CN103018245A - 织物飘逸性能测试方法及专用测试装置 - Google Patents

织物飘逸性能测试方法及专用测试装置 Download PDF

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张玉惕
姚穆
王革
刘仰华
张雪波
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Abstract

本发明是一种织物飘逸性能测试方法及专用测试装置，动力机构通过传动机构驱动滑块沿直线轨道往复运动，其中的滑块携带有随滑块同步运动的强力磁铁；试样夹头夹持织物试样的上端并带动织物试样往复运动以产生飘逸形态；并设置有位置固定的霍尔感应器，当所述强力磁铁经过霍尔感应器时，霍尔感应器向微处理器发出数字电压信号，微处理器通过继电器控制闪光灯闪光，微处理器同时驱动照相机的快门启动对织物试样实施拍照，以获取强力磁铁磁感霍尔感应器瞬间的的织物试样的飘逸形态图像；用做对织物飘逸性能进行对比和评价的依据。能够得到多种织物飘逸波，用作评价、对比织物飘逸性能的客观数据。

Description

织物飘逸性能测试方法及专用测试装置
技术领域
本发明涉及一种织物飘逸性能测试方法，并涉及一种实施所述测试方法的专用测试装置。 
背景技术
纺织品具有形成与塑造人体视觉形象的功能，除了色泽和图案外，纺织品造型形态给人视觉美的感受是十分重要的。随着对纺织品审美观念不断变化，人们不仅追求纺织品静态造型形态的美感，而且对纺织品动态所表现出来的独特性能也十分关注。实际上，对于服用纺织品而言，关注纺织品的动态表现性是最具有实用价值的。二十世纪三十年代人们开始研究织物静态悬垂性，到八十年代研究动态悬垂性，证明了人们对纺织品动态形态的关注，以及研究人员对织物动态力学性能的重视。目前，与其它材料比较，悬垂性是唯一一个表征织物独有特性的形态性能指标，并且得到了人们的认可和广泛应用；静态悬垂性的研究已经十分成熟，动态悬垂性研究也具有相当的水平。 
织物飘逸性是表征织物动态性能的另一个指标。实际上，织物飘逸性较早被人们所认知，织物飘逸的视觉效果在中国古代就被运用，并且用来表达人们的情感。当今，随着纺织技术的进步，在纺织材料加工技术中，技术人员不断通过技术和工艺来改善织物的飘逸性能。但是，至今尚没有一种专用的织物飘逸性能测试装置，也没有一种规范的、客观的织物飘逸性能测试方法，织物飘逸感的评价还限于主观评价，对于飘逸性的测试方法、指标建立尚处于空白阶段。 
织物飘逸性能的含义是指由风吹或外力牵引作用下，织物所形成曲面形态变化的特性。由于织物的飘逸形态千姿百态，按织物飘逸波动方向不同，可分为单向飘逸和多向飘逸两种形式，按织物所受力方式不同，可分为牵引飘逸和风吹飘逸两种方式。本发明仅涉及牵引力作用下织物单向飘逸形式。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种织物飘逸性能测试方法及专用测试装置，实现 
对织物飘逸性能的测定，以克服对于织物飘逸性能只能进行主观评价的缺陷。
为了解决这一技术问题，本发明采用以下技术方案： 
一种织物飘逸性能测试方法，其特征在于：动力机构通过传动机构驱动滑块沿直线轨道往复运动，其中的滑块携带有随滑块同步运动的强力磁铁；试样夹头夹持织物试样的上端并带动织物试样往复运动以产生飘逸形态；并设置有位置固定的霍尔感应器，当所述强力磁铁经过霍尔感应器时，霍尔感应器向微处理器发出数字电压信号，微处理器通过继电器控制闪光灯闪光，微处理器同时驱动照相机的快门启动对织物试样实施拍照，以获取强力磁铁磁感霍尔感应器瞬间的的织物试样的飘逸形态图像；
通过上述手段，在相同的环境条件和相同的夹头振幅、夹头频率下获取不同织物试样的各多组图像，用以对比不同织物的飘逸性能；通过上述手段，在相同的环境条件，相同的夹头振幅、不同的夹头频率下获取同一种织物试样的多组图像，用以对比该种织物在不同摆动频率下的飘逸性能；用做对织物飘逸性能进行对比和评价的依据。
夹头频率为4.2-4.6次/s，夹头振幅为4.2-4.6cm；织物试样长度为75-85cm，织物试样宽度为10cm。 
所述的动力机构为步进电机；所述的传动机构为曲柄连杆机构。 
一种织物飘逸性能测试装置，其特征在于：它包括机架和位于机架下方的水平走向的导轨，在导轨上安装有滑块，滑块连接有位于其下方的用于夹持试样的夹头，夹头上固定安装有强力磁铁；在机架上还固定安装有霍尔感应器；还包括安装在机架上的步进电机和与步进电机传动连接的曲柄，与曲柄相连接的连杆的另一端与所述夹头相连接，并且连杆具有与导轨一致的走向；还包括用于拍摄试样图像的照相机以及位于照相机前方的闪光灯。 
还包括与所述照相机相连接的控制器，控制器通过光耦合器与霍尔感应器相连接，控制器还通过继电器与闪光灯相连接。 
所述曲柄的半径与连杆的长度之比优选为6.63。 
还包括微处理器，微处理器通过继电器与闪光灯相连接，微处理器还通过光耦合器与照相机的快门相连接，微处理器还与霍尔感应器相连接；还包括分别与微处理器和步进电机相连接的步进电机驱动器，步进电机驱动器连接有脉冲信号发生器；微处理器还连接有液晶显示模块。 
照相机连接有快门使能开关；步进电机驱动器连接有步进驱动使能开关。 
本发明的积极效果在于：利用本发明的飘逸测试装置和测试方法，试样随滑动的夹头往复运动，在闪光的同时照相机获取强力磁铁磁感霍尔感应器时刻的试样的飘逸形态图像。经过变参数下获取多组图像，能够得到多种织物飘逸波，用作评价、对比织物飘逸性能的客观数据。 
本发明确定了织物飘逸性能测试的试样常规尺寸，夹头移幅、频率。能够准确定位拍照织物形成的飘逸波，方便了从飘逸波图片上采集数据和各种样品的比较分析；经过实际使用，满足了测试要求，取得了预期的效果。 
附图说明
图1为本发明测试装置的结构示意图。图2是本发明测试装置的工作原理示意图。图3是本发明控制系统框图。图4是本发明脉冲信号发生器的电路原理图。图5是本发明脉冲信号发生器的时基电路NE555的电路原理图。图6是本发明磁敏传感电路的原理图。 
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明。 
本发明的测试方法如下： 
动力机构通过传动机构驱动滑块沿直线轨道往复运动，其中的滑块携带有随滑块同步运动的强力磁铁；试样夹头夹持织物试样的上端并带动织物试样往复运动以产生飘逸形态。
并设置有位置固定的霍尔感应器，当所述强力磁铁经过霍尔感应器时，霍尔感应器向微处理器发出数字电压信号，微处理器通过继电器控制闪光灯闪光，微处理器同时驱动照相机的快门启动对织物试样实施拍照，以获取强力磁铁磁感霍尔感应器瞬间的的织物试样的飘逸形态图像。 
通过上述手段，在相同的环境条件和相同的夹头振幅、夹头频率下获取不同织物试样的各多组图像，用以对比不同织物的飘逸性能；通过上述手段，在相同的环境条件，相同的夹头振幅、不同的夹头频率下获取同一种织物试样的多组图像，用以对比该种织物在不同摆动频率下的飘逸性能；用做对织物飘逸性能进行对比和评价的依据。 
夹头频率、振幅（最大移距）和试样尺寸既影响到试样飘逸形态，又影响到测试数据的准确性。尤其是夹头频率、振幅和试样长度三者应密切配合，使它们的大小量既要符合波形曲线各参数的采集，又要使测试设备的运转稳定和满足测试实际要求。 
因此，一般要使织物飘逸波至少有一个完整的波形，试样长度要符合常规女士裙长，飘逸速度要与自然风速相仿，同时还有考虑夹头频率、振幅与试样长度的关系。 
一、夹头振幅的确定 
在实际测试时，夹头的运动振幅确定应考虑夹头频率和试样长度的大小。从测试装置的运转稳定来看，如果夹头的频率和振幅均很大，则夹头的运动惯性力就大，容易造成设备的振动以及试样波形的抖动，因此夹头振幅不宜过大。从观察试样波形清晰度来看，夹头振幅过小，试样形成的波形就小，试样不能充分弯曲，不利于波形形态的观察。从试样长度来看，夹头振幅越大，试样形成一个完整循环的波形所需要的长度就大，测试设备所占空间就大。
为了从波形中采集足够的参数，一般要求试样至少呈现出一个波长的波形。实际上，一般裙子的长度约在80cm左右，当试样长度为80cm时，考虑到波形弯曲和波尾端的不稳定性，试样末端不稳定长度一般为30cm左右，因此一个波形的最大波长一般小于50cm。 
综合考虑，本发明选择夹头振幅为4.2-4.6cm，优选4.4cm。 
二、试样长度和夹头频率的确定 
试样长度和夹头频率决定着试样波形的形态，当试样长度和频率达不到形成波的阈值时，试样只能以直线形式摆动。
试样宽度和夹头频率一定时，试样越长，波长也越长。但是理论计算值与实际值存在一定差别，经过反复实验发现，夹头频率为3.9次/s时，试样长度60cm已形成两个波形，而当夹头频率为4次/s，试样最小长度应为0.613m。 
经过反复实验，本发明确定试样长度为75-85cm，优选80cm。夹头频率确定为4.2-4.6次/s，优选4.4次/s。 
三、试样宽度确定 
试样的宽度影响到拍摄试样变形长度的准确度。照相机的高低位置位于试样长度的中间，由于照相机采用正面拍照，试样宽度大小影响试样上下两端的刻度准确程度。
观察试样形态发现，试样宽度越窄、试样长度越短以及拍摄点距离试样越远，误差就越小。试样宽度的大小影响到波形的形态。若试样过宽，试样上下两端在背面刻度板上的误差越大，同时，由于景深太大，标尺数字越不清晰；若试样过窄，在飘动时试样会出现横向扭转现象，造成读数误差。 
本发明选择测试宽度为10cm，试样形态较为规范，并且使试样尽量靠近刻度板，以减少读数误差。 
如图1、2所示，本发明的测试装置包括机架1和位于机架1下方的水平走向的导轨4，在导轨4上安装有滑块8，滑块8连接有位于其下方的用于夹持试样12的夹头5，夹头5上固定安装有强力磁铁7。在机架1上还固定安装有霍尔感应器6。 
本发明的测试装置还包括安装在机架1上的步进电机9和与步进电机9传动连接的曲柄2，与曲柄2相连接的连杆3的另一端与所述夹头5相连接。连杆3具有与导轨4一致的走向。 
步进电机9工作时，通过曲柄连杆机构驱动滑块8沿导轨4在水平方向往复运动，滑块8通过夹头5携带试样12和强力磁铁7做同步运动。 
如图2，本发明的测试装置还包括用于拍摄试样12图像的照相机11以及位于照相机11前方的闪光灯10。为确保滑块8的运动尽量接近于简谐运动，所述曲柄2的回转半径R为4.4~4.8cm可调，一般选择R=4.4cm，连杆3的长度L为28cm，即L：R=6.63。 
如图3，本发明的测试装置还包括微处理器，微处理器通过继电器与闪光灯10相连接，微处理器还通过光耦合器与照相机11的快门相连接，微处理器还与霍尔感应器6相连接。本发明的测试装置还包括分别与微处理器和步进电机9相连接的步进电机驱动器，步进电机驱动器分别连接有步进驱动使能开关和脉冲信号发生器。微处理器还连接有液晶显示模块。 
通电后，脉冲信号发生器向步进电机驱动器发出脉冲信号，驱动步进电机9按脉冲的频率旋转相应的步距角，步进电机9获得转速，并通过控制脉冲的频率，对步进电机9进行调速。 
当滑块8上的强力磁铁7经过霍尔感应器6时，霍尔感应器6向微处理器发出数字电压信号，微处理器驱动照相机11的快门启动拍照，微处理器通过继电器同时控制位于照相机11前方的闪光灯10闪光，在闪光的同时获取强力磁铁磁感霍尔感应器6时刻的的试样12的飘逸形态图像。 
脉冲信号发生器主要由时基电路NE555及附属电路构成，如图4。其中NE555内部结构如图5。电源接通后，Vcc通过电阻R1、R2向电容C充电。当电容上电vC=2/3Vcc时，阀值输入端受到触发，比较器翻转，输出电压Vo=0，同时放电管导通，电容C通过R2放电；当电容上电压Vc=1/3Vcc，比较器工作，输出电压Vo变为高电平。C放电终止、又重新开始充电，周而复始，形成振荡。其振荡周期与充放电的时间有关。脉冲信号发生器产生2kHz~8kHz的方波信号，用以驱动步进电机驱动器工作。 
本发明的测试装置在传动机构的滑块8上安装有随滑块8同步移动的强力磁铁7，由其感应安装在机架上的霍尔传感器6，霍尔传感器6内的CS3144霍尔开关集成电路是利用霍尔效应原理，由电压调整器、霍尔电压发生器、差分放大器、史密特触发器，温度补偿电路和集电极开路输出级等组成，是一个磁敏传感电路，输入为磁感应强度，输出是一个数字电压信号，如图6。当滑块8摆动时，CS3144使用光电耦合器串接上拉电阻，通过光耦将信号接至微处理器中断INT0接口。 
微处理器采集霍尔感应器6的信号，通过分析计算，驱动液晶显示模块显示装置当前的状态。 

Claims (7)

1.一种织物飘逸性能测试方法，其特征在于：动力机构通过传动机构驱动滑块沿直线轨道往复运动，其中的滑块携带有随滑块同步运动的强力磁铁；试样夹头夹持织物试样的上端并带动织物试样往复运动以产生飘逸形态；并设置有位置固定的霍尔感应器，当所述强力磁铁经过霍尔感应器时，霍尔感应器向微处理器发出数字电压信号，微处理器通过继电器控制闪光灯闪光，微处理器同时驱动照相机的快门启动对织物试样实施拍照，以获取强力磁铁磁感霍尔感应器瞬间的的织物试样的飘逸形态图像；
通过上述手段，在相同的环境条件和相同的夹头振幅、夹头频率下获取不同织物试样的各多组图像，用以对比不同织物的飘逸性能；通过上述手段，在相同的环境条件，相同的夹头振幅、不同的夹头频率下获取同一种织物试样的多组图像，用以对比该种织物在不同摆动频率下的飘逸性能；用做对织物飘逸性能进行对比和评价的依据。
2.如权利要求1所述的织物飘逸性能测试方法，其特征在于：夹头频率为4.2-4.6次/s，夹头振幅为4.2-4.6cm；织物试样长度为75-85cm，织物试样宽度为10cm。
3.如权利要求1或2所述的织物飘逸性能测试方法，其特征在于：所述的动力机构为步进电机；所述的传动机构为曲柄连杆机构。
4.一种织物飘逸性能测试装置，其特征在于：它包括机架（1）和位于机架（1）下方的水平走向的导轨（4），在导轨（4）上安装有滑块（8），滑块（8）连接有位于其下方的用于夹持试样（12）的夹头（5），夹头（5）上固定安装有强力磁铁（7）；在机架（1）上还固定安装有霍尔感应器（6）；还包括安装在机架（1）上的步进电机（9）和与步进电机（9）传动连接的曲柄（2），与曲柄（2）相连接的连杆（3）的另一端与所述夹头（5）相连接，并且连杆（3）具有与导轨（4）一致的走向；还包括用于拍摄试样（12）图像的照相机（11）以及位于照相机（11）前方的闪光灯（10）。
5.如权利要求4所述的织物飘逸性能测试装置，其特征在于：所述曲柄（2）的回转半径（R）与连杆（3）的长度（L）之比为6.63。
6.如权利要求4所述的织物飘逸性能测试装置，其特征在于：还包括微处理器，微处理器通过继电器与闪光灯（10）相连接，微处理器还通过光耦合器与照相机（11）的快门相连接，微处理器还与霍尔感应器（6）相连接；还包括分别与微处理器和步进电机（9）相连接的步进电机驱动器，步进电机驱动器连接有脉冲信号发生器；微处理器还连接有液晶显示模块。
7.如权利要求6所述的织物飘逸性能测试装置，其特征在于：照相机（11）连接有快门使能开关；步进电机驱动器连接有步进驱动使能开关。
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