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电子气动涨破强度仪的技术背景

来源: /  作者:   时间:2018-03-02 14:31

一、电子气动涨破强度仪研发的背景和意义


随着市场经济的高速发展,纺织行业的进出口贸易量大幅增加,生产和新产品开发以及贸易过程中涉及的织物胀破强度测试工作也大幅增加。因此,一种高效、准确、经济的新型设备和检测方法(标准)就显得尤为重要。


由于纺织材料特别是像机织物、针织物、无纺布产品,其品质均匀性差,性能离散变化大,要求每项品质指标的测试,要有相当大的样本容量才能获得具有代表总体性能的测试结果。该试验方法中规定,拉伸强度对某些织物(如针织物和花边)不太适宜,但可用胀破强度试验来代替。织物破损时往往同时受到经向、纬向、斜向等方面的力,特别是某些针织品(如纬编织物)具有直向延伸、横向收缩的特征,直向和横向相互影响较大,如采用拉伸强度试验,必须对经向、纬向和斜向分别测试,而胀破强度则可以对织物强度作一次性评价。


由于按标准GB/T7742.1-2005第1部分 液压法开发的产品存在加油,泻油不方便,漏油污染环境,操作过程烦琐,实验时间长等缺点.为此,温州际高检测仪器公司技术部通过对国内外相关情况进行调研,深入国内检测机构了解检测现状。并组织科技人员研究气压的方便操作的方法,以代替费时、繁琐的液压法测试。


二、电子气动涨破强度仪国内外研究现状和发展趋势


近年来我国在纺织标准、计量检测等方面的工作取得了明显的成就,开发研制了一大批与国际水平接近或接轨的检测仪器,但在气压胀破仪器研发方面,基本上还是被国外所垄断,(主要是缺乏高速度、自动化程度高的各种装置)。虽然我国在好几年以前就已经研发出了液压法的胀破强度测试仪.但在气压胀破方面的研发基本上还是处于停滞状态.


三、电子气动涨破强度仪主要研究开发内容、技术关键及主要创新点


(一)电子气动涨破强度仪主要研究内容


1、研究织物在一垂直织物平面的负荷作用下鼓起、扩张进而破裂的现象。织物的胀破强力是织物的一个重要力学指标。由于织物破损时往往同时受到经向、纬向、斜向等方面的力,特别是某些针织品具有直向延伸、横向收缩的特征,直向和横向相互影响较大,如采用拉伸强度试验,必须对经向、纬向和斜向分别测试,而胀破强度则可以对织物强度作一次性评价。理论上可以用液压或气压的膜片式胀破原理来设计。液压式胀破强度测试仪已经在不同的纺织行业得到广泛的使用。但随之暴露出来的缺点也很多。如使用不方便,不环保,测量时间长等。研制开发一种便捷、高效、准确、经济的胀破强力检测设备,以替代费时、繁琐的仪器,成为了我们研发的主要目的。


2、电子涨破强度仪设计要求,测量范围在0~1200Kpa,分辨率为0.02Kpa.能够使织物在20ms左右迅速胀破.在服装制造及其它应用领域,高弹性织物的应用在不断扩大。但在进行胀破测试时,如果夹持头或者测试杯的高度不足,就造成一定的麻烦。所以际高技术部设计的膨胀高度可以达到70毫米,可以测试更大膨胀度的产品,这大大扩展了它的应用范围。更能胜任弹性不断增加的各类织物的测试任务。配合精密的机械设计解决或缓解由于冲击力太强,带来的力值不稳、传感器或膜片易损坏、整机抖动较强等现象。


3、针对本机电气噪声来源通过软件与硬件结合的方式滤波;在机械噪声方面,通过对传动结构及联接的优化,使噪声进一步降低。解决小力值高速度测试时数据准确性的问题。


4、该仪器实际数据采集频率大约需要2500次/s以上,我们采用32位CPU配合采样频率大于200KHz的AD,并采取宽通道、防干扰、合理滤波的措施,使实际数据采集频率达到2500次/s。


(三)电子气动涨破强度仪的创新性


(1)数字调节增压速率:


标准要求仪器能在20s左右胀破织物,这就需要很高的气体流量的控制,以使的它能够在极短的时间里使气体的强度迅速达到胀破的要求.所以我们采用了精密的传感器实时、动态的跟踪气压的变化,使的它能自动调节增压速率来满足在20s内能使气压达到胀破织物所需的压力。际高技术中心采用高速的电磁阀来满足气缸气体在极短的时间里放掉,克服了气体不能快速放掉影响采样数据精确度的缺陷.


(2)增压:


采用了气缸压缩的原理(如把气体的体积压缩1倍,就可以使它的压强达到原来的2倍)来代替国外现在普遍采用的用增压泵来增压的原理.从而克服了增压泵增压时间长的缺点以及它在增压的过程中发出的让人无法接受的噪声.提高了工作效率、改善了工作环境的噪声污染.


(3)采样速率快、精度高:


该仪器实际数据采集频率大约需要2500次/s以上(最高可以达到4000次/s),利用32位CPU配合采样频率大于200KHz的AD,并采取宽通道、防干扰、合理滤波的措施,使实际数据采集频率达到2500次/s。同时际高技术部采用了16位的AD芯片,抛弃了国内目前普遍使用的10位或12位的AD来提高它的采样精度.使的采样的数值更加均匀,防止了采样数值的大起大落.


(4)自动识别试验面积及自动加压所需压力:


由于试验面积对胀破强力值的影响在试验过程中是最大的.(一般来说试验面积越小,其胀破强力值越大)所以我们采用了可自动识别试验面积大小的方法来自动调节夹持器夹持力,以减小它对胀破力值的影响.以及能有效保护试样不被夹伤,同时不会滑移.试样夹持环的内径可以精确到±0.2mm,内径边缘呈圆角以避免试样的损坏。


(5)自动测试分析系统及膜系数自动校正


JIGAOTEST V2.0全电脑操控测试应用软件,自动检测、计算、分析、统计测试数据以及报表和曲线。同时能够可靠的自动校正膜片的系数来调节由于膜片厚度不同给测试带来的变化.


(6)整机、安全、轻便、人性化、环保


整机采用经济实用,方便、高性价比、高分辨率且更加有效的人机互动的界面,轻便、灵活的、安全的更有人性化的设计,方便使用人员的操作,使的不熟悉该仪器的工作人员也觉的该操作非常方便。美观大方,同时又增加了它的寿命,避免了液压胀破过程中使用油对环境污染以及在实验过程中的加油、漏油的麻烦。使的采用气压胀破具有更安全,可靠,环保,方便。


四、电子气动涨破强度仪主要技术经济指标、知识产权申请情况、应用前景


(一)电子气动涨破强度仪主要技术指标


① 快速的可调的调压、增压功能;


增压范围在0-1200kPa.


调压范围在20s内达到积物胀破的要求。


② 宽范围:胀破强力:0Kpa—1200Kpa,胀破高度:0-70mm. 更能胜任弹性不断增加的各类织物的测试任务;胀破压力精度误差±2%,


胀破高度精度误差为±1mm


③高速、高频,采用32位CPU配合采样频率大于200KHz的AD,使采样频率达2000次/s以上。16位的AD芯片.


④可自动识别的实验面积,基本面积为100cm2、50 cm2、10 cm2、7.3 cm2.


⑤自动测试分析系统:全电脑操控测试软件,自动检测、计算分析、统计测试数据以及报表和曲线;


⑥采用环保、方便可靠,性价比高的触摸屏.使的操作更方便.


总结:本课题研制的织物胀破强度试验仪属于测试一个重要的力值指标---胀破强力的仪器,主要技术指标集中在试验气压增压,气体流量速度调节、力值测量、伸长测量、夹持器面积等方面,由于液压织物胀破测试仪在实践使用上已有数年历史,有较为成熟的检验方法和器具,其检验也集中在试验速度、力值测量、伸长测量、夹持器等方面,而与本课题研制的气压胀破强度测验仪是在液压胀破测试仪的基础上进行开发,因此参考ISO 13938-2:1999与GB/T7742.1-2005标准中的第2部分气压法检定方法,以规范出厂检验。