一种化纤长丝热收缩率的测试装置及其测试方法与流程

本发明属于纺织化纤测量仪器领域，特别是一种化纤长丝热收缩率的测试装置及其测试方法，它适用于化学纤维厂的质量控制以及纺织企业、检测机构对纤维质量的检验。

背景技术：

化纤长丝的热收缩率是表征纤维结构和性质的主要参数之一，是与化纤长丝成形及后处理等过程有关的一个综合性能指标，它表征产品后处理及产品服用中的尺寸稳定性。化纤长丝的热收缩率与后整理工艺、产品染色性能有这密切关系，直接影响织物服用性能和外观效果。因此，研究化纤长丝的热收缩率测试方法及其装置有十分重要的意义。

化纤长丝的热收缩率的测量方法，是要分别测量化纤长丝在一定预置标准张力下加热前的长度和加热收缩后的长度，根据其长度差值除以加热前的长度求取被测化纤长丝的收缩率值，测定一定数量试样后自动计算试样平均热收缩率和变异系数。测试化纤长丝热收缩率方法根据试样测试要求不同有烘箱加热法和沸水热收缩法，根据测试试样不同有单根法或绞丝法，对于加热前后试样长度的测量方法，国内多为手工法，近年来开始采用仪器。仪器测量法在国外以德国Textechno公司生产的TEXTURMAT ME型化纤长丝卷缩率测试仪为代表该仪器采用绞丝法试样，化纤长丝卷缩率测试与热收缩率测试合并在一台仪器上，前者要求测力负荷大，后者要求测力负荷小，两者共用一台仪器不可避免降低了化纤长丝热收缩测试结果的精度。对于化纤长丝中只需做热收缩率测试不需要进行卷缩率测试的产品更不适合。另外，该仪器在测力方式上为绞丝试样上端固定，测力传感器向下移动插入下钩盘上方，对绞丝试样向下加力，测量在一定张力是绞丝试样的长度，这种测量方法测力传感器受力为由下向下，给仪器力值标定校准带来困难，不仅影响其测试精度也给操作使用带来不便。除此之外，该仪器绞丝试样为周长1米，悬挂后长度500mm，仪器体积庞大，价格昂贵。近年来国内生产的YG368型全自动长丝卷曲收缩率测试仪基本上是仿造德国的上述型号产品的仪器，存在同样技术问题。因此，根据国内化纤长丝生产发展，迫切需要一种专用于化纤长丝热收缩率测试，改变上述仪器测力方式，仪器体积小，测试精度高的化纤长丝热收缩测试仪，这就是本专利研究开发的主要目的。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种化纤长丝热收缩率的测试装置及其测试方法，主要解决上述现有技术所存在的缺陷，采用该测试方法和测试装置显著地并提高了化纤长丝试样热收缩率的测试精度，测力系统标定校准方便，结构更可靠，故障率大为降低；而且还有助于装置体积的减小。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种化纤长丝热收缩率的测试装置，其特征在于：它包括双限制器结构和测力传感器；所述的双限制器结构包括上挂钩、下挂钩、上挂钩盘、上限制器、下挂钩盘、下限制器、金属导丝；该上挂钩连接于上挂钩盘下方，该上挂钩盘位于上限制器上方并被限制只能在上限制器上方沿金属导丝滑动；该下挂钩连接于下挂钩盘上方，该下挂钩盘位于下限制器下方并被限制只能在下限制器下方沿金属导丝滑动；安装所述测力传感器的拨动机构丝叉可以托起上挂钩盘向上移动以实现对挂钩在上挂钩、下挂钩之间的绞丝试样加载负荷。

所述的化纤长丝热收缩率的测试装置，其特征在于：所述的测力传感器连接在由丝杆带动升降的测力架一端，该测力架另一端通过连杆连接滚柱，该滚柱在斜槽导轨向滑动，该斜槽导轨使拨动机挂钩丝叉在上升至预定位置后向外伸出，并逐渐插进上挂钩盘与绞丝试样的空隙之间。

所述的化纤长丝热收缩率的测试装置，器特征在于：所述的丝杆由步进电机、齿轮和同步齿轮带驱动。

所述的化纤长丝热收缩率的测试装置，其特征在于：所述的双限制器结构在一个试样圆筒周围呈圆周分布设置多个，并均位于圆筒托盘上；该圆筒托盘下方具有定位器以控制各双限制器结构在测试位置定位。

所述的化纤长丝热收缩率的测试装置，其特征在于：所述的步进电机和测力传感器均链接计算机，计算机还进一步链接输入输出设备。

一种化纤长丝热收缩率的测试方法，通过如上述的测试装置实现，其特征在于：

它包括如下步骤：

A、打开化纤长丝热收缩率的测试装置和计算机的电源，预热半小时；

B、开始试验前，将周长为500mm，悬挂后长度为250mm的绞丝试样挂于试样圆筒架的上挂钩和下挂钩之间，上挂钩盘搁置在上限制器上，绞丝试样由于受下挂钩盘的重量作用而下垂伸直；

C、试样圆筒一周共有N个（N大于等于1）可供挂钩绞丝试样的钩架，试样圆筒放置在圆筒托盘上，挂好需要试验的绞丝试样后，按下仪器面板上的定位按钮，试样圆筒托盘带动试样圆筒转动至第一个绞丝试样测试位置后自动停止；

D、按下仪器面板上的启动按钮，计算机发出脉冲信号驱动步进电机转动，通过齿轮、同步齿轮带、齿轮、丝杆带动测力架从仪器下限起始位置处开始上升，滚柱由于斜槽导轨的引导作用，通过连杆使与测力传感器相连的丝叉从机内向外伸出，逐渐插进上挂钩盘与绞丝试样的空隙之间，当丝叉向上移动至与上挂钩盘底部相接触后，开始托起上挂钩盘，通过金属导丝和金属导丝导向带动绞丝试样和下挂钩盘上移，金属导丝和金属导丝分别固装在试样圆筒的上下边框上，当下挂钩盘上移至于下限制器接触时被下限制器阻挡而停止移动；

E、下挂钩被阻停止运动后，上挂钩盘继续被带动上移，绞丝试样拉长内部张力逐渐增大，为了不使张力突变，上升过程自动减速，当绞丝试样张力增加至预置标准张力时，仪器由计算机发出驱动步进电机脉冲数自动测得试样长度，即绞丝试样在标准张力下的长度；

F、测试绞丝试样长度完成后测力架自动下降回复原位，丝叉由斜槽导轨的引导作用又回缩至机内，测试完一个绞丝试样后试样圆筒转动一定角度，仪器再开始对下绞丝试样进行长度测试；

G、所测绞丝试样长度在未加热处理前为加热前长度，加热处理后为加热后长度，由两者测试结果计算化纤长丝热收缩率。

与现有技术相比本发明的优点如下：

1、本发明装置中独创设计的双限制器结构。上限制器用于搁置上挂钩盘，使绞丝试样在试验前受下挂钩盘重量作用而自然下垂伸直的初始状态。绞丝试样上升时下限制器用于阻挡下挂钩盘，使拉伸绞丝试样时测力传感器受到向下方向负荷，解决了国外仪器测力系统的力值标定存在的问题，使测试结构更加合理，测量结构更加精确。

2、本发明装置测试化纤长丝热收缩率与测试长丝卷曲率相分离而不合并在一台仪器上，设计为单项目测量的长丝热收缩率测试仪器。测力负荷量程减小，力值测量分辨和精度提高，有利于提高测试结果的准确性。

3、使用本发明装置，化纤长丝绞丝试样周长1米改为500mm，绞丝悬挂后长度由500mm改为250mm，缩小了仪器体积和重量，试样圆筒加热时的烘箱和加热水槽容积减小，操作使用更加方便。

附图说明

图1为本发明装置的双限制器结构示意图。

图1中，1—试样，2—上挂钩，3—下挂钩，4—上挂钩盘，5—上限制器，6—下挂钩盘，7—下限制器，8、9—金属导丝。

图2为本发明的化纤长丝热收缩率的测试装置示意图。

图2中，1—试样，2—上挂钩，3—下挂钩，4—上挂钩盘，5—上限制器，6—下挂钩盘，7—下限制器，8、9—金属导丝，10—测力架，11—测力传感器，12—丝叉，13—连杆，14—滚柱，15—斜槽导轨，16—丝杆，17—齿轮，18—同步齿轮带，19—齿轮，20—步进电机，21—显示器，22—计算机，23—打印机。

图3为箱体立体示意图。

图3中，24—箱体，25—试样圆筒，241—定位器，242—上升按钮，243—下降按钮，244—电源开关，245—启动按钮，246—停止按钮，247—定位按钮，248—电位器、249—圆筒托盘。

具体实施方式

请参阅图1—3，本发明公开了一种化纤长丝热收缩率的测试装置。如图1所示，本发明的主要创新点在于：它包括双限制器结构和测力传感器11；所述的双限制器结构包括1、上挂钩2、下挂钩3、上挂钩盘4、上限制器5、下挂钩盘6、下限制器7、金属导丝8、9；该上挂钩2连接于上挂钩盘4下方，该上挂钩盘4位于上限制器5 上方并被限制只能在上限制器5上方沿金属导丝滑动；该下挂钩3连接于下挂钩盘6上方，该下挂钩盘6位于下限制器7下方并被限制只能在下限制器7下方沿金属导丝滑动；安装有所述的测力传感器11的拨动机构丝叉12可以托起上挂钩盘4向上移动以实现对钩挂在上挂钩2、下挂钩3之间的绞丝试样1加载负荷。

通过上述双限制器结构，上限制器用于搁置上挂钩盘，使绞丝试样在试验前受下挂钩盘重量作用而自然下垂伸直的初始状态；测力传感器和拨动机构丝叉带动绞丝试样上升时，下限制器用于阻挡下挂钩盘，使拉伸绞丝试样时传感器受到向下方向的负荷，它解决了国外仪器测力系统力值标定存在的问题。

为了实现测试，本发明装置还配有如下结构：

所欲的测力传感器11连接在由丝杆16带动升降的测力架10一端，该测力架10另一端通过连杆13连接滚柱14，该滚柱14在斜槽导轨15导向滑动，该斜槽导轨15使拨动机构丝叉12在上升至预定位置后向外伸出，并逐渐插进上挂钩盘4与绞丝试样1的空隙之间。

所述的丝杆16由步进电机20、齿轮17、19和同步齿轮带18驱动。

所述的双限制器结构在一试样圆筒25周围呈圆周分布设置多个（如20个），并均位于圆筒托盘249上；该圆筒托盘249下方具有定位器241以控制各双限制器结构在测试位置定位。

所述的化纤长丝热收缩率的测试装置，其特征在于：所述的绞丝试样1的周长为500mm，悬挂后长度为250mm。

所述的步进电机20和测力传感器11均连接计算机22，计算机22还进一步连接输入输出设备。

一种化纤长丝热收缩率的测试方法，通过如上述的测试装置实现，它包括如下步骤：

A、打开化纤长丝热收缩率的测试装置和计算机电源，预热半小时；

B、 开始试验前，将周长为500mm，悬挂后长度为250mm的绞丝试样1挂于试样圆筒架的上挂钩2和下挂钩3之间，上挂钩盘4搁置在上限制器5上，绞丝试样1由于受下挂钩盘6的重量作用而下垂伸直；

C、 试样圆筒25一周共有N个（N大于等于1，如20）可供钩挂绞丝试样的钩架，试样圆筒25放置在圆筒托盘249上，挂好需要试验的绞丝试样后，按下仪器面板上的定位按钮247，试样圆筒托盘249带动圆筒25转动至第一个绞丝试样测试位置后自动停止；

D、按下仪器面板上的启动按钮245，计算机22发出脉冲信号驱动步进电机20转动，通过齿轮19、同步齿轮带18、齿轮17、丝杆16带动测力架10从仪器下限起始位置开始上升，滚柱14由于斜槽导轨15的引导作用，通过连杆13使与测力传感器11相连的丝叉12从机内向外伸出，逐渐插进上挂钩盘4与绞丝试样1的空隙之间，当丝叉12向上移动至与上挂钩盘4底部相接触后，开始托起上挂钩盘4，通过金属导丝8和金属导丝9导向带动绞丝试样1和下挂钩盘6上移，金属导丝8和金属导丝9分别固装在试样圆筒25的上下边框上，当下挂钩盘6上移至与下限制器7接触时被下限制器7阻挡而停止移动；

E、 下挂钩3被阻停止运动后，上挂钩盘4继续被带动上移，绞丝试样拉长内部张力逐渐增大，为了不使张力突变，上升过程自动减速，当绞丝试样张力增加至预置标准张力时，仪器由计算机发出驱动步进电机的脉冲数自动测得试样长度，即绞丝试样在标准张力下的长度；

F、 测试绞丝试样长度完成后测力架10自动下降回复原位，丝叉12由斜槽导轨15的引导作用又回缩至机内，测试完一个绞丝的试样后试样圆筒转动一定角度，仪器在开始对下一绞丝试样进行长度测试；

G、所测绞丝试样长度在未加热处理前为加热前长度，加热处理后为加热处理后长度，由两者之差计算化纤长丝热收缩率。

本发明方法实施过程中，根据计算机脉冲数和步进电机控制技术精确地测量化纤长丝试样加热前与加热后的长度变化，长度分辨率为0.01mm，明显地提高可化纤长丝试样热收缩率的测试精度，结构可靠，故障率大为降低。采用测力架测量绞丝所受张力，能精确地测量预置标准张力值，分辨率为0.1cN，减少因预加张力误差对长丝试样加热前与加热后的长度测量结果的影响。绞丝试样悬挂后长度由国外仪器的500mm改变为250mm，仪器体积和重量大为减轻，每次可测量20个试样，提高测试结果的可信度。

综上所述仅为本发明较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。