专利名称：纤维马克隆仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用来测量纤维细度和成熟度的纤维马克隆仪。
背景技术：
马克隆(Micronaire)是棉花成熟度和细度的综合指标，是棉纤维重要的内在质量指之一，与棉纤维的使用价值直接相关。由于马克隆值是利用仪器检测，具有简便、准确和重复性好等特点，国际上一直用马克隆值作为棉花的重要指标，并且直接与棉花交易的价格挂钩。由于现有马克隆值的仪器的基本测量原理是在一定容积的“试样筒”中，放置一定质量的棉纤维样品，当一定压力的气流通过时，因为纤维的细度和成熟度不同，其比表面积亦不同，对气流产生不同的阻力呈现出压力差或气流量的变化。这种压力差或气流量的变化可用压力差仪表来显示。而测得的压力差值就可以对应到相应的纤维马克隆值。在相同温湿度下，棉花纤维样品的体积、质量恒定时，若纤维越细则比表面积越大，对气流的阻力就大，样品“试样筒”两端的压力差就大，而通过的气流量就小，所对应到相应的纤维马克隆值就小。相反，若纤维越粗则比表面积越小，对气流的阻力就小，样品“试样筒”两端的压力差就小，而通过的气流量就大，所对应到相应的纤维马克隆值就大。这种表征纤维细度与成熟度的测试定量关系，即“试样筒”中测得的压力差或气流量与纤维马克隆值的对应关系是在1950年美国农业部由二次回归方程得出的非线性刻度。1972年马克隆值又被制定为国际标准ISO2403-1972。显然，根据上述的经典纤维马克隆值的基本测量原理，压力差或气流量值在不同的温湿的环境条件下是不同的。因此，上述的测量必须在恒温恒湿的条件下方可准确地工作，传统的马克隆仪难以得到推广，并且是手动测试，工作效率低，不能满足棉花收购站、签证检验站、进出口商检以及纺织厂生产和计量部门对于原棉检测的需要。
发明内容
本实用新型的目的是为了克服现有的测试马克隆值的仪器的缺点，提供一种可在非恒温恒湿的条件下工作，且精度高，能连续自动测试的纤维马克隆仪。
为了解决传统马克隆仪对恒温恒湿环境条件的依赖，采用气桥式测量原理，本实用新型的技术方案是它包括由气桥测量回路、供料盘、测量盘所组成的测试装置和带微机的控制装置组成，其特点是，测试装置中置有多孔的供料盘和3个孔的测量盘，供料盘和测量盘之间置有同步旋转驱动机构，在测量盘的3个孔上方分别对应置有长度不同的进料顶杆、测量顶杆和排料顶杆，其中排料顶杆最长，三根顶杆上端通过固定盘连接在一起，固定盘上还置有一升降杆，升降杆与升降驱动机构连接，在测量盘的下方置有密封杆及推动密封杆的电磁铁，供料盘是通过爪式离合器、转轴和供料盘电磁铁相连接。
供料盘和测量盘之间置有同步旋转驱动机构由回转同步电机及传动比为5∶1齿轮组组成。与升降杆相连接的升降驱动机构由升降步进电机、传动齿轮、滚珠丝杆及导柱组成。
本实用新型所采用的气桥回路它包括气泵、平衡阀、试样筒、最大值校准阀、最小值校准阀及压力差传感器，试样筒与最大值校准阀、最小值校准阀相串联，气泵通过平衡阀将气源平衡分配成两路，通过三通接头分别与试样筒和最大值校准阀的连接端及最大值校准阀和最小值校准阀连接端相连接，压力差传感器的两输入端与试样筒与最大值校准阀、最小值校准阀相串联形成的气桥测量臂连接。在测量被测棉花样品前，气桥中的最大校准阀和最小校准阀先分别对标准最大马克隆值(5.6)棉花样品和标准最小马克隆值(2.68)棉花样品进行精确测量校准，使仪器在对应工作气压和“试样筒”体积条件下校准测量刻度。同时，又使仪器的测量回路在测量范围内对环境温湿度得到足够精度的差值补偿。这样，在测量被测棉花样品时，通过压力差传感器在气桥测量臂上测得气流压力差值，经计算机根据压力差值与纤维细度和成熟度的定量刻度关系换算，仪器就可对应得出被测纤维样品的马克隆值。
本实用新型是采用气桥测量方式下对桥臂气路差分测量的原理，这样就保证了它在非恒温湿环境条件下可准确测量的马克隆值。根据上述方案的传动机构及通过带微机的控制装置，解决了多样品的自动进样、自动测量和自动出样三个功能并行工作的方案，提高仪器的多样品测试自动化系统的工作效率，以满足棉花收购和签证检验的连续检测样品要求。
图1为本实用新型传动机构示意图；图2为测量盘与供料盘结构状态图；图3为气桥测量回路示意图。
具体实施方式
本纤维马克隆仪，它包括由气桥测量回路、供料盘、测量盘所组成的测试装置和带微机的控制装置组成，由图1所示，测试装置中置有15孔的供料盘1和3孔的测量盘7，供料盘1和测量盘7之间置有同步旋转驱动机构，在测量盘7的3个孔沿圆周成120°布置，上方分别对应置有长度不同的进料顶杆2、测量顶杆5和排料顶杆6，其中排料顶杆最长，三根顶杆上端通过固定盘3连接在一起，固定盘3上还置有一升降杆4，升降杆4与升降驱动机构连接，在测量盘7的下方置有密封杆8及推动密封杆8的电磁铁9，供料盘1通过爪式离合器15、转轴16和供料盘电磁铁14相连接。
供料盘1和测量盘7的同步旋转驱动机构由回转同步电机13及传动比为5∶1齿轮组17组成。
推动升降杆4升降的升降驱动机构由升降步进电机12、传动齿轮组18、滚珠丝杆11及导柱10组成，传动齿轮组18的传动比为I＝19/76。
由图3所示，气桥测量回路它包括气泵19、平衡阀20、试样筒21、最大值校准阀22、最小值校准阀23及压力差传感器24，试样筒21与最大值校准阀22、最小值校准阀23相串联，气泵19为恒压气泵，它通过平衡阀20将气源平衡分配成两路，通过三通接头分别与试样筒21和最大值校准阀22的连接端A及最大值校准阀22和最小值校准阀23连接端B相连接，压力差传感器24的两输入端与试样筒21与最大值校准阀22、最小值校准阀23相串联形成的气桥测量臂的A、B两端连接。
本纤维马克隆仪工作时，供料盘1的15个孔中装入需检测的样品棉，接通电源后，供料盘电磁铁14通过转轴16推动爪式离合器15与供料盘1啮合，从而进入待机状态，工作时，只要按动控制装置上的工作键，供料盘1(亦称样品盘)与测量盘7(亦称三工位盘)由回转同步电机13带动同步旋转，进料顶杆2、测量顶杆5、排料顶杆6即“三工位操作杆”，“三工位操作杆”由升降步进电机12带动升降，由图2所示，当三工位盘转到进料工位19时，“三工位操作杆”中的进料顶杆2把在供料盘1样品筒里的被测样品棉推入到三工位盘的“试样筒”内，随后“三工位操作杆”自动退回。等待对下一个样品进行自动进样操作。当“三工位盘”把有新样品的“试样筒”转到测量工位20时，仪器自动将气桥测量回路中的“气桥测量臂”与“试样筒”对接，测量顶杆5将被测样品推压到一个固定体积，带微机的控制装置开始进行稳定工作气压、测量压力差、计算转换和显示打印马克隆值的操作控制过程，测量完毕，“三工位操作杆”自动退回，等待对下一个样品进行自动测量操作。当“三工位盘”把已测样品的“试样筒”转到排料工位21时，排料顶杆6把已测样品推到出样通道，“三工位操作杆”自动退回。等待对下一个样品进行自动排料操作。仪器是按顺序连续进行进料、测量、排料动作，当15个棉样全部结束，仪器自动停止运动。
权利要求1.一种纤维马克隆仪，它包括由气桥测量回路、供料盘、测量盘所组成的测试装置和带微机的控制装置组成，其特征在于，测试装置中置有多孔的供料盘(1)和3孔的测量盘(7)，供料盘(1)和测量盘(7)之间置有同步旋转驱动机构，在测量盘(7)的3个孔上方分别对应置有长度不同的进料顶杆(2)、测量顶杆(5)和排料顶杆(6)，其中排料顶杆最长，三根顶杆上端通过固定盘(3)连接在一起，固定盘(3)上还置有一升降杆(4)，升降杆(4)与升降驱动机构连接，在测量盘(7)的下方置有密封杆(8)及推动密封杆(8)的电磁铁(9)，供料盘(1)通过爪式离合器(15)、转轴(16)和供料盘电磁铁(14)相连接。
2.根据权利要求1所述的纤维马克隆仪，其特征在于，所述的同步旋转驱动机构由回转同步电机(13)及传动比为5∶1齿轮组(17)组成。
3.根据权利要求1所述的纤维马克隆仪，其特征在于，所述的升降驱动机构由升降步进电机(12)、传动齿轮组(18)、滚珠丝杆(11)及导柱(10)组成。
4.根据权利要求1所述的纤维马克隆仪，其特征在于，所述的气桥测量回路它包括气泵(19)、平衡阀V0(20)、试样筒(21)、最大值校准阀V1(22)、最小值校准阀V2(23)及压力差传感器(24)，试样筒(21)与最大值校准阀V1(22)、最小值校准阀V2(23)相串联，气泵(19)为恒压气泵，它通过平衡阀V0(20)将气源平衡分配成两路，通过三通接头分别与试样筒(21)和最大值校准阀V1(22)的连接端A及最大值校准阀V1(22)和最小值校准阀V2(23)连接端B相连接，压力差传感器(24)的两输入端与试样筒(21)与最大值校准阀V1(22)、最小值校准阀V2(23)相串联形成的气桥测量臂的A、B两端连接。
专利摘要本实用新型涉及一种纤维马克隆仪，其特点是，测试装置中置有多孔供料盘和3孔测量盘及同步旋转驱动机构，在测量盘的3个孔上方分别对应置有与固定盘连接在一起的进料顶杆、测量顶杆和排料顶杆，固定盘置有升降杆，在测量盘的下方置有密封杆及电磁铁，供料盘通过爪式离合器、转轴和供料盘电磁铁连接，这样通过微机控制，能使多样品自动进样、自动测量和自动出样并行工作，使效率提高，仪器用了气桥测量回路，则在非恒温湿环境下能准确测量纤维马克隆值，能满足棉花收购和签证检验的连续检测样品要求。
文档编号G01N7/10GK2606355SQ0322896
公开日2004年3月10日 申请日期2003年2月24日 优先权日2003年2月24日
发明者顾涛, 柴广全, 秦曾荫, 张专, 王彼德, 丁锋 申请人:上海新型纺纱技术开发中心, 上海麒天科技有限公司