专利名称：纤维压缩弯曲性能测量的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及应用于纺织品舒适性能、纤维特性和生产质量控制的测量方法，特别适用于棉、毛、丝、麻、化纤及其它高性能纤维或纤维状物质的压缩、弯曲、拉伸性能测量的方法及装置。
背景技术：
纺织品的物触觉舒适性是服用舒适性重要因素，特别是对毛或麻类织物，在穿着时，消费者常会有刺痒或刺扎感，引起生理和心理不适，而改变选购和使用态度。
由于人体的神经感觉的复杂性，目前主观评价法是企业和检测机构常用的主要方法有三种。①动物电极刺激实验其借助电极或金属针刺激作用对动物实验，此法是以动物的神经感觉小体与人体的神经感觉小体非常相似，作为实验评价的前提。但人体实验并未标定，即其间差别并未认定，而且人体电刺激与织物刺扎的相关性还是纯理论研究，还无实用结果。②前臂测试选取不同的织物试样，缝制成袖子穿于被测试者的前臂，测试者戴上橡皮手套在该织物上轻轻拍打或来回移动，被测试者针对不同织物的感受，给出刺痒感及程度的评价。实验数据证明前臂实验测试与穿着时产生的织物刺痒感具有很好的吻合性，但测试结果在一定程度上受到较多的外界条件影响和被测者的主观影响性大。③试穿评定在规定的时限范围内进行试穿，然后分别给出评价等级。该法理论上可行，但是实际操作难度很大，测试所需样品量大，测试成本高，测试周期长。
国外对客观测试方法进行了有效尝试。①薄膜法在一定压力下，织物表面的纤维可以在聚四氟乙烯薄膜上留下压痕，研究人员认为这些压痕的深浅与纤维产生压痕所需的受力大小有关，根据薄膜压痕评价织物刺痒程度。理论上可以通过图象处理和分析来解决其客观评价，但未见实用报道。②采用激光计数器测量伸出的纤维WRONZ〔新西兰羊毛研究组织〕采用自己研制的激光计数器来测试从织物上伸出的毛羽。该方法只考虑了纤维的根数，忽略了纤维的粗细，因此起刺痒感的顺序常会发生矛盾。③改进的音频装置这种改进的音频装置类似于唱片机，剪成圆形的织物被放在圆盘上作匀速转动，探针与布面的相对线速度为12cm/s，当探针拨动纤维时感受纤维的弯曲作用力。探针的高低位置可以根据织物来调节。探针得到的脉冲信号通过放大器放大并被计数器记录。这种方法考虑的情况过于简单，因为织物表面的毛羽并不是根根都分离的，有些毛羽纠缠在一起，有些毛羽为圈状纤维，若探针从此类毛羽中间穿过，会造成误判。④拨动法日本的The University of Shga Prefecture采用单向点拨动纤维弯曲的方式测量纤维的抗弯刚度，因其拨动加载点的偏移使得测量数据值离散过大。而且施加载荷为侧向作用力，所以该方法仅能表达纤维弯曲，无法表征纤维的刺扎。
单纤维轴向压缩性能是反映织物表面毛羽所引起刺痒最直接和最基本因素，织物与皮肤接触时，在小压力作用下，人体皮肤与织物的接触主要是具有一定刚度和硬度的毛羽作用；大压力时，毛羽倒伏，织物组织的经、纬浮点构成支持面。对前者，织物的毛羽是主要支撑物，产生四种接触形式。因此，模拟刺扎、刮擦过程及其作用力值是直接预测和有效评价纤维与人体皮肤接触所产生刺痒感的关键。
发明内容
鉴于现有对纺织品的舒适性评价无论是主观评价法还是客观测试法都存在不足。为此，本发明提供一种用于纤维压缩弯曲性能的测量方法及系统装置，使其能模拟不同织物表面毛羽刺扎过程和平动刮拉过程，以及与皮肤接触过程中的力值变化。本发明解决了微小力的测量并在实现精度、纤维形态准确同步观察的同时，解决了由于纤维的细小和有效纤维针制备的困难以及其组合技术与计算机采样、计算和分析软件等问题。
根据上述“模拟刺扎过程，直接预测纤维对人体皮肤接触所产生力值是能有效评价的关键”分析的结论。据此，本发明装置主要用来测量纤维在轴向力作用下的压缩、弯曲及其组合性能测量。
有关纤维轴向压缩力、挠度形态组合和动态测量原理及方法如下(1)在纤维轴向压缩弯曲过程中，不仅测量压缩力值和轴向位移，同时通过对纤维形态变化的图象分析，完成挠度测量和各点曲率与横向位移测量。
(2)通过对纤维在轴向压缩弯曲过程中压缩力值与挠度连续变化的分析，计算出压缩模量、抗弯刚度、弯曲屈服点等反映纤维压缩弯曲性能的指标。
(3)调整对纺织纤维压缩弯曲的作用时间和作用方式，完成纤维的静态和动态刺扎测量和拉、压、弯组合测量。
(4)采用定压力或定压缩位移时的纤维水平移动，完成纤维刮、擦作用测量。
本发明的一种用于纤维压缩弯曲性能测量的方法及装置的基本构思(1)为了便于装样和测量，采用开窗式纸质制样模板。根据所需纤维针的长度，用双面胶粘贴在模板的横档上，再将纤维平行伸直地粘贴于双面胶上，按平行于双面胶方向沿虚线剪开，得长度相等的一组纤维针；或与双面胶成一定角度剪开，得长度梯度变化的一组纤维针；也可分两次剪开，得长度台阶变化的一组纤维针；或再沿与纤维轴平行方向虚线剪开，即获得单纤维针。
(2)通过由高精度微力传感器、悬臂梁、多功能上夹头和下夹持器构成的微力测量机构，完成微力测量。多功能上夹头可更换。下夹持器可作水平、垂直移动和转动，获取纤维轴向压缩力值和位移等数据。
(3)通过由光源、聚光镜、光阑、物镜和CCD摄像头及点光源组成的形状测量机构，完成照明、成象纤维的对中、对焦和测量，获取单纤维轴向压力下纤维弯曲静态图象和纤维平动变形动态图象，以及手工测量和自动计算纤维细度、握持长度、挠度和各点曲率等变化参量。
(4)信号处理系统中，测力系统由力传感器和位移传感器(即角位移或时间记录器)输出信号及其相应的采集、放大、模数转换、预处理、存储、输出部件和功能块组成；通过由图象采集卡和基本图象处理单元构成的成象系统，完成压力—位移曲线和挠度—位移曲线的数据传输与计算机连接。
(5)通过由数据采集与计算模块、参数设置与控制模块及控制与传动模块组成的计算机处理系统，完成测量动作过程的控制、调节和压力—位移曲线和挠度—位移曲线的处理、显示与保存，图象观察处理和图象保存，点、线、距离的测量与分析。
本发明的一种纤维压缩弯曲性能测量的方法及装置的主要构成一是制样为了便于装样和测量，采用开窗式纸质制样模板。根据所需纤维针的长度，用双面胶粘贴与模板的横档上，再将纤维平行伸直地粘贴于双面胶上，按平行于双面胶方向沿虚线剪开，得长度相等的一组纤维针；或与双面胶成一定角度剪开，得长度梯度变化的一组纤维针；也可分两次剪开，得长度台阶变化的一组纤维针；或再沿与纤维轴平行方向虚线剪开，即可获得单纤维针。采用这种方法也可在长度一定的条件下，用以比较不同细度的纤维的压缩。
二是纤维握持端设计单纤维的下端采用插入方式竖直握持的方法，其小螺丝作固定用；上夹头表面膜可以更换不同材料，以模拟皮肤表面微孔作用，如选用高聚物或砂纸。
三是精密试样台升降系统通过计算机的设定程序和驱动电路，控制微电机及传动机构，确保试样台作垂直和水平的精确移动，以及变化移动速度，达到有效控制纤维变形量和纤维加负荷与减负荷的速度。
四是光学成象及图象采集测量系统包括光源、聚光镜、光阑、物镜、CCD摄像头和辅助点光源及带有图象处理软件的计算机。通过数字摄像头直接将放大的纤维头端模拟形态图象转换成数字图象，最大限度地减少图象信号的失真；采用IEEE1394接口用于数字式CCD信号和计算机的数据传输数字图象；通过计算机对获取图象进行处理，并进行纤维头端形态测量和计算。
五是力测量系统力传感器因受力所得缓慢变化的电信号，十分微弱(包括对静态作用力)以及变化缓慢的作用力所产生的电信号，须经过温度补偿、滤波放大电路进行放大后才能利用A/D转换将模拟电压信号转换成数字电压信号。在模拟量与数字信号进行转换过程中需把数字信号读入计算机软件，此前，首先需要设定输入电压的范围和数字输出的关系，然后指定选择输入端口，给出A/D转换开始的命令，确认信号转换后，将数字读入计算机内存。
六是临界强力计算根据Euler压杆模型，当载荷P接近一个确定值的临界值时，挠度无限增大。因此纤维轴向作用力时，如果纤维长度与直径相比很大则极易失稳，纤维只会因弯曲而不是直接压缩。通常纤维轴向压缩形式，必然导致刺痒刺激。其保持压缩形式与刺针的长度、粗细和刚度相关。而纤维刺扎的绝大多数形式为弯曲。
上述方法的装置作用原理首先计算机设定参数，进行调零和补偿控制，下夹持器由微电机驱动开始作上升运动，微力变化经传感器输出模拟电压值，由A/D转换成数字电压信号输入计算机；同时CCD显微摄像头把单纤维受力下的形变转化为数字图象输入计算机进行数据处理与计算。通过上述流程，由此获取纤维挠度、长度和细度等变量，以及压力—位移曲线和挠度—位移曲线。计算机控制驱动电路使微电机驱动试样平台升降系统的垂直和水平的精确移动，以及调节移动速度，达到有效地控制纤维变形量和纤维加负荷与减负荷的速度。
本发明的一种用于纤维压缩弯曲性能测量的方法及装置，其所建的理论模型的参数计算如下
纤维的一端被固定在下夹头(或上夹头)上，另一端成自由伸直状态，随着下夹头不断向上的运动，纤维接触上(或下)夹头，受到压缩作用。由于被测纤维的突出长度较短，或纤维本身刚性较大(如苎麻纤维)，因此，受压缩作用的纤维针可以认为是一端固定，另一端自由的压杆模型，其相应的临界载荷为Pcr=(kL)2EIL2=20.19EIL2---(1)]]>正圆形的最小惯性矩为I＝πr4/4，由于麻纤维的横断面不是正圆形，在纤维弯曲时总是向它最容易弯曲的方向弯折，因此计算纤维的临界载荷时，需引入截面形状系数ηf，因此Pcr=20.19EηfI0L2=20.19πr4Eηf4L2=5.05EηfS2πL2=5.05×10-5EηfNt2πρ2L2---(2)]]>式中E-压杆弹性模量；I-压杆横截面最小惯性矩；M-弯矩；L-压杆长度；S-压杆截面面积；Nt-纤维的线密度；ηf-截面形状系数在公式(2)中，设K=5.05×10-5Eηfπρ,]]>则Pcr=KNt2L2·]]>如附图9中拟合直线斜率K，可求得纤维弯曲模量E=πKρ5.05×10-5ηf---(3)]]>当压缩纤维针时，纤维针在轴向压力的作用下，开始为纯压缩，因为纤维未发生失衡弯曲。因此，由附图7中的压缩弯曲曲线开始上升部分(ab段)的斜率可求得压缩模量Ec，即Ec=L0Nt·(dPdZ)max=L0A(dPdZ)max---(4)]]>式中，dP/dZ-压缩力值相对于位移的导数，(dP/dZ)max为最大斜率值；L0-纤维针的突出长度；Nt-纤维针的线密度；A-纤维针的横截面积曲线最高点为临界压力点，即最大刺扎力点，其值为临界压力Pmax。当压力超过此临界压力时，压杆弯曲失效。
实验1如附图8所示，通过线性拟合方程求得该直线的斜率值，K＝0.0209；由麻纤维截面形态分析得纤维的截面形状系数值，ηf≈0.8；纤维的密度值ρ＝1.85，将其代入式(3)，计算得苎麻纤维平均弯曲E模量为2469.1cN/cm2。
实验2如附图9中的a、b、c、d分别是平均细度(公支)为1432、1618、1866、2072的麻纤维，其临界压力Pmax值分别为0.0823、0.0774、0.0731、0.0728mN；平均压缩模量Ec为2209.3cN/cm2。同时，其压缩曲线验证了纤维针轴向压缩强力与纤维细度的正比关系。
本发明是通过以下技术方案实现的①通过制样模板获取纤维试样——纤维针；②为减小空气流动和振动对测量的影响，纤维轴向压缩性能整个测量过程是在一个测量腔中完成的，其步骤a、选取多功能压缩用上夹头及其夹头膜表面模拟材料和调整夹持方式；下夹持器完成纤维针握持。
b、通过测量腔正面可开启的面板上镶有的放大镜的观察，粗略估计纤维针X轴的中心位置。
c、通过计算机处理控制微电机经传动机构带动位于试样平台上的下夹持器沿垂直方向作上升、下降运动，完成纤维针轴向弯曲；通过下夹持器水平方向的左、右移动，完成纤维针弯曲状态下的滑移摩擦。
d、通过手动下夹持器上的转动盘及通过手动微调下夹持器上的X轴向导轨使下夹持器沿X轴方向水平移动和手动微调下夹持器上的Y轴向导轨使下夹持器沿Y轴方向水平移动，使纤维针轴线对中并与弯曲平面垂直于光路；同时使光线由光源经聚光镜、光阑、纤维针、物镜或直接至CCD摄像头在同一个轴线上完成光路和试样纤维针的对中；通过模数转换将所成纤维针压缩弯曲模拟图象转换成数字图象，经计算机处理测量、计算弯曲变形和挠度。
e、通过力传感器，动态测量纤维针自由接触端的微小力值变化的模拟信号经温度补偿、滤波和放大电路以及模数转换，输入计算机处理作数据处理。
f、计算机处理依据给定的理论模型和算法进行数据处理，绘出纤维针压缩变形的压力—位移曲线和挠度—位移曲线；结合纤维针压缩过程中图象处理和上述曲线数值解出纤维针细度、握持长度、挠度、压缩、弯曲模量、临界压缩力值和应力分布。
以下是进行纤维拉伸测量的方法为减小空气振动对测量的影响，纤维拉伸测量的整个测量过程是在一个测量腔中完成的，其步骤a、设定微力传感器的高低位置，更换拉伸用上夹头，调整夹持方式，下夹持器完成纤维针竖直握持，进行纤维针拉伸测量。
其余b～f部分与纤维压缩弯曲性能测量步骤相同。
图1本发明的一种用于纤维压缩、弯曲、拉伸装置结构原理示意图。
图2试样平台升降平动控制传动系统框图。
图3点光源与X、Y轴相交位置示意图。
图4制样模板和试样制备示意图。
图5数据采集及控制系统框图。
图6测量控制流程图。
图7纤维轴向压缩理论曲线图。
图8最大压缩强力P与Nt2/L2关系图。
图9不同长度不同细度纤维压缩曲线图。
具体实施例方式
以下结合附图对本发明作进一步描述。
本发明一种用于纤维压缩弯曲性能测量的方法①通过制样模板43获取纤维试样——纤维针41；②为减小空气流动和振动对测量的影响，纤维轴向压缩性能整个测量过程是在一个测量腔1中完成的，其步骤a、选取多功能压缩用上夹头32及其夹头膜表面模拟材料33和调整夹持方式；下夹持器5完成纤维针41竖直握持。
b、通过测量腔1正面可开启的透明面板上镶有的放大镜13的观察，粗略估计纤维针41X轴的中心位置。
c、通过计算机处理9控制微电机61经传动机构带动位于试样平台6上的下夹持器5沿垂直方向作上升、下降运动，完成纤维针41轴向弯曲；通过下夹持器5水平方向的左、右移动，完成纤维针41弯曲状态下的滑移摩擦。
d、通过手动下夹持器5上的转动盘54及通过手动微调下夹持器5上的X轴向导轨52使下夹持器5沿X轴方向水平移动和手动微调下夹持器5上的Y轴向导轨53使下夹持器5沿Y轴方向水平移动，使纤维针41轴线对中并与弯曲平面垂直于光路；同时使光线由光源71经聚光镜72、光阑73、纤维针41、物镜74或直接至CCD摄像头75在同一个轴线上完成光路和试样纤维针41的对中；通过模数转换82将所成纤维针41压缩弯曲模拟图象转换成数字图象，经计算机处理9测量、计算弯曲变形和挠度。
e、通过力传感器21，动态测量纤维针41自由接触端的微小力值变化的模拟信号经温度补偿、滤波和放大电路81以及模数转换82，输入计算机处理9作数据处理。
f、计算机处理9依据给定的理论模型和算法进行数据处理，绘出纤维针41压缩变形的压力—位移曲线和挠度—位移曲线；结合纤维针41压缩过程中图象处理和上述曲线数值解出纤维针41细度、握持长度、挠度、压缩、弯曲模量、临界压缩力值和应力分布。
为减小空气流动和振动对测量的影响，纤维拉伸测量性能整个测量过程是在一个测量腔1中完成的，其步骤设定力传感器21的高低位置，更换多功能拉伸用上夹头22，调整夹持方式，下夹持器5完成纤维针41竖直握持，进行纤维针41拉伸测量。其后续操作与压缩弯曲性能测量方法步骤相同。
一种用于纤维压缩弯曲性能测量的装置在一个为减小空气流动和振动对测量影响的测量腔1的正面可开启的透明面板上镶有可观察的放大镜13；测量腔1内设置由主要包括力测量机构2、多功能上夹头3、下夹持器5、光学成象系统7、模拟信号处理8和计算机处理9及一个由计算机控制通过微电机61传动机构带动的试样平台6部分组成。
a、力测量机构2由力传感器21及与其活动连接的多功能上夹头3和位于试样平台6上可转动、移动的下夹持器5构成。
b、光学成象系统7由光源71、聚光镜72、光阑73、物镜74、CCD摄像头75及在与X、Y轴夹角处设置的点光源76构成。
c、模拟信号处理8由经测力系统的力传感器21、位移传感器20输出的模拟信号经采集和温度补偿、滤波、放大电路81、模数转换82及预处理、存储、输出部件和功能模块83组成。
d、计算机处理9由数据采集与计算模块(91)、参数设置与控制模块(92)及控制与传动模块(93)组成。
一种用于纤维压缩性能测量的装置，其在测量腔1内壁涂有与被测纤针41互补的颜色；力传感器21是一种悬臂梁结构的高精度微力传感器；多功能上夹头3包括可更换的拉伸用上夹头31和压缩用上夹头32及其夹头膜33；下夹持器5由下夹头51和与其联动的手动微调机构X轴向导轨52和Y轴向导轨53及转动盘54组成；位移传感器20功能是通过微电机61运转数与计算机时钟控制器的配合实现的；点光源76与X、Y轴夹角为30～60°。
一种纤维压缩性能测量的装置，其在测量腔1内壁涂有与被测纤维针41互补的颜色为黑色；点光源76与X、Y轴夹角为45°。
一种纤维压缩性能测量的装置，其夹头膜33采用高聚物、砂纸。
本发明装置的主要性能指标
本发明的纤维压缩、弯曲、拉伸性能测量的方法及装置，适用于棉、毛、丝、麻、化纤及其它高性能纤维或纤维状物质的测量。可应用于纺织品舒适性能评价、纤维压、弯、拉特性的测量和生产中的质量控制。
通过所建理论模型和算法软件可快速提供实时压应力—应变曲线；挠度—应变曲线；纤维弯曲形态和相关特征参数。该系统功能强，可测纤维拉、压、弯性能和形态变形特征；应用范围广，可用于纤维力学性能测量，织物毛羽和织物触觉舒适评价，以及纤维加工质量控制等；测量精度高，结果准确可靠。由于本系统采用计算机控制传动、图像和数据采集，以及备有所建模型和软件，因此本发明不仅具有操作简便、自动化程度高、界面友好和一机一测多指标的优点，而且具有数值化程度高、数据处理快的特点。能对直径5～200μm、突出长度为1～25mm纤维的轴向压缩与弯曲性能进行快速测量。并能在更换上夹头夹持形式和位置后，完成短距(0～25mm)夹持拉伸测量和长距(0～150mm)夹持拉伸测量。
权利要求
1.一种纤维压缩弯曲性能测量的方法，其特征在于①通过制样模板(43)获取纤维试样-纤维针(41)；②在一个测量腔(1)里完成下列操作a、选取压缩用上夹头(32)、夹头膜(33)表面模拟材料和调整夹持方式；下夹持器(5)完成纤维针(41)握持；b、通过测量腔(1)正面可开启的面板上镶有的放大镜(13)的观察，粗略估计纤维针(41)X轴的中心位置；c、通过计算机处理(9)控制微电机(61)，经传动机构带动位于试样平台(6)上的下夹持器(5)，沿垂直方向作上升、下降运动，完成纤维针(41)轴向弯曲；通过下夹持器(5)水平方向的左、右移动，完成纤维针(41)弯曲状态下的滑移摩擦；d、通过手动转动和微调平移下夹持器(5)，使纤维针(41)轴线对中并与弯曲平面垂直于光路；同时，使光线由光源(71)、纤维针(41)、物镜(74)或直接至CCD摄像头(75)在同一个轴线上，完成光路和试样纤维针(41)的对中；通过模数转换(82)将所成的纤维针(41)压缩弯曲模拟图象转换成数字图象，经计算机处理(9)测量、计算弯曲变形和挠度；e、通过力传感器(21)，动态测量纤维针(41)自由接触端的微力值变化的模拟信号经采集和温度补偿、滤波和放大电路(81)以及模数转换(82)，输入计算机处理(9)作数据处理；f、计算机处理(9)依据给定的理论模型和算法进行数据处理，绘出纤维针(41)压缩变形的压力-位移曲线和挠度-位移曲线；结合纤维针(41)压缩过程中图象处理和上述曲线数值解出纤维针(41)细度、握持长度、挠度、压缩、弯曲模量、临界压缩力值和应力分布。
2.如权利要求1所述的纤维压缩弯曲性能测量的方法，其特征在于设定力传感器(21)的高低位置，更换拉伸用上夹头(31)，调整夹持方式，下夹持器(5)完成纤维针(41)握持，进行纤维针(41)拉伸测量。
3.如权利要求1、2所述的纤维压缩弯曲性能测量的方法，其特征在于通过开窗式纸质制样模板(43)，根据所需纤维针(41)长度，用双面胶(42)粘贴在模板(43)的横档上，再将纤维平行伸直粘贴于双面胶(42)上，沿虚线剪开，得纤维针(41)。
4.如权利要求1、2所述的一种纤维压缩弯曲性能测量的装置，其特征在于在一个为减小空气流动和振动对测量影响的测量腔(1)正面可开启的透明面板上镶有可观察的放大镜(13)；测量腔(1)内设置由主要包括力测量机构(2)、多功能可更换上夹头(3)、下夹持器(5)、光学成象系统(7)、模拟信号处理(8)和计算机处理(9)及一个由计算机控制通过微电机(61)传动机构带动的试样平台(6)部分组成；a、力测量机构(2)由力传感器(21)及与其活动连接的多功能可更换上夹头(3)和位于试样平台(6)上可转动、移动的下夹持器(5)构成；b、光学成象系统(7)由光源(71)、物镜(74)、CCD摄像头(75)及在与X、Y轴夹角处设置的点光源(76)构成；c、模拟信号处理(8)由经力传感器(21)、位移传感器(20)输出模拟信号的采集和温度补偿、滤波、放大电路(81)、模数转换(82)组成；d、计算机处理(9)由数据采集与计算模块(91)、参数设置与控制模块(92)及控制与传动模块(93)组成。
5.如权利要求4所述的纤维压缩弯曲性能测量的装置，其特征在于在测量腔(1)内壁涂有与被测纤维针(41)互补的颜色；力传感器(21)是一种悬臂梁结构的高精度微力传感器；多功能可更换上夹头(3)包括拉伸用上夹头(31)和压缩用上夹头(32)及其夹头膜(33)；下夹持器(5)由下夹头(51)和与其联动的手动微调机构X轴向导轨(52)和Y轴向导轨(53)及转动盘(54)组成；位移传感器(20)功能是通过微电机(61)运转数与计算机时钟控制器的配合实现的；点光源(76)与X、Y轴夹角为30～60°。
6.如权利要求4、5所述的纤维压缩弯曲性能测量的装置，其特征在于在测量腔(1)内壁涂有与被测纤维针(41)互补的颜色为黑色；点光源(76)与X、Y轴夹角为45°。
7.如权利要求4、5所述的纤维压缩弯曲性能测量的装置，其特征在于夹头膜(33)采用高聚物、砂纸。
全文摘要
纤维压缩弯曲性能测量的方法及装置，涉及包括棉、毛、丝、麻、化纤及其它高性能纤维或纤维状物质的测量。本发明由采用高精度微力传感器、多功上夹头和能作水平与垂直运动的下夹持器组成的力—位移测量机构，可获取纤维头端应力和纤维轴向应变等数据及模拟人体皮肤的刺扎效果。采用光学系统实现同步把纤维轴向压力下的变形转换为数字图象输入计算处理，获取纤维细度、握持长度、挠度和各点曲率与位移等变量并经计算机实时采集数据对测量参数进行控制，通过理论模型和算法软件快速测定实时压力、挠度、纤维弯曲形态等应变曲线和相关特征参数等。其适用于直径5～200μm、长度为1～25mm突出纤维的轴向压缩弯曲性能测量和长度为0～150mm纤维的拉伸测量。
文档编号G01N3/08GK1546979SQ20031010951
公开日2004年11月17日 申请日期2003年12月17日 优先权日2003年12月17日
发明者于伟东, 刘宇清, 韩露 申请人:东华大学