[实用新型]纺织纤维或者纱线抗弯刚度测定仪

说明书

本实用新型涉及一种纺织纤维或者纱线的测试仪器。

纺织纤维或者纱线的抗弯刚度是反映其在外力作用下弯曲变形能力的一项重要物理指标。在目前的科研和生产实践中，人们大多利用纱线强力仪测试其接结强度或者钩接强度来间接评定该项指标，有的甚至还采用手估目测的原始方法。前者虽然在理论上可行，但在实际测定中，由于受试样条干均匀度、表面结构和受力状态影响很大，因而，结果往往不甚准确，有时甚至会出现反常的现象。

五十年代初，日本的小野木重治、安藤昭三曾研究过一种纤维抗弯刚度的装置，它是利用示振仪，通过扬声器纸盆的振动带动纤维试样起振，测出其谐振频率并计算出抗弯刚度。从文献所介绍的情况分析，该装置仅仅是一种原理性的实验装置，作为成熟实用的测试手段尚有一段距离。直到目前，也未曾发现有在此基础上发展起来的测试仪器。

因此，本实用新型的目的在于提供一种直接测定纤维或者纱线抗弯刚度性能的仪器，并实现测试结果的自动数据计算、输出。

为了达到上述目的，本实用新型在仪器中采用了一个交变电场作为振荡源，通过测试机构，使纤维或纱线试样在一定条件和状态下进入该交变电场，并通过高压源使试样稳定起振，改变电场频率，振动试样的振幅也随之变化，最大振幅时，电场的振动频率与试样的固有频率相匹配，此时的频率数通过仪器的数据处理显示系统显示，或者换算成抗弯刚度值显示。

下面结合附图详细说明本实用新型的工作原理与结构示意图，其中：

1频率发生器 7键盘

2频率放大器 8支架

3高压源 9转轴

4测试机构 10平板试样夹持器

5单片机数据处理系统 11金属极板

6.数码显示块 12试样定长剪取器

由附图可见，本实用新型在结构上主要包括频率发生器1、高压源3、测试机构4、数据输入、处理、显示系统7、5、6四大部份。根据测试要求，频率发生器1所产生的频率应是在一定范围内可调的，其信号经放大器2放大接入测试机构4中的两块金属极板11上，形成了一个交变电场。高压源3即静电发生器是构成试样稳定振荡的另一个要素，由它产生的直流高压直接通入测试机构4中的平板试样夹持器10上，使试样带上一恒定的电荷，在交流电场的感应下发生振荡。

仪器的测试机构主要由平板试样夹持器10、金属极板11、试样定长剪取器12构成。考虑到试样为线性材料，夹持时应允许有一定的旋转自由度，因此，平板试样夹持器10通过一根沿中心设置的转轴9装于支架8上。又考虑到装拆试样以及调整试样在交变电场中位置的方便，两块金属极板11或者支架8的高低位置可通过一个调节机构（图中未示）进行调节。

此外，由理论计算公式可知，试样的抗弯刚度除与其固有的振动频率的平方成正比外，还与试样长度的四次方成正比。因此，准确剪取试样长度也是仪器测试的关键因素之一。本实用新型在平板试样夹持器10的下方装有一个试样定长剪取器12，并在其上设置带标度尺的高度调节机构（图中未示），准确调节试样定长剪取器12的高度，即准确控制了试样的剪取长度。

为了能直观地表现纤维或者纱线的抗弯刚度测定值，使仪器具备计数、计算、显示等功能，本实用新型在仪器电路中设置了单片机数据处理系统5、数码显示块6和输入键盘7。仪器开机后，系统自动清零，处于等待状态。当试样上机，测试准备工作就绪后，通过键盘7中的数字键，输入并显示被测试样的长度；再通过测试键，使仪器处于测量工作状态，即显示施加于金属极板11上交变电场的频率数。此时，载有恒定电荷的试样在交流电场的感应下发生振荡，使试样产生了肉眼可观察到的振幅。通过频率发生器1改变电场频率，试样振幅也相应发生变化，当电场频率大于或者小于试样的固有频率时，试样的振幅都将变小；只有电场频率与试样的固有频率相匹配，即达到共振时，操作人员可观察到试样的最大振幅，这时，通过键盘7中的计算键，将最大振幅时对应的电场频率数或者根据公式换算成抗弯刚度值显示出来，从而完成了一次测试过程。若测试过程中，要改变试样的长度，重新进行输入时，可通过键盘7中的复位键，使仪器恢复至起始状态，再按上述过程重新进行操作。

值得说明的是，仪器键盘7中的若干数字键，设置了若干档试样的测试长度，其各档数值的确定，是根据不同品种、规格的试样，以保证试样在测试过程中有一定的振幅大小（1－2mm），能用肉眼清晰观察到，且又具有稳定的振动频率，减少误差为原则，通过设定值与实际测试计算修正反复实验确定的。例如，确定试样为20／22D的桑蚕丝，其测试长度应取20mm为宜。

通过本实用新型，使建立在纤维振动原理上的纺织纤维或者纱线抗弯刚度测试方法仪器化、实用化，使科研和实际生产中直接、简捷地测定纤维或者纱线的抗弯刚度性能成为现实，从而解决了长期以来人们设法解决的难题。就仪器自身而言，本实用新型具有结构简单，操作方便，数据准确、可靠，重演性好的优点。