專利名稱：織物動態(tài)膨化測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于織物動態(tài)膨化測量的儀器。
本發(fā)明作出以前，國外對絲光潤濕劑的性能測試，曾用過織物降法，表面張力法、紗線收縮法及織物膨化法，認(rèn)為膨化法效果最好。國內(nèi)在使用絲光潤滑劑性能評價方面沒有簡便、可靠的測試方法，在織物膨化方面，目前尚沒有一種精確、可靠的標(biāo)準(zhǔn)方法和測試儀器。當(dāng)前已經(jīng)使用的顯微鏡觀測法測定織物膨化，這種方法操作繁雜，重演性、準(zhǔn)確性和可靠性差，效率低，而且不能測出織物的絕對膨化量。
本發(fā)明的目的在于設(shè)計一種可以測定織物動態(tài)膨化量的儀器，以作為評價絲光潤濕劑性能的方法，并用該儀器進(jìn)行絲光潤溫劑的組成結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的研究，為開發(fā)研制新型助劑提供理論依據(jù)，并為我國在其它織物膨化或任何接觸型無壓力微小動態(tài)位移量測試方面提供精確、可靠、簡便的檢測方法和儀器。
本發(fā)明是由膨化裝置(包括膨化液容器、輸液管道、膨化筒)、線性位移傳感器(包括壓片和法碼)、電訊號處理器和記錄儀組成。
本發(fā)明的工作原理如


圖1所示通過電訊號轉(zhuǎn)換裝置(線性位移傳感器7)將織物4膨化的移位量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電訊號，經(jīng)過電訊號處理器8處理由記錄儀9繪制出織物膨化量與時間的關(guān)系曲線，從而得出織物在不同時間的膨化量和膨漲率。
圖2所示，輪盤11是可繞其圓心轉(zhuǎn)動的圓盤，周邊有槽，可使線繩14繞在上邊，并呈兩端分別與壓片5、法碼6相連，壓片5和法碼6重量相等，這樣即使有微小的力向上作用于壓片5底面，也可以使壓片5向上移動，而另一端的法碼向下移動。動片a10和動片b13是金屬簿片，面積相等，固定在輪盤11上，兩者互不相連。定片也是金屬簿片，固定不動且與動片a10和動片b13的平面平行，且具有一定的間隙，間距為d。動片a10和動片b13與定片12的正對部分分別形成電容Ca和Cb。輪盤處在如圖所示位置時，兩動片與定片12的正對面積相等。
根據(jù)電容公式C＝ (εS)/(d)其中C為電容量，ε為分電常數(shù)，S為兩極板正對面積，d為兩極板間距。
由上可見有關(guān)系式Sa＝Sb＝Sc、Ca＝Cb＝Co因為ε、d都為常數(shù)。當(dāng)壓片5受力向上移動△L時，設(shè)Ca增加△Ca，即Ca＝Co＋△Ca則必有Cb＝Co－△Cb，顯然只能是△Ca＝△Cb＝△Co。將電容公式微分得△C＝ (eε)/(d) △S由扇形面積公式S＝ (R)/2 l其中R為半徑，l為弧長。
對其微分△S＝ (R)/2 △l(在這半徑為常數(shù))所以有關(guān)系式△C＝ (aR)/(2d) △l弧長增量△l恰等于位移量△L，設(shè) (aR)/(2d) ＝K故有△C＝K△L即有位移量△L與電容增量△S成正比線性關(guān)系。
圖3所示，運(yùn)算放大器107與電阻102、104、105、106，電容101、103組成正弦振蕩電路，為電橋檢測電路提供交流信號源，其輸出電壓
＝Uc sinωt其中Uc為直流電源電壓，t為時間，ω為振蕩器振蕩角頻率。
運(yùn)算放大器108構(gòu)成跟隨電路，具有阻抗匹配，隔離振蕩源與電橋檢測電路，以穩(wěn)定振蕩電路工作的作用，其輸出電壓Ui2＝Ucsinωt。
運(yùn)算放大器112與電阻109、110、111構(gòu)成反相電路，由于電阻109與110阻值相等，所以其輸出為
11＝－
＝－
Csinωt。
橋臂電阻113、114與橋臂電容115、116組成電橋檢測電路，電阻113與114阻值相等，即Ra＝Rb＝Rc，電容115、116為動片a10、動片b13與定片12組成的電容Ca、Cb，由上知Cb與Sb變化時有
Ca=C0+△C Cb=C0-△C電橋輸入電壓
電橋輸出電壓
＝ (△S)/(2Se) 2ueSinwt所以ue= (C)/(Se) ueSinwt從上式可看出，C0為常數(shù)，U0是穩(wěn)壓電源提供的，穩(wěn)定電壓也為常數(shù)，所以輸出電壓U0與電容增量△C成正比線性關(guān)系。在這里還可看出運(yùn)算放大器108和112分別組成的跟隨器和反相器有兩個意義。
1.向電橋檢測電路提供浮地交流源。
2.提高橋路的檢測靈敏度，因為Ui＝2Ucsinωt即振蕩幅為兩倍的電源電壓，使靈敏度提高一倍。
運(yùn)算放大器120與電阻119、117、118組成電流放大器起到阻抗匹配的作用。
運(yùn)算放大器127，電阻122、123、125和二極管組成檢波電路，輸出輸入關(guān)系公式為Ve′= (-R2)/(R1) γi′- (γi(R1+R2))/(AeR1)其中R1為電阻122，R2為電阻123，Vf為二極管正向壓片，Ac為運(yùn)算放大器開環(huán)增益。
圖為Ac→∞，所以 (γi(R1+R2))/(AeR1) →0
即VC′= (R2)/(R1) γi所以檢波電路也保證了線性關(guān)系。
電阻128、130和電容129組成衰減濾波電路。
運(yùn)算放大器132和電阻131組成跟隨電路，提高輸出帶載能力，最后送至記錄儀繪制出位移曲線。
通過電阻128、130的調(diào)整可標(biāo)定10mv記錄儀為1mv／mm。
示意圖為本發(fā)明的一種具體實施例。
圖1中，1為膨化液容器，2為輸液管道，3為膨化筒，4為織物，5為壓片，6為法碼，7為線性位移傳感器，8為電訊號處理器，9為記錄儀。
圖2中，10為動電a(橫線陰影部分)，5為壓片，6為法碼，13為動片b(縱線陰影部分)，12為定片(橫線陰影部分)，14為線繩。
圖3中102、104、106、109、110、111、105、117、118、119、122、123、125、128、130、131為電阻，101、103、121、129為電容，107、108、112、120、127、132為線性運(yùn)算放大器，113、114為橋臂電阻Ra、Rb，115、116為橋臂電容Ca、Cb。
當(dāng)測量時，把織物4剪成園片狀，壓平，平放予膨化筒3內(nèi)，將線性位移傳感器7中的壓片5壓在織物4上，然后打開活塞，使膨化液容器1內(nèi)的膨化液通過輸液管道2流入膨化筒內(nèi)。此時織物4吸收膨化液開始膨脹，同時帶動壓片5向上移動，從而帶動線性位移傳感器7轉(zhuǎn)動，因而改變了檢測電橋的電容參數(shù)，以至將機(jī)械的微小位移量線性地轉(zhuǎn)變成相應(yīng)變化的電訊號，通過電訊號處理器8的處理，送至記錄儀、繪制出織物膨化位移量與時間的關(guān)系曲線，從而得出不同時間織物的膨化速率和膨化量。如圖4所示，H表示膨化量，斜率K表示膨化速率，進(jìn)而對織物的性能以及膨化液和其助劑的性能進(jìn)行評價。
本發(fā)明通過對織物動態(tài)膨化量的測量，可以進(jìn)行絲光潤濕劑的結(jié)構(gòu)，組成與性能關(guān)系的研究，為研究開發(fā)新型絲光助劑提供依據(jù)。本發(fā)明可以做為絲光潤濕劑性能評價的方法，從而優(yōu)選制定絲光或堿縮的最佳工藝。本發(fā)明除了可以測定棉織物在堿液中的膨化量外，還可以用于其它織物，如羊毛織物等膨化過程的測定，以及其它任何接觸型無壓力微小位移量的動態(tài)檢測。
權(quán)利要求1.一種織物動態(tài)膨化測試儀，包括膨化裝置(包括膨化液容器、輸液管道、膨化筒)和記錄儀，其特征在于具有一個可將織物膨化量轉(zhuǎn)換成電訊號的線性位移傳感器，包括壓片和法碼，它可將織物動態(tài)膨化過程線性地轉(zhuǎn)換成隨時間變化的電訊號。
2.一種按權(quán)利要求1所述的織物動態(tài)膨化測試儀，其特征在于還有一個電訊號處理器，包括它們倍壓信號源，線性電橋檢測電路及解調(diào)電路，它可以提高檢測靈敏度和信比，以實現(xiàn)位移量與輸出電量的線性關(guān)系。
專利摘要一種織物動態(tài)膨化測試儀，屬于織物動態(tài)膨化量測量的儀器。本發(fā)明可以實現(xiàn)織物動態(tài)膨化過程的測量。本發(fā)明包括膨化裝置、線性位移傳感器、電訊號處理器及記錄儀。本發(fā)明可以精確測定出織物在膨化液中的動態(tài)膨化位移量，改變以往測定織物膨化無可靠測試方法和儀器的狀況。用本發(fā)明為研究開發(fā)新型絲光助劑，優(yōu)選絲光堿工藝提供依據(jù)，并可用于其它織物，如羊毛織物等膨化過程的測定及其它任何接觸型無壓力的微小位移量的動態(tài)檢測。
文檔編號D06H3/08GK2038114SQ8821427
公開日1989年5月24日 申請日期1988年9月26日 優(yōu)先權(quán)日1988年9月26日
發(fā)明者陳智, 金淑慧, 王文臣, 解如阜 申請人:天津紡織工學(xué)院