专利名称：绒毛浆蓬松性能和吸水性能自动测定仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及绒毛特性质量指标检测设备，特别涉及一种绒毛浆蓬松性能和吸水性能自动测定仪，用于测定绒毛试样的吸水时间、吸水量、蓬松高度、蓬松度性能的绒毛浆蓬松性能和吸水性能测定。
背景技术：
绒毛浆是一种经过特别处理的高级吸水性纸浆，该种浆的原料是成品化学浆或机械浆，采用物理方法使其绒化起毛后，具有极佳的吸水性和蓬松度，最适合用以制造如纸尿布、妇女卫生巾、医用床衬纸等卫生用吸水性产品及其它一次性使用的绒毛浆产品。美国制衆造纸协会期刊《Tappi Journal))Vol. 66 (11), 45 (1983);北欧制衆造纸协会标准SCAN-C33 80对绒毛浆的特性质量指标比容和吸水性的检测原理和检测方法进行了描述和规定。根据绒毛浆的用途其特性质量指标主要包括绒毛浆蓬松性能、吸水速度、吸水能力等指标，技术文献包括国家质量监督检验检疫总局科研成果G040-2003《绒毛浆质量性能及其检测方法和检测设备的研究》。绒毛浆质量性能检测设备通常包括绒毛浆板分散器，试样成型器、蓬松性能和吸水性能测定仪系列共三件设备。分散器是把绒毛浆板分散成纤维状态的绒毛的仪器，在分散中，既要保证绒毛浆板分散充分，使衆板尽量分散成单根纤维状态并避免出现未分散开的衆片，同时又要使纤维断裂和破碎少，以保证纤维长度和绒毛的性质。吸水度及蓬松度是绒毛浆的最主要的性能指标，测定此性能的仪器包括两部分1、试样成型器。试样成型器是将分散的绒毛制备成3g直径50mm的圆柱状试样，以供测定吸水性和蓬松度之用，试样中的纤维要求分布均匀一致。分散后的绒毛浆从入口被吸入，在锥型分散管内螺旋形分散下降，在成形管内形成一个浆垫试样用于实验。2、测定吸水时间、吸水量、蓬松高度、蓬松度的蓬松性能和吸水性能测定仪。分散器把绒毛浆板分散成纤维状态的绒毛后，由试样成型器形成的浆垫试样提供给蓬松性能和吸水性能测定仪来测定绒毛试样的蓬松高度、蓬松度、吸水速度和吸水量；目前虽各国检测的绒毛性能指标和检测方法不尽相同，但对绒毛的蓬松度和吸水性的检测则普遍认为是必不可少的，而目前我国国内尚无符合要求的绒毛浆特性质量指标检测设备。因此，符合要求的蓬松性能和吸水性能测定仪的研制也是绒毛浆特性质量指标检测设备的主要内容之一。在商检技术领域，现有蓬松性能和吸水性能测定设备均采用机械结构件构成，测定过程完全由人工操作和控制，由于测试人员的个体水平差异，使得绒毛浆蓬松性能和吸水性能测定结果的一致性差，对于绒毛浆蓬松性能、吸水速度、吸水能力指标的检测结构的准确度存在误差，不利于商检工作的顺利进行，因此，需要通过对检测设备进行技术改进，提高自动化程度和测试精度。
发明内容
本发明的目的就是为了克服现有技术的不足，采用一种新的绒毛浆蓬松性能和吸水性能测定仪的设计思路，通过自动化改造，使绒毛浆蓬松性能和吸水性能测定仪，具有体积小、结构简单、试样成测定数据准确、测定数据完整、准确，使用方便的特点，使之符合绒毛浆特性质量指标的检测的要求。本发明是通过这样的技术方案实现的绒毛浆蓬松性能和吸水性能自动测定仪，包括测定仪主体和控制电路，其特征在于，测定仪主体包括储水槽，储水槽为圆形槽结构，储水槽内是吸水槽,吸水槽为直径小于储水槽的圆形槽,吸水槽内设有溢水隔板,吸水槽上口有水泵出水管，水泵出水管的一个端口延伸在吸水槽内，另一端口连接吸水槽底下的水泵；出水口位于吸水槽底部；储水槽底板中心的设有孔柱；孔柱下口有内螺纹，内螺纹中旋有弹簧座，孔柱内螺纹上面部分为通孔；吸水槽底下面焊接圆柱形托盘，托盘下方为托盘支柱，托盘支柱中心内加工有内螺纹，托盘支柱外径与储水槽孔柱上端通孔内径尺寸相配合，托盘支柱装入储水槽孔柱孔上端通孔内，托盘支柱外径与储水槽孔柱孔上端通孔滑动配合；吸水槽升降调整部件包括调整轴、弹簧、弹簧座、联轴器、步进电机；调整轴一端有部分外螺纹，其余部分为光滑表面，调整轴有外螺纹的轴端经过弹簧座穿入储水槽孔柱孔内，再外套弹，然后调整轴外螺纹旋入托盘支柱内螺纹；调整轴另一轴端通过联轴器固定在步进电机的出轴上；水槽上盖中心开圆孔，圆孔内架放试样盘，试样盘由环状外套、内套和金属网构成；三个称重传感器沿环状外套边沿，环形分布安装在水槽上盖上，环状外套边沿位于三个称重传感器之上，环状外套的边沿下平面架放在三个称重传感器上；内套的一部分在水槽上盖平面之上，一部分在水槽上盖平面之下，内套底部有环形边沿，金属网置于内套底部环形边沿上；内套内壁竖直嵌装若干组光电传感器，以内套中心为轴，每组光电传感器镜向对称；每组光电传感器包括一个红外发射管和和红外接收管；负荷支架固定于水槽上盖上，负荷支架由横梁和两个立柱构成，横梁上固定有主动轮，滑轮，主动轮由牵引电机驱动，卷动牵引绳牵引盘状负荷；通过调整步进电机，可以调整吸水槽升降，从而可控制试样盘浸入水位的高低；控制电路包括单片机、继电器驱动电路，单片机通过控制继电器驱动电路来控制牵引电机和水泵，单片机通过控制步进电机来调整吸水槽升降；内套内壁竖直嵌装的若干组光电传感器，光电传感器通过线缆连接到控制电路的单片机的AD端口 ；绒毛浆蓬松性能和吸水性能自动测定仪的方法包括
a)单片机采集绒毛试样加上500g的盘状负荷之前和之后的光电传感器的信号，通过单片机程序进行处理，得出绒毛试样加上500 g的盘状负荷之前和之后的高度差，可测出其蓬松高度，计算出蓬松性；
b)通过牵引电机驱动主动轮，卷动牵引绳牵引盘状负荷，绒毛试样被放置于试样盘上，加上500 g的盘状负荷，可测出其蓬松高度，计算出蓬松性；
c)单片机采集三个称重传感器在绒毛试样吸水之前和完全饱和之后的称重变化量，测出吸水量，通过计数器记录试样吸水时间，水从底部带孔试样盘中被绒毛试样吸收，当绒毛试样吸水完全饱和，测出吸水量。本发明的优点是，由于测定仪采用吸水槽升降调整结构的，可有效的控制试样盘浸水的水位，使测试的数据更准确，本仪器具有体积小、结构简单、使用方便等特点，用于实验具有广泛的实用和推广价值，可在毛浆特性质量指标检测中广泛使用。
图1，为绒毛浆蓬松性能和吸水性能测定仪主视 图2，为绒毛浆蓬松性能和吸水性能测定仪俯视 图3，测定仪电路控制示意图。图中1.储水槽，2.水槽上盖，3.吸水槽，4.试样盘，5.负荷支架，6.水泵，7.调整轴，8.弹簧，9.弹簧座、10.联轴器，11.步进电机，12.孔柱，13.托盘，14.托盘支柱，15.称重传感器，16.主动轮，17.滑轮，18.牵引绳，19.盘状负荷，20.牵引电机，21.光电传感器；
31.出水口，32.溢水隔板， 41.环状外套，42.内套，43.金属网；
61.水泵出水管，
具体实施例方式为了更清楚的理解本发明，结合附图和实施例详细描述本发明
此仪器主要测定绒毛试样的蓬松高度、蓬松度、吸水速度和吸水量。如图1、图2所示，测定仪主体由储水槽、水槽上盖、吸水槽、吸水槽升降调整部件、试样盘、标尺支架和水泵构成；储水槽I为圆形槽结构，储水槽I内是吸水槽3，吸水槽3为直径小于储水槽I的圆形槽，吸水槽3内设有溢水隔板32，吸水槽3上口有水泵出水管61，水泵出水管61的一个端口延伸在吸水槽3内，另一端口连接吸水槽3底下的水泵6 ;出水口 31位于吸水槽3底部。储水槽I底板中心的设有孔柱12 ；孔柱12下口有内螺纹，内螺纹中旋有弹簧座9，孔柱12内螺纹上面部分为通孔。吸水槽3底下面焊接圆柱形托盘13，托盘13下方为托盘支柱14，托盘支柱14中心内加工有内螺纹，托盘支柱14外径与储水槽孔柱12上端通孔内径尺寸相配合，托盘支柱14装入储水槽孔柱孔12上端通孔内，托盘支柱14外径与储水槽孔柱孔12上端通孔滑动配
八
口 ο吸水槽3升降调整部件包括调整轴7、弹簧8、弹簧座9、联轴器10、步进电机11。调整轴7 —端有部分外螺纹，其余部分为光滑表面，调整轴7有外螺纹的轴端经过弹簧座9穿入储水槽孔柱12孔内，再外套弹8，然后调整轴7外螺纹旋入托盘支柱14内螺纹；调整轴7另一轴端通过联轴器10固定在步进电机11的出轴上。水槽上盖2中心开圆孔，圆孔内架放试样盘4，试样盘4由环状外套41、内套42和金属网43构成。三个称重传感器15沿环状外套41边沿，环形分布安装在水槽上盖2上，环状外套41边沿位于三个称重传感器15之上，环状外套41的边沿下平面架放在三个称重传感器15上。内套42的一部分在水槽上盖2平面之上，一部分在水槽上盖2平面之下，内套42底部有环形边沿，金属网43置于内套42底部环形边沿上。内套42内壁竖直嵌装若干组光电传感器，以内套42中心为轴，每组光电传感器镜向对称；每组光电传感器包括一个红外发射管和和红外接收管。
负荷支架5固定于水槽上盖2上，负荷支架5由横梁51和两个立柱52构成，横梁51上固定有主动轮16，滑轮17，主动轮16由牵引电机20驱动，卷动牵引绳18牵引盘状负荷19。通过调整步进电机11，可以调整吸水槽3升降，从而可控制试样盘4浸入水位的高低。如图3所示，控制电路包括单片机、继电器驱动电路，单片机通过控制继电器驱动电路来控制牵引电机20和水泵6，单片机通过控制步进电机11来调整吸水槽3升降，内套42内壁竖直嵌装的若干组光电传感器，光电传感器通过线缆连接到控制电路的单片机的AD 端口。单片机采集绒毛试样加上500 g的盘状负荷之前和之后的光电传感器的信号，通过单片机程序进行处理，得出绒毛试样加上500 g的盘状负荷之前和之后的高度差，可测出其蓬松高度，计算出蓬松性；通过牵引电机20驱动主动轮16，卷动牵引绳18牵引盘状负荷19，绒毛试样被放置于试样盘4上，加上500 g的盘状负荷，可测出其蓬松高度，计算出蓬松性。单片机采集三个称重传感器15在绒毛试样吸水之前和完全饱和之后的称重变化量，测出吸水量，通过计数器记录试样吸水时间。水从底部带孔试样盘4中被绒毛试样吸收，当绒毛试样吸水完全饱和，测出吸水量。 根据上述说明，结合本领域技术可实现本发明的方案。
权利要求
1.绒毛浆蓬松性能和吸水性能自动测定仪，包括测定仪主体和控制电路，其特征在于， 测定仪主体包括储水槽(I )，储水槽(I)为圆形槽结构，储水槽(I)内是吸水槽(3)，吸水槽 (3 )为直径小于储水槽(I)的圆形槽，吸水槽(3 )内设有溢水隔板(32 )，吸水槽(3 )上口有水泵出水管(61)，水泵出水管(61)的一个端口延伸在吸水槽(3)内，另一端口连接吸水槽(3) 底下的水泵(6);出水口(31)位于吸水槽(3)底部；储水槽(I)底板中心的设有孔柱(12)； 孔柱(12)下口有内螺纹，内螺纹中旋有弹簧座(9)，孔柱(12)内螺纹上面部分为通孔；吸水槽(3)底下面焊接圆柱形托盘(13)，托盘(13)下方为托盘支柱(14)，托盘支柱(14)中心内加工有内螺纹，托盘支柱(14)外径与储水槽孔柱(12)上端通孔内径尺寸相配合，托盘支柱(14)装入储水槽孔柱孔(12)上端通孔内，托盘支柱(14)外径与储水槽孔柱孔(12)上端通孔滑动配合；吸水槽(3)升降调整部件包括调整轴(7)、弹簧(8)、弹簧座(9)、联轴器(10)、步进电机(11);调整轴(7)—端有部分外螺纹，其余部分为光滑表面，调整轴(7)有外螺纹的轴端经过弹簧座(9)穿入储水槽孔柱(12)孔内，再外套弹(8)，然后，调整轴(7)外螺纹旋入托盘支柱(14)内螺纹；调整轴(7)另一轴端通过联轴器(10)固定在步进电机(11) 的出轴上；水槽上盖(2)中心开圆孔，圆孔内架放试样盘(4)，试样盘(4)由环状外套(41)、 内套(42)和金属网(43)构成；三个称重传感器(15)沿环状外套(41)边沿，环形分布安装在水槽上盖(2 )上，环状外套(41)边沿位于三个称重传感器(15 )之上，环状外套(41)的边沿下平面架放在三个称重传感器(15 )上；内套(42 )的一部分在水槽上盖(2 )平面之上， 一部分在水槽上盖(2)平面之下，内套(42)底部有环形边沿，金属网(43)置于内套(42)底部环形边沿上；内套(42)内壁竖直嵌装若干组光电传感器，以内套(42)中心为轴，每组光电传感器镜向对称；每组光电传感器包括一个红外发射管和和红外接收管；负荷支架(5) 固定于水槽上盖(2)上，负荷支架(5)由横梁(51)和两个立柱(52)构成，横梁(51)上固定有主动轮(16)，滑轮17，主动轮(16)由牵引电机(20)驱动，卷动牵引绳(18)牵引盘状负荷(19);通过调整步进电机(11)，可以调整吸水槽(3)升降，从而可控制试样盘(4)浸入水位的高低；控制电路包括单片机、继电器驱动电路，单片机通过控制继电器驱动电路来控制牵引电机(20)和水泵(6)，单片机通过控制步进电机(11)来调整吸水槽(3)升降，内套(42)内壁竖直嵌装的若干组光电传感器，光电传感器通过线缆连接到控制电路的单片机的 AD端口 ；绒毛浆蓬松性能和吸水性能自动测定仪的方法包括a)单片机采集绒毛试样加上500g的盘状负荷之前和之后的光电传感器的信号，通过单片机程序进行处理，得出绒毛试样加上500 g的盘状负荷之前和之后的高度差，可测出其蓬松高度，计算出蓬松性；b)通过牵引电机(20)驱动主动轮(16)，卷动牵引绳(18)牵引盘状负荷(19)，绒毛试样被放置于试样盘(4)上，加上500 g的盘状负荷，可测出其蓬松高度，计算出蓬松性；c)单片机采集三个称重传感器(15)在绒毛试样吸水之前和完全饱和之后的称重变化量，测出吸水量，通过计数器记录试样吸水时间，水从底部带孔试样盘(4)中被绒毛试样吸收，当绒毛试样吸水完全饱和，测出吸水量。
全文摘要
本发明涉及一种绒毛浆蓬松性能和吸水性能自动测定仪，包括测定仪主体和控制电路，测定仪主体包括储水槽，储水槽为圆形槽结构，储水槽内是吸水槽，吸水槽为直径小于储水槽的圆形槽，吸水槽内设有溢水隔板，吸水槽升降调整部件包括调整轴、弹簧、弹簧座、联轴器、步进电机；水槽上盖中心圆孔内架放试样盘，环状外套的边沿下平面架放在三个称重传感器上；内套内壁竖直嵌装的若干组光电传感器，光电传感器通过线缆连接到控制电路的单片机的AD端口；优点是，由于测定仪采用吸水槽升降调整结构的，可有效的控制试样盘浸水的水位，使测试的数据更准确，本仪器具有体积小、结构简单、使用方便等特点，用于实验，具有广泛的实用和推广价值，可在毛浆特性质量指标检测中广泛使用。
文档编号G01N5/02GK103018157SQ20121056958
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月25日 优先权日2012年12月25日
发明者李秀平, 李晶, 郑来云, 王媛 申请人:天津出入境检验检疫局工业产品安全技术中心