[实用新型]立体卷曲短纤维长度测试仪

说明书

本实用新型涉及一种短纤维的长度测试装置。

目前，对于等长普通涤纶短纤维的长度测试通常采用切断称重法，但它不适用于立体卷曲中空纶短纤维的长度测试。单根纤维测量法是测量纤维长度的最基本方法，即把试样逐根拉直放在一合适的标尺上直接测量其长度，这种操作方法比较麻烦且有伤视力。ANSI／ASTMD3661－19标准中推荐了一种单纤维长度仪，该长度仪使用暴露的汞槽作接触点，由于汞蒸汽对健康有害，因此该标准中建议用户另行设计自己的仪器来消除其毒害。此外国外发展了一些长度测量仪，其基本原理都是光电式，但测得的纤维长度与一般长度概念不同，它所测得的是跨距长度。

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种操作简单、对健康无害的立体卷曲    纤维长度测试仪。

本实用新型的技术解决方案如下：

立体卷曲短纤维长度测试仪，它由扭力天平、牵引传动装置和测试控制电路组成，其中测试控制电路由单片机U1、锁存器U2、可改写存贮器U3、随机存贮器U4、双向驱动器U5、八位并行接口U7、六位显示器U8、时钟发生器U10、环形分配器U11、功放电路U12、步进电机U13和九分频电路U14组成，其特征在于：

a、扭力天平1的横粱上连有上张力夹2，在上张力夹2的垂直下方设有下夹持器3，下夹持器3与由步进电机及蜗轮、蜗杆、滚珠丝杆、螺母组成的牵引传动装置连接；

b、测试控制电路中，单片机U1的多路输入输出口分别与平衡检测电路U15、20mm到位信号检测电路U16、50mm到位信号检测电路U17、下键开关电路U18、上键开关电路U19、停键开关电路U20、校／打键开关电路U21连接，单片机U1的输入输出口P1.0、P1.1分别与环形分配器U11的模式控制端Mc和清零端R连接，U1的输入输出口P3.4与九分频电路U14的输出连接。

本实用新型解决了短纤维的长度测试问题，不仅适于立体卷曲中空涤纶短纤维长度的测试，也适于普通涤纶    纤维长度的测试，其操作简便、科学、合理，易于掌握，对人体健康无任何影响。本实用新型线路简单，测试精确，实用性强。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的测试控制电路电原理图；

图3是本实用新型的步进电机的功放电路电原理图；

图4是本实用新型的平衡检测电路电原理图。

如图1、2，本实用新型的单片机U1可采用型号为8031的单片机，其锁存器U2型号可为74LS373，其可改写存贮器U3可采用型号为2764紫外可擦除电可编程只读存贮器，其随机存贮器U4型号可6264，测试控制电路的时钟发生器U10可采用型号555的时基集成块。当电源接通后，单片机U1首先通过双向驱动器U5（型号为74LS245）查询拨码器U6（型号可为JXD－20）的状态，拨码器U6接在双向驱动器U5的输入端，它用来选择测试功能，如测量类型（长度、卷曲、卷曲回复）、预置长度（20mm、50mm）、测量根数等。单片机U1通过六位显示器U8使其显示000000，111111，......999999，然后通过打印机U9（型号可为TP－μP）打印出自检信息。此时U1处于等待健健入状态。将一根测试纤维挂在上张力夹2和下夹持器3之间，下夹持器3由动片、定片4、连杆5和弹簧组成，动片、定片4位于连杆5上    的两侧，它们一端的之间通过弹簧连接在一起，使得它们的另一端紧密贴合，用于夹紧纤维的下端。在动片和定片4紧密贴合的一端开有直径小于1mm的微孔，且微孔中心距动片和定片4的上边缘之间的间距小于1mm。此时按下键开关电路U18的按钮（下键开关电路U18、上键开关电路U19、停键开关电路U20、校／打键开关电路U21均相同，均由各自的按钮和电阻构成），单片机U1的输入输出口P1.2接收到下降信号后，通过其输入输出口P1.0发出一正脉冲到环形分配器U11（型号可为5G674）的模式控制    Mc，通过U1的输入输出口P1.1发出一正脉冲到环形分配器U11的清零端R，从而通过步进电机功放电路U12（如图3）使步进电机U13正向转动。步进电机U13通过蜗轮蜗杆与滚珠丝杆连接，滚珠丝杆上的螺母与下夹持器3中连杆5的下端固定连接。这样步进电机U13正转时，带动蜗杆，传动给蜗轮、滚珠丝杆，从而牵引与滚珠丝杆螺母相连接的下夹持器3下降，拉伸纤维。在拉伸过程中，给步进电机U13的时钟脉冲经九分频电路U14（型号可为5G657）分频后输入到单片机U1的输入输出口P3.4，U1对它进行计数，扫描六位显示器U8，显示长度值。随着测试纤维的向下拉伸，扭力天平1的模臂也渐渐地被下拉趋于平衡状态。当扭力天平1到达平衡状态后，发出一平衡信号给平衡检测电路U15，平衡检测电路如图4，它由光源、光敏三极管接收器及放大电路组成，20mm到位信号检测电路U16和50mm到位信号检测电路U17均与平衡检测电路U15完全相同，只是电路参数不同。这样平衡检测电路U15接收到扭力天平1发出的平衡信号后输出一电信号到U1的输入输出口P1.6，U1接收到平衡信号后停止计数，由打印机U9打印长度值。同时U1通过输入输出口P1.0发出一负脉冲到环形分配器U11的模式控制端Mc，使步进电机U13反向转动，从而使下夹持器3在牵引传动装置的作用下上升，当到达预置位置时（20mm或50mm，依据拨码器U6的选择而定），发出到位信号，经过20mm到位信号检测电路U16（或50mm到位信号检测电路U17）检测后输给单片机U1的输入输出口P1.7（或输入输出口P3.0），U1接收到上述信号后通过其输入输出口P1.1发出一负脉冲到环形分配器U11的清零端R，使步进电机U13停止转动，整机回复到初始状态，等待下一根测试纤维的测试。重复上述步骤，直到预定根数的纤维测试完毕，单片机U1统计各次测试结果（依据拨码器U6拨码选择而定），打印出各次测试的统计值，完成短纤维的长度测试。