專利名稱：激振式纖維細(xì)度自動測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種自動測量儀，特別涉及一種采用靜電方式激振的纖維細(xì)度測量儀。
目前，公知的纖維細(xì)度測量裝置如CN2089614U公開的“纖維材料細(xì)度測量轉(zhuǎn)換裝置”，這種纖維細(xì)度測量轉(zhuǎn)換裝置采用的是電磁式激振器，振動源在纖維測量段的一端，并與纖維直接接觸，而該裝置運用的測量原理——弦振動理論，假設(shè)兩端為固定端，因此，這種測量裝置給計算結(jié)果帶來了一定的誤差。
本實用新型的目的是提供一種計算結(jié)果準(zhǔn)確，測量精度高的纖維細(xì)度測量儀。
本實用新型的技術(shù)方案是纖維細(xì)度測量儀，由纖維夾持機(jī)構(gòu)、激振裝置和光電檢測裝置組成，其特征是所述的激振裝置，由一直流逆變器輸出的直流電壓與可變信號發(fā)生器發(fā)出的交變電壓，通過偶合變壓器疊加在一對平行電極板上而組成，并使兩極板之間產(chǎn)生脈動電場；所述的光電檢測裝置，紅外發(fā)光管、紅外差分硅光電池和一對平行電極板，安裝在上下刀口之間，刀口、極板間距中心線、硅光電池中線在同一鉛直線上；該測量儀器還包括單片微機(jī)系統(tǒng)，由CPU發(fā)出信號，控制信號發(fā)生器產(chǎn)生交變電壓，對由光電檢測裝置接受到的信號進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和運算，檢測結(jié)果通過接口輸出。
本實用新型由于采用了非接觸性的靜電激振方式，測量方法符合弦振動理論的假設(shè)模型，因此，計算結(jié)果準(zhǔn)確、可信；由于采用了紅外光電檢測裝置，所以，具有較高的檢測靈敏度和精確度；同時，由于采用單片微機(jī)控制，實現(xiàn)了檢測過程自動化和智能化，提高了檢測效率和數(shù)據(jù)可靠性。
本實用新型可以通過下面的實施例結(jié)合附圖作進(jìn)一步的描述。


圖1是本實用新型實施例靜電激振裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是該實施例光電檢測裝置中差分硅光電池的結(jié)構(gòu)示意圖圖3是該實施例靜電激振裝置的電原理圖。
圖4是該實施例單片微機(jī)系統(tǒng)的電原理圖。
由圖1可知，被測纖維1的上端為夾持器2，將纖維握持住，下端的張力夾9根據(jù)纖維的粗細(xì)選定適當(dāng)?shù)闹亓浚估w維的被測段拉直，上刀口3和下刀口8把纖維支撐固定，上、下刀口間的距離為測量段，長度20mm，通過一對平行設(shè)置的電極板4之間，電極長度10mm，兩極板間距為2mm，7為紅外發(fā)光管，5為光反射模，6為紅外差分硅光電池，3、4、6、7、8都固定在一塊底板上，組成一獨立的檢測頭，上下刀口，極板間距中心線、硅光電池中線在同一鉛直線上。
由圖2可知，紅外差分硅光電池6，它是由一對電參數(shù)一致的兩只具有三角形視窗10和11構(gòu)成的測量敏感區(qū)，12和13為陰極引線端，兩只紅外硅光電池共陽極直接與管座相接。
在圖3的電路上，直流逆變器14的一輸出端接一整流二極管，再接濾波電容C1的一端，通過電阻器R與一電極板相連；直流逆變器14的另一輸出端接波電容C1的另一端，接耦合變壓器15的次級N2，N2另一端接耦合電容C，C的另一端與另一電極板相連。單片微機(jī)系統(tǒng)17中U9、U15組成信號發(fā)生器，它的一端接地，另一端(U15的10端)接電解電容C2后接電位器R1的可調(diào)端，R1的兩個固定端一端接地另一端接音頻功率放大器16的反相輸入端，功率放大器16的正相輸入端通過電阻R2接地，音頻功率放大器16的輸出端接耦合變壓器15的初級N1的一端，N1另一端接地反饋電阻Rf的兩端跨接在功率放大器16的反相輸入端和輸出端之間。
在圖4的電路中，單片微機(jī)系統(tǒng)的U1為微處理器，U9、U15為主要元件組成頻率信號發(fā)生器，U1中的CPU設(shè)定U9的1口為方波發(fā)生器，由10端輸出，經(jīng)U15組成的二級低通濾波器，U15的10端輸出頻率在200Hz-2kHz范圍內(nèi)變化的近似正弦波；U12為模擬開關(guān)，由CPU控制輸入進(jìn)行零校驗，U12的3端輸出信號送至跟隨器U16，U18的6端送入U11的3端，U11進(jìn)行V-f轉(zhuǎn)換，經(jīng)8端輸出送U915端供CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，計算、判別，控制檢測過程，檢測結(jié)果由數(shù)碼管或通過接口由打印機(jī)輸出。
本實用新型的測量原理是，按弦振動理論，纖維在一定長度和張力下的固有振動頻率與纖維的線密度存在著一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，當(dāng)檢測到被測纖維在受迫振動時的最大振幅時，則此時的頻率信號為纖維的固有頻率。在進(jìn)行纖維細(xì)度測量時，纖維的一端由夾持器2固定，另一端由張力夾9(法碼)將其拉直，兩端點由上刀口3，下刀口8支撐，置于一對平行電極板4之間，單片微機(jī)系統(tǒng)17輸出的激振信號經(jīng)音頻功率放大器16放大后，與直流逆變器14輸出的直流電壓通過耦合變壓器15疊加到一對平行電極板4上，使兩極板之間產(chǎn)生靜電脈動電場。被測纖維在電場中受交變力作用，發(fā)生受迫振動，紅外發(fā)光管7發(fā)出的紅外光經(jīng)光反射膜5反射，被測纖維在紅外差分硅光電池6之前作平行方向振動，造成光電池視窗光通量的變化，光電池將光通量變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏髯兓?jīng)放大與I-V轉(zhuǎn)換送至單片微機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，控制激振頻率信號增減變化，當(dāng)檢測機(jī)構(gòu)測得被測量纖維的最大振幅時，單片微機(jī)系統(tǒng)對此時的纖維振動頻率值按弦振動理論計算出被測纖維的細(xì)度值，通過接口在數(shù)碼顯示器或打印機(jī)上輸出檢測結(jié)果，還可通過RS-232串行口與其它計算機(jī)聯(lián)機(jī)，進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊等。本實用新型適用于1.11～222dtex的棉、毛、絲、麻、化纖等紡織材料的細(xì)度測量。
權(quán)利要求1.一種激振式纖維細(xì)度自動測量儀，由纖維夾持機(jī)構(gòu)、激振裝置和光電檢測裝置組成，其特征是所述的激振裝置是一直流逆變器輸出的直流電壓與頻率信號發(fā)生器發(fā)出的交變信號，通過耦合變壓器疊加在一對平行設(shè)置的電極板上，使兩極板之間產(chǎn)生脈動電場；所述的光電檢測裝置，紅外發(fā)光管、紅外差分硅光電池和一對平行電極板安裝在上下刀口之間，刀口、極板間距中心線、硅光電池中線在同一鉛直線上；該測量儀還包括單片微機(jī)系統(tǒng)，由CPU控制頻率信號發(fā)生器產(chǎn)生交變信號，并對從由光電檢測裝置接受到的信號進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和運算，檢測結(jié)果通過接口輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激振式纖維細(xì)度自動測量儀，其特征是所述的靜電激振裝置，平行電極板之間的距離為1.5～2mm，電極長度為10～15mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激振式纖維細(xì)度自動測量儀，其特征是所述的光電檢測裝置，其上下刀口、紅外發(fā)光管、紅外差分硅光電池和電極板固定在一塊底板上，組成一獨立的檢測頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激振式纖維細(xì)度自動測量儀，其特征是所述的紅外差分硅光電池具有一對共陰極的三角形視窗。
專利摘要本實用新型涉及一種激振式纖維細(xì)度自動測量儀，它由靜電激振裝置、光電檢測裝置、纖維夾持機(jī)構(gòu)和單片微機(jī)系統(tǒng)組成。靜電激振裝置是由直流電壓與可調(diào)交變電壓通過耦合變壓器疊加在一對平行設(shè)置的電極板上，使電極板之間產(chǎn)生靜電脈動電場，被測纖維在兩極板之間受迫振動，由光電檢測裝置將檢測信號輸入單片微機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，測量結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。該儀器適用于棉、麻、絲、毛和化纖等材料的細(xì)度測量。
文檔編號G01B21/10GK2221773SQ9423923
公開日1996年3月6日 申請日期1994年8月17日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月17日
發(fā)明者王建民, 徐回祥, 邵光照 申請人:蘇州絲綢工學(xué)院