[發明專利]碳纖維絲束可展開性測試裝置及測量方法

有效

• 申請號: 201710104758.3
• 申請日: 2017-02-24
• 公開（公告）號: CN106769545B
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 顧軼卓;李敏;王紹凱;汪煒欣;張佐光
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01N3/28
• 分類號: G01N3/28
• 代理公司: 北京冠和權律師事務所 11399
• 代理人: 李建華

1.一種碳纖維絲束可展開性測試裝置，其特征在于：包括沿碳纖維的行進方向順次連接的驅動放卷裝置、展絲加熱裝置、3輥驅動裝置、圖像傳感器以及收卷機；

所述展絲加熱裝置主要包括紅外加熱裝置和三組展絲棒；其中，每組展絲棒由一根方管和圓管組成，絲束從圓管進入方管后被擠壓展平；絲束在進入展絲棒前，通過調節紅外加熱器的輸出功率使絲束達到所需的溫度；在展絲過程中，通過調節展絲棒與絲束的包角來調節絲束展開寬度；

所述收卷機用于碳纖維的卷繞，絲束經導紗片引導通過往復螺桿運動纏繞到紗管上，采用導絲輪與卷繞錠軸分離的方式設計。

2.根據權利要求1所述的測試裝置，其特征在于：所述驅動放卷裝置采用電機驅動放卷，并設有可獨立設定運行張力的張力控制系統；絲束在運行時自動跟隨設定張力，放絲速度與3輥驅動速度自動同步，無論驅動速度快慢變化，均不影響絲束運行張力。

3.根據權利要求1所述的測試裝置，其特征在于：所述3輥驅動裝置采用輪條傳動方式。

4.根據權利要求1所述的測試裝置，其特征在于：所述圖像傳感器主要是在絲束展開過程中以一定頻率采集不同位置處碳纖維絲束展開寬度的圖像。

5.根據權利要求2所述的測試裝置，其特征在于：張力控制系統獨立設定張力，并由三輪傳感器檢測、輸出張力信號，絲束運行時自動跟隨設定張力，放絲速度與3輥驅動速度自動同步。

6.一種使用權利要求1-5任一項所述的測試裝置測量碳纖維絲束展開寬度的方法，包括以下步驟：

1）將碳纖維紗錠固定在驅動放卷裝置中的導向輪上，并將碳纖維絲束另一端纏繞到收卷機中的卷繞錠軸上；

2）通過驅動放卷裝置中的電機驅動和張力控制系統預設放絲速度和運行張力，所述放絲速度調整范圍為1-15m/min，所述運行張力調整范圍為100-2000g；

3）調節紅外加熱器的輸出功率，使碳纖維絲束在進入展絲棒前達到所需的溫度；

4）打開電機驅動使絲束通過導向輪按照預設的放絲速度開卷，隨后依次經過張力控制系統、展絲加熱裝置、3輥驅動裝置和圖像傳感器，最后纏繞到收卷機的卷繞錠軸上；

5）根據圖像傳感器的采集結果，進一步調整放絲速度、運行張力、展絲棒與絲束的包角以及紅外加熱器的輸出功率，使碳纖維絲束的展開寬度接近所需值；

6）連續測量碳纖維絲束展開寬度。