[发明专利]纤维束排列均匀性和断裂形态的透射式测量装置与方法

说明书

本发明涉及一种纤维束排列均匀性和断裂形态的透射式测量装置与方法及用途。该装置包括广角镜、CCD摄像头、LED光源板、可上下前后移动的摄像台、左右水平移动的平移机构、防振底座、束纤维拉伸机构和计算机控制与数据分析系数。本发明提供的装置结构简洁、测量精度高、实时动态；该测量方法为单侧多指标、变形与性质多口令的分析方法，适用于纺织纤维的束强测量中，纤维束排列均匀性、拉伸断裂端形态一致及弱节特征评价。断裂端轮廓线和透光率，并相互对比和与力值及位移值对比。

技术领域

本发明涉及一种纤维束排列均匀性和断裂形态的透射式测量装置与方法及用途，实用于羊毛、麻及棉等多种纺织纤维，属于光学测量方法技术领域。

背景技术

纺织工业中所使用的主要有棉花、羊毛、麻等多种纺织纤维，纤维束含量及纤维断裂后长度分布是检测纤维的重要指标之一，因此纤维断裂后长度分布是拉伸断裂后检测的重要项目之一。

目前，世界上所采用的检测方法主要是以下几类：1、传统方法：也称尺量法，就是将拉断的纤维试样置于黑绒板上，用不锈钢尺逐一测量整根纤维的自然长度，按照一定间隔将长度分成若干组，然后根据各长度组纤维根数，计算其加权平均长度，再根据各组长度纤维根数的累积频率，求得纤维断裂后长度分布。缺点为人工误差大，测量速度慢，受认为因素影响大。2、光电检测：目前主要是澳大利亚联邦科学工业组织研制的CSIRO毛丛长度与强度联合测试仪，即ATLAS仪，主要是置于传送带上纤维在运行的长度输送带上通过一个光学探测系统，它是由一组垂直排列的光源(发光二极管)和相对应的一组光电传感器(光电管)组成。经光学探测系统探测得到每一束毛丛的长度。然后运送毛丛被一对气动加持器分别夹住，经拉伸直至毛丛断裂。断裂后的毛丛经加持器自动放松而经喷气管分别送至两台电子天平的样品盘中分别自动称记种类。计算机则分析得出所测试毛丛的平均断裂比长度、平均毛丛断裂比强度等。毛丛断裂位置则根据毛丛断裂后的两部分分别称重后，再经校正到净毛重量后计算得到断裂位置，并根据该两部分断裂毛丛的重量比率，可以确定断裂位置是毛丛的尖部、中部或根部，最后将测试得到的所有毛丛的数据结果通过计算机合并，而得到断裂位置的百分率。缺点：只能粗略的确定纤维断裂的大体位置如尖部、中部或尾部，不能精确。

发明内容

本发明的目的是提供一种测量纤维束排列均匀性及其断裂形态的装置，采用该装置的测量方法及应用。

为了达到上述目的，本发明的所提供的技术方案基于的原理是：用激光发射装置将激光照射到梳理好的纤维层上，上面的收集装置对透射光进行收集并分析后输出结果。

基于上述原理，本发明的具体技术方案是提供了一种纤维束排列均匀性和断裂形态的透射式测量装置，其特征在于，包括：

高放大倍率和分辨率的大视野的广角镜；

能保证在清晰图像的高放大倍数下成像的CCD摄像头，CCD摄像头利用广角镜拍摄纤维束的图像；

可实现透光成像的均匀照明的LED光源，LED光源及广角镜分别位于纤维束的下方及上方；

平移机构，带动摄像台及其上的CCD摄像头左、右、前、后精准移动，从而实现CCD摄像头对纤维束轴向各截面的观察；

摄像台，带动CCD摄像头上下精准移动定位，从而实现CCD摄像头的聚焦和放大功能；

束纤维拉伸机构，用于夹持并拉伸纤维束；

防震底座，用于确保纤维束在拉伸过程中无显见振动；

数据采集与机构运行模块，用于控制CCD摄像头、LED光源、平移机构、摄像台及束纤维拉伸机构，并采集相应的数据；

计算机及数据分析系统，用于向数据采集与机构运行模块发送控制指令，并接收由数据采集与机构运行模块采集的数据。

优选地，所述束纤维拉伸机构包括夹持在所述纤维束两端的定夹头及动夹头，通过移动动夹头拉伸所述纤维束。