一种纤维绳索直径和线密度测试仪及其测试方法与流程

本发明涉及绳索性能参数测试领域，具体涉及一种纤维绳索直径和线密度测试仪及其测试方法。

背景技术：

对于通常的纤维绳索类产品，人们关注的是其断裂强度和断裂伸长率等机械性能指标。而绳索在使用过程中，通常要与其他装备连接使用，尤其是在登山、攀岩、救援、探险和军事应用领域，对于纤维绳索的直径要求非常严格，因为绳索与之连接装备的穿孔尺寸设计严格，如果纤维绳索直径过大，会导致绳索与装备不匹配现象出现，而现有对纤维绳索直径、线密度的测试往往在无张力条件下，鉴于纤维绳索是一个柔性体，自然状态下测试绳索直径、线密度的误差非常大，因此需要施加一定张力，减小纤维绳索直径、线密度的测试误差。目前，对纤维绳索直径、线密度的测试，还缺乏有效的测试装置与测试方法，评价纤维绳索的直径、线密度性能参数，且传统的手工测试方法效率低、精度小。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种纤维绳索直径和线密度测试仪及其测试方法，解决了测试方法效率低和精度小的问题，实现了测试纤维绳索的直径和线密度，而且测试仪结构简单，操作方便。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种纤维绳索直径和线密度测试仪，包括主机箱，所述主机箱设有张力调节部、支撑部和位于支撑部和张力调节部之间的直径测试部，所述支撑部和所述张力调节部用于固定纤维绳索两端，并通过所述张力调节部调节纤维绳索张紧力；所述直径测试部设有第一夹持端、第二夹持端和与第二夹持端联动的连杆，所述第二夹持端可通过连杆相对于第一夹持端滑动，用以调节第一夹持端和第二夹持端之间测量纤维绳索的直径的空间。

优选的是，所述第一夹持端和第二夹持端分别设有第一球体和第二球体，所述第一球体和第二球体对称布置，分别用于从两对立侧夹紧纤维绳索。

优选的是，所述直径测试部设有固定部，所述固定部设有第二底座和气动吸合孔，所述气动吸合孔通过气动作用将纤维绳索夹紧；所述支撑部设有第三底座和滑轮，用以通过第三底座将纤维绳绕在所述滑轮上。

优选的是，所述第一夹持端和第二夹持端之间的测量的纤维绳索的直径长度为2-16mm。

优选的是，所述直径测试部还设有第一底座和直径显示器，所述第一底座为半弧形结构，所述第一底座一端与所述第一夹持端连接，所述第一底座的另一端与所述连杆连接，所述第一底座的另一端和连杆分别与直径显示器连接。

优选的是，所述纤维绳索直径和线密度测试仪还设有主轴，以使纤维绳索转动。

一种纤维绳索直径和线密度测试方法，包括以下步骤：

第一步：将纤维绳索一端放置在第一夹持端和第二夹持端之间，通过在气动吸合孔的气动作用下，使纤维绳索处于夹紧状态，再将纤维绳索放置在第三底座并缠绕在滑轮上；

第二步：将纤维绳索的另一端放置在张力调节部，使得纤维绳索两端固定并张紧，安装固定完纤维绳索后，在主轴的作用下，带动纤维绳索转动，此时直径测试部将会检测出纤维绳索的直径和线密度曲线。

优选的是，所述纤维绳索的长度至少为3000mm。

(三)有益效果

本发明具备以下有益效果：

1、采用张力调节部、直径测试部、支撑部、固定部和主轴之间的相互配合，完成纤维绳索的测试，使得能够简单快速的获得纤维绳索的直径和线密度；

2、直径测试部上设有第一夹持端、第二夹持端和第一底座，第一夹持端、第二夹持端之间通过支撑部固定纤维绳索，在测试的过程中保证了绳索不易晃动。

附图说明

图1为本发明的直径测试部结构示意图。

图2为本发明的支撑部的结构示意图。

图3为本发明的固定部的结构示意图。

图4为本发明的整体的结构示意图。

图中：1主机箱；2张力调节部；3直径测试部，31第一夹持端，32第二夹持端，33连杆，34第一底座，35直径显示器；4支撑部，41第三底座，42滑轮；5固定部，51第二底座，52气动吸合孔；6主轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。为解决上述存在的技术问题，本发明提供了一种纤维绳索直径、线密度测试仪及其测试方法，根据纤维绳索使用过程中的力学情况设计了纤维绳索直径、线密度测试设备及根据纤维材料、开发出对应的直径线密度拟合曲线软件，结构简单，操作方便，测试效率高，测试结果准确可靠。

本发明的实施方式，参见图1-2，一种纤维绳索直径和线密度测试仪，包括主机箱1，主机箱1内设有张力调节部2、直径测试部3、支撑部4、固定部5和主轴6，除此之外，该测试仪上还设有外置显示器和电脑，外置显示器与电脑连接，电脑内安装有线密度分析软件，用来分析纤维绳索的线密度；测试仪主机箱1尺寸为长1300-2000mm、宽500-1000mm、高800-1200mm，所要测试的纤维绳索的测试范围为2mm-16mm，对于纤维绳索施加的张力为p＝1.38d*d，其中p为纤维绳索施加张力，单位为n，牛顿；d为纤维绳索自然状态直径，单位为mm，对于所要测试的纤维绳索施加的张力速度为200mm/min。

直径测试部设有第一夹持端31、第二夹持端32、连杆33和直径显示器34，连杆33可以沿第一底座35左右滑动，确定纤维绳索直径的大小，第一夹持端31与第二夹持端32最大展开距离为16mm，最小距离为2mm，即此直径测试部可以测试纤维绳索直径范围为2-16mm，固定部5由第二底座51和用于吸合纤维绳索的气动吸合孔52组成，支撑部4由第三底座41和滑轮42组成，通过气动吸合孔52将纤维绳索夹紧，再由支撑部4将纤维绳索固定并缠绕在滑轮42上，主轴6是一根由主机控制的圆柱轴，长20-50mm，两端圆半径5-10mm，

纤维绳索直径测试方式为：通过主轴6以1-10r/min速率驱动下，带动被测纤维绳索低速转动，在实际预载条件下，由直径测试部3检测出纤维绳索的直径，具体直径显示在直径显示器34上。

纤维绳索线密度测试方式为：通过精密主轴以1-10r/min速率驱动下，带动被测纤维绳索低速转动，在实际预载条件下，由直径测试部3检测纤维绳索的直径并实时显示直径和线密度测试曲线，通过连续的数值分析，判断纤维绳索直径、线密度等绳索性能信息。

电脑内的测试软件，根据标准ci1310/1311/1901，电脑，内安装的锦纶、涤纶、丙纶直径线密度拟合关系曲线分别为y＝0.60268x^2.00387、y＝0.71062x^2.00937、y＝0.53362x^1.93979，其中y为纤维绳索线密度、x为纤维绳索直径。

一种纤维绳索直径和线密度的测试方法，通过如下步骤实现：

1)打开电源，使得直径线密度测试仪处于开启状态；

2)取三根未测试过的纤维绳索，长度至少3000mm，试样放置于一定温度湿度条件下一段时间；

3)将纤维绳索固定在固定部5上，经过支撑部4连接张力调节部2；

4)根据纤维绳索直径d，张力公式p＝1.38d*d，其中p为纤维绳索施加张力，单位为n，d为纤维绳索自然状态直径，单位为mm，设定对应的张力，保持60±15s，打开电脑中测试软件，通过精密主轴以1-10r/min速率驱动下，带动被测纤维绳索低速转动，在实际预载条件下，由直径测试计8检测纤维绳索的直径并实时显示直径和线密度测试曲线。

5)根据锦纶、涤纶、丙纶直径线密度拟合关系曲线，读取纤维绳索的直径、线密度。

6)依次重复以上步骤，做三根纤维绳索试验，最后直径、线密度取平均值。

另外，纤维绳索预处理条件为：试样放置于相对湿度小于10％条件下24小时；试样在温度20±2℃，相对湿度65±5％条件下放置72小时；纤维绳索直径、线密度测试温度为：测试温度：23±5℃。

一种纤维绳索直径和线密度的测试，通过精密主轴以1-10r/min速率驱动下，带动被测纤维绳索低速转动，在实际预载条件下，由直径测试计检测纤维绳索的直径并实时显示直径和线密度测试曲线，通过连续的数值分析，判断纤维绳索直径、线密度等绳索性能信息，比之人工测量更加精确、测试效率更高。因此利用纤维绳索直径及线密度测试仪测试纤维绳索直径、线密度，有利于提高产品的精度和测试效率。

装置结构简单，成本低廉，安装和测试操作简单，使用方便，提高了绳索的测试效率，节约人力成本，能够满足直径2-16mm纤维绳索的直径、线密度性能测试，填补了国内纤维绳索领域此性能测试设备和方法的空白。

1)采用测速发电机和精密主轴组成一个低速驱动系统，系统稳定，误差小，避免了传动误差对测量精度的影响；

2)张力加载装置结构简单，采用力学传感感应加载，操作方便；

3)采用电机直接驱动，无需减速装置，结构简单，成本低；

4)根据不同纤维材料，分别对锦纶、涤纶、丙纶设定了对应的拟合曲线软件，采用计算机控制和数据采集，输出连续的直径、线密度曲线，提高了纤维绳索直径、线密度的测量精度。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。