專利名稱：數(shù)字式落錘撕裂儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種紡織檢測(cè)儀器，具體涉及一種落錘式織物撕裂儀，尤其是數(shù) 字式落錘撕裂儀。
二、背景技術(shù)落錘式織物撕裂儀(以下簡(jiǎn)稱撕裂儀)主要用于測(cè)定各種機(jī)織物和撕裂方向有規(guī) 則的非織造物的撕裂性能的測(cè)定，也適用于紙張、塑料及一些包裝物撕裂性能的測(cè)定。其測(cè) 試原理是通過測(cè)定扇形擺錘在撕裂試樣時(shí)所消耗的勢(shì)能，間接地確定試樣抗撕裂的平均強(qiáng) 力。目前大多數(shù)廠家使用的撕裂儀是機(jī)械式落錘撕裂儀，現(xiàn)有的機(jī)械式落錘撕裂儀主 要由機(jī)座、扇形擺、支撐座、軸承回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、指針、刻度盤、動(dòng)夾持器、靜夾持器及阻擋片組 成，支撐座、軸承回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、靜夾持器及阻擋軸均安裝在機(jī)座上，扇形擺的圓心處通過回轉(zhuǎn) 軸安裝于軸承回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，扇形擺的圓心處還設(shè)有指針，扇形擺上設(shè)有與指針相對(duì)應(yīng)的刻 度盤。在使用時(shí)，將試樣夾持在動(dòng)夾持器與靜夾持器上，對(duì)試樣切口后阻擋片釋放，動(dòng)夾持 器隨同扇形擺動(dòng)作，撕裂試樣。利用測(cè)量擺錘勢(shì)能衰減量確定試樣撕裂消耗的能量，通過測(cè) 量扇形擺在某一點(diǎn)的高度差來實(shí)現(xiàn)，試樣被撕裂時(shí)扇形擺要做功，通過測(cè)定扇形擺初始狀 態(tài)所具有的勢(shì)能在撕裂試樣時(shí)被消耗的量得到撕裂功，再根據(jù)撕裂長(zhǎng)度去計(jì)算試樣的平均 撕裂力?，F(xiàn)有的機(jī)械式落錘撕裂儀存在以下缺陷傳統(tǒng)的機(jī)械式落錘撕裂儀的撕裂力F本 質(zhì)上由角度表示，折算為力的數(shù)值印在刻度盤上，固定在扇形擺的邊沿。工作中用指針的方 法來指示力值，由于指針指示的力值刻度盤在實(shí)際制作中存在較大誤差，力值在0-16N時(shí)， 力值越大，角度越大，是線性函數(shù)遞增的。而實(shí)際制作標(biāo)牌時(shí)，只將每一單位力值按設(shè)計(jì)角 度制作，中間值采用等分法確定。在0-16N測(cè)力檔時(shí)力值分度值還是較高，但是到了 0-32N 和0-64N時(shí)每個(gè)分度值里包含了更多力值，因此精確度誤差越來越大。同時(shí)用眼睛觀察讀 數(shù)也產(chǎn)生較大的誤差。因此，所檢測(cè)到的撕裂力的精度較低。
三、實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的機(jī)械式落錘撕裂儀檢測(cè)精度低及讀數(shù)不方便的不足，本實(shí)用新型 提供一種數(shù)字式落錘撕裂儀，該數(shù)字式落錘撕裂儀用于測(cè)定扇形擺錘動(dòng)能的衰減量，即測(cè) 定在某一點(diǎn)的角速度產(chǎn)生的衰減量來確定撕裂試樣的力。采用光耦檢測(cè)的原理，檢測(cè)出扇 形擺撕裂試樣后檢測(cè)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，通過芯片處理而得出相應(yīng)的撕裂力數(shù)值，取消了指針 和刻度盤，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，具有檢測(cè)精度高及讀數(shù)方便的特點(diǎn)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是該數(shù)字式落錘撕裂儀包括機(jī)座、扇形擺、支撐座、軸承 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、動(dòng)夾持器、靜夾持器及阻擋軸，支撐座、軸承回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、靜夾持器及阻擋軸均安裝 在機(jī)座上，扇形擺的圓心處通過回轉(zhuǎn)軸安裝于軸承回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，扇形擺上設(shè)有砝碼軸，當(dāng)用 于測(cè)量大量程力值時(shí)，加上不同的砝碼可以實(shí)現(xiàn)大量程力值的測(cè)量。支撐座上設(shè)有光耦檢 測(cè)器，扇形擺上設(shè)有能夠與光耦檢測(cè)器相對(duì)應(yīng)的光耦檢測(cè)片；所述的光耦檢測(cè)器與安裝于機(jī)座內(nèi)的電路板電連接。所述的動(dòng)夾持器固定在扇形擺上且與靜夾持器相對(duì)應(yīng)，動(dòng)夾持器與靜夾持器均采 用氣動(dòng)夾緊，阻擋軸由氣缸控制伸縮，阻擋軸伸出時(shí)可擋住扇形擺。所述的扇形擺上設(shè)有配重平衡調(diào)節(jié)塊，用于調(diào)節(jié)整個(gè)扇形擺的重心位置落在設(shè)計(jì)
；卜.ο本實(shí)用新型的有益效果是由于采取上述方案，當(dāng)扇形擺撕裂試樣后，光耦檢測(cè)片 沿其回轉(zhuǎn)軌跡滑過光耦檢測(cè)器，光耦檢測(cè)器采集信號(hào)并輸送到電路板中的芯片進(jìn)行處理， 進(jìn)而得出光耦檢測(cè)片經(jīng)過光耦檢測(cè)器的瞬時(shí)速度，計(jì)算得出相應(yīng)的撕裂力數(shù)值，從微機(jī)的 顯示器或機(jī)座上的顯示屏上直接看到。本實(shí)用新型取消了指針和刻度盤，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，具有 檢測(cè)精度高及讀數(shù)方便的特點(diǎn)。

附圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是圖1的右視圖；附圖3是本實(shí)用新型的立體圖；附圖4是本實(shí)用新型的工作框圖。圖中1-機(jī)座，2-扇形擺，3-支撐座，4-軸承回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，5-動(dòng)夾持器，6_靜夾持器， 7-阻擋軸，8-回轉(zhuǎn)軸，9-砝碼軸，10-光耦檢測(cè)器，11-光耦檢測(cè)片，12-配重平衡調(diào)節(jié)塊， 13-試樣，14-0 32Ν砝碼，15-0 64Ν砝碼。
五具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明由圖1結(jié)合圖2、圖3、圖4所示，該數(shù)字式撕裂儀包括機(jī)座1、扇形擺2、支撐座3、 軸承回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4、動(dòng)夾持器5、靜夾持器6及阻擋軸7，支撐座3、軸承回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4、靜夾持器6 及阻擋軸7均安裝在機(jī)座1上，扇形擺2的圓心處通過回轉(zhuǎn)軸8安裝于軸承回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4上， 扇形擺2上設(shè)有砝碼軸9，砝碼軸9上可懸掛(Γ32Ν砝碼14或(Γ64Ν砝碼15，當(dāng)用于測(cè)量 大量程力值時(shí)，加上不同的砝碼可以實(shí)現(xiàn)大量程力值的測(cè)量。支撐座3上設(shè)有光耦檢測(cè)器 10，扇形擺2上設(shè)有能夠與光耦檢測(cè)器10相對(duì)應(yīng)的光耦檢測(cè)片11 ；所述的光耦檢測(cè)器10與 安裝于機(jī)座1內(nèi)的電路板電連接。當(dāng)扇形擺2撕裂試樣13后，光耦檢測(cè)片11沿其回轉(zhuǎn)軌 跡滑過光耦檢測(cè)器10，光耦檢測(cè)器10采集信號(hào)并輸送到電路板中的芯片進(jìn)行處理，進(jìn)而得 出光耦檢測(cè)片11經(jīng)過光耦檢測(cè)器10的瞬時(shí)速度，計(jì)算得出相應(yīng)的撕裂力數(shù)值，從微機(jī)的顯 示器或機(jī)座上的顯示屏上直接看到。本實(shí)用新型主要是利用能量守恒定律，根據(jù)動(dòng)能公式Γ =，其中T為
動(dòng)能，Iz為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，ω為角速度，通過測(cè)量扇形擺2在某一點(diǎn)的角速度來實(shí)現(xiàn)的。整 個(gè)測(cè)試過程基于功能轉(zhuǎn)換原理，試樣13被撕裂時(shí)扇形擺2要做功，通過測(cè)定扇形擺 2初始狀態(tài)所具有的能在撕裂試樣時(shí)被消耗的量得到撕裂功。由動(dòng)能定理引出公式
FS = \ ζω\ -去2根據(jù)撕裂長(zhǎng)度s計(jì)算試樣13的平均撕裂力F。[0017]本實(shí)用新型采用測(cè)量落錘動(dòng)能衰減量確定試樣撕裂消耗的能量，從物理學(xué)的角度 講，扇形擺2實(shí)質(zhì)上是一個(gè)物理擺。整個(gè)測(cè)試過程基于功能轉(zhuǎn)換原理。試樣被撕裂時(shí)擺要 做功，通過測(cè)定擺初始狀態(tài)所具有的能在撕裂試樣時(shí)被消耗的量得到撕裂功，再根據(jù)撕裂 長(zhǎng)度去計(jì)算試樣的平均撕裂力。它可以有幾種渠道去實(shí)現(xiàn)。其一測(cè)定扇形擺2勢(shì)能的衰 減量，即測(cè)定扇形擺2工作前后重心的高度差來得到；其二 測(cè)定扇形擺2動(dòng)能的衰減量， 即測(cè)定扇形擺2在某一點(diǎn)的角速度產(chǎn)生的衰減量來確定。于是，我們將基于測(cè)定扇形擺2 勢(shì)能衰減量的方法稱為勢(shì)能法；將基于測(cè)定扇形擺2動(dòng)能衰減量的方法稱為動(dòng)能法。傳統(tǒng) 的機(jī)械式落錘撕裂儀式采用的是勢(shì)能法，用指針的方法來指示力值，由于力值刻度盤在實(shí) 際制作中存在較大誤差，和讀數(shù)時(shí)的指示誤差，最終得出的力值是存在較大的誤差的。而 采用動(dòng)能法測(cè)角速度來得出的力值是將線性函數(shù)寫入程序，測(cè)得每次測(cè)試時(shí)不同的角速度 時(shí)，芯片自動(dòng)計(jì)算，得出一個(gè)精確的力值，然后從顯示屏中直接看到。因此，本實(shí)用新型測(cè)量 結(jié)果更精準(zhǔn)，同時(shí)也簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，讀數(shù)方便。由圖3結(jié)合圖4所示，本實(shí)用新型的工作過程如下空擺時(shí)(不加任何試樣)釋放阻擋軸7，扇形擺2擺動(dòng)，此時(shí)扇形擺2上不加任何試樣，(在不計(jì)阻力的情況 下)扇形擺2未作功。因此當(dāng)扇形擺2上光耦檢測(cè)片11通過光耦檢測(cè)器10的時(shí)候，光耦 檢測(cè)器10記錄了一個(gè)時(shí)間t值。這時(shí)的t值是最快的，因?yàn)闆]有做功，所以不消耗任何能 量，光耦檢測(cè)片11以最快的時(shí)間通過光耦檢測(cè)器10。這時(shí)記錄的時(shí)間值t也作為在零量程 時(shí)的速度值。在儀器使用前，程序規(guī)定必須做5次空擺，以記錄每次的時(shí)間t值，取平均值， 這也就是儀器的調(diào)零。(儀器調(diào)零已經(jīng)將阻力包含在內(nèi))加試樣時(shí)釋放阻擋軸7，扇形擺2擺動(dòng)，此時(shí)扇形擺2上加了被測(cè)試樣13，扇形擺2擺動(dòng)作 功。當(dāng)扇形擺2上光耦檢測(cè)片11通過光耦檢測(cè)器10的時(shí)候，光耦檢測(cè)器10記錄了一個(gè)時(shí) 間t值。這時(shí)的時(shí)間t值是加試樣后的測(cè)試值。因?yàn)樯刃螖[2做功，所以消耗了能量，也就 是撕裂試樣需要的能量。在空擺時(shí)光耦檢測(cè)器10將該測(cè)得時(shí)間t傳送至單片機(jī)，因?yàn)橐阎怦顧z測(cè)片11 的寬度，因此通過公式可以ν = s/t?？梢杂?jì)算出光耦檢測(cè)片11通過光耦檢測(cè)器10的平均 速度，已知光耦檢測(cè)片11的回轉(zhuǎn)半徑r，因此可以計(jì)算出空擺時(shí)角速度值= v/r。在加 試樣13時(shí)，同樣記錄了一個(gè)時(shí)間t值，通過公式得出加試樣后角速度值ω”將它們的平方 差值通過公式
I7I7FS = — I2Col -一八約即可求出試樣撕裂功。式中/ζ =是剛體對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。為設(shè)計(jì)時(shí)已知數(shù)據(jù)。S為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 86毫米(試樣撕裂長(zhǎng)度為43毫米，撕裂距離為其二倍)。由圖2結(jié)合圖3所示，所述的動(dòng)夾持器5固定在扇形擺2上且與靜夾持器6相對(duì) 應(yīng)，動(dòng)夾持器5與靜夾持器6均采用氣動(dòng)夾緊，阻擋軸7由氣缸控制伸縮，阻擋軸7伸出時(shí) 可擋住扇形擺2。動(dòng)夾持器5與靜夾持器6可牢固夾緊試樣13，阻擋軸7伸縮方便快速。由圖1結(jié)合圖2、圖3所示，所述的扇形擺2上設(shè)有配重平衡調(diào)節(jié)塊12。配重平衡 調(diào)節(jié)塊12可調(diào)整扇形擺2的平衡，用于調(diào)節(jié)整個(gè)扇形擺2的重心位置落在設(shè)計(jì)點(diǎn)上。
權(quán)利要求一種數(shù)字式落錘撕裂儀，包括機(jī)座(1)、扇形擺(2)、支撐座(3)、軸承回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(4)、動(dòng)夾持器(5)、靜夾持器(6)及阻擋軸(7)，支撐座(3)、軸承回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(4)、靜夾持器(6)及阻擋軸(7)均安裝在機(jī)座(1)上，扇形擺(2)的圓心處通過回轉(zhuǎn)軸(8)安裝于軸承回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(4)上，扇形擺(2)上設(shè)有砝碼軸(9)，其特征在于支撐座(3)上設(shè)有光耦檢測(cè)器(10)，扇形擺(2)上設(shè)有能夠與光耦檢測(cè)器(10)相對(duì)應(yīng)的光耦檢測(cè)片(11)；所述的光耦檢測(cè)器(10)與安裝于機(jī)座(1)內(nèi)的電路板電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式落錘撕裂儀，其特征在于所述的動(dòng)夾持器(5)固定 在扇形擺(2)上且與靜夾持器(6)相對(duì)應(yīng)，動(dòng)夾持器(5)與靜夾持器(6)均采用氣動(dòng)夾緊， 阻擋軸(7)由氣缸控制伸縮，阻擋軸(7)伸出時(shí)可擋住扇形擺(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的數(shù)字式落錘撕裂儀，其特征在于扇形擺(2)上設(shè)有配 重平衡調(diào)節(jié)塊(12)。
專利摘要一種數(shù)字式落錘撕裂儀。主要解決了現(xiàn)有的機(jī)械式落錘撕裂儀檢測(cè)精度低及大量程誤差大的問題。其特征在于支撐座(3)上設(shè)有光耦檢測(cè)器(10)，扇形擺(2)上設(shè)有能夠與光耦檢測(cè)器(10)相對(duì)應(yīng)的光耦檢測(cè)片(11)；所述的光耦檢測(cè)器(10)與安裝于機(jī)座(1)內(nèi)的電路板電連接。該數(shù)字式落錘撕裂儀采用光耦檢測(cè)的原理，檢測(cè)出扇形擺撕裂試樣后檢測(cè)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，通過芯片處理而得出相應(yīng)的撕裂力數(shù)值，取消了指針和刻度盤，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，具有檢測(cè)精度高及讀數(shù)方便的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N3/303GK201732036SQ20102024861
公開日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者吳昭彪, 張森, 楊敏, 謝發(fā)明, 陳建勇 申請(qǐng)人:溫州市大榮紡織儀器有限公司