本發(fā)明涉及一種紡織品水平摩擦靜電衰減裝置、測(cè)試系統(tǒng)及其測(cè)試方法，屬于紡織品的測(cè)試儀器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

由于我國(guó)導(dǎo)電纖維開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)的滯后，防靜電測(cè)試參考日本的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，到八十年代末才制定了測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)gb12014-1989防靜電工作服。在上世紀(jì)六、七十年代，美國(guó)、日本等國(guó)家就制定了紡織面料靜電的測(cè)試方法。

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于紡織品靜電性能測(cè)試方法基本分為三類：

第一類是法拉第法，通過(guò)摩擦使試樣帶電，將試樣置入法拉第筒內(nèi)讀取電荷量，人工計(jì)算靜電電荷面密度，這種方法由于人工操作，造成測(cè)試誤差因素較多，且無(wú)靜電電荷衰減測(cè)試。

第二類是電阻法，通過(guò)電極對(duì)試樣施加直流電壓，測(cè)試紡織品的表面或體積電阻，可評(píng)價(jià)普通紡織品的靜電性能。由于導(dǎo)電纖維可造成局部電阻較低甚至短路，雖然表面電阻或體積電阻相同的紡織品，因組織結(jié)構(gòu)或?qū)щ娎w維混合比例等因素，造成有些紡織品局部聚集電荷較高，從而影響紡織品防靜電效果，因此電阻法不適應(yīng)于導(dǎo)電纖維紡織品。

第三類是半衰期法，通過(guò)使試樣直接或間接帶電，檢測(cè)試樣靜電衰減半衰期，此類方法試樣面積較小或充電機(jī)理不同，不適應(yīng)于評(píng)價(jià)導(dǎo)電紡織品的防靜電性能。平面靜電傳感器無(wú)法檢測(cè)試樣的靜電電荷面密度。

日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)jisl1094里明確指出，靜電壓半衰期測(cè)試方法(電暈放電法)和摩擦起電電壓測(cè)試法(旋轉(zhuǎn)輪摩擦法)不適用檢測(cè)導(dǎo)電紡織品因放電而引起的問(wèn)題，建議采用摩擦帶電衰減法(d法)。

紡織品水平摩擦靜電衰減裝置、測(cè)試系統(tǒng)及其測(cè)試方法是用于測(cè)試紡織品與摩擦布摩擦起電后產(chǎn)生的靜電電壓，同時(shí)也可以測(cè)量電荷面密度，是摩擦起電產(chǎn)生靜電荷的綜合測(cè)試方法。此方法可以同時(shí)評(píng)價(jià)產(chǎn)生靜電的難易程度以及靜電的衰減性能，即解決放電引起的問(wèn)題。該系統(tǒng)是參照《gbt12703.2-2009紡織品靜電性能的評(píng)定第2部分：電荷面密度》研制機(jī)械水平摩擦面電荷測(cè)試裝置，參照《jisl10942014機(jī)織品和針織品帶電性的試驗(yàn)方法》d法和《iso18080-4-2015紡織品--評(píng)價(jià)紡織品靜電傾向的試驗(yàn)方法--第4部分：用水平機(jī)械摩擦的試驗(yàn)方法》研制水平摩擦靜電衰減測(cè)試儀，目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有此測(cè)試方法和測(cè)試的儀器。

國(guó)外采用機(jī)械式x-y記錄儀記錄測(cè)試數(shù)據(jù)，需要人工畫(huà)坐標(biāo)紙方式得出半衰期和靜電電壓最大值，測(cè)試誤差較大，操作繁瑣，效率低；儀器機(jī)械運(yùn)動(dòng)部分大部分裸露，操作安全性差；儀器的校準(zhǔn)需要外接；傳感器無(wú)精確定位保障；國(guó)內(nèi)無(wú)廠家生產(chǎn)，國(guó)外已經(jīng)查不到有生產(chǎn)廠家生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，本發(fā)明提出了一種新的紡織品水平摩擦靜電衰減裝置、測(cè)試系統(tǒng)及其測(cè)試方法，旨在研究建立了一套完備的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、具有通用性和精密性的紡織品水平摩擦靜電衰減測(cè)試儀和測(cè)試方法，攻關(guān)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)瓶頸，打破國(guó)外的技術(shù)壟斷局面，為我國(guó)制定紡織品水平摩擦靜電測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)奠定基礎(chǔ)。

本發(fā)明是采用以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種紡織品水平摩擦靜電衰減裝置，包括摩擦刷、樣架和試驗(yàn)臺(tái)，摩擦刷的頂部固定在機(jī)械臂上，隨機(jī)械臂作往復(fù)運(yùn)動(dòng)；摩擦刷的底部呈弧狀凸起，在凸起上包裹有摩擦布；樣架的頂部張緊固定有試樣，樣架的底部沿滑槽移動(dòng)；樣架的頂部中央設(shè)置有一圓孔，圓孔下部設(shè)置有可升降的操作臺(tái)，操作臺(tái)與樣架聯(lián)動(dòng)配合，當(dāng)樣架達(dá)到摩擦刷下方時(shí)，操作臺(tái)將自動(dòng)上升；試樣在升起的操作臺(tái)作用下與摩擦布構(gòu)成摩擦副。

優(yōu)選地，所述摩擦刷的運(yùn)動(dòng)規(guī)律由機(jī)械臂決定，機(jī)械臂與摩擦刷固定相連；摩擦布與摩擦刷之間采用可拆卸式結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述樣架設(shè)置有夾持裝置，試樣通過(guò)夾持裝置保證呈張緊狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述操作臺(tái)采用圓柱形結(jié)構(gòu)，其頂部呈橢球面設(shè)置。

一種根據(jù)上述紡織品水平摩擦靜電衰減裝置的測(cè)試系統(tǒng)，包括水平摩擦靜電衰減裝置，還包括檢測(cè)裝置、顯示器和服務(wù)器，水平摩擦靜電衰減裝置和檢測(cè)裝置均位于防護(hù)罩內(nèi)，顯示器和服務(wù)器均位于防護(hù)罩外部的一側(cè)；檢測(cè)裝置位于摩擦刷的一側(cè)，包括相對(duì)設(shè)置的傳感器和校準(zhǔn)用電極；當(dāng)試樣達(dá)到規(guī)定的摩擦次數(shù)后，樣架沿滑槽移動(dòng)到檢測(cè)裝置的傳感器和校準(zhǔn)用電極之間，傳感器檢測(cè)試樣的靜電衰減狀態(tài)并傳遞給服務(wù)器，服務(wù)器將計(jì)算出的試樣的靜電電壓最大值和半衰期在顯示器中實(shí)時(shí)顯示。

優(yōu)選地，所述傳感器采用旋轉(zhuǎn)葉片式傳感器，與樣架上的帶電試樣之間形成電場(chǎng)；傳感器位于校準(zhǔn)用電極上方，傳感器固定于升降桿上。

優(yōu)選地，所述校準(zhǔn)用電極還設(shè)置有提拉把手，提拉把手與校準(zhǔn)用電極相連，校準(zhǔn)用電極在提拉把手作用下達(dá)到樣架相同位置，對(duì)電場(chǎng)進(jìn)行校準(zhǔn)。

一種根據(jù)上述紡織品水平摩擦靜電衰減裝置的測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試方法，包括如下步驟：

s1:將試樣固定于樣架上；

s2:服務(wù)器啟動(dòng)后，樣架自動(dòng)復(fù)位，操作臺(tái)上升，使試樣上凸，通過(guò)服務(wù)器輸入機(jī)械臂的水平摩擦的次數(shù)，促使構(gòu)成摩擦刷上的摩擦布和試樣之間產(chǎn)生靜電；

s3:服務(wù)器迅速控制樣架向檢測(cè)裝置處移動(dòng)，將帶電的試樣置于傳感器下方；

s4:通過(guò)提拉把手將校準(zhǔn)用電極提升到與試樣架相同位置，對(duì)電場(chǎng)進(jìn)行校準(zhǔn)；

s5:傳感器將檢測(cè)到的試樣的摩擦后電動(dòng)態(tài)衰減信息傳遞給服務(wù)器，與服務(wù)器相連的顯示器實(shí)時(shí)顯示試樣的靜電電壓最大值和半衰期。

本發(fā)明的工作原理：通過(guò)機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)摩擦刷，摩擦試樣使其產(chǎn)生靜電，達(dá)到規(guī)定的摩擦次數(shù)后，迅速將樣架移動(dòng)到傳感器下方，檢測(cè)試樣摩擦后靜電動(dòng)態(tài)衰減情況，通過(guò)服務(wù)器測(cè)得試樣的靜電電壓最大值和半衰期。

本發(fā)明的有益效果是：采用本發(fā)明所述的紡織品水平摩擦靜電衰減裝置、測(cè)試系統(tǒng)及其測(cè)試方法，旨在研究建立了一套完備的具有通用性和精密性的紡織品水平摩擦靜電衰減測(cè)試儀和測(cè)試方法，攻關(guān)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)瓶頸，打破國(guó)外的技術(shù)壟斷局面，為我國(guó)制定紡織品水平摩擦靜電測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)奠定基礎(chǔ)。

附圖說(shuō)明

圖1是水平摩擦靜電衰減裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是水平摩擦靜電衰減測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-防護(hù)罩；2-服務(wù)器；3-顯示器；4-摩擦刷；5-樣架；6-圓孔；7-校準(zhǔn)用電極；8-操作臺(tái)；9-傳感器；10-提拉把手。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明目的、技術(shù)方案更加清楚明白，下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明旨在研究建立了一套完備的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、具有通用性和精密性的紡織品水平摩擦靜電衰減測(cè)試儀和測(cè)試方法，攻關(guān)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)瓶頸，打破國(guó)外的技術(shù)壟斷局面，為我國(guó)制定紡織品水平摩擦靜電測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)奠定基礎(chǔ)。

實(shí)施例一：

如圖1至圖2所示，本發(fā)明所述的紡織品水平摩擦靜電衰減裝置及其測(cè)試系統(tǒng)，由機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)的水平摩擦靜電衰減裝置、檢測(cè)裝置、防護(hù)罩1、顯示器3和服務(wù)器2組成。該系統(tǒng)用于檢測(cè)紡織品的靜電電壓、靜電半衰期及電荷面密度。

采用服務(wù)器2實(shí)現(xiàn)整個(gè)測(cè)試過(guò)程自動(dòng)化，顯示采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)曲線、自動(dòng)計(jì)算出試樣靜電電壓半衰期，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)保存和查詢，配備高精度校準(zhǔn)檢測(cè)裝置。

檢測(cè)裝置內(nèi)置了連續(xù)可調(diào)的高精度±5kv直流校準(zhǔn)系統(tǒng)；研究旋轉(zhuǎn)葉片傳感器9結(jié)構(gòu)，保證測(cè)量系統(tǒng)與被測(cè)紡織品之間零電位，從根本上解決靜電電位存在零點(diǎn)漂移和地端干擾問(wèn)題，優(yōu)化信號(hào)處理，提高檢測(cè)精度從而減小測(cè)量誤差。利用高精度垂直距離測(cè)量技術(shù)，提高傳感器9與試樣距離的定位精度。確保校準(zhǔn)電壓與實(shí)際測(cè)量電壓數(shù)據(jù)高度一致。研究摩擦刷4與試樣架5自動(dòng)隨動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)，在試樣架5達(dá)到摩擦刷4下方時(shí)，使試樣自動(dòng)凸起1mm。

本發(fā)明的工作原理：通過(guò)機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)摩擦刷4，摩擦試樣使其產(chǎn)生靜電，達(dá)到規(guī)定的摩擦次數(shù)后，迅速將樣架5移動(dòng)到傳感器9下方，檢測(cè)試樣摩擦后靜電動(dòng)態(tài)衰減情況，通過(guò)服務(wù)器2測(cè)得試樣的靜電電壓最大值和半衰期。

實(shí)施例二：

如圖1所示，本發(fā)明所述的一種紡織品水平摩擦靜電衰減裝置，包括摩擦刷4、樣架5和試驗(yàn)臺(tái)，摩擦刷4的頂部固定在機(jī)械臂上，隨機(jī)械臂作往復(fù)運(yùn)動(dòng)；摩擦刷4的底部呈弧狀凸起，在凸起上包裹有摩擦布；樣架5的頂部張緊固定有試樣，樣架5的底部沿滑槽移動(dòng)；樣架5的頂部中央設(shè)置有一圓孔6，圓孔6下部設(shè)置有可升降的操作臺(tái)8，操作臺(tái)8與樣架5聯(lián)動(dòng)配合，當(dāng)樣架5達(dá)到摩擦刷4下方時(shí)，操作臺(tái)8將自動(dòng)上升；試樣在升起的操作臺(tái)8作用下與摩擦布構(gòu)成摩擦副。

所述摩擦刷4的運(yùn)動(dòng)規(guī)律由機(jī)械臂決定，機(jī)械臂與摩擦刷4固定相連；摩擦布與摩擦刷4之間采用可拆卸式結(jié)構(gòu)。

所述樣架5設(shè)置有夾持裝置，試樣通過(guò)夾持裝置保證呈張緊狀態(tài)。

所述操作臺(tái)8采用圓柱形結(jié)構(gòu)，其頂部呈橢球面設(shè)置。

如圖2所示，本發(fā)明所述的一種紡織品水平摩擦靜電衰減裝置的測(cè)試系統(tǒng)，包括水平摩擦靜電衰減裝置，還包括檢測(cè)裝置、顯示器3和服務(wù)器2，水平摩擦靜電衰減裝置和檢測(cè)裝置均位于防護(hù)罩1內(nèi)，顯示器3和服務(wù)器2均位于防護(hù)罩1外部的一側(cè)；檢測(cè)裝置位于摩擦刷4的一側(cè)，包括相對(duì)設(shè)置的傳感器9和校準(zhǔn)用電極7；當(dāng)試樣達(dá)到規(guī)定的摩擦次數(shù)后，樣架5沿滑槽移動(dòng)到檢測(cè)裝置的傳感器9和校準(zhǔn)用電極7之間，傳感器9檢測(cè)試樣的靜電衰減狀態(tài)并傳遞給服務(wù)器2，服務(wù)器2將計(jì)算出的試樣的靜電電壓最大值和半衰期在顯示器3中實(shí)時(shí)顯示。

所述傳感器9采用旋轉(zhuǎn)葉片式傳感器9，與樣架5上的帶電試樣之間形成電場(chǎng)；傳感器9位于校準(zhǔn)用電極7上方，傳感器9固定于升降桿上。

所述校準(zhǔn)用電極7還設(shè)置有提拉把手10，提拉把手10與校準(zhǔn)用電極7相連，校準(zhǔn)用電極7在提拉把手10作用下達(dá)到樣架5相同位置，對(duì)電場(chǎng)進(jìn)行校準(zhǔn)。

一種根據(jù)上述紡織品水平摩擦靜電衰減裝置的測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試方法，包括如下步驟：

s1:將試樣固定于樣架5上；

s2:服務(wù)器2啟動(dòng)后，樣架5自動(dòng)復(fù)位，操作臺(tái)8上升，使試樣上凸，通過(guò)服務(wù)器2輸入機(jī)械臂的水平摩擦的次數(shù)，促使構(gòu)成摩擦刷4上的摩擦布和試樣之間產(chǎn)生靜電；

s3:服務(wù)器2迅速控制樣架5向檢測(cè)裝置處移動(dòng)，將帶電的試樣置于傳感器9下方；

s4:通過(guò)提拉把手10將校準(zhǔn)用電極7提升到與試樣架5相同位置，對(duì)電場(chǎng)進(jìn)行校準(zhǔn)；

s5:傳感器9將檢測(cè)到的試樣的摩擦后電動(dòng)態(tài)衰減信息傳遞給服務(wù)器2，與服務(wù)器2相連的顯示器3實(shí)時(shí)顯示試樣的靜電電壓最大值和半衰期。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而己，并不以本發(fā)明為限制，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的均等修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的專利涵蓋范圍內(nèi)。