CN109374470B - 一种风车式非驱动称量干燥速率测试仪及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种风车式非驱动称量干燥速率测试仪及测试方法，包括底座、基板、支撑臂、转轴、垂直旋转试样架、试样挂杆、旋转电机、称量装置、定位器、风速计、加水装置、观测漏水装置、数据收集装置和位置控制装置；本装置通过各结构间的机械配合，省去了称量驱动装置，为非驱动称量，节约能耗降低故障率；本装置为风车样式，试样垂直分布，可降低多个试样同时测量时的相互影响，也便于在试样中加水，试验过程不需拆卸试样，提高了准确率和工作效率；将试样悬挂于垂直试样架的挂杆上，启动仪器测得试样干重，然后随着垂直旋转试样架转动依次在试样上加水，在程序控制下每隔一定时间自动称重并记录，直至水分完全干燥完成测试。
Description
技术领域
本发明涉及纺织品检测领域，更具体地，涉及一种风车式水分干燥速率测试仪。
背景技术
在纺织品检测领域中，水分蒸发/干燥速率是关于舒适性重要检测项目之一。当人体出汗后，织物可以利用自身材质、织物组织等特点吸收汗液并使汗液快速干燥，维持人体处于较为舒适的状态，干燥速率可以直观地反映织物的这一性能。干燥速率的测试方式有多种，最为简单、常用的即在织物中滴加规定量地水，然后悬挂干燥，每隔一定时间称量质量变化，求出单位时间内水分的变化量或水分全部干燥时的干燥时间。
目前常用的干燥速率测试方法有ISO 17617和GB/T 21655.1中蒸发速率的测定，实际测试过程可分为自动和非自动测试。非自动测试为，试验过程全程为试验员人工操作，首先测量试样挂杆的质量，然后将试样挂在试样挂杆上，称量试样挂杆和未加水试样的质量，两者相减求得未加水试样的质量，然后再将试样取下，滴加规定量的水，最后再将试样重新挂到试样挂杆上，每隔规定的时间进行人工称重，试验过程非常费时，效率低下，且人工来回称量过程中移动的速度、称量时间不可控，易引起误差。自动测试方式可利用仪器完成自动称量，主要使用仪器的专利名称为水分蒸发速率测试仪(申请号为201410779448.8，公开日期为2015年3月11日)，但其有两套驱动装置，分别为水平旋转试样架的驱动装置和垂直升降称量的驱动装置，结构设计较为复杂，称量一个试样时驱动装置都要将试样架装盘和所有试样架升起和降下，能耗较高；且试样呈辐射状水平分布，测量多个试样时试样间距离较近，各个位置的距离不均匀，相互间易造成干扰；自动测量仪器试样间距离较小，不便于滴水，在给试样加水时需要将试样从试样架上取下，加完水后再放回试样架，过程繁琐，且加水时的移动过程会影响水分的干燥，造成误差。其中实用新型名称为一种纺织品水分蒸发速率测试装置(申请号为201520838577.X，授权公告日为2016年3月9日)的装置同是有两套驱动装置，其设计了自动滴水结构，滴水时滴液辅助器的拨杆沿水平面旋转90°，支起一部分试样然后滴水，但拨杆受试样支架限制尺寸不能过大，由于纺织品试样较为柔软，试样仅与拨杆接触的一小部分被支起，其余部分在试样重力作用下仍是倾斜或下垂状态，水滴会沿试样滑落，滴水效果不好。同时干燥速率测试过程中风速使影响实验结果的重要因素，当结果发生异常时很难确定是否是风速引起的，目前的自动称量测试仪均没有风速测量装置。因此目前自动测量干燥速率的装置存在的问题有：1、驱动称量结构设计复杂，使用过程仪器运动摩擦损耗大，两套驱动装置能耗高。2、试样悬挂方式使试样分布紧密，试样间不同部位的距离不同，相互影响会产生误差。3、在给试样滴水或进行滴水扩散时间测试时需要将试样取下来完成，然后再安放到仪器上，过程繁琐。4、没有风速测量装置，试验结果异常时不能对风速变化进行追溯。
因此，亟需设计一种新型自动测量干燥速率的方案。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明拟解决的问题是，1、驱动称量结构设计复杂，不易于维修保养，使用过程仪器运动摩擦损耗大，两套驱动装置能耗高。2、试样悬挂方式使试样分布紧密，试样间不同部位的距离不同，相互影响会产生误差。3、在给试样滴水或进行滴水扩散时间测试时需要将试样取下来完成，然后再安放到仪器上，过程繁琐。4、没有风速测量装置，结果异常时不能对风速变化进行追溯。
本发明解决技术问题的技术方案如下：
一种风车式非驱动称量干燥速率测试仪，其特征在于，包括：底座(1)、基板(2)、支撑臂(3)、垂直旋转试样架(4)、转轴(5)、试样挂杆(6)、旋转电机(7)、称量装置(8)、风速计(9)、滴水装置(10)、滴水托板(11)、数据处理装置(12)和位置控制器(13)；
所述底座(1)与基板(2)固定连接；所述支撑臂(3)与底座(1)固定连接；所述转轴(5)通过轴承垂直可旋转地安装在支撑臂(3)上；所述垂直旋转试样架(4)与转轴(5)啮合，随所述转轴(5)转动，所述垂直旋转试样架(4)可方便地从所述转轴(5)拆卸，便于维修保养；所述旋转电机(7)安装在所述底座(1)上，与转轴(5)通过传动装置(7a)连接；所述垂直旋转试样架(4)为两排均匀辐射分布的分支，所述分支末端设有支撑试样挂杆(6)的支撑孔(4a)；所述试样挂杆(6)设有夹子(6c)用于固定试样，所述试样挂杆(6)可放置在所述垂直旋转试样架(4)的支撑孔(4a)内；所述称量装置(8)固定水平安装在基板(2)特定位置上；所述风速计(9)安装在基板(2)上；所述滴水装置(10)安装在所述垂直旋转试样架(4)同一平面；所述滴水托板(11)水平安装在滴水装置(10)下方；所述数据处理装置(12)与计算机连接，收集、处理试验测得的数据；所述位置控制器(13)安装在所述转轴(5)上，控制转轴转动的角度。
所述垂直旋转试样架(4)分为两层，每层均匀排布5个试样支架分支，两层间的试样分支相互对应；所述支撑孔(4a)在所述垂直旋转试样架(4)分支末端，所述试样孔(4a)和所述试样挂杆(6)分别由对应的编号，所述试样挂杆(6)可在支撑孔(4a)内壁滑动；所述称量装置(8)水平安装在基板(2)特定位置，并设有称量支架(8a)，所述称量支架(8a)顶端有两个略有弧度的称量片(8b)，两个称量片(8b)的距离大于试样的尺寸，小于所述垂直旋转试样架(4)两排分支的距离；所述试样挂杆(6)表面光滑，与所述垂直旋转试样架(4)的支撑孔(4a)接触位置设有第一沟槽(6a)，与所述称量装置(8)的称量片(8b)接触位置设有第二沟槽(6b)，用于控制所述试样挂杆(6)的位置；所述位置控制器(13)可以控制所述垂直旋转试样架(4)的旋转角度。
所述滴水装置(10)和滴水托板(11)安装在垂直旋转试样架(4)的右侧；所述滴水装置(10)可以定量滴加规定量的液体，所述滴水托板(11)设有试样支撑凸条(11a)和试样夹持条(11b)；所述滴水装置(10)和所述滴水托板(11)的位置可以滑动调节。
其特征是该方法的步骤如下：
(1)打开电源，将5个试样挂杆(6)分别放入对应的支撑孔(4a)内，启动程序，完成自动称量试样挂杆(6)的过程，并通过数据收集处理装置(12)记录在计算机中。
(2)将为加水的试样自由悬挂在试样挂杆(6)的夹子(6c)上，启动程序，完成自动称量试样挂杆(6)和试样总质量，通过数据收集处理装置(12)记录到计算机中，经计算得到未加水的试样质量。
(3)将与滴水托板在对应位置试样的未夹持自由端抬起，放在仪器右侧的滴水托板(11)上，利用滴水装置(10)滴加规定量的水，同时记录滴水扩散时间，完成滴水扩散时间的测试。启动程序，完成滴水后试样的称量，同时对下一个试样进行滴水，直至全部称量和滴水完成，通过数据收集处理装置(12)将滴水后的质量记录到计算机中。
(4)在程序控制下，仪器自动每隔5min进行一次自动称量过程，通过数据收集处理装置(12)记录到计算机中，并完成计算求得干燥速率或干燥时间。
附图说明
图1为水分蒸发/干燥速率测试仪正面的示意图。
图2为水分蒸发/干燥速率测试仪侧面的示意图。
图3为滴水装置和试样托板的示意图。
图4为自动称量过程示意图。
图中，1-底座 2-基板 3-支撑臂 4-垂直旋转试样架
5-转轴 6-试样挂杆 6a-第一沟槽 6b-第二沟槽
6c-夹子 7-旋转电机 7a-传动装置 8-称量装置
8a-称量支架 8b-称量片 9-风速计 10-滴水装置
11-滴水板 11a-试样支撑凸条 11b-试样夹持条 12-数据处理装置
13-位置控制器 14-试样
具体实施方式
结合附图和具体实施方式对本使用新型作进一步说明。
一种风车式非驱动称量干燥速率测试仪，其特征在于，包括：底座(1)、基板(2)、支撑臂(3)、垂直旋转试样架(4)、转轴(5)、试样挂杆(6)、旋转电机(7)、称量装置(8)、风速计(9)、滴水装置(10)、滴水托板(11)、数据处理装置(12)和位置控制器(13)；所述底座(1)与基板(2)固定连接；所述支撑臂(3)与底座(1)固定连接；所述转轴(5)通过轴承垂直可旋转地安装在支撑臂(3)上；所述垂直旋转试样架(4)与转轴(5)啮合，随所述转轴(5)转动，所述垂直旋转试样架(4)可方便地从所述转轴(5)拆卸，便于维修保养；所述旋转电机(7)安装在所述底座(1)上，与转轴(5)通过传动装置(7a)连接；所述垂直旋转试样架(4)为两排均匀辐射分布的分支，所述分支末端设有支撑试样挂杆(6)的支撑孔(4a)；所述试样挂杆(6)设有夹子(6c)用于固定试样，所述试样挂杆(6)可放置在所述垂直旋转试样架(4)的支撑孔(4a)内；所述称量装置(8)固定水平安装在基板(2)特定位置上；所述风速计(9)安装在基板(2)上；所述滴水装置(10)安装在所述垂直旋转试样架(4)同一平面；所述滴水托板(11)水平安装在滴水装置(10)下方；所述数据处理装置(12)与计算机连接，收集、处理试验测得的数据；所述位置控制器(13)安装在所述转轴(5)上，控制转轴转动的角度。
所述垂直旋转试样架(4)分为两层，每层均匀排布5个试样支架分支，两层间的试样分支相互对应；所述支撑孔(4a)在所述垂直旋转试样架(4)分支末端，所述试样孔(4a)和所述试样挂杆(6)分别由对应的编号，所述试样挂杆(6)可在支撑孔(4a)内壁滑动；所述称量装置(8)水平安装在基板(2)特定位置，并设有称量支架(8a)，所述称量支架(8a)顶端有两个略有弧度的称量片(8b)，两个称量片(8b)的距离大于试样的尺寸，小于所述垂直旋转试样架(4)两排分支的距离；所述试样挂杆(6)表面光滑，与所述垂直旋转试样架(4)的支撑孔(4a)接触位置设有第一沟槽(6a)，与所述称量装置(8)的称量片(8b)接触位置设有第二沟槽(6b)，用于控制所述试样挂杆(6)的位置；所述位置控制器(13)可以控制所述垂直旋转试样架(4)的旋转角度。
所述滴水装置(10)和滴水托板(11)安装在垂直旋转试样架(4)的右侧；所述滴水装置(10)可以定量滴加规定量的液体，所述滴水托板(11)设有试样支撑凸条(11a)和试样夹持条(11b)；所述滴水装置(10)和所述滴水托板(11)的位置可以滑动调节。
其特征是该方法的步骤如下：
(1)打开电源，将5个试样挂杆(6)分别放入对应的支撑孔(4a)内，启动程序，完成自动称量试样挂杆(6)的过程，并通过数据收集处理装置(12)记录在计算机中。
(2)将为加水的试样自由悬挂在试样挂杆(6)的夹子(6c)上，启动程序，完成自动称量试样挂杆(6)和试样总质量，通过数据收集处理装置(12)记录到计算机中，经计算得到未加水的试样质量。
(3)将与滴水托板在对应位置试样的未夹持自由端抬起，放在仪器右侧滴水托板(11)的试样支撑凸条(11a)上，并使用试样夹持条(11b)固定夹持，利用滴水装置(10)滴加规定量的水，同时记录滴水扩散时间，完成滴水扩散时间的测试。启动程序，完成滴水后试样的称量，同时对下一个试样进行滴水，直至全部称量和滴水完成，通过数据收集处理装置(12)将滴水后的质量记录到计算机中。
(4)在程序控制下，仪器自动每隔5min进行一次自动称量过程，通过数据收集处理装置(12)记录到计算机中，并完成计算求得干燥速率或干燥时间。
自动称量过程为，试样挂杆(6)置于垂直旋转试样架(4)的支撑孔(4)a内(如图4a)，在位置控制器(13)的控制下试样挂杆(6)与称量装置(8)的称量片(8b)接触(如图4b)，称量片(8b)略有弧度，可以更好地保持试样挂杆(6)的位置，在称量片(8b)的支撑作用下，试样挂杆(6)与支撑孔(4a)内壁分离，此时停止转动，完成称量(如图4c)。称量结束后垂直旋转试样架(4)继续转动，然后支撑孔(4a)内壁与试样挂杆(6)接触，并推动试样挂杆(6)离开称量片(8b)(如图4d)，落在垂直旋转试样架的支撑孔(4a)上(如图4e)，完成一个称量周期，称量过程如图4所示。
使用时，将5个试样固定在试样挂杆(6)上，放置到垂直旋转试样架(4)上，按上述称重过程称量干重，并经数据收集处理装置(12)存储，然后进行下一步滴水过程。本发明所设计的试样悬挂方式，滴水过程不需将试样取下，当试样旋转到与滴水装置(10)在同一水平位置时，将试样自由边抬起放置到试样托板(11)的试样支撑凸条(11a)上，通过试样夹持条(11b)固定，使试样水平展平，再使用滴水装置(10)滴加规定量的水，同时记录时间可完成水滴扩散时间的测试。滴水完成后释放试样至起始时自由状态，然后按称量过程完成湿重称量，通过数据收集处理装置(12)完成存储。之后设定好程序，每隔一定时间自动完成称量任务，记录质量变化，直至水分完全蒸发，经数据收集处理装置(12)计算得出干燥速率或干燥时间。同时风速计9记录风速变化，监测试验过程是否异常。
对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种风车式非驱动称量干燥速率测试仪的测试方法，其特征在于，包括：底座(1)、基板(2)、支撑臂(3)、垂直旋转试样架(4)、转轴(5)、试样挂杆(6)、旋转电机(7)、称量装置(8)、风速计(9)、滴水装置(10)、滴水托板(11)、数据采集处理装置(12)和位置控制器(13)；所述底座(1)与基板(2)固定连接；所述支撑臂(3)与底座(1)固定连接；所述转轴(5)通过轴承垂直可旋转地安装在支撑臂(3)上；所述垂直旋转试样架(4)与转轴(5)啮合，随所述转轴(5)转动，所述垂直旋转试样架(4)可方便地从所述转轴(5)拆卸，便于维修保养；所述旋转电机(7)安装在所述底座(1)上，与转轴(5)通过传动装置(7a)连接；所述垂直旋转试样架(4)设有两排均匀辐射分布的分支，所述分支的末端设有支撑试样挂杆(6)的支撑孔(4a)；所述试样挂杆(6)设有夹子(6c)用于固定试样，所述试样挂杆(6)可放置在所述垂直旋转试样架(4)的支撑孔(4a)内；所述称量装置(8)固定水平安装在基板(2)的一侧；所述风速计(9)安装在基板(2)上；所述滴水装置(10)安装在所述垂直旋转试样架(4)同一垂直平面；所述滴水托板(11)水平安装在滴水装置(10)下方；所述数据采集处理装置(12)与计算机连接，收集、处理试验测得的数据；所述位置控制器(13)安装在所述转轴(5)上，控制转轴转动的角度；
所述滴水装置(10)和滴水托板(11)安装在垂直旋转试样架(4)的右侧；所述滴水装置(10)可以定量滴加规定量的液体，所述滴水托板(11)设有试样支撑凸条(11a)和试样夹持条(11b)；所述滴水装置(10)和所述滴水托板(11)的位置可以滑动调节；
所述风车式非驱动称量干燥速率测试仪的测试方法，步骤如下：
(1)打开电源，将5个试样挂杆(6)分别放入对应的支撑孔(4a)内，启动程序，完成自动称量试样挂杆(6)的过程，并通过数据采集处理装置(12)记录在计算机中；
(2)将未加水的试样自由悬挂在试样挂杆(6)的夹子(6c)上，启动程序，完成自动称量试样挂杆(6)和未加水试样总质量，通过数据采集处理装置(12)记录到计算机中，经计算得到未加水的试样质量；
(3)将与滴水托板在对应位置试样的未夹持自由端抬起，放在仪器右侧滴水托板(11)的试样支撑凸条(11a)上，并使用试样夹持条(11b)固定夹持，利用滴水装置(10)滴加规定量的水，同时记录滴水扩散时间，完成滴水扩散时间的测试，启动程序，完成滴水后试样的称量，同时对下一个试样进行滴水，直至全部称量和滴水完成，通过数据采集处理装置(12)将滴水后的质量记录到计算机中；
(4)在程序控制下，仪器自动每隔5min进行一次自动称量过程，通过数据采集处理装置(12)记录到计算机中，并完成计算求得干燥速率或干燥时间。
2.根据权利要求1所述的一种风车式非驱动称量干燥速率测试仪的测试方法，其特征在于，所述垂直旋转试样架(4)分为两层，每层均匀排布5个试样支架分支，两层间的试样分支相互对应；所述支撑孔(4a)在所述垂直旋转试样架(4)分支末端，所述支撑孔(4a)和所述试样挂杆(6)分别有对应的编号，所述试样挂杆(6)可在支撑孔(4a)内壁滑动；所述称量装置(8)水平安装在基板(2)的一侧，并设有称量支架(8a)，所述称量支架(8a)顶端有两个略有弧度的称量片(8b)，两个称量片(8b)的距离大于试样的尺寸，小于所述垂直旋转试样架(4)两排分支的距离；所述试样挂杆(6)表面光滑，与所述垂直旋转试样架(4)的支撑孔(4a)接触位置设有第一沟槽(6a)，与所述称量装置(8)的称量片(8b)接触位置设有第二沟槽(6b)，用于控制所述试样挂杆(6)的位置；所述位置控制器(13)可以控制所述垂直旋转试样架(4)的旋转角度。
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