CN107219430A - 纺织品水平摩擦静电衰减装置、测试系统及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纺织品水平摩擦静电衰减装置、测试系统及其测试方法，属于纺织品的测试仪器技术领域。本发明包括摩擦刷、样架和试验台，摩擦刷的顶部固定在机械臂上，随机械臂作往复运动；摩擦刷的底部呈弧状凸起，在凸起上包裹有摩擦布；样架的顶部张紧固定有试样，样架的底部沿滑槽移动；样架的顶部中央设置有一圆孔，圆孔下部设置有可升降的操作台，操作台与样架联动配合，当样架达到摩擦刷下方时，操作台将自动上升；试样在升起的操作台作用下与摩擦布构成摩擦副；达到规定的摩擦次数后，迅速将样架移动到传感器下方，检测试样摩擦后静电动态衰减情况，通过服务器测得试样的静电电压最大值和半衰期。

Description

纺织品水平摩擦静电衰减装置、测试系统及其测试方法

技术领域

本发明涉及一种纺织品水平摩擦静电衰减装置、测试系统及其测试方法，属于纺织品的测试仪器技术领域。

背景技术

由于我国导电纤维开发、生产的滞后，防静电测试参考日本的工业标准，到八十年代末才制定了测试标准GB12014-1989防静电工作服。在上世纪六、七十年代，美国、日本等国家就制定了纺织面料静电的测试方法。

目前国内外对于纺织品静电性能测试方法基本分为三类：

第一类是法拉第法，通过摩擦使试样带电，将试样置入法拉第筒内读取电荷量，人工计算静电电荷面密度，这种方法由于人工操作，造成测试误差因素较多，且无静电电荷衰减测试。

第二类是电阻法，通过电极对试样施加直流电压，测试纺织品的表面或体积电阻，可评价普通纺织品的静电性能。由于导电纤维可造成局部电阻较低甚至短路，虽然表面电阻或体积电阻相同的纺织品，因组织结构或导电纤维混合比例等因素，造成有些纺织品局部聚集电荷较高，从而影响纺织品防静电效果，因此电阻法不适应于导电纤维纺织品。

第三类是半衰期法，通过使试样直接或间接带电，检测试样静电衰减半衰期，此类方法试样面积较小或充电机理不同，不适应于评价导电纺织品的防静电性能。平面静电传感器无法检测试样的静电电荷面密度。

日本工业标准JISL1094里明确指出，静电压半衰期测试方法(电晕放电法)和摩擦起电电压测试法(旋转轮摩擦法)不适用检测导电纺织品因放电而引起的问题，建议采用摩擦带电衰减法(D法)。

纺织品水平摩擦静电衰减装置、测试系统及其测试方法是用于测试纺织品与摩擦布摩擦起电后产生的静电电压，同时也可以测量电荷面密度，是摩擦起电产生静电荷的综合测试方法。此方法可以同时评价产生静电的难易程度以及静电的衰减性能，即解决放电引起的问题。该系统是参照《GBT12703.2-2009纺织品静电性能的评定第2部分：电荷面密度》研制机械水平摩擦面电荷测试装置，参照《JISL10942014机织品和针织品带电性的试验方法》D法和《ISO18080-4-2015纺织品--评价纺织品静电倾向的试验方法--第4部分：用水平机械摩擦的试验方法》研制水平摩擦静电衰减测试仪，目前国内没有此测试方法和测试的仪器。

国外采用机械式X-Y记录仪记录测试数据，需要人工画坐标纸方式得出半衰期和静电电压最大值，测试误差较大，操作繁琐，效率低；仪器机械运动部分大部分裸露，操作安全性差；仪器的校准需要外接；传感器无精确定位保障；国内无厂家生产，国外已经查不到有生产厂家生产。

发明内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种新的纺织品水平摩擦静电衰减装置、测试系统及其测试方法，旨在研究建立了一套完备的具有自主知识产权的、具有通用性和精密性的纺织品水平摩擦静电衰减测试仪和测试方法，攻关相关领域的技术瓶颈，打破国外的技术垄断局面，为我国制定纺织品水平摩擦静电测试方法标准奠定基础。

本发明是采用以下的技术方案实现的：

一种纺织品水平摩擦静电衰减装置，包括摩擦刷、样架和试验台，摩擦刷的顶部固定在机械臂上，随机械臂作往复运动；摩擦刷的底部呈弧状凸起，在凸起上包裹有摩擦布；样架的顶部张紧固定有试样，样架的底部沿滑槽移动；样架的顶部中央设置有一圆孔，圆孔下部设置有可升降的操作台，操作台与样架联动配合，当样架达到摩擦刷下方时，操作台将自动上升；试样在升起的操作台作用下与摩擦布构成摩擦副。

优选地，所述摩擦刷的运动规律由机械臂决定，机械臂与摩擦刷固定相连；摩擦布与摩擦刷之间采用可拆卸式结构。

优选地，所述样架设置有夹持装置，试样通过夹持装置保证呈张紧状态。

优选地，所述操作台采用圆柱形结构，其顶部呈椭球面设置。

一种根据上述纺织品水平摩擦静电衰减装置的测试系统，包括水平摩擦静电衰减装置，还包括检测装置、显示器和服务器，水平摩擦静电衰减装置和检测装置均位于防护罩内，显示器和服务器均位于防护罩外部的一侧；检测装置位于摩擦刷的一侧，包括相对设置的传感器和校准用电极；当试样达到规定的摩擦次数后，样架沿滑槽移动到检测装置的传感器和校准用电极之间，传感器检测试样的静电衰减状态并传递给服务器，服务器将计算出的试样的静电电压最大值和半衰期在显示器中实时显示。

优选地，所述传感器采用旋转叶片式传感器，与样架上的带电试样之间形成电场；传感器位于校准用电极上方，传感器固定于升降杆上。

优选地，所述校准用电极还设置有提拉把手，提拉把手与校准用电极相连，校准用电极在提拉把手作用下达到样架相同位置，对电场进行校准。

一种根据上述纺织品水平摩擦静电衰减装置的测试系统的测试方法，包括如下步骤：

S1:将试样固定于样架上；

S2:服务器启动后，样架自动复位，操作台上升，使试样上凸，通过服务器输入机械臂的水平摩擦的次数，促使构成摩擦刷上的摩擦布和试样之间产生静电；

S3:服务器迅速控制样架向检测装置处移动，将带电的试样置于传感器下方；

S4:通过提拉把手将校准用电极提升到与试样架相同位置，对电场进行校准；

S5:传感器将检测到的试样的摩擦后电动态衰减信息传递给服务器，与服务器相连的显示器实时显示试样的静电电压最大值和半衰期。

本发明的工作原理：通过机械臂驱动摩擦刷，摩擦试样使其产生静电，达到规定的摩擦次数后，迅速将样架移动到传感器下方，检测试样摩擦后静电动态衰减情况，通过服务器测得试样的静电电压最大值和半衰期。

本发明的有益效果是：采用本发明所述的纺织品水平摩擦静电衰减装置、测试系统及其测试方法，旨在研究建立了一套完备的具有通用性和精密性的纺织品水平摩擦静电衰减测试仪和测试方法，攻关相关领域的技术瓶颈，打破国外的技术垄断局面，为我国制定纺织品水平摩擦静电测试方法标准奠定基础。

附图说明

图1是水平摩擦静电衰减装置的结构示意图。

图2是水平摩擦静电衰减测试系统的结构示意图。

图中，1-防护罩；2-服务器；3-显示器；4-摩擦刷；5-样架；6-圆孔；7-校准用电极；8-操作台；9-传感器；10-提拉把手。

具体实施方式

为了使本发明目的、技术方案更加清楚明白，下面结合附图，对本发明作进一步详细说明。

本发明旨在研究建立了一套完备的具有自主知识产权的、具有通用性和精密性的纺织品水平摩擦静电衰减测试仪和测试方法，攻关相关领域的技术瓶颈，打破国外的技术垄断局面，为我国制定纺织品水平摩擦静电测试方法标准奠定基础。

实施例一：

如图1至图2所示，本发明所述的纺织品水平摩擦静电衰减装置及其测试系统，由机械臂驱动的水平摩擦静电衰减装置、检测装置、防护罩1、显示器3和服务器2组成。该系统用于检测纺织品的静电电压、静电半衰期及电荷面密度。

采用服务器2实现整个测试过程自动化，显示采集数据实时曲线、自动计算出试样静电电压半衰期，实现数据保存和查询，配备高精度校准检测装置。

检测装置内置了连续可调的高精度±5kV直流校准系统；研究旋转叶片传感器9结构，保证测量系统与被测纺织品之间零电位，从根本上解决静电电位存在零点漂移和地端干扰问题，优化信号处理，提高检测精度从而减小测量误差。利用高精度垂直距离测量技术，提高传感器9与试样距离的定位精度。确保校准电压与实际测量电压数据高度一致。研究摩擦刷4与试样架5自动随动机械结构，在试样架5达到摩擦刷4下方时，使试样自动凸起1mm。

本发明的工作原理：通过机械臂驱动摩擦刷4，摩擦试样使其产生静电，达到规定的摩擦次数后，迅速将样架5移动到传感器9下方，检测试样摩擦后静电动态衰减情况，通过服务器2测得试样的静电电压最大值和半衰期。

实施例二：

如图1所示，本发明所述的一种纺织品水平摩擦静电衰减装置，包括摩擦刷4、样架5和试验台，摩擦刷4的顶部固定在机械臂上，随机械臂作往复运动；摩擦刷4的底部呈弧状凸起，在凸起上包裹有摩擦布；样架5的顶部张紧固定有试样，样架5的底部沿滑槽移动；样架5的顶部中央设置有一圆孔6，圆孔6下部设置有可升降的操作台8，操作台8与样架5联动配合，当样架5达到摩擦刷4下方时，操作台8将自动上升；试样在升起的操作台8作用下与摩擦布构成摩擦副。

所述摩擦刷4的运动规律由机械臂决定，机械臂与摩擦刷4固定相连；摩擦布与摩擦刷4之间采用可拆卸式结构。

所述样架5设置有夹持装置，试样通过夹持装置保证呈张紧状态。

所述操作台8采用圆柱形结构，其顶部呈椭球面设置。

如图2所示，本发明所述的一种纺织品水平摩擦静电衰减装置的测试系统，包括水平摩擦静电衰减装置，还包括检测装置、显示器3和服务器2，水平摩擦静电衰减装置和检测装置均位于防护罩1内，显示器3和服务器2均位于防护罩1外部的一侧；检测装置位于摩擦刷4的一侧，包括相对设置的传感器9和校准用电极7；当试样达到规定的摩擦次数后，样架5沿滑槽移动到检测装置的传感器9和校准用电极7之间，传感器9检测试样的静电衰减状态并传递给服务器2，服务器2将计算出的试样的静电电压最大值和半衰期在显示器3中实时显示。

所述传感器9采用旋转叶片式传感器9，与样架5上的带电试样之间形成电场；传感器9位于校准用电极7上方，传感器9固定于升降杆上。

所述校准用电极7还设置有提拉把手10，提拉把手10与校准用电极7相连，校准用电极7在提拉把手10作用下达到样架5相同位置，对电场进行校准。

一种根据上述纺织品水平摩擦静电衰减装置的测试系统的测试方法，包括如下步骤：

S1:将试样固定于样架5上；

S2:服务器2启动后，样架5自动复位，操作台8上升，使试样上凸，通过服务器2输入机械臂的水平摩擦的次数，促使构成摩擦刷4上的摩擦布和试样之间产生静电；

S3:服务器2迅速控制样架5向检测装置处移动，将带电的试样置于传感器9下方；

S4:通过提拉把手10将校准用电极7提升到与试样架5相同位置，对电场进行校准；

S5:传感器9将检测到的试样的摩擦后电动态衰减信息传递给服务器2，与服务器2相连的显示器3实时显示试样的静电电压最大值和半衰期。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而己，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的均等修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的专利涵盖范围内。

Claims (8)

1.一种纺织品水平摩擦静电衰减装置，包括摩擦刷(4)、样架(5)和试验台，其特征在于，摩擦刷(4)的顶部固定在机械臂上，随机械臂作往复运动；摩擦刷(4)的底部呈弧状凸起，在凸起上包裹有摩擦布；样架(5)的顶部张紧固定有试样，样架(5)的底部沿滑槽移动；样架(5)的顶部中央设置有一圆孔(6)，圆孔(6)下部设置有可升降的操作台(8)，操作台(8)与样架(5)联动配合，当样架(5)达到摩擦刷(4)下方时，操作台(8)将自动上升；试样在升起的操作台(8)作用下与摩擦布构成摩擦副。

2.根据权利要求1所述的纺织品水平摩擦静电衰减装置，其特征在于，所述摩擦刷(4)的运动规律由机械臂决定，机械臂与摩擦刷(4)固定相连；摩擦布与摩擦刷(4)之间采用可拆卸式结构。

3.根据权利要求1所述的纺织品水平摩擦静电衰减装置，其特征在于，所述样架(5)设置有夹持装置，试样通过夹持装置保证呈张紧状态。

4.根据权利要求1所述的纺织品水平摩擦静电衰减装置，其特征在于，所述操作台(8)采用圆柱形结构，其顶部呈椭球面设置。

5.一种根据权利要求1～4任一所述的纺织品水平摩擦静电衰减装置的测试系统，包括水平摩擦静电衰减装置，其特征在于，还包括检测装置、显示器(3)和服务器(2)，水平摩擦静电衰减装置和检测装置均位于防护罩(1)内，显示器(3)和服务器(2)均位于防护罩(1)外部的一侧；检测装置位于摩擦刷(4)的一侧，包括相对设置的传感器(9)和校准用电极(7)；当试样达到规定的摩擦次数后，样架(5)沿滑槽移动到检测装置的传感器(9)和校准用电极(7)之间，传感器(9)检测试样的静电衰减状态并传递给服务器(2)，服务器(2)将计算出的试样的静电电压最大值和半衰期在显示器(3)中实时显示。

6.根据权利要求5所述的纺织品水平摩擦静电衰减装置的测试系统，其特征在于，所述传感器(9)采用旋转叶片式传感器(9)，与样架(5)上的带电试样之间形成电场；传感器(9)位于校准用电极(7)上方，传感器(9)固定于升降杆上。

7.根据权利要求6所述的纺织品水平摩擦静电衰减装置的测试系统，其特征在于，所述校准用电极(7)还设置有提拉把手(10)，提拉把手(10)与校准用电极(7)相连，校准用电极(7)在提拉把手(10)作用下达到样架(5)相同位置，对电场进行校准。

8.一种根据权利要求5～7任一所述的纺织品水平摩擦静电衰减装置的测试系统的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1:将试样固定于样架(5)上；

S2:服务器(2)启动后，样架(5)自动复位，操作台(8)上升，使试样上凸，通过服务器(2)输入机械臂的水平摩擦的次数，促使构成摩擦刷(4)上的摩擦布和试样之间产生静电；

S3:服务器(2)迅速控制样架(5)向检测装置处移动，将带电的试样置于传感器(9)下方；

S4:通过提拉把手(10)将校准用电极(7)提升到与试样架(5)相同位置，对电场进行校准；

S5:传感器(9)将检测到的试样的摩擦后电动态衰减信息传递给服务器(2)，与服务器(2)相连的显示器(3)实时显示试样的静电电压最大值和半衰期。