[发明专利]一种镜片换向微调机构及静电纺丝成丝检测装置

说明书

本发明公开了一种镜片换向微调机构及静电纺丝成丝检测装置，属于静电纺丝领域，包括驱动模块、转向模块、微调模块和锁紧模块，转向模块上安装有换向镜片；本发明的镜片换向微调机构通过设置驱动模块、转向模块、微调模块和锁紧模块，通过转向模块与锁紧模块的配合实现了换向镜片的自动精确换向，在换向后能通过微调模块实现手动调整换向镜片的角度，实现换向镜片换向后的微调，使得工业相机的成像效果更清晰、稳定，通过设置镜片换向微调机构对换向镜片的换向及微调，从而实现了对静电纺丝收集板的两个不同位置的检测，解决了现有的静电纺丝成丝检测装置无法在纺丝进行时对收集板的成丝情况实时检测的问题。

技术领域

本发明涉及静电纺丝技术领域，尤其涉及一种镜片换向微调机构及静电纺丝成丝检测装置。

背景技术

静电纺丝技术是指采用静电将高聚物溶液或者熔体拉伸成纳米纤维的纺丝技术，是一种简单、有效的制备纳米纤维的方法。静电纺丝过程可以分为五个阶段：纺丝熔体(或流体)带电、泰勒锥的形成、射流的细化、射流的不稳定摆动和纤维的收集。主要实现方法是将注射装置的喷丝头与高压供电装置的正极相连，接收装置与高压电源的负极相连，在喷丝头与接收装置之间会形成一个电场，在电场力的作用下，喷丝头处的高聚物溶液或熔体收到电场拉力的拉伸作用，在喷丝头的顶端形成泰勒锥，随着电场力增大，超过某一临界值时，高分子聚合物液滴的表面分子克服了表面张力形成喷射流，射流先后经历稳定和不稳定两个运动阶段，在运动过程中，射流内的溶剂不断挥发，使得射流固化成纤维，并最终沉积在收集装置上，得到纳米纤维。

射流先后经历稳定和不稳定的两个运动阶段，可以描述为射流的初始直线运动阶段和射流的不稳定螺旋运动阶段。而其中近距离电场的静电纺丝就是基于射流先经过稳定运动后不稳定运动的特性，通过减小喷丝头和收集装置之间的距离(一般距离控制在几百微米到几毫米)，使射流在进入不稳定运动阶段前就到达收集装置。再在喷丝头或收集装置上加以可控位移的运动系统即可实现纤维细丝按预设轨迹精确沉积。所以静电纺丝可以实现可控性，又称近场直写技术。

在静电纺丝工艺中，通过改变工艺参数可以制备出形貌和性能不同的纳米纤维，纤维的直径可能会很小，分布很均匀，也有可能得到液滴、串珠结构的纤维。一般情况下可以将静电纺丝的工艺参数分为这几个方面：1)聚合物的种类和分子量等、2)溶液的性质、3)静电纺丝的加工参数：电压、流速、喷丝头内径、接收距离以及装置设置情况等、4)环境因素：温度、湿度和气流等外界条件。虽然关于静电纺丝工艺参数的研究已经很深入，但到目前为止只初步得到了一些基本规律，实际上各纺丝参数之间并不是单独起作用的，再加上纺丝所用的溶液体系很广，很难明确地给出静电纺丝参数与纤维形貌之间的定量关系。

一次静电纺丝近场直写技术需要视觉检测仪器实时地、清晰地、高刷新地观察工作区域中泰勒锥形成、射流成型和射流沉积等阶段的形态信息，从而判断是否符合预期要求和调控加工参数，便于实验的顺利进行。

对于静电纺丝工艺的观测，通常采用观测微纳加工常用的工业相机，其具有帧率高，成像清晰等优点，但其缺点是体积较大、不可变焦、不可调焦、自带放大倍数和没有防抖功能等，故在保证其最佳成像效果的前提下，尽可能不改变工业相机的位置和姿态，若需改变工业相机的观察位置时，则需要人工挪动位置，但由于每次挪动工业相机的位置都难以精确落位，而且工业相机的景深十分大，手工挪动位置很难确保成像区域与目标区域重合，需要多次反复调整。

如附图21所示，现有的静电纺丝观测装置通过将纺丝收集片安装在XY运动台上，通过XY运动台驱动纺丝收集片的移动来实现观测位置的改变，但由于工业相机的体积较大，只能设在纺丝收集片的上方，而且注射装置的喷丝头需设在纺丝收集片的上方，因此无法实现在纺丝过程中进行实时的观测，而且这种装置只能对纺丝收集片的单一角度进行观测。

发明内容

本发明的目的在于提出一种镜片换向微调机构及静电纺丝成丝检测装置，实现在不调整工业相机位置及姿态的情况下更换观察角度。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：