專利名稱：一種新型漿紗回潮率檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紡織產(chǎn)品含水量測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種新型漿紗回潮率檢測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，測(cè)量漿紗回潮率的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法是烘箱法，烘干法具有測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定精確、測(cè)量?jī)x器簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，但是每次測(cè)量的試樣數(shù)量少、試樣長(zhǎng)度有一定限制，而且試驗(yàn)時(shí)烘干時(shí)間較長(zhǎng)，所以烘箱法無(wú)法實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)。
因此，較為成熟的回潮率電測(cè)手段為電阻法，電阻法具有原理簡(jiǎn)單、儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，這些都滿足了在線測(cè)量的要求。但是電阻法測(cè)量頭需要接觸試樣，測(cè)量的精度不高。
中國(guó)實(shí)用新型專利說(shuō)明書(授權(quán)公告號(hào)CN2393096Y)公開了一種棉測(cè)儀的回潮率測(cè)量裝置，其特征在于它包括中央處理器、采樣電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、顯示電路、鍵盤掃描電路，所述的中央處理器的口線接顯示電路，所述的中央處理器的口線接鍵盤掃描電路，所述的中央處理器的口線接模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與采樣電路相連接，所述的采樣電路是采樣端IN與電源地之間跨接有并聯(lián)的電容C7和電阻R11。它可由中央處理器根據(jù)程序把輸入的棉花含水率轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)含水率，省去了查表、換算等復(fù)雜的過(guò)程，測(cè)量速度快。其測(cè)量方法主要是通過(guò)在兩個(gè)極板之間放置棉花樣品，在兩個(gè)極板上施加高電壓，通過(guò)測(cè)量?jī)蓚€(gè)極板之間的導(dǎo)電率來(lái)測(cè)量棉花的含水量。上述裝置也無(wú)法完全避免待測(cè)物接觸極板，影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型漿紗回潮率檢測(cè)系統(tǒng)，解決現(xiàn)有檢測(cè)裝置無(wú)法實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)和測(cè)量頭接觸試樣的技術(shù)問(wèn)題，能獲得較精確的測(cè)量結(jié)果。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種新型漿紗回潮率檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于它包括有不接觸待測(cè)漿紗的微波發(fā)射裝置和微波接受裝置，通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡采集電信號(hào)后轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)，并由上述裝置測(cè)得的介電損耗值計(jì)算出漿紗回潮率。
該微波發(fā)射裝置包括依次連接的信號(hào)源、同軸/波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器、同軸衰減器和發(fā)射天線，該微波接受裝置包括依次連接的接受天線、微波、選頻放大器和數(shù)據(jù)采集卡。
該系統(tǒng)的測(cè)量模型是a=1tanδw-ϵsKtanδw±K(ϵstanδw)2+4K(ϵw-ϵs)tanδw2ϵw(ϵw-ϵs)]]>其中，其中α指水占整個(gè)帶液漿紗的體積濃度，ε指介電常數(shù)，tanδ指介電損耗，w代表水的介電指標(biāo)，s代表漿料和紗線的介電指標(biāo)。K為測(cè)量指標(biāo)W=aρy(1-a)×100%]]>根據(jù)紗線的體積密度ρy，從水的體積濃度又可以轉(zhuǎn)換到回潮率。
該計(jì)算機(jī)將采集的關(guān)于介電損耗的數(shù)字信號(hào)結(jié)合計(jì)算機(jī)資料庫(kù)中的介電指標(biāo)等參數(shù)進(jìn)行漿紗回潮率的運(yùn)算。
該計(jì)算機(jī)資料庫(kù)中的介電指標(biāo)等參數(shù)通過(guò)輸入設(shè)備輸入。
藉由上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明由于帶液漿紗中僅有水對(duì)微波產(chǎn)生強(qiáng)烈衰減，因此該方法不受漿料配方組成的影響。
2、本發(fā)明應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，在相同的試驗(yàn)條件和試驗(yàn)原料下，對(duì)該系統(tǒng)測(cè)得的漿紗回潮率和應(yīng)用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法—烘箱法測(cè)得的漿紗回潮率進(jìn)行比較，相對(duì)誤差僅為0.18％，不存在顯著差別。
3、本發(fā)明的系統(tǒng)不僅測(cè)量結(jié)果精確，而且不接觸待測(cè)對(duì)象，可以快速計(jì)算出測(cè)量結(jié)果。在微波輻射場(chǎng)中，帶液漿紗可以連續(xù)通過(guò)，使用數(shù)據(jù)采集卡采集測(cè)量結(jié)果最小延時(shí)可以達(dá)到8微妙，完全滿足在線檢測(cè)的需要。
4、本發(fā)明的系統(tǒng)所使用的儀器為最簡(jiǎn)單的微波元件，成本低廉，穩(wěn)定性好。根據(jù)本模型的使用程序操作簡(jiǎn)單，界面直觀，一般技術(shù)人員均可以直接使用。


圖1是本發(fā)明新型漿紗回潮率檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明新型漿紗回潮率檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)流程圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖1，它是本發(fā)明一種新型漿紗回潮率檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示它包括有不接觸待測(cè)漿紗的微波發(fā)射裝置和微波接受裝置。該微波發(fā)射裝置包括依次連接的信號(hào)源、同軸/波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器、同軸衰減器和發(fā)射天線，該微波接受裝置包括依次連接的接受天線、微波、選頻放大器和數(shù)據(jù)采集卡。通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡采集電信號(hào)后轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)，并由上述裝置測(cè)得的介電損耗值計(jì)算出漿紗回潮率。本發(fā)明的檢測(cè)流程如圖2所示。
使用測(cè)量漿紗通過(guò)微波輻射場(chǎng)后微波能量的衰減量可以解決在線檢測(cè)的問(wèn)題。漿紗通過(guò)微波輻射場(chǎng)時(shí)，微波發(fā)射裝置和接受裝置都不接觸待測(cè)漿紗；由于水對(duì)于微波能量有強(qiáng)烈的吸收，測(cè)量的精確性高；微波振蕩頻率高，對(duì)于水分含量的變化反應(yīng)敏感，較短片斷內(nèi)水分含量的變化也可以被測(cè)量出來(lái)，以上優(yōu)點(diǎn)都使通過(guò)測(cè)量微波衰減量在線測(cè)出漿紗回潮率成為可能。
根據(jù)漿紗回潮率的定義，當(dāng)紗線的體積密度已知時(shí)，由紗線中水分的含量可以直接求出漿紗回潮率。帶液漿紗是由漿料、紗線和水組成的混合介質(zhì)，常用漿料和紗線都屬于高聚物，在微波頻率下的介點(diǎn)損耗幾乎可以忽略不計(jì)。而水分對(duì)于微波有強(qiáng)烈的吸收特性，當(dāng)帶液漿紗通過(guò)微波輻射場(chǎng)時(shí)，漿紗中的水分的多少直接決定了微波能量的衰減量。微波功率的減小就和損失介電常數(shù)和介電損耗正切角之間有一定的聯(lián)系。在考慮了帶液漿紗各種極化的基礎(chǔ)上，通過(guò)大量的試驗(yàn)驗(yàn)證，本方法建立了新的適應(yīng)于常用紗線和漿料回潮率檢測(cè)的計(jì)算復(fù)合介質(zhì)介電特性和水分含量之間關(guān)系的模型。該模型如下a=1tanδw-ϵsKtanδw±K(ϵstanδw)2+4K(ϵw-ϵs)tanδw2ϵw(ϵw-ϵs)]]>其中a指水占整個(gè)帶液漿紗的體積濃度，ε指介電常數(shù)，tanδ指介電損耗。w代表水的介電指標(biāo)，s代表漿料和紗線的介電指標(biāo)。K為測(cè)量指標(biāo)。
W=aρy(1-a)×100%]]>根據(jù)紗線的體積密度ρy，從水的體積濃度又可以轉(zhuǎn)換到回潮率。
本模型既考慮了不發(fā)生夾層極化部分介質(zhì)的綜合介電特性計(jì)算，也考慮到了發(fā)生夾層極化部分介質(zhì)的綜合介電特性計(jì)算。同時(shí)經(jīng)過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，當(dāng)介質(zhì)所有界面都產(chǎn)生夾層極化時(shí)二維介電模型和三圍維介電模型得出的紗線水分含量是相同的。實(shí)際上發(fā)生夾層極化的界面只是一部分，將二維并聯(lián)復(fù)合介電模型得出的水分含量與考慮了夾層極化的介電模型得出的水分含量進(jìn)行數(shù)字變化，得出了適用于紡織生產(chǎn)中漿紗回潮率檢測(cè)的模型。
根據(jù)新模型，本測(cè)量系統(tǒng)使用LabVIEW語(yǔ)言編寫了實(shí)用程序，程序界面是非常直觀的回潮率實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)窗口，可以自行選擇所測(cè)紗線種類、測(cè)量次數(shù)以及采樣頻率。此外本系統(tǒng)還利用了標(biāo)準(zhǔn)微波元件構(gòu)建衰減量測(cè)量單元，通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡采集電信號(hào)后轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)，應(yīng)用實(shí)用程序可以進(jìn)行在線的回潮率檢測(cè)。
本實(shí)施例使用的漿紗機(jī)為東華大學(xué)研制的JSSJ-83型漿紗機(jī)，微波衰減量測(cè)量?jī)x器均由上海美亞微波儀器廠生產(chǎn)。信號(hào)源頻率為9370MHz點(diǎn)頻率，同軸傳輸線特性阻抗50Ω，喇叭天線增益為17dB。
測(cè)量實(shí)例如下

測(cè)量數(shù)據(jù)配合上述漿液，濃度為10％，以下數(shù)據(jù)為10m片斷內(nèi)數(shù)值

綜上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用來(lái)限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。即凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修飾，都應(yīng)為本發(fā)明的技術(shù)范疇。
權(quán)利要求
1.一種新型漿紗回潮率檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于它包括有不接觸待測(cè)漿紗的微波發(fā)射裝置和微波接受裝置，通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡采集電信號(hào)后轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)，并由上述裝置測(cè)得的介電損耗值計(jì)算出漿紗回潮率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型漿紗回潮率檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于該微波發(fā)射裝置包括依次連接的信號(hào)源、同軸/波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器、同軸衰減器和發(fā)射天線，該微波接受裝置包括依次連接的接受天線、微波、選頻放大器和數(shù)據(jù)采集卡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型漿紗回潮率檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)的測(cè)量模型是a=1tanδw-ϵsKtanδw±K(ϵstanδw)2+4K(ϵw-ϵs)tanδw2ϵw(ϵw-ϵs)]]>其中，其中α指水占整個(gè)帶液漿紗的體積濃度，ε指介電常數(shù)，tanδ指介電損耗，w表水的介電指標(biāo)，s代表漿料和紗線的介電指標(biāo)。K為測(cè)量指標(biāo)W=aρy(1-a)×100%]]>根據(jù)紗線的體積密度py，從水的體積濃度又可以轉(zhuǎn)換到回潮率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型漿紗回潮率檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于該計(jì)算機(jī)將采集的關(guān)于介電損耗的數(shù)字信號(hào)結(jié)合計(jì)算機(jī)資料庫(kù)中的介電指標(biāo)等參數(shù)進(jìn)行漿紗回潮率的運(yùn)算。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的新型漿紗回潮率檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于該計(jì)算機(jī)資料庫(kù)中的介電指標(biāo)等參數(shù)通過(guò)輸入設(shè)備輸入。
全文摘要
本發(fā)明涉及紡織產(chǎn)品含水量測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種新型漿紗回潮率檢測(cè)系統(tǒng)。它包括有不接觸待測(cè)漿紗的微波發(fā)射裝置和微波接受裝置，通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡采集電信號(hào)后轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)，并由上述裝置測(cè)得的介電損耗值計(jì)算出漿紗回潮率。該系統(tǒng)主要解決現(xiàn)有檢測(cè)裝置無(wú)法實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)和測(cè)量頭接觸試樣的技術(shù)問(wèn)題，能獲得較精確的測(cè)量結(jié)果。
文檔編號(hào)G06F19/00GK1715892SQ20051002666
公開日2006年1月4日 申請(qǐng)日期2005年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月10日
發(fā)明者郭建生 申請(qǐng)人:東華大學(xué)