专利名称：激振式纤维细度自动测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自动测量仪，特别涉及一种采用静电方式激振的纤维细度测量仪。
目前，公知的纤维细度测量装置如CN2089614U公开的“纤维材料细度测量转换装置”，这种纤维细度测量转换装置采用的是电磁式激振器，振动源在纤维测量段的一端，并与纤维直接接触，而该装置运用的测量原理——弦振动理论，假设两端为固定端，因此，这种测量装置给计算结果带来了一定的误差。
本实用新型的目的是提供一种计算结果准确，测量精度高的纤维细度测量仪。
本实用新型的技术方案是纤维细度测量仪，由纤维夹持机构、激振装置和光电检测装置组成，其特征是所述的激振装置，由一直流逆变器输出的直流电压与可变信号发生器发出的交变电压，通过偶合变压器叠加在一对平行电极板上而组成，并使两极板之间产生脉动电�。凰龅墓獾缂觳庾爸茫焱夥⒐夤�、红外差分硅光电池和一对平行电极板，安装在上下刀口之间，刀口、极板间距中心线、硅光电池中线在同一铅直线上；该测量仪器还包括单片微机系统，由CPU发出信号，控制信号发生器产生交变电压，对由光电检测装置接受到的信号进行数据处理和运算，检测结果通过接口输出。
本实用新型由于采用了非接触性的静电激振方式，测量方法符合弦振动理论的假设模型，因此，计算结果准确、可信；由于采用了红外光电检测装置，所以，具有较高的检测灵敏度和精确度；同时，由于采用单片微机控制，实现了检测过程自动化和智能化，提高了检测效率和数据可靠性。
本实用新型可以通过下面的实施例结合附图作进一步的描述。
图1是本实用新型实施例静电激振装置的结构示意图。
图2是该实施例光电检测装置中差分硅光电池的结构示意图图3是该实施例静电激振装置的电原理图。
图4是该实施例单片微机系统的电原理图。
由图1可知，被测纤维1的上端为夹持器2，将纤维握持�。露说恼帕�9根据纤维的粗细选定适当的重量，使纤维的被测段拉直，上刀口3和下刀口8把纤维支撑固定，上、下刀口间的距离为测量段，长度20mm，通过一对平行设置的电极板4之间，电极长度10mm，两极板间距为2mm，7为红外发光管，5为光反射模，6为红外差分硅光电池，3、4、6、7、8都固定在一块底板上，组成一独立的检测头，上下刀口，极板间距中心线、硅光电池中线在同一铅直线上。
由图2可知，红外差分硅光电池6，它是由一对电参数一致的两只具有三角形视窗10和11构成的测量敏感区，12和13为阴极引线端，两只红外硅光电池共阳极直接与管座相接。
在图3的电路上，直流逆变器14的一输出端接一整流二极管，再接滤波电容C1的一端，通过电阻器R与一电极板相连；直流逆变器14的另一输出端接波电容C1的另一端，接耦合变压器15的次级N2，N2另一端接耦合电容C，C的另一端与另一电极板相连。单片微机系统17中U9、U15组成信号发生器，它的一端接地，另一端(U15的10端)接电解电容C2后接电位器R1的可调端，R1的两个固定端一端接地另一端接音频功率放大器16的反相输入端，功率放大器16的正相输入端通过电阻R2接地，音频功率放大器16的输出端接耦合变压器15的初级N1的一端，N1另一端接地反馈电阻Rf的两端跨接在功率放大器16的反相输入端和输出端之间。
在图4的电路中，单片微机系统的U1为微处理器，U9、U15为主要元件组成频率信号发生器，U1中的CPU设定U9的1口为方波发生器，由10端输出，经U15组成的二级低通滤波器，U15的10端输出频率在200Hz-2kHz范围内变化的近似正弦波；U12为模拟开关，由CPU控制输入进行零校验，U12的3端输出信号送至跟随器U16，U18的6端送入U11的3端，U11进行V-f转换，经8端输出送U915端供CPU进行数据采样，计算、判别，控制检测过程，检测结果由数码管或通过接口由打印机输出。
本实用新型的测量原理是，按弦振动理论，纤维在一定长度和张力下的固有振动频率与纤维的线密度存在着一定的数学关系，当检测到被测纤维在受迫振动时的最大振幅时，则此时的频率信号为纤维的固有频率。在进行纤维细度测量时，纤维的一端由夹持器2固定，另一端由张力夹9(法码)将其拉直，两端点由上刀口3，下刀口8支撑，置于一对平行电极板4之间，单片微机系统17输出的激振信号经音频功率放大器16放大后，与直流逆变器14输出的直流电压通过耦合变压器15叠加到一对平行电极板4上，使两极板之间产生静电脉动电场。被测纤维在电场中受交变力作用，发生受迫振动，红外发光管7发出的红外光经光反射膜5反射，被测纤维在红外差分硅光电池6之前作平行方向振动，造成光电池视窗光通量的变化，光电池将光通量变化转变为电流变化，经放大与I-V转换送至单片微机系统进行数据处理，控制激振频率信号增减变化，当检测机构测得被测量纤维的最大振幅时，单片微机系统对此时的纤维振动频率值按弦振动理论计算出被测纤维的细度值，通过接口在数码显示器或打印机上输出检测结果，还可通过RS-232串行口与其它计算机联机，进行数据通讯等。本实用新型适用于1.11～222dtex的棉、毛、丝、麻、化纤等纺织材料的细度测量。
权利要求1.一种激振式纤维细度自动测量仪，由纤维夹持机构、激振装置和光电检测装置组成，其特征是所述的激振装置是一直流逆变器输出的直流电压与频率信号发生器发出的交变信号，通过耦合变压器叠加在一对平行设置的电极板上，使两极板之间产生脉动电场；所述的光电检测装置，红外发光管、红外差分硅光电池和一对平行电极板安装在上下刀口之间，刀口、极板间距中心线、硅光电池中线在同一铅直线上；该测量仪还包括单片微机系统，由CPU控制频率信号发生器产生交变信号，并对从由光电检测装置接受到的信号进行数据处理和运算，检测结果通过接口输出。
2.根据权利要求1所述的激振式纤维细度自动测量仪，其特征是所述的静电激振装置，平行电极板之间的距离为1.5～2mm，电极长度为10～15mm。
3.根据权利要求1所述的激振式纤维细度自动测量仪，其特征是所述的光电检测装置，其上下刀口、红外发光管、红外差分硅光电池和电极板固定在一块底板上，组成一独立的检测头。
4.根据权利要求3所述的激振式纤维细度自动测量仪，其特征是所述的红外差分硅光电池具有一对共阴极的三角形视窗。
专利摘要本实用新型涉及一种激振式纤维细度自动测量仪，它由静电激振装置、光电检测装置、纤维夹持机构和单片微机系统组成。静电激振装置是由直流电压与可调交变电压通过耦合变压器叠加在一对平行设置的电极板上，使电极板之间产生静电脉动电�。徊庀宋诹郊逯涫芷日穸晒獾缂觳庾爸媒觳庑藕攀淙氲テ⒒低辰惺荽恚饬拷峁既�、可靠。该仪器适用于棉、麻、丝、毛和化纤等材料的细度测量。
文档编号G01B21/10GK2221773SQ9423923
公开日1996年3月6日 申请日期1994年8月17日 优先权日1994年8月17日
发明者王建民, 徐回祥, 邵光照 申请人:苏州丝绸工学院
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
