用于织物弯曲与摩擦及遮光与厚度的组合测量装置与方法
【专利摘要】本发明涉及织物弯曲与摩擦及遮光与厚度的组合测量装置与方法，该装置包括透光测量机构、厚度测量机构、力测量机构、牵引卷绕机构、输送机构。实现该装置的方法是通过输送机构输送、牵引卷绕机构牵引织物，使用透光测量机构的光敏元件感应透过织物的光量，获取织物的透光率；通过厚度测量机构的电容极板感应不同厚度织物的电容，获得织物的厚度不匀；通过力测量机构的压针和双托辊组成的弯曲机构弯曲织物，获得织物的抗弯力；通过力测量机构的压辊和摩擦辊构成摩擦辊与织物的摩擦，由与前托针的力传感器和后托针相连的力传感器分别感应输入摩擦辊前的织物张力和输出摩擦辊后的织物张力，获得织物的摩擦性能。本发明机构精巧、测量简便、快速。
【专利说明】用于织物弯曲与摩擦及遮光与厚度的组合测量装置与方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种织物的弯曲和摩擦、以及厚度和遮光性能的组合测量装置与方法，属于纺织精密计量仪器【技术领域】。
【背景技术】
[0002]织物的遮光性、厚度不匀、弯曲性能和摩擦性能不仅影响织物的质量和手感风格，而且影响织物的穿着使用和外观造型、美感和穿着舒适安全性。因此，对织物的遮光性、厚度不匀、弯曲性能和摩擦性能的测量和定量化表征，具有重要的实际意义。
[0003]目前，国内外测量织物上述性能的仪器主要采取单机单测单指标为主。就织物的遮光性而言，往往采用透光指标表达，透光越小，遮光性越好。对于织物的透光率的测试仪器主要有:照度计(许艳.照度计的特性及测量误差的定量评价.现代测量技术，2002，3.)，是将光能转换成电能，测量通过单位面积的光照强度，不过该仪器只是光度、亮度的透光测量；织物透光性测试仪器(刘海波，王正伟，李汝勤.织物透过性测试及仪器的研究.上海纺织科技，1999，10.)，通过光敏电池测试透过织物的光量，表征织物的透光性能，不过该仪器采用卤素灯作为光源，光线的平行性较差，易产生多方向的反射光线，影响测试准确性。织物的厚度不匀的测试方法主要有电阻式、电容式、电感式、超声波式、激光式、射线式等传感器为厚度检测原理的测试仪，这些仪器局限于织物厚度不匀单个性能的测试。织物的弯曲性能和摩擦性能的测试仪器主要是KES织物风格仪和FAST织物风格仪，均是多台多测多指标的测试仪器，不但仪器昂贵，而且测试过程复杂，每台仪器仅仅测试一项性能，其本质还是单测单指标仪器，此外国产的YG821织物风格仪，测试织物弯曲性能和摩擦性能时需要分别更换部件来完成，操作复杂，不能完成连续的测量；CHES-FY和PhabrOmeter虽然能同时对弯曲和摩擦进行表征，但只限于对织物力学性能的测试，不能同时测试织物的透光率和厚度均匀性，不能对织物的质量进行全面的评价。
[0004]上述实验仪器和方法适于织物的单项性能或多项力学性能的分离测试，而对织物多项性能的测试过程繁琐，操作复杂，不能在同一台仪器上完成织物透光率、厚度不匀、弯曲性能和摩擦性能的全部测量。然而在实际中，需要这些性能的原位组合测量，便于研究和分析织物的综合性能特征。
[0005]因此，从实用和理论研究中，都有必要研究和开发能实现织物透光率、厚度不匀、弯曲性能和摩擦性能的原位组合测量装置和方法。这样的装置既能减少仪器占地面、降低成本、节约实验试样、简化实验操作，从而提高检测效率，又能实施同样的单次测量，避免了更换试样和更换测量仪器而造成的系统误差和操作误差，提高测量的精确性和稳定性。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种用于织物弯曲与摩擦及遮光与厚度不匀的组合测量装置与方法，解决传统织物的上述性能与结构因分离测量而造成织物综合品质指标的表征误差，可对织物的厚度不匀、遮光性、弯曲和摩擦性能实施客观、快速的测量。[0007]为了达到上述目的，本发明的一个技术方案是提供了 一种用于织物弯曲与摩擦及遮光与厚度不匀的组合测量装置，包括固定在底板上的输送机构、透光测量机构、厚度测量机构、力测量机构和牵引卷绕机构，其特征在于:
[0008]织物出输送机构后进入透光测量机构，该透光测量机构包括固定在底板上的用于防止光线入射进来的暗箱，在暗箱两侧分别设有处于随意平衡态的第一托辊和第二托辊，织物绕经第一托辊后进入暗箱，出暗箱后绕经第二托辊出透光测量机构，在暗箱内设有平行光源及光敏元件，平行光源位于光敏元件的对侧，织物由平行光源与光敏元件之间通过；
[0009]织物出透光测量机构后进入厚度测量机构，该厚度测量机构包括至少一对用于感应通过的织物的厚度以获得织物的厚度不匀值的电容极板和第三托辊，织物由电容极板间穿过后绕经第三托辊出厚度测量机构进入力测量机构；
[0010]力测量机构包括摩擦辊、压针、前托针、后托针、第一力传感器、第二力传感器、第三力传感器、限位辊、双托辊和压辊，织物进入力测量机构后依次绕经限位辊、一对双托辊及至少四个压辊后出力测量机构，相邻两个压辊组成一组导布压辊组，固定不动的摩擦辊位于相邻两组导布压辊组之间；由压针对位于一对双托辊间的织物形成下压力，压针固接在第一力传感器上，通过第一力传感器获得织物的抗弯力，织物绕经一组导布压辊组后，由前托针对该组导布压辊组上的织物形成上托力，前托针固接在第二力传感器上，通过第二力传感器获得输入摩擦辊前的织物的松边张力，织物出该组导布压辊组后再绕经摩擦辊后进入相邻一组的导布压辊组，由后托针对该导布压辊组上的织物形成上托力，后托针固接在第三力传感器上，通过第三力传感器获得经摩擦辊后的织物的紧边张力，根据所获得紧边张力、松边张力及织物覆盖在摩擦辊表面的弧段相对摩擦辊截面圆中心的中心角，获得织物与摩擦辊的摩擦系数；
[0011]织物出力测量机构后进入牵弓I卷绕机构收布。
[0012]优选地，所述的输送机构包括布样辊、阻尼器和输送压辊；在布样辊上装有阻尼器；布样辊和输送压辊均固定在所述的底板上，阻尼器用于对织物施加预加张力，预加张力的范围为 0.lcN/cm_50cN/cm。
[0013]优选地，所述的平行光源和光敏元件位于同一光轴上；所述的平行光源的光量照度范围为 0.llx-100001x。
[0014]优选地，所述的电容极板的间距范围为2mm-20mm，每块电容极板的宽度和长度均大于8cm。
[0015]优选地，所述的第一托辊、第二托辊、第三托辊、限位辊和双托辊与织物接触的最低点位置位于同一水平线上；所述的双托辊中间设有压针，所述的双托棍间的距离在2mm-20mm范围内可调；所述的压针相对双托棍的垂直距离在Imm-1Omm范围内可调；所述的双托棍和压针组合实施织物的弯曲，通过与压针相连的第一力传感器获得织物的抗弯力值。
[0016]优选地，所述的摩擦辊、压辊、前托针和后托针构造织物与摩擦辊表面的摩擦，且织物覆盖在摩擦辊表面截面的弧段相对摩擦辊截面圆中心的中心角为180°。
[0017]优选地，所述的第一力传感器、第二力传感器和第三力传感器为高精度力传感器，所述的第一力传感器的测量范围为O?300cN，精度为0.0lcN ;所述的第二力传感器和第三力传感器的测量范围均为O?600cN，精度为0.0lcN0
[0018]本发明的另一个技术方案是提供了一种采用上述的用于织物弯曲与摩擦及遮光与厚度的组合测量装置的应用，其特征在于，用于织物和膜的弯曲性能、摩擦性、遮光性和厚度不匀的测量。
[0019]本发明的另一个技术方案是提供了一种采用上述的一种用于织物弯曲与摩擦及遮光与厚度的组合测量装置的测量方法，其特征在于包括如下步骤:
[0020](a)设定好阻尼器的预加张力，选定好第一力传感器、第二力传感器和第三力传感器的量程；设定电容极板的间距、双托棍间的距离、压针相对双托棍的垂直距离和卷绕辊的线速度；
[0021](b)将一定宽度的织物布样卷装在布样辊上，织物沿着压布辊、第一托辊、第二托辊、第三托辊、限位辊、双托辊、压针、压辊、前托针、摩擦辊、后托针导向到卷绕辊上，并固定在卷绕棍；
[0022](C)打开平行光源，启动步进电机驱动卷绕辊转动，带到织物转动；同步启动第一力传感器、第二力传感器和第三力传感器获得力值，由光敏元件感应透射的光量，启动电容极板获得织物厚度不匀的电信号；
[0023](d)根据光敏元件感应的透射光量，获得织物的遮光性；电容极板感应的电容变化获得织物厚度不匀；根据第一力传感器的力值获得表征织物硬挺的抗弯力；根据第二力传感器和第三力传感器的感应力值，获得织物的摩擦系数；据此还可获得沿着织物长度方向的相应的特征曲线为透光率-位移曲线、厚度-位移曲线、抗弯力-位移曲线和摩擦系数-位移曲线。
[0024]本发明的测量原理在于:通过输送机构输送、牵引卷绕机构牵引织物；使用透光测量机构水平托持织物并通过该机构的光敏元件感应透过织物的光量，获取织物的透光率；通过厚度测量机构水平牵引织物并通过该机构的电容极板感应不同厚度织物的电容信号，获得织物的厚度不匀；通过力测量机构的压针和双托辊组成的弯曲机构弯曲织物，获得由传感器采集的织物的抗弯力；通过力测量机构的摩擦辊与织物摩擦，由与前托针相连的第二力传感器获得输入摩擦辊前的织物的松边张力，与后托针相连的第三力传感器获得输出摩擦辊后的织物的紧边张力；根据所获得紧边张力、松边张力和中心角，可获得织物与摩擦辊的摩擦系数。本发明的特点是测量为光学、电学与力学的组合原位测量，且机构精巧、测量简便、快速、实时。
[0025]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0026]a、本发明实现织物遮光率、厚度不匀、弯曲性能和摩擦性能的同机测试，可以节约占地，降低成本，简化操作过程，提高检测效率，减少了系统和操作误差；
[0027]b、本发明通过暗箱的辅助，极大程度的排除外界光的干扰，使光敏元件的测试更加准确；
[0028]C、本发明利用三个力传感器的组合测试方法，实现对织物弯曲性能和摩擦性能的快速、实时和组合测量；
[0029]d、本发明可以根据织物的规格，设定织物的预加张力和压针的高度，对织物的适应性好；
[0030]e、本发明测试的织物的遮光性、厚度不匀、弯曲和摩擦综合结果的重复性和再现性优良。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1为用于织物弯曲与摩擦及遮光与厚度的组合测量装置的示意图；
[0032]图2为透光测量机构侧视图；
[0033]图3为厚度测量机构侧视图；
[0034]图4为双托棍和压针组成的织物弯曲的侧视图；
[0035]图5为压辊、摩擦辊、前托针和后托针组成的织物摩擦的侧视图；
[0036]图6为用于织物弯曲与摩擦及遮光与厚度的组合测量装置的硬件流程示意图；
[0037]图7为用于织物弯曲与摩擦及遮光与厚度的组合测量装置的软件流示意图。
[0038]图中:
[0039]1-底板、11-定位销，2-透光测量机构、21-平行光源、22-光敏兀件、23-第一托棍、24-第二托棍、25-暗箱，3-厚度测量机构、31-电容极板、32-第二托棍，4-力测量机构、40-摩擦辊、41-压针、42-前托针、43-后托针、44-第一力传感器、45-第二力传感器、46-第三力传感器、47-限位辊、48-双托辊、49-压辊，5-牵引卷绕机构、51-卷绕辊、52-步进电机，6-输送机构、61-布样棍、62-阻尼器、63-输送压棍。
【具体实施方式】
[0040]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0041]以下实施例均使用了如图1至图7所示的一种用于织物弯曲与摩擦及遮光与厚度的组合测量装置，由底板1，透光测量机构2，厚度测量机构3，力测量机构4，牵引卷绕机构
5、输送机构6,以及对应光量、形态与力的信号米集、驱动控制、处理系统和计算机构成。
[0042]所述透光测量机构2包括平行光源21、光敏元件22、第一托辊23、第二托辊24和暗箱25 ;所述的暗箱25固定在底板I上，内固有平行光源21和光敏兀件22 ;所述的第一托辊23和第二托辊24均固定在底板I上，且为随意平衡态；所述的随意平衡态是指转动物体相对于转轴而言质量分布是均匀的，即当转动停止时可以停留在任意位置，或其表面受到切向力作用时就发生转动。所述的平行光源21和光敏元件22位于同一光轴上；所述的暗箱25可防止箱体外的光线入射进来；所述的平行光源21的光量照度量程为0.llx-lOOOOlx。
[0043]所述厚度测量机构3包括电容极板31和第三托辊32 ;所述的电容极板31固定在底板I上；所述的第三托辊32固定在底板I上，且为随意平衡态。所述的电容极板31的间距范围为2mm-20mm，极板的宽度和长度均大于8cm ;所述的电容极板31感应通过的织物的厚度，获得织物的厚度不匀值。
[0044]所述的力测量机构4包括摩擦辊40、压针41、前托针42、后托针43、第一力传感器44、第二力传感器45、第三力传感器46、限位辊47、双托辊48和压辊49，所述的摩擦辊40通过定位销11固定在底板I上，所述的摩擦辊40不能转动；所述第一力传感器44 一端固接压针41，另一端固定于底板I上；所述第二力传感器45 —端固接前托针42，另一端固定于底板I上；所述第三力传感器46 —端固接后托针43，另一端固定于底板I上；所述的限位辊47、双托辊48和压辊49均固定在底板I上，且为随意平衡态。所述的第一力传感器44、第二力传感器45和第三力传感器46为高精度力传感器，所述的第一力传感器44的测量范围为O?300cN，精度为0.0lcN ;所述的第二力传感器45和第三力传感器46的测量范围均为O?600cN，精度为0.0lcN0
[0045]所述的牵引卷绕机构5包括卷绕棍51和步进电机52,所述的卷绕棍51和步进电机52均固定在底板I上，且通过步进电机52驱动卷绕辊51转动，所述的卷绕辊51的线速度范围为 0.lm/min-400m/min ；
[0046]所述的输送机构6包括布样棍61、阻尼器62和输送压棍63 ;所述的布样棍61上装有阻尼器62 ;所述的布样辊61和输送压辊63均固定在底板I上。所述的阻尼器62是对织物施加预加张力，预加张力的范围为0.lcN/cm-50cN/cm。
[0047]所述的第一托辊23、第二托辊24、第三托辊32、限位辊47和双托辊48与织物接触的最低点位置位于同一水平线上；所述的双托辊48中间设有压针41，所述的双托棍48间的距离可调，范围为2mm-20mm ;所述的压针41相对双托棍的垂直距离可调，范围为Imm-1Omm ;所述的双托棍48和压针41组合实施织物的弯曲，通过与压针41相连的第一力传感器44获得织物的抗弯力值。
[0048]所述的摩擦辊40、压辊49、前托针42和后托针43构造织物与摩擦辊40表面的摩擦，且织物覆盖在摩擦辊40表面截面的弧段相对摩擦辊40截面圆中心的中心角为180° ；所述的与前托针42相连的第二力传感器45获得输入摩擦辊40前的织物的松边张力，所述的与后托针43相连的第三力传感器36获得经摩擦辊40后的织物的紧边张力；根据所获得紧边张力、松边张力和中心角，可获得织物与摩擦辊40的摩擦系数。
[0049]所述的信号采集、驱动控制和处理系统由电信号采集模块、转动驱动控制模块、界面操作与参数设置模块，及计算控制、处理、分析的基本功能模块构成；可实施转动机构的转动，尤其是带动卷绕辊51的转动，并完成电信号的采集处理、实时显示与存储、界面操作程序控制、测量设置。其中步进电机的控制由计算机程序构成，完成卷绕辊51的精密转动；转动由数/模转换卡、放大器/滤波器和驱动电路构成，以完成卷绕辊的转动；厚度测量机构3的电容极板31与力测量机构4的第一力传感器44、第二力传感器45和第三力传感器46的电信号由模/数转换卡、放大器/滤波器和信号采集电路完成，完成织物厚度与抗弯力、摩擦力的采集；透光测量机构2的光敏元件获取织物的透光光量信号由图像传感器、放大器/滤波器和信号采集电路完成，完成织物的透光信号采集；电信号采集和光量信号采集的信号传输到计算机。通过光量与力的信号采集、驱动控制、处理系统和计算机等的处理分析，可获得织物的透光率，织物的厚度不匀，织物的摩擦系数，织物的平均抗弯力和弯曲刚度；据此还可获得沿着织物长度方向的相应的特征曲线为透光率-位移曲线、厚度-位移曲线、抗弯力-位移曲线和摩擦系数-位移曲线。
[0050]实施例1轻薄棉机织物的遮光、厚度不匀、抗弯性能与摩擦系数测量
[0051]本发明的装置的示意图如图1所示，实施轻薄棉织物的遮光、厚度不匀、抗弯力与摩擦系数测量仪器参数设定如下:阻尼器62的预加张力为lcN/cm ;第一力传感器44的测量范围为O?IOOcN,精度为0.0lcN ;第二力传感器45和第三力传感器46的测量范围均为O?500cN，精度为0.0lcN ；电容极板31的间距为6mm ;双托棍48间的距离为IOmm ;压针41相对双托棍的垂直距离为4mm ;卷绕辊51的线速度范围为20m/min ；
[0052]将5cm宽的织物布样卷装在布样辊61上，织物沿着输送压辊63、第一托辊23、第二托辊24、第三托辊32、限位辊47、双托辊48、压针41、压辊49、前托针42、摩擦辊40、后托针43导向到卷绕辊51上，并固定在卷绕辊51 ;打开平行光源21，启动步进电机52驱动卷绕辊51转动，带到织物转动；同步启动第一力传感器44、第二力传感器45和第三力传感器46获得力值，由光敏元件22感应透射的光量，启动电容极板31获得织物厚度不匀的电信号；根据光敏元件22感应的透射光量，获得织物的透光率；电容极板31感应的电容变化获得织物厚度不匀；根据第一力传感器44的力值Tl获得表征织物硬挺的抗弯力值；根据第二力传感器45的感应力值T2和第三力传感器46的感应力值T3，获得织物的摩擦系数为1η(Τ3/Τ2)/π ;所述的透光率是指透过织物的光量与未放织物的透过光量之比，表征织物的遮光性能，透光率越大，织物的遮光性能越差；厚度不匀是指织物移动方向的厚度不匀率；弯曲性能是指织物的平均抗弯力；摩擦性能是指织物的动摩擦系数；据此还可获得沿着织物长度方向的相应的特征曲线为透光率-位移曲线、厚度-位移曲线、抗弯力-位移曲线和摩擦系数-位移曲线。
[0053]实施例2棉针织物的遮光、厚度不匀、抗弯性能与摩擦系数测量
[0054]本发明的装置的示意图如图1所示，实施织物的遮光、厚度不匀、抗弯性能与摩擦系数测量仪器参数设定如下:阻尼器62的预加张力，预加张力为2cN/cm ;第一力传感器44的测量范围为O?80cN，精度为0.0lcN ;第二力传感器45和第三力传感器46的测量范围均为O?400cN,精度为0.0lcN ;电容极板31的间距为8mm ;双托棍48间的距离为6mm ;压针41相对双托棍的垂直距离为2.5mm ;卷绕辊51的线速度范围为10m/min ；
[0055]将6cm宽的织物布样卷装在布样棍61上,织物沿着输送压棍63、第一托棍23、第二托辊24、第三托辊32、限位辊47、双托辊48、压针41、压辊49、前托针42、摩擦辊40、后托针43导向到卷绕辊51上，并固定在卷绕辊51 ;打开平行光源21，启动步进电机52驱动卷绕辊51转动，带到织物转动；同步启动第一力传感器44、第二力传感器45和第三力传感器46获得力值，由光敏元件22感应透射的光量，启动电容极板31获得织物厚度不匀的电信号；根据光敏元件22感应的透射光量，获得织物的透光率；电容极板31感应的电容变化获得织物厚度不匀；根据第一力传感器44的力值Tl获得表征织物硬挺的抗弯力值；根据第二力传感器45的感应力值T2和第三力传感器46的感应力值T3，获得织物的摩擦系数为1η(Τ3/Τ2)/π。
[0056]实施例3高湿粘胶织物的遮光、厚度不匀、抗弯性能与摩擦系数测量
[0057]本发明的装置的示意图如图1所示，实施织物的遮光、厚度不匀、抗弯性能与摩擦系数测量仪器参数设定如下:阻尼器62的预加张力为4cN/cm ;第一力传感器44的测量范围为O?200cN，精度为0.0lcN ;第二力传感器45和第三力传感器46的测量范围均为O?600cN，精度为0.0lcN ;电容极板31的间距为6mm ;双托棍48间的距离为12mm ;压针41相对双托棍的垂直距离为5mm ;卷绕辊51的线速度为40m/min ;所述的高湿粘胶织物是指对粘胶织物进行高温高湿环境下的平衡处理，其介电常数高达15以上。
[0058]将5cm宽的织物布样卷装在布样棍61上,织物沿着输送压棍63、第一托棍23、第二托辊24、第三托辊32、限位辊47、双托辊48、压针41、压辊49、前托针42、摩擦辊40、后托针43导向到卷绕辊51上，并固定在卷绕辊51 ;打开平行光源21，启动步进电机52驱动卷绕辊51转动，带到织物转动；同步启动第一力传感器44、第二力传感器45和第三力传感器46获得力值，由光敏元件22感应透射的光量，启动电容极板31获得织物厚度不匀的电信号；根据光敏元件22感应的透射光量，获得织物的透光率；电容极板31感应的电容变化获得织物厚度不匀；根据第一力传感器44的力值Tl获得表征织物硬挺的抗弯力值；根据第二力传感器45的感应力值T2和第三力传感器46的感应力值T3，获得织物的摩擦系数为1n(Τ3/Τ2)/π。
[0059]实施例4高湿毛织物的遮光、厚度不匀、抗弯性能与摩擦系数测量
[0060]本发明的装置的示意图如图1所示，实施织物的遮光、厚度不匀、抗弯性能与摩擦系数测量仪器参数设定如下:阻尼器62的预加张力为lOcN/cm ;第一力传感器44的测量范围为0-200cN，精度为0.01cN;第二力传感器45和第三力传感器46的测量范围均为O~600cN，精度为0.01cN ;电容极板31的间距为10mm ;双托棍48间的距离为10mm ;压针41相对双托棍的垂直距离为5mm ;卷绕辊51的线速度为20m/min ;所述的高湿毛织物是指对织物进行高温高湿环境下的平衡处理，其介电常数高达15以上。
[0061]将5cm宽度的织物布样卷装在布样棍61上,织物沿着输送压棍63、第一托棍23、第二托辊24、第三托辊32、限位辊47、双托辊48、压针41、压辊49、前托针42、摩擦辊40、后托针43导向到卷绕辊51上，并固定在卷绕辊51 ;打开平行光源21，启动步进电机52驱动卷绕辊51转动，带到织物转动；同步启动第一力传感器44、第二力传感器45和第三力传感器46获得力值，由光敏元件22感应透射的光量，启动电容极板31获得织物厚度不匀的电信号；根据光敏元件22感应的透射光量，获得织物的透光率；电容极板31感应的电容变化获得织物厚度不匀；根据第一力传感器44的力值Tl获得表征织物硬挺的抗弯力值；根据第二力传感器45的感应力值T2和第三力传感器46的感应力值T3，获得织物的摩擦系数为1n(Τ3/Τ2)/π。
[0062]表1各织物的遮光、厚度不匀、抗弯性能与摩擦系数的测量结果
[0063]
【权利要求】
1.一种用于织物弯曲与摩擦及遮光与厚度的组合测量装置，包括固定在底板(I)上的输送机构(6)、透光测量机构(2)、厚度测量机构(3)、力测量机构(4)和牵引卷绕机构(5)，其特征在于: 织物出输送机构(6)后进入透光测量机构(2)，该透光测量机构(2)包括固定在底板(I)上的用于防止光线入射进来的暗箱(25)，在暗箱(25)两侧分别设有处于随意平衡态的第一托辊(23)和第二托辊(24)，织物绕经第一托辊(23)后进入暗箱(25)，出暗箱(25)后绕经第二托辊(24)出透光测量机构(2)，在暗箱(25)内设有平行光源(21)及光敏元件(22)，平行光源(21)位于光敏元件(22)的对侧，织物由平行光源(21)与光敏元件(22)之间通过； 织物出透光测量机构(2)后进入厚度测量机构(3)，该厚度测量机构(3)包括至少一对用于感应通过的织物的厚度以获得织物的厚度不匀值的电容极板(31)和第三托辊(32)，织物由电容极板(31)间穿过后绕经第三托辊(32)出厚度测量机构(3)进入力测量机构(4)； 力测量机构(4)包括摩擦辊(40)、压针(41)、前托针(42)、后托针(43)、第一力传感器(44)、第二力传感器(45)、第三力传感器(46)、限位辊(47)、双托辊(48)和压辊(49)，织物进入力测量机构⑷后依次绕经限位辊(47)、一对双托辊(48)及至少四个压辊(49)后出力测量机构(4)，相邻两个压辊(49)组成一组导布压辊组，固定不动的摩擦辊(40)位于相邻两组导布压辊组之间；由压 针(41)对位于一对双托辊(48)间的织物形成下压力，压针(41)固接在第一力传感器(44)上，通过第一力传感器(44)获得织物的抗弯力，织物绕经一组导布压辊组后，由前托针(42)对该组导布压辊组上的织物形成上托力，前托针(42)固接在第二力传感器(45)上，通过第二力传感器(45)获得输入摩擦辊(40)前的织物的松边张力，织物出该组导布压辊组后再绕经摩擦辊(40)后进入相邻一组的导布压辊组，由后托针(43)对该导布压辊组上的织物形成上托力，后托针(43)固接在第三力传感器(46)上，通过第三力传感器(46)获得经摩擦辊(40)后的织物的紧边张力，根据所获得紧边张力、松边张力及织物覆盖在摩擦辊(40)表面的弧段相对摩擦辊(40)截面圆中心的中心角，获得织物与摩擦辊(40)的摩擦系数； 织物出力测量机构(4)后进入牵引卷绕机构(5)收布。
2.如权利要求1所述的一种用于织物弯曲与摩擦及遮光与厚度的组合测量装置，其特征在于，所述的输送机构(6)包括布样棍(61)、阻尼器(62)和输送压棍(63);在布样棍(61)上装有阻尼器(62);布样辊(61)和输送压辊(63)均固定在所述的底板(I)上，阻尼器(62)用于对织物施加预加张力，预加张力的范围为0.1CN/Cm-50CN/Cm。
3.如权利要求1所述的一种用于织物弯曲与摩擦及遮光与厚度的组合测量装置，其特征在于，所述的平行光源(21)和光敏元件(22)位于同一光轴上；所述的平行光源(21)的光量照度范围为0.11χ-100001χο
4.如权利要求1所述的一种用于织物弯曲与摩擦及遮光与厚度的组合测量装置，其特征在于，所述的电容极板(31)的间距范围为2mm-20mm，每块电容极板(31)的宽度和长度均大于8cm。
5.如权利要求1所述的一种用于织物弯曲与摩擦及遮光与厚度的组合测量装置，其特征在于，所述的第一托辊(23)、第二托辊(24)、第三托辊(32)、限位辊(47)和双托辊(48)与织物接触的最低点位置位于同一水平线上；所述的双托辊(48)中间设有压针(41)，所述的双托棍(48)间的距离在2mm-20mm范围内可调；所述的压针(41)相对双托棍的垂直距离在Imm-1Omm范围内可调；所述的双托棍(48)和压针(41)组合实施织物的弯曲，通过与压针(41)相连的第一力传感器(44)获得织物的抗弯力值。
6.如权利要求1所述的一种用于织物弯曲与摩擦及遮光与厚度的组合测量装置，其特征在于，所述的摩擦辊(40)、压辊(49)、前托针(42)和后托针(43)构造织物与摩擦辊(40)表面的摩擦，且织物覆盖在摩擦辊(40)表面截面的弧段相对摩擦辊(40)截面圆中心的中心角为180°。
7.如权利要求1所述的一种用于织物弯曲与摩擦及遮光与厚度的组合测量装置，其特征在于，所述的第一力传感器(44)、第二力传感器(45)和第三力传感器(46)为高精度力传感器，所述的第一力传感器(44)的测量范围为O~300cN，精度为0.01cN;所述的第二力传感器(45)和第三力传感器(46)的测量范围均为O~600cN，精度为0.01cN0
8.一种采用如权利要求1所述的用于织物弯曲与摩擦及遮光与厚度的组合测量装置的应用，其特征在于，用于织物和膜的弯曲性能、摩擦性、遮光性和厚度不匀的测量。
9.一种采用权利要求1所述的一种用于织物弯曲与摩擦及遮光与厚度的组合测量装置的测量方法，其特征在于包括如下步骤: (a)设定好阻尼器(62)的预加张力，选定好第一力传感器(44)、第二力传感器(45)和第三力传感器(46)的量程；设定电容极板(31)的间距、双托棍(48)间的距离、压针(41)相对双托棍的垂直距离和卷绕辊(51)的线速度； (b)将一定宽度的织物布样卷装在布样棍(61)上,织物沿着输送压棍(63)、第一托棍(23)、第二托辊(24)、第三托辊(32)、限位辊(47)、双托辊(48)、压针(41)、压辊(49)、前托针(42)、摩擦辊(40)、后托针(43)导向到卷绕辊(51)上，并固定在卷绕辊(51)；` (c)打开平行光源(21)，启动步进电机(52)驱动卷绕辊(51)转动，带到织物转动；同步启动第一力传感器(44)、第二力传感器(45)和第三力传感器(46)获得力值，由光敏元件(22)感应透射的光量，启动电容极板(31)获得织物厚度不匀的电信号； (d)根据光敏元件(22)感应的透射光量，获得织物的遮光性；电容极板(31)感应的电容变化获得织物厚度不匀；根据第一力传感器(44)的力值获得表征织物硬挺的抗弯力；根据第二力传感器(45)和第三力传感器(46)的感应力值，获得织物的摩擦系数；据此还可获得沿着织物长度方向的相应的特征曲线为透光率-位移曲线、厚度-位移曲线、抗弯力-位移曲线和摩擦系数-位移曲线。
【文档编号】G01N21/59GK103616350SQ201310666302
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年12月10日 优先权日:2013年12月10日
【发明者】杜赵群, 孙丰鑫, 孙草 申请人:东华大学