[發明專利]一種測量短切纖維彈性模量的裝置與方法

有效

• 申請號: 201810589492.0
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108593776B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 楊勇新;趙進階;鄒經;岳清瑞;李彪;趙顏
• 申請（專利權）人: 中冶建筑研究總院有限公司
• 主分類號: G01N29/12
• 分類號: G01N29/12
• 代理公司: 北京集智東方知識產權代理有限公司 11578
• 代理人: 陳亞斌;關兆輝

1.一種測量短切纖維的自振頻率的裝置，其特征在于，該裝置包括：振蕩器、激振器、頻率計、信號接收器、波形器和控制計算器；

所述振蕩器，用于按預設順序連續產生預設頻率范圍內的音頻正弦電信號，并將產生的音頻正弦電信號輸出至所述激振器；

所述激振器與待測纖維的一端固定連接；所述待測纖維的另一端處于自由狀態；

所述激振器，用于將接收到的音頻正弦電信號轉換成機械振動，使得所述待測纖維產生受迫振動；

所述頻率計與所述激振器連接，用于記錄所述激振器的機械振動的振動頻率，并將所記錄的振動頻率輸出至所述波形器和控制計算器；

所述信號接收器，設置在所述待測纖維的自由端的兩側，用于測量所述待測纖維的振動，并根據所述待測纖維的振動頻率生成對應的脈沖信號，將所生成的脈沖信號輸出至所述波形器和控制計算器；

所述波形器，用于根據所接收到的振動頻率和脈沖信號形成李薩如圖形，并將所形成李薩如圖形輸出至所述控制計算器；

所述控制計算器，用于通過控制所述振蕩器按預設順序連續產生預設頻率范圍內的音頻正弦電信號，接收所述信號接收器輸出的脈沖信號和所述頻率計輸出的振動頻率，并實時獲取所接收到的李薩如圖形與水平線和垂直線的最大交點數；根據所述脈沖信號的振幅最大時的李薩如圖形與水平線和垂直線的最大交點數以及對應的頻率計所記錄的振動頻率，計算得到所述待測纖維的自振頻率。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述信號接收器包括：發光二極管、光敏三極管和放大器；

所述發光二極管和光敏三極管對稱設置在所述待測纖維的自由端的兩側，

所述發光二極管和所述光敏三極管均與電源連接；所述發光二極管用于向所述光敏三極管輸出光束；

所述光敏三極管用于接收所述發光二極管輸出的光束；所述光敏三極管的輸出端與所述放大器連接；

所述放大器的輸出端與所述波形器和控制計算器連接。

3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：

所述波形器為示波器。

4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還進一步包括：升降器；

所述升降器，用于調節所述信號接收器與激振器之間的距離。

5.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于：

所述升降器為可調節伸縮桿；

所述可調節伸縮桿的底部通過連接件與所述激振器連接，所述可調節伸縮桿的頂部與預設的固定物固定連接。

6.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述升降器包括：底座、支撐桿和連接件；

所述底座與所述激振器固定連接；

所述支撐桿垂直設置在所述底座之上，且所述支撐桿的底部與所述底座連接；所述支撐桿上設置有沿垂直方向延伸的滑槽；

所述連接件設置在所述支撐桿的上部，并與所述支撐桿的滑槽滑動連接；所述連接件與所述信號接收器固定連接。

7.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述控制計算器包括：控制接收單元、截取單元和計算單元；

所述控制接收單元，用于通過控制所述振蕩器按預設順序連續產生預設頻率范圍內的音頻正弦電信號，并接收所述信號接收器輸出的脈沖信號和所述頻率計輸出的振動頻率；

所述截取單元，用于接收所述波形器輸出的李薩如圖形，并實時獲取所述李薩如圖形與水平線和垂直線的最大交點數；

所述計算單元，用于根據所述脈沖信號的振幅最大時的李薩如圖形與水平線和垂直線的最大交點數以及對應的頻率計所記錄的振動頻率，計算得到所述待測纖維的自振頻率。

8.一種測量短切纖維彈性模量的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

使用如權利要求1所述的測量短切纖維的自振頻率的裝置對待測纖維的自振頻率進行測量，得到待測纖維的自振頻率；

根據自振頻率以及預先測量得到的所述待測纖維的物理參數，計算得到該待測纖維的彈性模量。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于：

所述待測纖維的物理參數為：短切纖維的質量、長度和截面慣性矩。