(I)和下掛鉤盤(6)上移，金屬導絲(8)和金屬導絲(9)分別固裝在試樣圓筒(25)的上下邊框上，當下掛鉤盤(6)上移至與下限制器(7)接觸時被下限制器(7)阻擋而停止移動； E、下掛鉤(3)被阻停止運動后，上掛鉤盤(4)繼續被帶動上移，絞絲試樣拉長內部張力逐漸增大，為了不使張力突變，上升過程自動減速，當絞絲試樣張力增加至預置標準張力時，儀器由計算機發出驅動步進電機的脈沖數自動測得試樣長度，即絞絲試樣在標準張力下的長度； F、測試絞絲試樣長度完成后測力架(10)自動下降回復原位，絲叉(12)由斜槽導軌(15)的引導作用又回縮至機內，測試完一個絞絲試樣后試樣圓筒轉動一定角度，儀器再開 始對下一絞絲試樣進行長度測試； G、所測絞絲試樣長度在未加熱處理前為加熱前長度，加熱處理后為加熱后長度，由兩者之差計算化纖長絲熱收縮率。
全文摘要
本發明涉及一種化纖長絲熱收縮率的測試裝置及其測試方法，該測試裝置包括雙限制器結構和測力傳感器；所述的雙限制器結構包括上掛鉤、下掛鉤、上掛鉤盤、上限制器、下掛鉤盤、下限制器、金屬導絲；安裝所述測力傳感器及其相連的撥動機構可以托起上掛鉤盤向上移動，下掛鉤盤上移至下限制器處被其阻擋而停止移動，上掛鉤盤繼續上升則對絞絲試樣施加張力，測力傳感器承受向下方向的負荷，儀器自動測量試樣加熱前和加熱后在預置標準張力下的絞絲試樣長度值，從而測得化纖長絲試樣的熱收縮率。采用該測試裝置和測試方法明顯提高了化纖長絲試樣熱收縮率的測試精度，測力系統標定校準方便，結構可靠，故障率大為降低。
文檔編號G01N25/16GK103018273SQ201310001918
公開日2013年4月3日 申請日期2013年1月4日 優先權日2013年1月4日
發明者李汝勤, 黃新林, 徐國良, 過玉清 申請人:上海新纖儀器有限公司