[發明專利]一種鏡片換向微調機構及靜電紡絲成絲檢測裝置

有效

• 申請號: 202110350431.0
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113155831B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 徐盟杰;陳桪;何超;陳灝一;麥仁標;勞斯德;陳嘉俊;向建明
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01N21/01;D01D5/00
• 代理公司: 廣州專理知識產權代理事務所(普通合伙) 44493
• 代理人: 鄧易偲

本發明公開了一種鏡片換向微調機構及靜電紡絲成絲檢測裝置，屬于靜電紡絲領域，包括驅動模塊、轉向模塊、微調模塊和鎖緊模塊，轉向模塊上安裝有換向鏡片；本發明的鏡片換向微調機構通過設置驅動模塊、轉向模塊、微調模塊和鎖緊模塊，通過轉向模塊與鎖緊模塊的配合實現了換向鏡片的自動精確換向，在換向后能通過微調模塊實現手動調整換向鏡片的角度，實現換向鏡片換向后的微調，使得工業相機的成像效果更清晰、穩定，通過設置鏡片換向微調機構對換向鏡片的換向及微調，從而實現了對靜電紡絲收集板的兩個不同位置的檢測，解決了現有的靜電紡絲成絲檢測裝置無法在紡絲進行時對收集板的成絲情況實時檢測的問題。

技術領域

本發明涉及靜電紡絲技術領域，尤其涉及一種鏡片換向微調機構及靜電紡絲成絲檢測裝置。

背景技術

靜電紡絲技術是指采用靜電將高聚物溶液或者熔體拉伸成納米纖維的紡絲技術，是一種簡單、有效的制備納米纖維的方法。靜電紡絲過程可以分為五個階段：紡絲熔體(或流體)帶電、泰勒錐的形成、射流的細化、射流的不穩定擺動和纖維的收集。主要實現方法是將注射裝置的噴絲頭與高壓供電裝置的正極相連，接收裝置與高壓電源的負極相連，在噴絲頭與接收裝置之間會形成一個電場，在電場力的作用下，噴絲頭處的高聚物溶液或熔體收到電場拉力的拉伸作用，在噴絲頭的頂端形成泰勒錐，隨著電場力增大，超過某一臨界值時，高分子聚合物液滴的表面分子克服了表面張力形成噴射流，射流先后經歷穩定和不穩定兩個運動階段，在運動過程中，射流內的溶劑不斷揮發，使得射流固化成纖維，并最終沉積在收集裝置上，得到納米纖維。

射流先后經歷穩定和不穩定的兩個運動階段，可以描述為射流的初始直線運動階段和射流的不穩定螺旋運動階段。而其中近距離電場的靜電紡絲就是基于射流先經過穩定運動后不穩定運動的特性，通過減小噴絲頭和收集裝置之間的距離(一般距離控制在幾百微米到幾毫米)，使射流在進入不穩定運動階段前就到達收集裝置。再在噴絲頭或收集裝置上加以可控位移的運動系統即可實現纖維細絲按預設軌跡精確沉積。所以靜電紡絲可以實現可控性，又稱近場直寫技術。

在靜電紡絲工藝中，通過改變工藝參數可以制備出形貌和性能不同的納米纖維，纖維的直徑可能會很小，分布很均勻，也有可能得到液滴、串珠結構的纖維。一般情況下可以將靜電紡絲的工藝參數分為這幾個方面：1)聚合物的種類和分子量等、2)溶液的性質、3)靜電紡絲的加工參數：電壓、流速、噴絲頭內徑、接收距離以及裝置設置情況等、4)環境因素：溫度、濕度和氣流等外界條件。雖然關于靜電紡絲工藝參數的研究已經很深入，但到目前為止只初步得到了一些基本規律，實際上各紡絲參數之間并不是單獨起作用的，再加上紡絲所用的溶液體系很廣，很難明確地給出靜電紡絲參數與纖維形貌之間的定量關系。

一次靜電紡絲近場直寫技術需要視覺檢測儀器實時地、清晰地、高刷新地觀察工作區域中泰勒錐形成、射流成型和射流沉積等階段的形態信息，從而判斷是否符合預期要求和調控加工參數，便于實驗的順利進行。

對于靜電紡絲工藝的觀測，通常采用觀測微納加工常用的工業相機，其具有幀率高，成像清晰等優點，但其缺點是體積較大、不可變焦、不可調焦、自帶放大倍數和沒有防抖功能等，故在保證其最佳成像效果的前提下，盡可能不改變工業相機的位置和姿態，若需改變工業相機的觀察位置時，則需要人工挪動位置，但由于每次挪動工業相機的位置都難以精確落位，而且工業相機的景深十分大，手工挪動位置很難確保成像區域與目標區域重合，需要多次反復調整。

如附圖21所示，現有的靜電紡絲觀測裝置通過將紡絲收集片安裝在XY運動臺上，通過XY運動臺驅動紡絲收集片的移動來實現觀測位置的改變，但由于工業相機的體積較大，只能設在紡絲收集片的上方，而且注射裝置的噴絲頭需設在紡絲收集片的上方，因此無法實現在紡絲過程中進行實時的觀測，而且這種裝置只能對紡絲收集片的單一角度進行觀測。

發明內容

本發明的目的在于提出一種鏡片換向微調機構及靜電紡絲成絲檢測裝置，實現在不調整工業相機位置及姿態的情況下更換觀察角度。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：