[發明專利]纖維束排列均勻性和斷裂形態的反射式測量裝置與方法

有效

• 申請號: 201811568842.1
• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN109540797B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 于偉東;盧笛;劉洪玲;尤玲玲
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/84
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;柏子雵

本發明涉及一種纖維束斷裂形態與取向度反射式測量裝置與方法及用途。該測量裝置是可直接安裝于束纖維測力儀上，對束纖維拉伸斷裂后斷裂端輪廓及纖維取向度進行測量的測量系統，其包括高分辨率的廣角鏡、高系數CCD攝像頭、點陣排列的LED光源、可上下精確定位的聚焦放大攝像臺、可左右精確水平移動的平移機構；還包括束纖維拉伸機構及其防振底座、數據采集與機構運行模塊和計算機及數據分析系數。本發明的裝置結構簡潔、測量精度高、實時動態；該測量方法為單側多指標、變形與性質多口令的分析方法，適用于紡織纖維的束強測量中，纖維束排列均勻性、拉伸斷裂端形態一致及弱節特征評價。

技術領域

本發明涉及一種纖維束斷裂形態與取向度反射式測量裝置與方法及用途，實用于羊毛、麻及棉等多種紡織纖維，屬于光學測量方法技術領域。

背景技術

紡織工業中所使用的主要有棉花、羊毛、麻等多種紡織纖維，纖維束含量及纖維斷裂后長度分布是檢測纖維的重要指標之一，因此纖維斷裂后長度分布是拉伸斷裂后檢測的重要項目之一。

目前，世界上所采用的檢測方法主要是以下幾類：1、傳統方法：也稱尺量法，就是將拉斷的纖維試樣置于黑絨板上，用不銹鋼尺逐一測量整根纖維的自然長度，按照一定間隔將長度分成若干組，然后根據各長度組纖維根數，計算其加權平均長度，再根據各組長度纖維根數的累積頻率，求得纖維斷裂后長度分布。缺點為人工誤差大，測量速度慢，受認為因素影響大。2、光電檢測：目前主要是澳大利亞聯邦科學工業組織研制的CSIRO毛叢長度與強度聯合測試儀，即ATLAS儀，主要是置于傳送帶上纖維在運行的長度輸送帶上通過一個光學探測系統，它是由一組垂直排列的光源(發光二極管)和相對應的一組光電傳感器(光電管)組成。經光學探測系統探測得到每一束毛叢的長度。然后運送毛叢被一對氣動加持器分別夾住，經拉伸直至毛叢斷裂。斷裂后的毛叢經加持器自動放松而經噴氣管分別送至兩臺電子天平的樣品盤中分別自動稱記種類。計算機則分析得出所測試毛叢的平均斷裂比長度、平均毛叢斷裂比強度等。毛叢斷裂位置則根據毛叢斷裂后的兩部分分別稱重后，再經校正到凈毛重量后計算得到斷裂位置，并根據該兩部分斷裂毛叢的重量比率，可以確定斷裂位置是毛叢的尖部、中部或根部，最后將測試得到的所有毛叢的數據結果通過計算機合并，而得到斷裂位置的百分率。缺點：只能粗略的確定纖維斷裂的大體位置如尖部、中部或尾部，不能精確。

發明內容

本發明的目的是提供一種測量纖維束排列均勻性及其斷裂形態的裝置，采用該裝置的測量方法及應用。

為了達到上述目的，本發明的所提供的技術方案基于的原理是：用激光發射裝置將激光照射到梳理好的纖維層上，上面的收集裝置對透射光進行收集并分析后輸出結果。

基于上述原理，本發明的具體技術方案是提供了一種纖維束排列均勻性和斷裂形態的反射式測量裝置，其特征在于，包括：

高放大倍率和分辨率的大視野的廣角鏡；

能保證在清晰圖像的高放大倍數下成像的CCD攝像頭，CCD攝像頭利用廣角鏡拍攝纖維束的圖像；

可實現反光成像的均勻照明的LED光源機構，LED光源機構包括設于CCD攝像頭兩側且可上下擺動的LED光源及位于LED光源下方的用于反射LED光源發出光線的反光部，LED光源及反光部分別位于纖維束的下方及上方，LED光源位于CCD攝像頭的同側；

平移機構，帶動攝像臺及其上的CCD攝像頭左、右、前、后精準移動，從而實現CCD攝像頭對纖維束軸向各截面的觀察；

攝像臺，帶動CCD攝像頭上下精準移動定位，從而實現CCD攝像頭的聚焦和放大功能；

束纖維拉伸機構，用于夾持并拉伸纖維束；

防震底座，用于確保纖維束在拉伸過程中無顯見振動；

數據采集與機構運行模塊，用于控制CCD攝像頭、LED光源、平移機構、攝像臺及束纖維拉伸機構，并采集相應的數據；