专利名称:落球回弹测定仪的制作方法
本实用新型涉及一种改进的落球回弹测定仪。
现有用于测试软泡沫材料的落球回弹仪是由钢球落下机构，内径为38毫米透明的管壁上带有刻线的导管以及试样组成。当钢球被落下机构释放而在导管中自由落在试样上表面之后向上回弹时，试验人员根据导管上的刻线目测回弹高度，计算出回弹高度与落下高度的比值，即回弹率。意大利西斯特(CEAST)公司生产的NOPCO落球回弹仪就属这种型式。由于试验中的钢球是运动物体，试验人员目测瞬时位置很难做到读数准确，而且人体很容易疲劳。
鉴于上述已有技术存在的问题，本实用新型的任务是提供一种改进的落球回弹测定仪，它能够自动测量落球回弹高度和软泡沫材料的回弹率，并且用数字显示测试结果，免除了目测、手算的劳动，从而减轻了试验人员的劳动强度，提高了测量准确度。
本实用新型是以如下方式完成的当钢球从落下机构中自由落到试样上表面之后向上回弹时，经过距离为△h的由两组发光－光敏元件组成的传感器的时候，产生两个时间间隔为△t的脉冲信号，经放大整形比较后送到数据处理装置。数据处理装置中设有时基电路，能计算出两脉冲信号的时间间隔，按照编好的程序，数据处理装置算出落球的回弹高度及材料回弹率，并用数字显示。三次回弹高度和材料回弹率均可存储。
以下将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的电气方框图。
图3是图1中传感器的结构示意图。
图4是数据处理框图。
图5是试验数据处理流程图。
如图1所示，钢球(1)放置在落下机构(2)中，其底部到试样(6)上表面的距离即落下高度H。为一确定值。根据有关标准，本实用新型取H。为460毫米和500毫米两种，试验中按需要选择。当按下落下机构(2)的按钮时，钢球(1)自由下落到试样(6)的上表面，由于试样(6)具有一定的弹性，而使钢球(1)向上回弹而通过传感器(5)。传感器(5)上装有两个作为光源的发光管(10)、(12)和两个作为接收器件的光敏三极管(11)、(13)。发光管(10)、光敏三极管(11)和发光管(12)、光敏三极管(13)分别组成两组发送－接收装置。当没有钢球(1)通过传感器(5)时，光敏三极管(11)和(13)分别接受由发光管(10)和(12)射来的红外光而使光敏三极管(11)、(13)处于导通状态。发光管(10)、(12)和光敏三极管(11)、(13)安装在传感器壳体上，两发光管和光敏三极管的距离为△h。当钢球(1)自由下落到试样(6)上表面后向上回弹通过传感器(5)时，由于挡光使光敏三极管(11)截止，在发射板上输出一个负脉冲信号，经过△t的时间后，钢球对发光管(12)挡光使光敏三极管(13)截止，也在发射极上输出一个负脉冲信号。时间间隔为△t的两个负脉冲信号分别输入到测量放大器(7)经放大整形后送入比较器，比较后的信号送入数据处理装置，由数据处理装置按式(1)进行计算并显示回弹高度H。
H＝h1＋ 1/2 △h＋ ((△h)2)/(2g(△t)2) ＋ 1/8 g(△t)2……(1)式中H－钢球(1)的回弹高度(毫米)。
h1－试样(6)上表面到光敏三极管(11)的距离(毫米)。
△h－两光敏三极管(或发光管)之间的距离(毫米)。
△t－钢球经△h时间的时间间隔(秒)。
g－重力加速度(9810毫米／秒2)。
由于h1、△h为给定值，g为常量，△t由数据处理装置(8)对通过比较器的信号便能算出。这样数据处理装置(8)就能根据公式(1)计算出H。
如此测量三次回弹高度，再由数据处理装置(8)按式(2)计算出回弹率R。
R＝(H1＋H2＋H3)／3H。………(2)
式中H1－第一次回弹高度(毫米)。
H2－第二次回弹高度(毫米)。
H3－第三次回弹高度(毫米)。
H4－落下高度(毫米)。
三次回弹高度H1、H2、H3和回弹率R均可存储在数据处理装置(8)中，使用十分方便。
钢球(1)自上落下时对发光管(12)和(10)挡光时，由光敏三极管(13)和(11)输出的负脉冲信号均由数据处理装置(8)进行剔除处理。
本实用新型如图1的实施例如下落下高度H0＝460毫米试样(6)上表面到光敏三极管(11)的距离h1＝29毫米。
两光敏三极管(11)、(13)之间的距离△h＝24.5毫米。
钢球(1)的直径D＝16毫米，重量W＝16.2克。
发光管(10)、(12)选用砷化镓红外发光管2EHF103C，光敏三极管(11)、(13)选用3DU2C。
下表为三组泡沫塑料试样用数据处理装置自动测量显示值和目测值的记录。
权利要求
1.一种由钢球(1)、落球机构(2)、带有刻度的玻璃导管(3)和试样(6)组成的落球回弹仪，其特征在于用传感器(5)作为接收装置，其信号经测量放大器(7)后由数据处理装置(8)计算出回弹高度H和回弹率R。
2.根据权利要求
1所述的落球回弹测定仪，传感器(5)是用发光－光敏接收元件作为发送接收装置。
3.根据权利要求
2所述的传感器，发送接收装置是由间隔距离为△h的两组发光管和光敏三极管组成。
4.根据权利要求
1所述落球回弹测定仪，测量放大器(7)将传感器(5)接收的信号进行放大整形比较后，输出时间间隔为△t的两个负脉冲信号。
5.根据权利要求
1和4所述，数据处理装置(8)测出△t后按式(1)H＝k1＋ 1/2 △h＋ ((△h)2)/(2g(△t)2) ＋ 1/8 g(△t)2………(1)计算出回弹高度H。按式(2)R＝(H1＋H2＋H3)／3H，………(2)计算出回弹率R。
专利摘要
本实用新型公开了一种改进的落球回弹测定仪，适于测试软泡沫材料的材料回弹率。由落球机构、带有刻度的导管和试样的落球组成。回弹测定仪上增加一套带有传感器、测量放大器和数据处理装置的自动测量系统，对软泡沫材料的回弹高度和材料回弹率进行自动测量，免除了目测、手算的劳动，从而减轻了试验人员的劳动强度，提高了测量准确度。
文档编号G01N3/40GK86204839SQ86204839
公开日1987年9月16日 申请日期1986年7月11日
发明者李伟, 张军, 高培松, 蒋玉平 申请人:机械工业部长春试验机研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan