专利名称：织物变速拉伸性能测试仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及纺织领域，尤其涉及一种织物变速拉伸性能测试仪。
背景技术：
拉伸性能是织物的重要性能之一，它反映了织物的强力、弹性和耐用性等内在特性。当前普遍使用等速拉伸测试仪对织物的拉伸性能进行测试，等速拉伸测试仪一般包括底座、支架、伺服电机、上位机、活动横梁、织物夹持器和力传感器，所述底座和支架通过底板固定连接，所述伺服电机设置于所述底座内，所述活动横梁设置于所述支架内，所述织物夹持器与所述活动横梁固定连接，所述力传感器设置于所述底板和所述活动横梁之间，通过伺服电机驱动夹持器保持恒定的速度对织物进行拉伸。比如，于2010年5月12日公告的发明专利(ZL200610085935.X)揭示了一种电子式织物强力测试仪，通过在现有的等速拉伸测试仪的基础上安装了可升级强力检测控制软件的计算机和变频器，并根据检测指标的不同选择相应的织物夹持器，克服了现有的纺织品强力测试仪器只能测得单一力值指标或二至三种力值指标，克服了因拉伸或顶升速度的波动而导致测得力值指标不精确的不足， 通过更换织物夹持器可以检测织物的拉伸断裂强力、撕裂强力、剥离强力、接缝强力、撕破强力、拉伸弹性力以及抗滑移强力。由于织物夹持器拉伸速度恒定，这种电子式织物强力测试仪还属于等速拉伸性能测试仪范畴，并不能检测织物的变速拉伸性能。虽然等速拉伸测试得到的拉伸性能指标在一定程度上能够描述织物的力学性能， 但由于等速拉伸性能测试仪无法在一次测试中改变其拉伸速度且缺乏对变化负荷的响应能力，不能真实模拟织物在实际加工和应用中受到的外力和拉伸速度，从而也不能准确测出织物在实际加工和应用中的拉伸性能，不能全面真实地反映织物在加工和使用过程中的受力情况，也很难反映织物的实际使用状态，且无法如实反映织物上的弱节情况。而变速拉伸则能够更真实地凸显织物中弱节的存在。为了测量出织物在实际加工和应用过程中可能具有的拉伸行为，需要设计一种织物变速拉伸性能测试仪，这对于深入认识纺织产品特性和切实提高产品质量都具有较强的实际意义。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种织物变速拉伸性能测试仪，该测试仪可以测量出织物在实际加工和应用过程中可能具有的拉伸行为。为解决上述问题，本发明揭示了一种织物变速拉伸性能测试仪，包括底座、支架、 伺服电机、上位机、控制所述伺服电机的控制装置、活动横梁、织物夹持器、固定连接底座和支架的底板以及力传感器，所述上位机与所述控制装置相连，所述控制装置设置于所述底座内，所述活动横梁设置于支架内，所述织物夹持器与所述活动横梁固定连接，所述力传感器设置于所述底板和所述活动横梁之间，所述活动横梁受所述伺服电机驱动能变速运动， 所述测试仪还包括位移传感器、用于采集织物负荷数据的力值采集装置、用于采集织物伸长值的伸长值采集装置，所述位移传感器设置于所述底板上，所述位移传感器的探头设置于所述活动横梁上，所述力值采集装置和伸长值采集装置分别与所述上位机相连。优选地，所述织物夹持器包括动夹头和定夹头，所述动夹头与力传感器固定连接， 所述定夹头与所述底板固定连接。优选地，所述力值采集装置和伸长值采集装置相互独立且分别通过RS232串口与上位机连接实现通讯。优选地，所述控制装置通过USB接口与所述上位机连接实现通讯。优选地，所述控制装置包括伺服电机模块、单片机模块、力值系统模块和USB芯片模块。与现有技术相比，本发明具有以下优点通过在现有的织物等速拉伸测试仪的基础上安装了位移传感器、力值采集装置和伸长值采集装置，操作者通过操作上位机，对控制装置发送变化的脉冲信号，控制装置(其中的单片机模块)产生相同幅值的脉冲信号驱动伺服电机，伺服电机3按照这些信号产生变速运动，从而驱动活动横梁21以变化的速度向上移动，最终带动织物夹持器以变化的速度拉伸织物，从而模拟了织物的实际使用状态。而且，在拉伸过程中，力传感器和力值采集装置对织物的负荷数据进行采集，位移传感器和伸长值采集装置对织物的伸长值进行采集，可根据绘制出的负荷-伸长曲线图对织物的拉伸性能进行分析，所述负荷-伸长曲线图对于深入认识被测织物的特性和切实提高产品质量都具有较强的实际意义。
图1是本发明优选实施例中织物变速拉伸性能测试仪的结构示意图；图2是平纹涤沦织物的变速拉伸曲线图；图3是平纹棉织物的变速拉伸曲线图；图4是平纹蚕丝织物的变速拉伸曲线图。其中1、底座；11、控制装置；2、支架；21、活动横梁；22、织物夹持器；23、底板； 221、动夹头；222、定夹头；3、伺服电机；4、上位机；5、力传感器；6、位移传感器；7、力值采集装置；8、伸长值采集装置。
具体实施例方式下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行详细地描述。如图1所示，本发明揭示了一种织物变速拉伸性能测试仪，包括底座1、支架2、伺服电机3、上位机4、控制装置11、活动横梁21、织物夹持器22和力传感器5，控制装置11通过USB接口与上位机4连接实现通讯，底座1和支架2通过底板23固定连接，控制装置11 设置于底座1内用于控制所述伺服电机3，活动横梁21设置于相对于底板23的支架2内， 且活动横梁21受伺服电机3驱动作变速运动，织物夹持器22与活动横梁21固定连接，力传感器5设置于底板23和活动横梁21之间。由于变速拉伸测试不同于等速拉伸测试，在变速拉伸测试中，织物拉伸速度一直在变化过程中，力传感器5测出的负荷(动态强力)也在不断变化，而等速拉伸测试时，负荷的变化不如变速拉伸测试那样频繁和剧烈，因此，现有织物强力仪的负荷数据采集模块很难及时采集到变化的负荷信号。有鉴于此，本发明所揭示的织物变速拉伸性能测试仪还包括力值采集装置7，力值采集装置7与力传感器5共同作用可对织物的负荷数据进行采集。在拉伸过程中，先由力传感器5获得负荷的模拟信号，再通过力值采集装置7经过A/ D转换、滤波器滤波、放大器放大，采集频率达到200Hz，分辨率达到0.01N，然后利用数据处理软件从连续采集的数据中找出最大负荷。进一步地，等速拉伸测试中，由于拉伸速度是恒定的，所以织物的伸长只需要用拉伸速度乘以拉伸时间就可以算出，而变速拉伸测试中，拉伸速度是在不断变化的，织物伸长不能简单地用上述方法计算。有鉴于此，本发明所揭示的织物变速拉伸性能测试仪还包括位移传感器6和伸长值采集装置8，位移传感器6的量程为1400mm，拉伸速度最大能达到 5m/s，分辨率达到0.01mm，可以把位移信号转换成可以计量、记录或传送的电信号；再由伸长值采集装置8对织物的伸长值进行采集。具体地，位移传感器6设置于底板23上，位移传感器6的探头61设置于活动横梁 21上，力值采集装置7和伸长值采集装置8分别通过RS232串口与上位机4连接实现通讯。使用时，操作者通过上位机4的人机交互界面进行操作，对控制装置11发送变化的脉冲信号，控制装置11产生相同幅值的脉冲信号驱动伺服电机3，伺服电机3按照这些信号产生变速运动，从而驱动活动横梁21以变化的速度向上移动，最终带动织物夹持器22以变化的速度拉伸织物，从而模拟了织物的实际使用状态。同时，利用位移传感器6和伸长值采集装置8对织物的伸长值进行采集。用户可根据绘制出的负荷-伸长曲线图对织物的拉伸性能进行分析，从而深入认识被测织物的特性，以便有针对性地提高产品质量。优选地，织物夹持器22包括动夹头221和定夹头222，用于夹持织物，动夹头221 与活动横梁21、力传感器5连接，且力传感器5设置于动夹头221与活动横梁21之间，定夹头222与底板23固定连接。优选地，控制装置11包括伺服电机模块、单片机模块、力值系统模块和USB芯片模块。以测试平纹涤纶织物的的变速拉伸性能为例，采用扯边纱条样法，选取经密为275 根/10cm、纬密为255根/cm、经纱线密度为7tex、纬纱线密度为12. 5tex的平纹涤纶织物， 并设定隔距长度为200mm，试样有效宽度为50mm，试验条件为温度20°C，相对湿度65%。将织物夹持在动夹头221和定夹头222之间。变速拉伸采用的速度信号为半正弦波，其幅值为lOOmm/min，周期为ls，所测得的织物变速拉伸曲线见图2。以相同方法可测得平纹棉织物的变速拉伸曲线、平纹蚕丝织物的变速拉伸曲线，区别在于前者使用三角波为速度信号， 后者采用方波为速度信号，所得到的织物变速拉伸曲线分别如图3和图4，其它不再在此赘述。本发明所揭示的织物变速拉伸性能测试仪，其工作过程为操作者通过人机交互界面对上位机4进行操作，通过上位机4对控制装置11发送变化的脉冲信号，再由控制装置11中的单片机模块产生相同幅值的脉冲信号驱动伺服电机3，伺服电机3按照这些信号产生变速运动，从而驱动活动横梁21以变化的速度向上移动，最终带动织物夹持器22以变化的速度拉伸织物，从而模拟了织物的实际使用状态。而在本发明优选实施例中，由于设置了位移传感器6、力值采集装置7和伸长值采集装置8，在拉伸过程中，力传感器5和力值采集装置7对织物的负荷数据进行采集，位移传感器6和伸长值采集装置8对织物的伸长值进行采集，可根据绘制出的负荷-伸长曲线图对织物的拉伸性能进行分析，这对于深入认识被测织物的特性和切实提高产品质量都具有较强的实际意义。本发明所揭示的织物变速拉伸性能测试仪结构简单，操作简便。 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求
1.一种织物变速拉伸性能测试仪，包括底座(1)、支架O)、伺服电机(3)、上位机0)、 控制所述伺服电机(3)的控制装置(11)、活动横梁(21)、织物夹持器(22)、固定连接底座 (1)和支架( 的底板以及力传感器(5)，所述上位机(4)与所述控制装置(11)相连， 所述控制装置(11)设置于所述底座(1)内，所述活动横梁设置于支架O)内，所述织物夹持器0 与所述活动横梁固定连接，所述力传感器( 设置于所述底板03)和所述活动横梁之间，其特征在于所述活动横梁受所述伺服电机( 驱动能变速运动，所述测试仪还包括位移传感器(6)、用于采集织物负荷数据的力值采集装置(7)、用于采集织物伸长值的伸长值采集装置(8)，所述位移传感器(6)设置于所述底板03)上，所述位移传感器(6)的探头(61)设置于所述活动横梁上，所述力值采集装置(7)和伸长值采集装置(8)分别与所述上位机(4)相连。
2.根据权利要求1所述的织物变速拉伸性能测试仪，其特征在于所述织物夹持器 (22)包括动夹头(221)和定夹头022)，所述动夹头021)与力传感器(5)固定连接，所述定夹头022)与所述底板固定连接。
3.根据权利要求1所述的织物变速拉伸性能测试仪，其特征在于所述力值采集装置 (7)和伸长值采集装置(8)相互独立且分别通过RS232串口与上位机(4)连接实现通讯。
4.根据权利要求1所述的织物变速拉伸性能测试仪，其特征在于所述控制装置(11) 通过USB接口与所述上位机(4)连接实现通讯。
5.根据权利要求1所述的织物变速拉伸性能测试仪，其特征在于所述控制装置(11) 包括伺服电机模块、单片机模块、力值系统模块和USB芯片模块。
全文摘要
本发明揭示了一种织物变速拉伸性能测试仪，包括底座、支架、伺服电机、上位机、控制装置、活动横梁、织物夹持器和力传感器，还包括位移传感器、用于采集织物负荷数据的力值采集装置、用于采集织物伸长值的伸长值采集装置，所述位移传感器设置于所述底板上，所述位移传感器的探头设置于所述活动横梁上，所述力值采集装置和伸长值采集装置分别与所述上位机相连，所述活动横梁受所述伺服电机驱动能变速运动。该测试仪不但可以模拟织物的实际使用状态，而且可以根据所采集的数据绘制出的负荷-伸长曲线图，所述负荷-伸长曲线图对于深入认识被测织物的特性和切实提高产品质量都具有较强的实际意义。
文档编号G01N3/08GK102507324SQ20111036312
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月16日 优先权日2011年11月16日
发明者吴丽莉, 蒋耀兴, 钱士新, 陆鹏, 陈廷 申请人:苏州大学