[發(fā)明專利]基于互相關算法的單絲取向度測量裝置及測量方法

在審

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• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN106996961A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發(fā)明（設計）人: 李寶華;王忠新;陳小彥;季春秋;高詠;張慶玲;樸盛華
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01N29/07
• 分類號: G01N29/07
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司22201
• 代理人: 劉馳宇

技術領域

本發(fā)明屬于測量控制領域，具體涉及一種基于互相關算法的單絲取向度測量裝置及測量方法。

背景技術

單絲是化學纖維生產中用單孔噴絲頭所制得的支數(shù)較小的單根長絲，廣泛應用在生產生活中。取向度是指高分子材料在加工制造中受外力作用，高分子鏈會沿著作用力的方向進行某種程度的有序排列，排列的整齊程度稱作取向度。高分子材料取向度不同，其表現(xiàn)出來的強度、硬度等各方面性質不同，因此對取向度的測量就很有必要。

目前測量高分子取向度主要有光學雙折射法、紅外二向色性法、X射線衍射法、聲速法。其中雙折射法主要應用光學原理，但只能測量透明的高分子材料，應用范圍小。紅外二色性法應用于非結晶型和結晶型的高分子材料，但檢測時需要對樣品進行切片處理，損壞樣品，制作較為麻煩，且檢測周期時間長。X射線衍射法測量結果只可以用于對比，做定性測量，并且所需儀器昂貴，不適用于工業(yè)應用。聲速法常用在取向度高的材質上，例如薄膜，絲等。有實現(xiàn)無損檢測、穿透力強等優(yōu)點。此方法原理簡單，安裝方便，使用儀器成本較低，但反映的是材料取向度的平均值。綜合考慮各種因素，本發(fā)明擬采用聲速法測量單絲取向度。

相關檢測技術是為了去除信號中的噪聲等無用信號，利用信號的周期性的特點和噪聲隨機性的性質，基于自相關或互相關的關系處理信號，將噪音去掉。由于噪聲和信號是相互獨立的，因此信號與噪聲無關，只與自身信號相關。互相關檢測即是將兩個具有相關性的信號通過函數(shù)進行互相關運算，從而提高信號處理結果的穩(wěn)定性及準確率。

發(fā)明內容

本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術存在的問題，提供了一種基于互相關算法的單絲取向度測量裝置。

本發(fā)明是采用如下技術方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供了一種基于互相關算法的單絲取向度測量裝置，具體技術方案如下：

基于互相關算法的單絲取向度測量裝置，由聲音信號傳播裝置和電信號處理裝置組成，其特征在于，聲音信號傳播裝置的結構包括一個水平設置的、軸向帶有刻度的桿狀的刻度底座，刻度底座兩端固定安裝有豎直的桿狀的樣品固定支架，每個樣品固定支架頂端均有一個固定夾，兩端的兩個樣品固定支架之間有兩個豎直的壓電陶瓷支架，兩個壓電陶瓷支架均活動安裝在刻度底座上，且兩個壓電陶瓷支架均可沿刻度底座的軸向滑動，兩個壓電陶瓷支架的結構相同，均為頂端帶有壓電陶瓷傳感器的桿狀支架，每個壓電陶瓷傳感器上均焊接帶有圓孔的導電金屬，測量時待測單絲樣品穿過兩個壓電陶瓷傳感器的導電金屬的圓孔，令單絲樣品和導電金屬保持接觸，單絲樣品的兩端拴住兩個重量相同的砝碼后經(jīng)固定夾固定在兩端的樣品固定支架上，其中一個壓電陶瓷支架作為發(fā)送端壓電陶瓷支架，另一個壓電陶瓷支架作為接收端壓電陶瓷支架，電信號處理裝置包括電源、電源轉換器、信號處理器、信號采集器、數(shù)據(jù)處理器、顯示器和激勵電平產生器，發(fā)送端壓電陶瓷支架上的壓電陶瓷傳感器與激勵電平產生器連接，接收端壓電陶瓷支架上的壓電陶瓷傳感器與信號處理器連接，信號處理器經(jīng)過信號采集器和數(shù)據(jù)處理器與顯示器連接，信號處理器、信號采集器、數(shù)據(jù)處理器、顯示器、激勵電平產生器分別通過電源轉換器與電源連接。

進一步的技術方案包括：

樣品固定支架上端的固定夾由兩個消音薄墊及一個金屬夾構成，兩個消音薄墊通過金屬夾與樣品固定支架頂端相連，單絲樣品固定在兩個消音薄墊之間。

壓電陶瓷支架由豎直的桿狀的支架、位于支架底部的可移動底座和消音墊構成，可移動底座通過自身底部的滑槽與刻度底座滑動配合安裝,使電陶瓷支架可沿刻度底座的軸向滑動，支架的底部與移動底座上端面之間安裝有消音墊。

本發(fā)明還提供了一種基于互相關算法的單絲取向度測量方法，其特征在于，具體步驟如下：

步驟一、將待測的單絲樣品(3)穿過兩個壓電陶瓷傳感器(2)上的導電金屬(4)后，再將待測的單絲樣品(3)兩端栓上重量相同的砝碼(1)并由兩端的樣品固定支架(8)上的消音薄墊(9)固定，使待測的單絲樣品(3)保持自然伸直狀態(tài)，打開電信號處理裝置的電源；