本发明专利技术为变密度纤维集合体传导性原位综合测量方法与装置，其方法是在纤维塞两端施力挤压，改变纤维塞密度及其分布，同时在纤维塞一端施加气、声、电、热、湿作用，并由力、光、气、声、电、热、湿传感器测取纤维塞静、动态变形时其物理性质和密度及其分布的变化。实现该原位综合测量方法的装置是对变密度纤维集合体力学性能测量装置的推筒、纤维塞筒和下测量腔的结构与隔绝性作了改进，并在推筒和下测量腔中增设组合测量单元，以及与此相连的数据采集卡、驱动与控制电路和数据采集处理与界面控制模块。本发明专利技术可实现变密度纤维集合体的传导、透通或隔绝性的原位综合测量。测试精度高、干扰小、综合性强、自动化程度高，适于各种纤维集合体的测量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及精密和多功能测量技术，属纤维集合体传导性能的原位综合测量方法与装置。
技术介绍
纤维集合体大多用于填充絮片、穿着防护、柔性隔绝等材料或结构体。但在实际应用中，其一，需要不同填充密度的材料，以达良好的隔绝与防护，或传导与过滤；其二，实用中因外界力作用而使纤维集合体发生变形和密度变化，导致原设计性能的失效；其三，纤维集合体压缩中的密度分布会改变，而且是不均匀的，理论和实践的表达都是平均的或非原样原位的，无法正确反应其传导性的变化。因此纤维集合体的密度变化时或密度为均匀时其对传导性的影响，成为目前实际测量与理论解释中的难点。目前，除了通过制取不同密度的试样来获得各种密度的纤维集合体之外，还可通过压缩的方式来改变纤维集合体的密度及其密度分布。前者试样制备繁杂、一致性差，而且无法得知实用中的变化；后者已有很大的进步可以改变纤维集合体的密度(于伟东、刘茜，纤维集合体变密度力学性能和密度分布测量装置与用途，专利技术专利，CN200410053599.1)，该装置包括由狭缝光源与阵列光敏元件构成的光测量装置81～83和CCD数码摄像装置88，挤压机构及挤压力传感器，以及数据采集模块、界面操作与控制模块、数据处理模块和计算机，所述的光测量装置由狭缝光源81(在I位置测透射；II位置测反射)、透射测量阵列光敏元件82、反射测量阵列光敏元件83组成还有支架84、固紧栓85构成，挤压机构9的上梁91、拉力传感器92、悬挂架93、压力传感器94、移动梁95、驱动双螺杆96和传动步进电机与控制电路，以及气源输入机构的气源控制电磁阀97和外接的气压测量单元98。但仅能给出力和透气的差异，并未给出热、气、声、湿、电的特征。现有成熟的测量方法均为单一性能的表达，如纺织材料压缩弹性仪(杨如禧，纺织材料压缩弹性仪的研究及其应用，中国纺织大学学报，1988，14(4)129-137)，中空纤维膨松特性、回弹测试仪(ZL 97243296.5陈昂、王美祖、薛月霞、韩春艳，中空纤维膨松特性、回弹测试仪，1999)等。现有的标准有澳大利亚AS35351988，法国NF G 07-0761993，日本JIS L10811998，新西兰NZS87161994等，亦只是针对单一压缩性的测量。对于透气量的测量，有织物透气性测量仪器和方法(USP 6543275 B2Wu R，Chang S-J.Taiwan Semiconductor Manufacturing Co.Ltd.Apparatus andmethod for testing air permeability of a fabric.2003；USP 6467335 B1MizobeK.Device and method for measuring air permeability.2002；USP 5412976Vogt H.Textest AG.Apparatus for determining the air permeability of a clothweb.1995)。有关纺织品热、湿传递性能、电阻的测量则更是分开单独进行。关于纤维集合体的热传递性能，有测量热传导系数的方法(USP 5711604Nakamura N.Seiko Instruments Inc.Method for measuring the coefficient ofheat conductivity of a sample.1998)，测量材料热传导能力的装置(USP5667301Jurkowski T，Jarny Y，Delaunay D.Universite de Nantes，Laboratoirede Thermocinetique de l′Isitem.Device for measuring the heat conductivity orheat capacity of an injectable or non-injectable material.1997)。电阻的测量一般通过电阻测量仪完成。由此可以看出很少有人关注压缩过程中纤维集合体的密度变化及纤维塞的密度分布特征，以及纤维集合体在变密度、变排列条件下的力学、透气、导湿、导热、隔声、导电特征的组合测量，更不用说是原位原样的测量。其原因很简单，目前尚无实现这一要求的组合原位测量方法与装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决上述存在问题，专利技术一种变密度纤维集合体传导性的原位综合测量方法与装置。本专利技术的另一个目的是将该方法与装置用于各种纤维集合体的测量表征。本专利技术的原理是在同轴挤压纤维集合体时，测量该纤维塞的力学行为和密度变化及其密度分布，同时对纤维塞施加气、声、电、热、湿作用，分别测量纤维塞密度及分布对力、光、气、声、电、热、湿性能的影响。该专利技术的方法是通过在纤维塞两端施力挤压，使纤维塞的平均密度和密度分布发生改变；同时在纤维塞的一端施加气、声、电、热、湿作用，并通过设置在纤维塞两端的力、光、气、声、电、热、湿传感器测量该纤维塞静态或动态变形时的对应物理传导性质和纤维塞的密度及其分布的变化。气体的施加可以通过不同的气压方式从纤维塞的上或下端输入；声场的施加可以由各种不同频率的声波、或组、复合声波、或自然声波的形式输入；温度的变化与控制可通过内置的加热和制冷单元完成，或通过冷、热气体输入纤维塞腔体实现；电场的施加由纤维塞两端带孔的金属板通电实施；湿度的控制由不同相对湿度的水汽的输入完成。所述的力、气、声、热、电、湿施加方式可以是单独进行，亦可以组合进行。所述的测量可以单独进行，或任意组合进行。本专利技术的技术解决方案是CN200410053599.1纤维集合体变密度力学性能和密度分布测量装置的改进，描述如下一种变密度纤维集合体传导性的原位综合测量方法的装置，由具有隔声保温的推筒测量腔1、透明绝缘的纤维塞筒2、隔声保温的下测量腔3、上测量单元4、加热器5、制冷器6、下测量单元7，与此相连的数据采集卡、驱动与控制电路和数据采集处理与界面控制模块，以及原专利(于伟东、刘茜，CN200410053599.1)的挤压机构9、数码摄像及光测量装置8、数据采集及数字控制系统和计算机组成，详见附图1和附图2。该装置不仅可以单独使用，也可以安装在具有双力学传感器和一个移动梁的已商品化的拉伸仪器上。主要结构由新增和改进的五大部分构成，并包括原有的力学测量机构、光学测量机构和计算机及其控制和数据采集处理模块。a.推筒测量腔1上端为可控透通量的上气孔窗11，筒壁为金属层12和高聚物复合层13层合而成，或两层间带有空气层的双层隔声保温结构，下端为多孔结构的金属板14，并带有进气孔15和可调平衡重锤16。筒的上端与压力传感器相连，下端可套入纤维塞筒2中，并内置有上测量单元4和加热器51与制冷器61。所述的上气孔窗11由外窗片111、内窗片112和定位螺栓113构成，可以通过外窗片111的转动使窗口与内窗片112的孔相对，产生不同截面的孔，控制透通量，见附图3所示。b.纤维塞筒2上端开口与推筒测量腔1接近密闭和可移动地相套，筒壁为全透明、绝缘高聚物或玻璃材料21，筒底为多孔结构的带凸卡槽的金属板22，能与下测量腔3密闭卡套在一起，见附图1和附图2。c.下测本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种变密度纤维集合体传导性的原位综合测量方法，其特征在于是在纤维塞两端施力挤压，同时在纤维塞的一端施加气、声、电、热、湿作用，并通过设置在纤维塞两端的力、光、气、声、电、热、湿传感器测量该纤维塞静态或动态变形时的对应物理传导性质和纤维塞的密度及其分布的变化。所述的物理传导性是指纤维塞的透气性、导湿性、导热性、隔声性、导电性和力传递性；所述的变密度是指纤维塞的整体密度变化和沿纤维塞长度方向的密度分布变化；所述的原位综合测量是指对同一纤维塞试样的多种性能的同时测量。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：于伟东，刘茜，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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