专利名称：棉纤维气流仪及消除其称重和马克隆测量值漂移的方法
技术领域：
本发明涉及气流仪，尤其是一种棉纤维气流仪，本发明还涉及一种消除棉 纤维气流仪称重电路测量值漂移的方法和一种消除棉纤维气流仪马克隆测量值 漂移的方法。
背景技术：
棉纤维气流仪适用于测定松散无序排列纤维的马克隆值，是一种用气流方 法测定机械轴或孔的直径的仪器。随着对棉纤维气流仪理论的深入研究，人们发 现它的读数并不单纯反映纤维细度，而是细度的成熟度的综合反映，许多学者把 气流仪读数称为细度X熟度。从物理上讲，棉纤维气流仪读数反映了纤维的透气 性，是纤维比表面积(纤维表面积/纤维体积)的函数，反映了纤维比表面积大 小。
棉纤维气流仪的根据流体力学中的苛仁纳公式 一定温湿度， 一定流量的 空气，通过一段固定容积、固定质量的纤维塞管道，管道两端气压差与纤维比 表面积平方成正比制成。本仪器用气压传感器测量气桥两端气压差，再转换成 马克隆值显示。
环境温湿度变化对称重传感器，气压传感器以及其它棉纤维气流仪中电子 元件的性能都有一定影响，棉纤维又是一种高吸湿性材质，温湿度对棉纤维有 极大影响。这使得棉纤维气流仪在使用过程中必须用标准砝码和棉样定时校正。
现有的棉纤维气流仪需要手工调整称重电路、马克隆值测量通路的测量气 路部分和电路部分的零满度。并且，在调整马克隆值测量通路的测量气路部分 时，需要采用标准棉样，这增加了没有标准棉样用户的困难，也增加了棉纤维 气流仪的使用成本。
发明内容
本发明为克服现有的棉纤维气流仪的缺点，提供一种带有称重自动校正、 马克隆值测量测量气路与压差测量电路自动校正功能的棉纤维气流仪。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是
一种棉纤维气流仪，包括用于^:置^:测试物的称重托盘和试样筒、与称重
托盘相连接的称重电路和与试样筒相连接的马克隆值测量通路；
称重电路包括用于感受放置在称重托盘上的被测量物的重量并将其转换成 电信号的称重传感器；
马克隆值测量通路包括与试样筒连通设置的测量气路和用于感受测量气路 气压值并对其进行信号处理得到马克隆值的压差测量电路；
压差测量电路包括分别用于感受输入气体和试样筒内气体的气压值并将他 们转换成电信号的气压传感器，称重电路和马克隆值测量通路共用一个用于处 理称重传感器和气压传感器输出的电信号的单片机；
压差测量电路包括至少两个用于校正其零满度的气阻塞，每个气阻塞对应 一个马克隆值，单片机包括校正所述压差测量电路的零满度并根据校正结果将 已漂移的马克隆测量值转换成标准值的标准棉样卩欧正模块，气压塞与气压传感 器相电连接；
单片机包括用于校正所述称重电路零满度并根据校正结果将已漂移的重量 测量值转换成标准值的标准砝码校正模块。
本发明公布了一种消除棉纤维气流仪称重电路测量值漂移的方法，它包括 以下步骤
切换系统至校正模式；
在单片机中设定低值砝码与高值砝码所对应的无漂移标准值，V條和l^;在称重托盘上放置重量为单片机中设定值的低值标准砝码，在单片机中保
存此时的测量值1 0;
在称重托盘上放置重量为单片机中设定值的高值标准砝码，在单片机中保
存此时的测量值，n;
切换系统至测量^^式；
在称重托盘上放置被测试物，得到测量值Vrf;
根据以下公式，单片机计算得到对应被测试物重量的无漂移标准值1^禁，
，—~^
(1* —O括 V ~Vo
本发明还公布了 一种消除棉纤维气流仪马克隆测量值漂移的方法，它包括
以下步骤
切换系统至校正模式，此时，气阻塞接入压差测量电路； 查找马克隆曲线，得到气阻塞所对应的标准值，设定他们分别为P沐和
￥n#，在单片机中保存这两个值；
对标识较低马克隆值的气阻塞进行测量，在单片机中保存该低值气阻塞所 对应的测量值1^;
对标识较高马克隆值的气阻塞进行测量，在单片机中保存该高值气阻塞所在试样筒中放置被测试物，得到测量值Vja;
根据以下公式，单片机计算得到对应被测试物马克隆值的无漂移标准值
<formula>formula see original document page 8</formula>
由于上述技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有以下优点
单片机中的标准砝码校正模块使得本仪器通过软件实现零满度自动校正。
将称重电路已漂移的测量值1^,通过低值标准砝码和高职标准砝码校正，变换
成无漂移的标准值V^标。这种校正方式，使得仪器外部无需调整部件，操作方 便，校正精度高。
单片机中的标准棉样校正模块把压差测量电路已漂移的测量值Px2，通过低 值气阻塞和高值气阻塞校正，变换成无漂移的标准值V^括，再查马克隆曲线，
即可得到无漂移的马克隆测量值。这种校正方式，使用于很宽范围内的马克隆 值校正。
并且，本^f义器用两个标识有高低马克隆值的气阻塞代替标准棉样进行马克 隆值自动校正，为无标准棉样的用户解决困难，也为有标准棉样的用户降低了 标准棉样的消耗。实现气阻塞(代替标准棉样)的自动校正，用户无须调整测 量气路和测压差测量电路的零满度，才乘作简便，校正精度高。
图1为本发明的主i见图；图2为本发明的右^L图； 图3为测量气路示意图； 图4为本发明电路部分的原理框其中1、称重电路；11、称重传感器；2、马克隆值测量通路；21、气压 传感器；211、高端；212、低端；22、测量气路；221、过滤器；223、储气筒； 224、第一气阻管；225、第二气阻管；226、三通接头；227、调满阀；228、调 零阀；23、压差测量电路；3、被测量物；4、单片机；41、标准砝码校正模块； 42、标准棉样校正模块；5、称重托盘；6、试样筒；7、气阻塞；8、显示器；9、 A/D转换器；10、放大器。
具体实施例方式
一种棉纤维气流仪，用于放置被测试物3的称重托盘5和试样筒6，这里被 测试物3多为棉纤维，它还包括与称重托盘5相连接的称重电路1和与试样筒6 相连接的马克隆值测量通路2。
称重电路1包括用于感受放置在称重托盘5上的被测量物3的重量并将其 转换成电信号的称重传感器11。
压差测量电路23包括分别用于感受输入气体和试样筒6内气体的气压值并 将他们转换成电信号的气压传感器21，称重电路1和马克隆值测量通路2共用 一个用于处理称重传感器11和气压传感器21输出的电信号的单片机4;
称重传感器11和气压传感器21输出端与单片机4的输入端之间还电连接 有放大器10和A/D转换器9，单片机4的输出端连接有一个用于显示测量值和 操作过程的显示器8，单片机4的输出端和可以接入打印机等终端设备。
马克隆值测量通路2包括与试样筒6连通设置的测量气路22和用于感受测 量气路22气压值并对其进行信号处理得到马克隆值的压差测量电路23;测量气路22部分包括一个带有过滤器221的气体输入端，输入压缩气体， 它还包括用于稳定测量气路22气压的储气筒223,储气筒223与测量气路22 相连通的设置在气路中输入端的后方。压缩气体经输入端进入测量气路22后， 分别进入第一气阻管224和第二气阻管225。第一气阻管224的一个端部、第二 气阻管225的一个端部与输入通路三者通过一个三通接头连接。第一气阻 管224的另一端部、第二气阻管225的另一端部之间串联有用于调整测量气路 零满度的调满阀227和调零闹228，其中，调零阀228与第二气阻管225的端部 相连接，调满阀227与第一气阻管224的端部相连接。通过第二气阻管225的 压缩气体输入到气压传感器21的低端212。经过第一气阻管224的压缩气体通 过调满阀227后输入试样筒6,气压传感器21的高端211感受试样筒6的气压。 环境温湿度变化对称重传感器11，气压传感器21以及其它电子元件的性能 都有一定影响，棉纤维又是一种高吸湿性材质，温湿度对棉纤维有极大影响。 这种仪器在使用过程中必须用标准砝码和棉样定时校正。马克隆值无论测量气 路22参数变化或压差测量电路23参数变化，都反映到测量电路零点和满度变 化，只要对测量电路零满度自动校正，就可以通过计算机软件实现马克隆值自
压差测量电路23包括两个用于校正其零满度的气阻塞7，每个气阻塞7对 应一个马克隆值，两个气阻塞7对应的马克隆值不同，气压塞7与所述的气压 传感器21相电连接；相应的，单片机4包括使用气阻塞7校正压差测量电路23 的零满度并根据校正结果将已漂移的马克隆测量值转换成标准值的标准棉样校 正模块42;
标准棉样校正模块42的对压差测量电路23的校正及对被测试物漂移的消 除过程如下切换系统至校正模式，此时，气阻塞7接入压差测量电路； 查找马克隆曲线，得到气阻塞7所对应的标准值，设定他们分别为V^和
VH#，在单片机4中保存这两个值；
对标识较低马克隆值的气阻塞进行测量，在单片机中保存该低值气阻塞所 对应的测量值1^;
对标识较高马克隆值的气阻塞进行测量，在单片机中保存该高值气阻塞所 对应的测量值1^;
切换系统至测量模式；
在试样筒中放置被测试物，得到测量值T jQ;
根据以下公式，单片机4计算得到对应被测试物3马克隆值的无漂移标准
P0jji = h益^ 。 豕Z杯 LW VK-￥L
如上所述，单片机4中的标准棉样校正模块42把压差测量电路23已漂移 的测量值1 X2，通过低值气阻塞和高值气阻塞校正，变换成无漂移的标准值
Vs2*=，再查马克隆曲线，即可得到无漂移的马克隆测量值。这种校正方式，使
用于很宽范围内的马克隆值校正。
并且，本仪器用两个标识有高低马克隆值的气阻塞7代替标准棉样进行马 克隆值自动校正，为无标准棉样的用户解决困难，也为有标准棉样的用户降低了标准棉样的消耗。实现气阻塞7 (代替标准棉样)的自动校正，用户无须调整 测量气路和测压差测量电路的零满度，操作筒便，校正精度高。
单片机4包括用于校正称重电路1零满度并根据校正结果将已漂移的重量 测量值转换成标准值的标准砝码校正模块41;
标准砝码校正模块41的对称重电路1的校正及对被测试物漂移的消除过程 如下
切换系统至校正模式；
在单片机4中设定低值砝码与高值砝码所对应的无漂移标准值，l 睹和
K杯，
在称重托盘5上放置重量为单片机中设定值的低值标准砝码，在单片机4 中保存此时的测量值Vo;
在称重托盘5上放置重量为单片机中设定值的高值标准砝码，在单片机4
中保存此时的测量值？；
切换系统至测量^t式；
在称重托盘5上放置被测试物3，得到测量值V^;
根据以下公式，单片机计算得到对应被测试物重量的无漂移标准值1^括，
<formula>formula see original document page 12</formula>这里，选用的低值砝码的重量为0. OOg,高值砝码的重量为8. OOg。 如上所述，单片机4中的标准砝码校正模块41使得本仪器通过软件实现零满度自动校正。将称重电路l已漂移的测量值l^，通过低值标准砝码和高职标 准砝码校正，变换成无漂移的标准值1^标。这种校正方式，使得仪器外部无需 调整部件，操作方便，校正精度高。
权利要求
1. 一种棉纤维气流仪，包括用于放置被测试物(3)的称重托盘(5)和试样筒(6)、与所述的称重托盘(5)相连接的称重电路(1)和与所述的试样筒(6)相连接的马克隆值测量通路(2)；所述的称重电路(1)包括用于感受放置在所述的称重托盘(5)上的被测量物(3)的重量并将其转换成电信号的称重传感器(11)；所述的马克隆值测量通路(2)包括与试样筒(6)连通设置的测量气路(22)和用于感受所述的测量气路(22)气压值并对其进行信号处理得到马克隆值的压差测量电路(23)；所述的压差测量电路(23)包括分别用于感受输入气体和所述的试样筒(6)内气体的气压值并将他们转换成电信号的气压传感器(21)，所述的称重电路(1)和马克隆值测量通路(2)共用一个用于处理所述的称重传感器(11)和气压传感器(21)输出的电信号的单片机(4)，其特征在于所述的压差测量电路(23)包括至少两个用于校正其零满度的气阻塞(7)，每个所述的气阻塞(7)对应一个马克隆值，所述的单片机(4)包括校正所述压差测量电路(23)的零满度并根据校正结果将已漂移的马克隆测量值转换成标准值的标准棉样校正模块(42)，所述的气压塞(7)与所述的气压传感器(21)相电连接；所述的单片机(4)包括用于校正所述称重电路(1)零满度并根据校正结果将已漂移的重量测量值转换成标准值的标准砝码校正模块(41)。
2、 根据权利要求1所述的棉纤维气流仪，其特征在于它包括两个所述的 气压塞(7)，每个所述的气压塞(7)对应的马克隆值不同。
3、 一种消除棉纤维气流仪称重电路测量值漂移的方法，运用如权利要求l 所述的棉纤维气流仪，它包括以下步骤切换系统至校正模式；在单片机中设定低值砝码与高值砝码所对应的无漂移标准值，，條和V^;在称重托盘上放置重量为单片机中设定值的低值标准砝码，在单片机中保 存此时的测量值1 0;在称重托盘上放置重量为单片机中设定值的高值标准砝码，在单片机中保 存此时的测量值￥。切换系统至测量模式；在称重托盘上放置被测试物，得到测量值Vrf;根据以下公式，单片机计算得到对应被测试物重量的无漂移标准值V^^，H5—,0标 V(J
4、 根据权利要求4所述的校正棉纤维气流仪称重电路的方法，其特征在于 所述低值砝码的重量为0. 00g。
5、 一种消除棉纤维气流仪马克隆测量值漂移的方法，运用如权利要求l所 述的棉纤维气流仪，它包括以下步骤切换系统至校正模式，此时，气阻塞接入压差测量电路；查找马克隆曲线，得到气阻塞所对应的标准值，设定他们分别为，i龙和￥nfe，在单片机中保存这两个值；对标识较低马克隆值的气阻塞进行测量，在单片机中保存该低值气阻塞所对标识较高马克隆值的气阻塞进行测量，在单片机中保存该高值气阻塞所对应的测量值Vn;切换系统至测量^f莫式；在试样筒中放置被测试物，得到测量值1^2;根据以下公式，单片机计算得到对应被测试物马克隆值的无漂移标准值 <formula>formula see original document page 4</formula>
全文摘要
一种棉纤维气流仪，包括与称重托盘相连接的称重电路和与试样筒相连接的马克隆值测量通路；称重电路包括称重传感器；马克隆值测量通路包括压差测量电路；压差测量电路包括气压传感器，称重电路和马克隆值测量通路共用一个单片机；压差测量电路包括至少两个用于校正其零满度的气阻塞，每个气阻塞对应一个马克隆值，单片机包括校正所述压差测量电路的零满度并根据校正结果将已漂移的马克隆测量值转换成标准值的标准棉样校正模块；单片机包括用于校正所述称重电路零满度并根据校正结果将已漂移的重量测量值转换成标准值的标准砝码校正模块。是一种带有称重自动校正、马克隆值测量测量气路与压差测量电路自动校正功能的棉纤维气流仪。
文档编号G01N33/36GK101281055SQ20081002410
公开日2008年10月8日 申请日期2008年4月30日 优先权日2008年4月30日
发明者峰 俞, 球 王, 邢胜锁 申请人:太仓宏大纺织仪器有限公司