专利名称：：变密度纤维集合体传导性的原位综合测量方法与装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及精密和多功能测量技术，属纤维集合体传导性能的原位综合测量方法与装置。
背景技术：
：纤维集合体大多用于填充絮片、穿着防护、柔性隔绝等材料或结构体。但在实际应用中，其一，需要不同填充密度的材料，以达良好的隔绝与防护，或传导与过滤；其二，实用中因外界力作用而使纤维集合体发生变形和密度变化，导致原设计性能的失效；其三，纤维集合体压缩中的密度分布会改变，而且是不均匀的，理论和实践的表达都是平均的或非原样原位的，无法正确反应其传导性的变化。因此纤维集合体的密度变化时或密度为均匀时其对传导性的影响，成为目前实际测量与理论解释中的难点。目前，除了通过制取不同密度的试样来获得各种密度的纤维集合体之外，还可通过压缩的方式来改变纤维集合体的密度及其密度分布。前者试样制备繁杂、一致性差，而且无法得知实用中的变化；后者已有很大的进步可以改变纤维集合体的密度(于伟东、刘茜，纤维集合体变密度力学性能和密度分布测量装置与用途，发明专利，CN200410053599.1)，该装置包括由狭缝光源与阵列光敏元件构成的光测量装置81～83和CCD数码摄像装置88，挤压机构及挤压力传感器，以及数据采集模块、界面操作与控制模块、数据处理模块和计算机，所述的光测量装置由狭缝光源81(在I位置测透射；II位置测反射)、透射测量阵列光敏元件82、反射测量阵列光敏元件83组成还有支架84、固紧栓85构成，挤压机构9的上梁91、拉力传感器92、悬挂架93、压力传感器94、移动梁95、驱动双螺杆96和传动步进电机与控制电路，以及气源输入机构的气源控制电磁阀97和外接的气压测量单元98。但仅能给出力和透气的差异，并未给出热、气、声、湿、电的特征。现有成熟的测量方法均为单一性能的表达，如纺织材料压缩弹性仪(杨如禧，纺织材料压缩弹性仪的研究及其应用，中国纺织大学学报，1988，14(4)129-137)，中空纤维膨松特性、回弹测试仪(ZL97243296.5陈昂、王美祖、薛月霞、韩春艳，中空纤维膨松特性、回弹测试仪，1999)等。现有的标准有澳大利亚AS35351988，法国NFG07-0761993，日本JISL10811998，新西兰NZS87161994等，亦只是针对单一压缩性的测量。对于透气量的测量，有织物透气性测量仪器和方法(USP6543275B2WuR，ChangS-J.TaiwanSemiconductorManufacturingCo.Ltd.Apparatusandmethodfortestingairpermeabilityofafabric.2003；USP6467335B1MizobeK.Deviceandmethodformeasuringairpermeability.2002；USP5412976VogtH.TextestAG.Apparatusfordeterminingtheairpermeabilityofaclothweb.1995)。有关纺织品热、湿传递性能、电阻的测量则更是分开单独进行。关于纤维集合体的热传递性能，有测量热传导系数的方法(USP5711604NakamuraN.SeikoInstrumentsInc.Methodformeasuringthecoefficientofheatconductivityofasample.1998)，测量材料热传导能力的装置(USP5667301JurkowskiT，JarnyY，DelaunayD.UniversitedeNantes，LaboratoiredeThermocinetiquedel′Isitem.Deviceformeasuringtheheatconductivityorheatcapacityofaninjectableornon-injectablematerial.1997)。电阻的测量一般通过电阻测量仪完成。由此可以看出很少有人关注压缩过程中纤维集合体的密度变化及纤维塞的密度分布特征，以及纤维集合体在变密度、变排列条件下的力学、透气、导湿、导热、隔声、导电特征的组合测量，更不用说是原位原样的测量。其原因很简单，目前尚无实现这一要求的组合原位测量方法与装置。
发明内容本发明的目的是解决上述存在问题，发明一种变密度纤维集合体传导性的原位综合测量方法与装置。本发明的另一个目的是将该方法与装置用于各种纤维集合体的测量表征。本发明的原理是在同轴挤压纤维集合体时，测量该纤维塞的力学行为和密度变化及其密度分布，同时对纤维塞施加气、声、电、热、湿作用，分别测量纤维塞密度及分布对力、光、气、声、电、热、湿性能的影响。该发明的方法是通过在纤维塞两端施力挤压，使纤维塞的平均密度和密度分布发生改变；同时在纤维塞的一端施加气、声、电、热、湿作用，并通过设置在纤维塞两端的力、光、气、声、电、热、湿传感器测量该纤维塞静态或动态变形时的对应物理传导性质和纤维塞的密度及其分布的变化。气体的施加可以通过不同的气压方式从纤维塞的上或下端输入；声场的施加可以由各种不同频率的声波、或组、复合声波、或自然声波的形式输入；温度的变化与控制可通过内置的加热和制冷单元完成，或通过冷、热气体输入纤维塞腔体实现；电场的施加由纤维塞两端带孔的金属板通电实施；湿度的控制由不同相对湿度的水汽的输入完成。所述的力、气、声、热、电、湿施加方式可以是单独进行，亦可以组合进行。所述的测量可以单独进行，或任意组合进行。本发明的技术解决方案是CN200410053599.1纤维集合体变密度力学性能和密度分布测量装置的改进，描述如下一种变密度纤维集合体传导性的原位综合测量方法的装置，由具有隔声保温的推筒测量腔1、透明绝缘的纤维塞筒2、隔声保温的下测量腔3、上测量单元4、加热器5、制冷器6、下测量单元7，与此相连的数据采集卡、驱动与控制电路和数据采集处理与界面控制模块，以及原专利(于伟东、刘茜，CN200410053599.1)的挤压机构9、数码摄像及光测量装置8、数据采集及数字控制系统和计算机组成，详见附图1和附图2。该装置不仅可以单独使用，也可以安装在具有双力学传感器和一个移动梁的已商品化的拉伸仪器上。主要结构由新增和改进的五大部分构成，并包括原有的力学测量机构、光学测量机构和计算机及其控制和数据采集处理模块。a.推筒测量腔1上端为可控透通量的上气孔窗11，筒壁为金属层12和高聚物复合层13层合而成，或两层间带有空气层的双层隔声保温结构，下端为多孔结构的金属板14，并带有进气孔15和可调平衡重锤16。筒的上端与压力传感器相连，下端可套入纤维塞筒2中，并内置有上测量单元4和加热器51与制冷器61。所述的上气孔窗11由外窗片111、内窗片112和定位螺栓113构成，可以通过外窗片111的转动使窗口与内窗片112的孔相对，产生不同截面的孔，控制透通量，见附图3所示。b.纤维塞筒2上端开口与推筒测量腔1接近密闭和可移动地相套，筒壁为全透明、绝缘高聚物或玻璃材料21，筒底为多孔结构的带凸卡槽的金属板22，能与下测量腔3密闭卡套在一起，见附图1和附图2。c.下测量腔3上端为带有凹卡槽的开口端31，筒壁为金属层32和高聚物复合层33层合而成，或两层间带有空气层的双层隔声保温结构，底部为可控透通量的下气孔窗34。所述的筒壁结构与材料，以及下气孔窗结构与推筒测量腔1相同(见本节a.条)。所述的筒壁外侧上端还有一对凸块35，用于下测量腔1取下时的放置与定位。下测量腔3与密闭卡套的纤维塞筒2分离后放置在固定台86上，并使筒壁上的一对凸块35与固定台86上的定位凹槽87相嵌合，以便在旋动纤维塞筒2时，下测量腔3定位不动。所述的下测量腔3内置下测量单元7和加热器52与制冷器62，所述的固定台86同时作为光学传感器的固定合86。见附图1和附图2。d.上测量单元4由接于推筒多孔底板上的电极41，靠近推筒测量腔底部的温度传感器42、湿阻传感器43、声传感器44和/或声发射器45，以及气压传感器46构成。下测量单元7由接于纤维塞筒底板上的电极71，靠近下测量腔顶部的温度传感器72、湿阻传感器73、声发射器74和/或声传感器75，以及气压传感器76构成，见附图4所示。在纤维塞两端施力挤压的同时，在推筒测量腔1中施加气、声、电、热、湿作用，并通过上测量单元4和下测量单元7设置的气、声、电、热、湿传感器测量该纤维塞静态或动态变形时的对应物理传导性质和纤维塞的密度及其分布的变化，或反之在下测量腔施加气、声、电、热、湿作用，并通过下测量单元7和上测量单元4设置的气、声、电、热、湿传感器测量该纤维塞静态或动态变形时的对应物理传导性质和纤维塞的密度及其分布的变化。e.数据采集系统由高精度的拉力传感器92、压力传感器94、温度传感器(42和72)、湿阻传感器(43和73)、声传感器(44和75)、气压传感器(46和76)、光学传感器(81～83)与CCD数码摄像器88、数据采集卡、图像采集卡、数据采集处理与界面模块和计算机组成，可实现数据采集与处理、图像采集与处理分析、曲线和特征值的显示、存储及打印；数字控制系统由计算机、D/A、变频器、驱动电路、步进电机及传动机构组成，可完成整个测量的驱动与控制，见附图5。图5中实线框为本
发明内容，虚线框为原
发明内容。f.推筒测量腔1和下测量腔3中的温度控制，不仅可以通过内置的加热器5和制冷器6，以及上、下气孔窗(11和34)控制，而且可以通过外接气源的冷、热气体的输入控制；推筒测量腔1和下测量腔3中的气压控制不仅可通过上、下气孔窗(11和34)的调节开孔大小控制，而且可由气源电磁阀97和气压测量单元98控制调节输入气体的流量或压差；推筒测量腔1和下测量腔3中的湿度控制可以直接通过环境大气即气孔窗的开合，加上输入干、湿空气实现。测量原理与方法的实现步骤是通过在纤维塞筒2中放入某种排列(随机混乱，分层排列，竖直排列，颗粒状排列等)或一定重量(0.5～10g)的纤维集合体23，并将纤维塞筒2旋动卡嵌于下测量腔3上，然后挂于悬挂架93的挂钩上；通过由带有压力传感器94的推筒测量腔1，主动施力于纤维塞23；悬挂于拉力传感器92上的纤维塞筒2中的纤维集合体受力于推筒测量腔1，并通过纤维塞23的变形传递力于拉力传感器92；位移驱动步进电机驱动推筒测量腔1精确下降实现对纤维塞的挤压；控制纤维塞23两端的气氛和温度条件，并输入电、声、热、湿作用；通过力、光、气、声、电、热、湿传感器测量该纤维塞静态或动态变形时的对应物理传导性质和纤维塞的密度及其分布的变化。本装置的各软件模块和程序可提供纤维塞挤压时的力及传导性的各实时曲线，特征常数提取与计算，密度变化及传导性的关系曲线，纤维塞密度分布和图像等。本发明的特点a.采用本发明可实现纤维集合体密度变化时的传导性、透通性和隔绝性的原位综合测量。测量指标涉及纤维塞挤压时的力及传导性的实时曲线，特征常数，密度变化及传导性的关系曲线，纤维塞密度分布和图像。b.采用主施力压力传感器和受力拉力传感器，可表达纤维塞的力传递性质；采用数码摄像和阵列光敏元件的光测量，可表达被测纤维塞的密度分布及其变化；采用纤维塞两端施力挤压的同时，在纤维塞的一端施加气、声、电、热、湿作用，并通过设置力、光、气、声、电、热、湿传感器测量，可表达该纤维塞静态或动态变形时的对应各物理传导性质和纤维塞的密度及其分布的变化，为真正意义上的原位、动态测量。c.装置测试精度高、干扰小、综合性强、自动化程度高，适于各种纤维集合体的测量。图1是本发明装置的剖面结构示意图；图2是本发明装置的侧视图和A向视图；图3是可控透通量的气孔窗结构及其作用原理示意图；图4是腔体内的传感器的布置结构与作用原理示意图；图5是系统控制和数据采集模块流程示意图；图6是羊毛纤维集合体的挤压试验的气压差—纤维塞密度曲线；图7是羊毛纤维集合体的挤压试验的电阻—纤维塞密度曲线；图8是羊毛纤维集合体的挤压试验的声强—纤维塞密度曲线；图9是羊毛纤维集合体的挤压试验的声强比—纤维塞密度曲线；图10是羊毛纤维集合体的挤压试验的温度比—纤维塞密度曲线；图11是羊毛纤维集合体的挤压试验的相对湿度—纤维塞密度曲线。图中1—推筒测量腔、11—上气孔窗、111—外窗片、112—内窗片、113—定位螺栓、12—金属层筒壁、13—高聚物复合层筒壁、14—多孔金属板、15—进气孔、16—平衡重锤、2—纤维塞筒、21—透明绝缘筒壁、22—多孔带凸卡槽金属板、23—纤维塞、3—下测量腔、31—带凹卡槽开口端、32—金属层筒壁、33—高聚物复合层筒壁、34—下气孔窗、341—外窗片、342—内窗片、343—定位螺栓、35—凸块、4—上测量单元、41—电极、42—温度传感器、43—湿阻传感器、44—声传感器、45—声发射器、46—气压传感器、51和52—加热器、61和62—制冷器、7—下测量单元、71—电极、72—温度传感器、73—湿阻传感器、74—声发射器、75—声传感器、76—气压传感器、8—光测量与数码摄像装置、81-狭缝光源(位置I透射测量，位置II反射测量)、82—透射测量阵列光敏元件、83—反射测量阵列光敏元件、84—支架、85—固紧栓、86—固定台、87—定位凹槽、88-CCD数码摄像装置、9—挤压机构、91—上梁、92—拉力传感器、93—悬挂架、94—压力传感器、95—移动梁、96—驱动双螺杆、97—气源电磁阀、98—气压测量单元。图3中各图表示可控透通量的气孔窗不同的气孔开放形式，分别为图3-1全闭、图3-2部分开、图3-3全开以及图3-4剖视图。图4中的图4-1、图4-2分别对应于上测量单元和下测量单元中电极、温度传感器、湿阻传感器和声传感器(图4-1)或声发射器(图4-2)以及气压传感器的安装及作用形式。具体实施例方式通过以下实施例将有助于理解本发明，但并不限制本发明的内容。1.实际测量操作采用本发明的方法及装置，装置的结构及原理图见附图1和附图2所示。取随机排列自然状态的纤维试样均匀地放入纤维塞筒2中；移到固定台86上的下测量腔3上，旋动嵌卡于下测量腔3的上端；然后拿起挂于悬挂架93的挂钩上，调节悬挂试样筒的平衡；选择挤压模式(一次定负荷挤压、一次定位移挤压、定负荷反复挤压、定位移反复挤压、回弹性挤压)为一次定位移挤压，下降速度20mm/min，停顿时间3min；选择测量模式(单一传导性、两两组合、多性能组合和全部性能组合)为多性能组合模式；启动下降开关，推筒测量腔1匀速下降挤压纤维塞筒2中的纤维试样直至设定位移，得纤维塞的高度，停止3min后自动上升复位。从悬挂架挂钩上取下纤维塞筒2和下测量腔3，置于固定台86上并使凸块35与定位凹槽87相嵌；转动纤维塞筒2使其与下测量腔3分离，取下纤维塞筒2，下测量腔3放置在固定支架上；更换其中的纤维试样，完毕后将纤维塞筒2和下测量腔3卡套在一起，重新进行试验。所有物理传导性的测量均为自动完成，并由计算机中的数据处理模块完成计算与存储和输出。计算机完成数据实时采集与处理、图像实时采集与处理分析、曲线和特征值的显示、存储及打印；数字控制系统完成整个测量的驱动与控制。操作结束后可在计算机上直接获得压缩力—位移曲线，拉、压力差—位移曲线，密度—位移曲线，气压差—密度曲线，电阻—密度曲线，声强—密度曲线，温度—密度曲线，相对湿度—密度曲线，纤维塞密度分布图像以及不同排列纤维塞的各特征曲线、密度分布与图像。挤压过程中施加的压力通过安装于推筒测量腔1上的高精度压力传感器感应测量。纤维塞23另一端的感应作用力，是通过推筒测量腔1下端的多孔结构金属板14作用于纤维塞，经纤维塞23传至纤维塞筒2底部的多孔结构的带凸卡槽的金属板22上，再经挂钩传至纤维塞筒1上方的高精度拉力传感器，进行感应测量。记录D/A变频器的输入频率和步进电机转动时间，精确测量推筒测量腔1的下降位移。由此获得挤压过程纤维塞两端的受力和纤维塞高度的变化；即平均密度的变化。挤压纤维塞23的同时，由CCD数码摄像器88实时观察纤维塞整体堆砌状态和纤维塞各段体密度与表面密度；光测量装置81～83，测量纤维塞各长度段上的体密度(透射位置I)，由此得到纤维塞23的沿纤维塞高度方向上的密度分布，或表面密度(反射位置II)分布。挤压纤维塞的同时，可以施加气、声、电、湿、热等作用，并同步以设置的气、声、电、湿、热传感器测量对应挤压作用时的信号值，由此获得气压ΔP—密度ρ；声强I—密度ρ；电阻R—密度ρ；一端相对湿度(RH1或RH2(％))—密度ρ及两端相对湿度比(RH2/RH1)—密度ρ；一端温度(T1或T2)—密度ρ及两端温度比(T2/T1)—密度ρ等结果。2.实施例实施例1采用本发明的原位综合测量装置，依据上述实际测量操作叙述，取羊毛纤维试样2g，自然松弛状态、随机均匀地填入纤维塞筒2，作一次压缩模式挤压。在挤压前完全打开推筒测量腔1上端的气孔窗11，保证纤维塞23的一端气压为常压；下测量腔3底部的气孔窗34完全关闭，启动抽气使下测量腔3产生负压形成纤维塞两端的气压差ΔP。推筒测量腔1的气压P1由上测量单元4中的气压传感器46测量；下测量腔的气压P2由下测量单元7中的气压传感器76测量，其结果如附图6所示。图中横坐标纤维塞23的密度ρ，由填充纤维重量G、纤维塞筒的截面A和推筒底面到纤维塞筒内侧底面的距离L确定ρ＝G/(A·L)。故图6为典型的两端气压和气压差—纤维塞密度的关系曲线。实施例2按照实施例1所述的试样和试验条件，在挤压试验的同时，对羊毛纤维塞施加电场，即通过上测量单元4中的电极41和下测量单元中的电极71分别对纤维塞两端多孔结构的金属板14和22施加电压，并测量此时流经此纤维塞的电流，得出纤维塞的电阻R。纤维塞不断挤压，电阻不断同步变化，其结果电阻R—纤维塞密度ρ曲线如附图7所示，是一明确地电阻衰减的过程。实施例3按照实施例1所述的试样和试验条件，在挤压试验的同时，对羊毛纤维塞施加声作用，即在下测量腔3中，由下测量单元7中的声发射器74输出固定频率(4000Hz音频)的声波，声压强为82dB。由下测量腔3中的声传感器75测得的声压强I1的初始未挤压时为79.4dB；由推筒测量腔1的上测量单元4中的声传感器44测得的声压强I2，纤维塞两端的声压强的百分比为αt＝I2/I1×100％。由此测量得到的声强I—纤维塞密度ρ曲线和声强百分比αt—纤维塞密度ρ曲线，分别如图8和图9所示。实施例4按照实施例1所述的试样、制样填充方法和一次挤压模式，在挤压试样前，先将推筒测量腔1的气孔窗11完全关闭，启动推筒测量腔1内的加热器5，保证腔内温度为50℃。同时，由推筒测量腔1的进气孔15输入50℃热空气，以略高于推筒测量腔1气压极微流量的方式输入，即不倒流。下测量腔3的气孔窗完全打开，保持常压、常温。测量该纤维塞在挤压变密度时的导热性能。上测量单元4中的温度传感器42测量推筒测量腔1中的温度T1；由下测量单元7中的温度传感器72测量下测量腔3中的温度T2。挤压时采用的移动梁95的下移速度为1mm/min。由此得到纤维塞两端温度比(T2/T1)—纤维塞密度ρ曲线，如图10所示。实施例5按照实施例4中所述的试样和试验条件，只是推筒测量腔1中的加热和热气输入停止，改为相对湿度(RH)为80％左右的湿空气由推筒测量腔1的进气孔15输入，其流量和气压用实施例4，仅为保持推筒测量腔内的RH值不变时的最低供汽量。挤压时采用的移动梁95的下移速度为1mm/min。由上测量腔4中的湿度传感器43测量推筒测量腔1中的湿度RH1；由下测量单元7中的湿度传感器73测量下测量腔3中的湿度RH2，由此得到纤维塞两端相对湿度比(RH2/RH1)—纤维塞密度ρ曲线，如图11所示。权利要求1.一种变密度纤维集合体传导性的原位综合测量方法，其特征在于是在纤维塞两端施力挤压，同时在纤维塞的一端施加气、声、电、热、湿作用，并通过设置在纤维塞两端的力、光、气、声、电、热、湿传感器测量该纤维塞静态或动态变形时的对应物理传导性质和纤维塞的密度及其分布的变化。所述的物理传导性是指纤维塞的透气性、导湿性、导热性、隔声性、导电性和力传递性；所述的变密度是指纤维塞的整体密度变化和沿纤维塞长度方向的密度分布变化；所述的原位综合测量是指对同一纤维塞试样的多种性能的同时测量。2.根据权利要求1所述的一种变密度纤维集合体传导性的原位综合测量方法，其特征在于气体的施加可以不同的气压方式从纤维塞的上或下端输入；声场的施加可以由各种不同频率的声波、或组、复合声波、或自然声波的形式输入；温度的变化与控制可通过内置的加热和制冷单元或冷、热气体的输入实现；电场的施加由纤维塞两端带孔的金属板通电实施；湿度的控制由不同相对湿度的水汽的输入完成；所述的力、气、声、热、电、湿施加方式可以是单独进行，亦可以是组合进行。3.一种如权利要求1所述的变密度纤维集合体传导性的原位综合测量方法的装置，包括在上梁架91的拉力传感器92连接悬挂架93，具有压力传感器94的移动梁95与驱动双螺杆96连接，传动步进电机与控制电路连接构成的挤压机构9，其特征在于其还由上端与压力传感器94相连的具有隔声保温作用的推筒测量腔1，推筒测量腔1内有上测量单元4、加热器51和制冷器61；悬挂于与悬挂架93相连的拉力传感器92上并与推筒测量腔1匹配的透明绝缘的纤维塞筒2，纤维塞筒2下端连接一隔声保温的下测量腔3，下测量腔3内有下测量单元7、加热器52和制冷器62；与推筒测量腔1和下测量腔3分别相连的数据采集卡；位于纤维塞筒2两侧的数码摄像及光测量装置8与此相连的数据采集卡，以及驱动与控制电路和数据采集处理与界面控制模块，数据采集及数字控制系统和计算机组成。4.根据权利要求3所述的原位综合测量装置，其特征在于所述的推筒测量腔1上端为可控透通量的上气孔窗11，筒壁为双层隔声保温结构，下端为多孔结构的金属板14，筒壁上带有进气孔15和可调平衡的重锤16，推筒的上端与压力传感器94相连，下端可套入纤维塞筒2，并内置加热器51和制冷器61以及上测量单元4的机构；所述的双层隔声保温结构是外层为金属层12，内层为高聚物复合层13，层合而成，或上述两层间带有空气层的双层结构；所述的上气孔窗11是由可转动的、控制透通量的外窗片111、固定的内窗片112和定位螺栓113构成。5.根据权利要求3所述的原位综合测量装置，其特征在于所述的纤维塞筒2，上端开口与推筒测量腔1接近密闭和可移动地相套，筒壁为全透明、绝缘高聚物或玻璃材料21，筒底为多孔结构的带凸卡槽的金属板22，能与下测量腔3密闭卡套在一起。6.根据权利要求3所述的原位综合测量装置，其特征在于所述的下测量腔3，上端为带有凹卡槽的开口端31，筒壁为金属层32和高聚物复合层33的双层隔声保温结构，底部为可控透通量的下气孔窗。所述的隔声保温结构和下气孔窗同权利要求4；所述的筒壁外侧上端还有一对凸块35，用于下测量腔3取下时的放置与定位。7.根据权利要求5和6所述的原位综合测量装置，其特征在于测量时所述的纤维塞筒2和下测量腔3，密闭卡套，挂于悬挂架93上，测量后取下，放置在带定位槽的固定台86上，旋动纤维塞筒2使其与下测量腔3分离，取下纤维塞筒2重新填充纤维试样；所述的固定台86在支撑取下的下测量腔3的部位，带有一与下测量腔3筒壁外侧上端的凸块35相配的凹槽87，用于下测量腔放置时的定位的。8.根据权利要求3所述的原位综合测量装置，其特征在于所述的上测量单元4是由接于推筒多孔底板上的电极41，靠近推筒测量腔1底部的温度传感器42、湿阻传感器43、声传感器44和/或声发射器45，以及气压传感器46构成；所述的下测量单元7是由接于纤维塞筒2底板上的电极71，靠近下测量腔3顶部的温度传感器72、湿阻传感器73、声发射器74和/或声传感器75，以及气压传感器76构成。9.根据权利要求3所述的原位综合测量装置，其特征在于所述的数据采集系统由高精度的拉力传感器92，压力传感器94，气压传感器46和76，湿阻传感器43和73，温度传感器42和72，声传感器44和75，狭缝光源81、透射测量阵列光敏元件82、反射测量阵列光敏元件83组成的光学传感器与CCD数码摄像器、数据采集卡、图像采集卡、数据采集处理与界面模块和计算机组成；所述的数字控制系统由计算机、D/A、变频器、驱动电路、步进电机及传动机构组成；所述的软件程序是提供纤维塞挤压时的力及传导性的实时曲线，特征常数提取与计算，密度变化及传导性的关系曲线，纤维塞密度分布和图像的软件。10.根据权利要求1和3所述的一种变密度纤维集合体传导性的原位综合测量方法和装置的用途，其特征是用于各种纤维集合体材料的测量。全文摘要本发明为变密度纤维集合体传导性原位综合测量方法与装置，其方法是在纤维塞两端施力挤压，改变纤维塞密度及其分布，同时在纤维塞一端施加气、声、电、热、湿作用，并由力、光、气、声、电、热、湿传感器测取纤维塞静、动态变形时其物理性质和密度及其分布的变化。实现该原位综合测量方法的装置是对变密度纤维集合体力学性能测量装置的推筒、纤维塞筒和下测量腔的结构与隔绝性作了改进，并在推筒和下测量腔中增设组合测量单元，以及与此相连的数据采集卡、驱动与控制电路和数据采集处理与界面控制模块。本发明可实现变密度纤维集合体的传导、透通或隔绝性的原位综合测量。测试精度高、干扰小、综合性强、自动化程度高，适于各种纤维集合体的测量。文档编号G01N35/00GK1687788SQ20051002496公开日2005年10月26日申请日期2005年4月7日优先权日2005年4月7日发明者于伟东,刘茜申请人:东华大学