CN109752287B - 一种湿帘产品吸水高度自动试验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种湿帘产品吸水高度自动试验装置及方法，主要由水槽、试样放置装置、试样测绘装置和PLC控制器组成；水槽内设有电发热体和温度传感器，试样放置装置包括托板和试样升降装置，试样测绘装置包括激光打标机、影像测量仪、监控摄像头、测绘升降机构和水平移动机构，PLC控制器控制托板的升降，控制激光打标机、影像测量仪和监控摄像头的升降及水平移动，控制激光打标机、影像测量仪和监控摄像头对试样的四个竖直侧面进行激光打标、影像测量及拍照或摄像并计算得出三个试样吸水高度平均值。使用本技术方案的装置及方法，试验过程避免人工操作，消除由于人为干扰因素引起的试验误差，提高试验数据准确度。

Description

一种湿帘产品吸水高度自动试验装置及方法

技术领域

本发明涉及产品检测技术领域，别涉及一种湿帘产品吸水高度自动试验装置及方法。

背景技术

被检测产品为农业用纤维材料制成的波纹状湿帘产品，所谓湿帘是利用具有亲水性且耐水性纤维材料制成的波纹状通风降温产品，该产品根据使用环境状态不同客户对产品技术性能的侧重点要求也有所不同，对该产品吸水高度的测试一般是将规定尺寸（宽100×厚100×高200，单位：mm）自然干燥状态的三个试样，每个试样在高度和厚度方向形成的竖向侧面内各绘制一条平行与高度方向的中心线，将试件以高度方向为竖直方向放置于规定温度、水深（30mm）的水槽中，待达到规定时间后测量竖向侧面中心线处自水面以上的最终润湿高度。由于是人工操作不可避免存在误差或错判，试验完毕后试样的所有特征也将发生变化，在发生检测数据争议后，无据可寻。如：人工在对试样绘制中心线时会出现误差、将试件逐一放入水槽内水面高度会发生变化，待达到规定时间后测量试件竖向侧面中心线处自水面以上的最终润湿高度时，由于是逐一测量会不可避免的延误时间同时由于人工手持量具不稳常造成碰触试样使液面产生波纹使测量数据不准确，待液面稳定后又会延长测量时间导致润湿高度发生变化，人工在计算润湿高度算术平均值时也易出现错误，如何改变这种测试质量和效率不高的问题，现还没有一种湿帘产品吸水高度自动试验装置及方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种湿帘产品吸水高度自动试验装置及方法，试验过程减少人工操作，消除人为干扰因素引起的试验误差，提高试验数据准确度。

要解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种湿帘产品吸水高度自动试验装置，主要由水槽、试样放置装置、试样测绘装置和PLC控制器组成；所述水槽侧外壁的左方、后方、右方和前方分别固定连接第一支架、第二支架、第三支架和第四支架，所述水槽内设有电发热体和温度传感器，所述电发热体通过继电器与所述PLC控制器相连，所述温度传感器与所述PLC控制器相连；所述试样放置装置包括托板和试样升降装置，所述试样升降装置的固定端固定连接在所述第一支架或所述第二支架或所述第三支架或所述第四支架上，所述托板固定连接在所述试样升降装置的移动端，所述托板位于所述水槽的内腔中，所述托板可下降浸入水中，也可上升至水面以上，所述试样升降装置的动力输入端与电机A的输出轴相连，所述电机A为伺服电机，所述电机A与所述PLC控制器相连；所述试样测绘装置的数量为4个，所述试样测绘装置分布于所述托板的四周，所述试样测绘装置包括激光打标机、影像测量仪、监控摄像头、测绘升降机构和水平移动机构，4个所述测绘升降机构的固定端分别固定连接在所述第一支架、所述第二支架、所述第三支架和所述第四支架上，所述水平移动机构的固定端固定连接在所述测绘升降机构的移动端，所述激光打标机、所述影像测量仪和所述监控摄像头均固定连接在所述水平移动机构的移动端；所述测绘升降机构的动力输入端与电机B的输出轴相连，所述水平移动机构的动力输入端与电机C的输出轴相连；所述电机B和电机C均为伺服电机，所述电机B和电机C均与所述PLC控制器相连，所述水平移动机构在所述水槽的内腔中；所述PLC控制器中存储有湿帘产品吸水高度自动试验程序。

具体地，所述电机A为伸缩轴电机A，所述伸缩轴电机A的安装法兰通过螺栓固定连接在所述第一支架或所述第二支架或所述第三支架或所述第四支架上；所述试样升降装置包括水平杆A和垂直杆A，所述水平杆A的一端与所述伸缩轴电机A的伸缩轴端固定连接，所述水平杆A的另一端与所述垂直杆A的上端固定连接，所述托板与所述垂直杆A的下端固定连接。

具体地，所述电机B为伸缩轴电机B，4个所述伸缩轴电机B的安装法兰通过螺栓分别固定在所述第一支架、所述第二支架、所述第三支架和所述第四支架上，所述测绘升降机构包括水平杆B、垂直杆B和工字钢导轨，所述水平杆B的一端与所述伸缩轴电机B的伸缩轴端固定连接，所述水平杆B的另一端与所述垂直杆B的上端固定连接，所述工字钢导轨的顶面与所述垂直杆B的下端焊接，所述水平杆B、所述垂直杆B和所述工字钢导轨（18）的位置关系为两两垂直，所述工字钢导轨在所述水槽的内腔中；所述水平移动机构包括U型槽钢，所述U型槽钢的两侧面分别设有2个轴孔，分别为第一轴孔、第二轴孔、第三轴孔和第四轴孔，所述电机C的安装法兰通过螺栓固定在所述U型槽钢的外侧面，所述电机C的输出轴穿过所述第一轴孔与主动滚轮键连接或过盈连接，所述第二轴孔、所述第三轴孔和所述第四轴孔分别与短轴固定连接，所述短轴通过滚动轴承与从动滚轮相连，所述激光打标机、所述影像测量仪和所述监控摄像头均固定于所述U型槽钢的下端面上；所述主动滚轮和3个所述从动滚轮分布于所述工字钢导轨的腹板两侧，并与所述工字钢导轨的下板的上表面贴合。

进一步地，还包括搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌电机和搅拌翅，所述搅拌翅的轴与所述搅拌电机的输出轴相连接，所述搅拌电机通过螺栓固定在所述水槽的外壁上，所述搅拌电机与PLC控制器相连。

进一步地，所述托板上设有试样放置线框，所述试样放置线框的数量≥1，每一个所述试样放置线框的每一段框线均不与其他所述试样放置线框上与之相互垂直的框线或框线延长线相交。

进一步地，所述试样放置线框（43）的数量为3。

一种湿帘产品吸水高度自动试验方法，包括以下步骤：

步骤一：PLC控制器通过接收到的温度传感器的监测信号控制电发热体，使水槽内的水温保持在一定范围内；

步骤二：PLC控制器控制可升降的托板移动至水面上方；

步骤三：人工将三个湿帘产品吸水高度试样置于托板上的线框内；

步骤四：PLC控制器控制托板四周分布的激光打标机、影像测量仪和监控摄像头对湿帘产品吸水高度试样的四个竖直侧面进行激光打标、影像测量及拍照或摄像，完成第一次数据设定和采集；

步骤五：PLC控制器控制承载湿帘产品吸水高度试样的托板缓慢下降至水面下设定高度，并停留规定时长；

步骤六：PLC控制器控制托板四周分布的激光打标机、影像测量仪和监控摄像头对湿帘产品吸水高度试样的四个竖直侧面的干湿交界线进行激光打标、影像测量及拍照或摄像，完成第二次数据设定和采集；

步骤七：PLC控制器计算得出湿帘产品吸水高度试样的吸水高度平均值；

步骤八：PLC控制器控制托板移动至水面上方。

由于采用上述技术方案，可以达到这样的有益效果为：

1）3个被测湿帘产品试样的4个侧面通过激光打标机绘制中心线及吸水高度线（激光所打标线及其细小仅可通过仪器可见，与人工划线相比激光所打标线更准确，线保留时间更长），通过影像测量仪测量最终湿润高度，测量过程避免人工触碰被测试样，消除人为干扰因素引起的试验误差，提高试验数据准确度；

2）监控摄像头实时记录整个被测试样的吸水变化过程，可为实验数据的复检工作提供现场证据；

3）水槽内设有搅拌装置，有效保证了整个实验过程水槽内水温的均匀度，保证3个被测试样所处外部环境的一致性；

4）托板上设有试样放置线框，可有效减少人工放置试样时所需的位置调整时间，提高工作效率。

附图说明

图1为实施例的主剖视图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的左视图；

图4为图1的I部放大图；

图5为图1的II部放大图；

图中：1地面，2温度传感器，3搅拌电机，4搅拌翅，5第一支架，6螺栓，7伸缩轴电机B，8伸缩轴，9固定套，10固定板，11水平杆B，12 加强筋，13垂直杆B，14垂直杆A，15影像测量仪, 16 U型槽钢，17激光打标机，18水面，19加强筋，20监控摄像头，21工字钢导轨，22挡板，23湿帘产品吸水高度试样，24水槽，25第三支架，26电发热体垫块，27水槽外底板，28水槽内底板，29支架腿，30托板，31加强筋，32水平杆A，33伸缩轴电机A，34第二支架，35试样放置框线，36显示PLC控制器，37第四支架，38主动滚轮，39键，40电机C输出轴，41电机C，42轴用弹性挡圈，43螺栓，44连接板，45螺栓，46从动滚轮，47短轴，48螺栓，49滚动轴承，50轴用弹性挡圈，51防护罩，52螺栓，53密封圈，54螺栓，55电发热体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例

一种湿帘产品吸水高度自动试验装置，主要由水槽24、试样放置装置、试样测绘装置和显示PLC控制器36组成；

水槽24是由第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁、第四侧壁和底部密封连接构成的无顶立方体容器，水槽24的底部设有支架腿29，支架腿29可放置与地面1上；水槽24的底部设有水槽内底板28和水槽外底板27，水槽内底板28在水槽外底板27的上方，水槽内底板28与水槽外底板27之间设有空腔，电发热体55固定安装于水槽内底板28的下表面，电发热体55与电发热体垫块26固定连接，电发热体垫块26的下端固定连接在水槽外底板27的上表面，电发热体55通过继电器与显示PLC控制器36相连；水槽24的第一侧壁和第三侧壁上设有温度传感器2，温度传感器2与显示PLC控制器36相连；水槽24的第一侧壁和第三侧壁上设有搅拌装置，搅拌装置包括搅拌电机3和搅拌翅4，搅拌电机3通过螺栓54固定连接在水槽24的第一侧壁或第三侧壁上，水槽24的第一侧壁和第三侧壁上设有通孔，搅拌电机3的输出轴穿过所述通孔与搅拌翅4的轴相连，搅拌电机3的输出轴与所述轴孔之间设有密封圈53，搅拌翅4的外周设有防护罩51，防护罩51通过螺栓52固定在第一侧壁或第三侧壁的内壁上，搅拌电机3与显示PLC控制器36相连；

水槽24侧壁的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁、第四侧壁分别固定连接第一支架5、第二支架34、第三支架25和第四支架37；

伸缩轴电机A33的安装法兰通过螺栓固定连接在第二支架34上，水平杆A32的一端与伸缩轴电机A33的伸缩轴端固定连接，水平杆A32的的另一端与垂直杆A14的上端固定连接，托板30与垂直杆A14的下端固定连接，托板30与垂直杆A14的连接处设有加强筋31，托板30上设有3个试样放置框线35，托板30位于所述水槽24内腔中，伸缩轴电机A33与显示PLC控制器36相连；

伸缩轴电机B7的安装法兰通过螺栓6固定连接在第一支架5上，伸缩轴电机B7的伸缩轴8的端部与固定套9的内孔过盈连接，水平杆B11的一端与固定套9焊接，固定板10压在固定套9的上表面，固定板10通过螺栓固定连接在伸缩轴8的端部，水平杆B11的一端的另一端与垂直杆B13的上端焊接，水平杆B11与垂直杆B13的连接处还焊接有加强筋12，垂直杆B13的下端与工字钢导轨21的顶面焊接，水平杆B11、垂直杆B13和工字钢导轨21的位置关系为两两垂直，工字钢导轨21置于水槽24的内腔中；U型槽钢16的两侧面分别设有2个轴孔，分别为第一轴孔、第二轴孔、第三轴孔和第四轴孔，电机C41的安装法兰通过螺栓43固定在U型槽钢16的外侧板上，电机C输出轴40穿过第一轴孔与主动滚轮38通过键39连接，3个短轴47分别穿过第二轴孔、第三轴孔和第四轴孔，短轴47的外端通过螺栓48固定连接在U型槽钢16的外侧板上，短轴47通过滚动轴承49与从动滚轮46相连，电机C输出轴40的轴端与主动滚轮38之间设有轴用弹性挡圈42，短轴47的轴端与从动滚轮46之间设有轴用弹性挡圈50；连接板44通过螺栓45固定连接于U型槽钢16的下板面上，激光打标机17、影像测量仪15和监控摄像头20均固定在连接板44上，主动滚轮38和3个从动滚轮46分布于工字钢导轨21的腹板两侧，并与工字钢导轨21的下板的上表面贴合，工字钢导轨21的两端通过螺栓固定有挡板22；伸缩轴电机B7和电机C41与显示PLC控制器36相连，显示PLC控制器36中存储有湿帘产品吸水高度自动试验程序。

本装置的使用方法，依次包括如下步骤：

1）按动显示PLC控制器36上的试验启动按钮，电发热体55得电发热，搅拌电机3带动搅拌翅4转动，使水槽24内水温均匀，温度传感器2测量的温度值传送给PLC控制器36，PLC控制器36根据所反馈的温度值进行判断并发出控制信号给继电器，继电器控制电发热体55的得失电状态，使水槽24内的水温在规定范围内；

2）显示PLC控制器36控制伸缩轴电机A33带动托板30上移至水面上方；

3）将符合规定的三个湿帘产品吸水高度试样23放置在托板30上的试样放置框线35内；

4）PLC控制器36控制电机C41和伸缩轴电机B7，带动水槽24内腔中四面设置的影像测量仪15、激光打标机17和监控摄像头20进行升降或水平移动，并分别对所对应的湿帘产品吸水高度试样23的一个竖直侧面进行影像测量、激光打标、拍照和摄像，完成对每个湿帘产品吸水高度试样23的四个竖直侧面的第一次数据设定和采集；

5）PLC控制器36控制伸缩轴电机A33带动托板30下移，当湿帘产品吸水高度试样23的浸入水面下设定高度后伸缩轴电机A33停止工作，PLC控制器36开始计时至规定时间；

6）PLC控制器36控制电机C41和伸缩轴电机B7，带动水槽24内腔中四面设置的影像测量仪15、激光打标机17和监控摄像头20进行升降或水平移动，并分别对所对应的湿帘产品吸水高度试样23的一个竖直侧面进行影像测量、激光打标、拍照和摄像，快速完成对每个湿帘产品吸水高度试样23的四个竖直侧面的干湿交界线吸水高度的测量，完成第二次数据设定和采集；

7）PLC控制器36计算得出三个湿帘产品吸水高度试样23吸水高度平均值；

8）PLC控制器36控制伸缩轴电机A33带动托板30上升并移出水面。

试验过程自动化，无需人工操作，试验过程有影像记录，可放大细节观察，时间及试样表面数据点的确定有依据可追溯，避免了检测数据争议发生，试验质量和效率提高。

Claims (5)

1.一种湿帘产品吸水高度自动试验装置，其特征在于：主要由水槽、试样放置装置、试样测绘装置和PLC控制器组成；

所述水槽侧外壁的左方、后方、右方和前方分别固定连接第一支架、第二支架、第三支架和第四支架，所述水槽内设有电发热体和温度传感器，所述电发热体通过继电器与所述PLC控制器相连，所述温度传感器与所述PLC控制器相连；

所述试样放置装置包括托板和试样升降装置，所述试样升降装置的固定端固定连接在所述第一支架或所述第二支架或所述第三支架或所述第四支架上，所述托板固定连接在所述试样升降装置的移动端，所述托板位于所述水槽的内腔中，所述托板可下降浸入水中，也可上升至水面以上，所述试样升降装置的动力输入端与电机A的输出轴相连，所述电机A为伺服电机，所述电机A与所述PLC控制器相连；

所述试样测绘装置的数量为4个，所述试样测绘装置分布于所述托板的四周，所述试样测绘装置包括激光打标机、影像测量仪、监控摄像头、测绘升降机构和水平移动机构，4个所述测绘升降机构的固定端分别固定连接在所述第一支架、所述第二支架、所述第三支架和所述第四支架上，所述水平移动机构的固定端固定连接在所述测绘升降机构的移动端，所述激光打标机、所述影像测量仪和所述监控摄像头均固定连接在所述水平移动机构的移动端；所述测绘升降机构的动力输入端与电机B的输出轴相连，所述水平移动机构的动力输入端与电机C的输出轴相连；所述电机B和电机C均为伺服电机，所述电机B和电机C均与所述PLC控制器相连，所述水平移动机构在所述水槽的内腔中；

所述PLC控制器中存储有湿帘产品吸水高度自动试验程序；

所述电机A为伸缩轴电机A，所述伸缩轴电机A的安装法兰通过螺栓固定连接在所述第一支架或所述第二支架或所述第三支架或所述第四支架上；所述试样升降装置包括水平杆A和垂直杆A，所述水平杆A的一端与所述伸缩轴电机A的输出轴端固定连接，所述水平杆A的另一端与所述垂直杆A的上端固定连接，所述托板与所述垂直杆A的下端固定连接；

所述电机B为伸缩轴电机B，4个所述伸缩轴电机B的安装法兰通过螺栓分别固定在所述第一支架、所述第二支架、所述第三支架和所述第四支架上，所述测绘升降机构包括水平杆B、垂直杆B和工字钢导轨，所述水平杆B的一端与所述伸缩轴电机B的输出轴端固定连接，所述水平杆B的另一端与所述垂直杆B的上端固定连接，所述工字钢导轨的顶面与所述垂直杆B的下端焊接，所述水平杆B、所述垂直杆B和所述工字钢导轨的位置关系为两两垂直，所述工字钢导轨在所述水槽内腔中；所述水平移动机构包括U型槽钢，所述U型槽钢的两侧面分别设有2个轴孔，分别为第一轴孔、第二轴孔、第三轴孔和第四轴孔，所述电机C的安装法兰通过螺栓固定在所述U型槽钢的外侧面，所述电机C的输出轴穿过所述第一轴孔与主动滚轮键连接或过盈连接，所述第二轴孔、所述第三轴孔和所述第四轴孔分别与短轴固定连接，所述短轴通过滚动轴承与从动滚轮相连，所述激光打标机、所述影像测量仪和所述监控摄像头均固定于所述U型槽钢的下端面上；所述主动滚轮和3个所述从动滚轮分布于所述工字钢导轨的腹板两侧，并与所述工字钢导轨的下板的上表面贴合。

2.根据权利要求1所述的湿帘产品吸水高度自动试验装置，其特征是：还包括搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌电机和搅拌翅，所述搅拌翅的轴与所述搅拌电机的输出轴相连接，所述搅拌电机通过螺栓固定在所述水槽的外壁上，所述搅拌电机与PLC控制器相连。

3.根据权利要求1所述的湿帘产品吸水高度自动试验装置，其特征是：所述托板上设有试样放置线框，所述试样放置线框的数量≥1，每一个所述试样放置线框的每一段框线均不与其他所述试样放置线框上与之相互垂直的框线或框线延长线相交。

4.根据权利要求3所述的湿帘产品吸水高度自动试验装置，其特征是：所述试样放置线框的数量为3。

5.一种如权利要求1-4任一项所述湿帘产品吸水高度自动试验装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：PLC控制器通过接收到的温度传感器的监测信号控制电发热体，使水槽内的水温保持在一定范围内；

步骤二：PLC控制器控制可升降的托板移动至水面上方；

步骤三：人工将三个湿帘产品吸水高度试样置于托板上的线框内；

步骤四：PLC控制器控制托板四周分布的激光打标机、影像测量仪和监控摄像头对湿帘产品吸水高度试样的四个竖直侧面进行激光打标、影像测量及拍照或摄像，完成第一次数据设定和采集；

步骤五：PLC控制器控制承载湿帘产品吸水高度试样的托板缓慢下降至水面下设定高度，并停留规定时长；

步骤六：PLC控制器控制托板四周分布的激光打标机、影像测量仪和监控摄像头对湿帘产品吸水高度试样的四个竖直侧面的干湿交界线进行激光打标、影像测量及拍照或摄像，完成第二次数据设定和采集；

步骤七：PLC控制器计算得出湿帘产品吸水高度试样的吸水高度平均值；

步骤八：PLC控制器控制托板移动至水面上方。

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