CN111307569B - 一种环境盒装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环境盒装置及其使用方法，用于给生物纤维测试装置提供液体环境，生物纤维测试装置包括上夹具和下夹具，待测试纤维的两端分别夹设在上夹具和下夹具内，环境盒装置包括环境盒和托举组件；环境盒内盛放预设高度的待使用液体；托举组件用于将环境盒举升至下夹具和待测试纤维均浸没在环境盒的待使用液体内。使用时，首先，向环境盒内倒入待使用液体；然后，利用托举组件将环境盒举升至下夹具和待测试纤维均浸没在环境盒的待使用液体内的高度；最后，进行拉伸强度试验。本发明给生物纤维测试装置提供了液体环境，且通过托举组件实现了不同种类生物纤维湿法测试装置的使用，能够获得生物纤维在液体环境中的力学拉伸性能。

Description

一种环境盒装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及为纤维提供湿法测试环境的装置技术领域，尤其是涉及一种环境盒装置及其使用方法。

背景技术

生物纤维是天然蛋白、纤维素等天然成分或其结构类似物形成的一种新型纤维。与化学合成纤维相比，生物纤维具有很好的生物相容性、可直接接触人体，可降解，且生产过程摆脱了石油资源限制，在生产生活中有望可以替代传统化学合成纤维而广泛使用，从而能够实现可持续发展。此外，生物纤维一般具有密度小、强度高、韧性高等特点，还可以满足生产生活中对特殊功能纤维使用的需求，包括轻质高强高韧纤维在纺织、军工、航空航天等行业的特殊应用。因此，生物纤维的研究已是世界各国激烈竞争的焦点。目前，生物纤维的制备问题已经得到了极大的改善，研究人员能够制备出不同种类不同功能的生物纤维，但是这些已制备的生物纤维的测试问题却未能得到有效解决。主要是因为生物纤维的种类各异，其外观形貌和具体的性能各有不同。生物纤维的尺寸为微米级，表面的粗糙程度不一，力学性能也不同，因此，测试的条件也需要有所不同。而根据生物纤维的不同功能，将来的应用也有不同场景，例如航天、航海作业等。其中对生物纤维在不同环境下的性能有不同的要求。尤其是在湿度较大的环境中，生物纤维的力学性能需要得到进一步的探索。

目前，针对生物纤维性能测试的夹具已经能够应用于单纤维生物纤维测试装置。但是对生物纤维在特定液体(如水)环境中力学拉伸性能的探索(即湿法测试)，仍因测试时无法提供湿法环境而受到限制。因此，针对普通生物纤维测试装置无法提供液体环境的情况，需要设计一种能够适用于不同种类生物纤维湿法测试的装置，以便获得生物纤维在液体环境中的力学拉伸性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个目的是提供一种环境盒装置，能够给生物纤维测试装置提供液体环境。

本发明的第二个目的是提供一种环境盒装置的使用方法。

为了实现上述第一个目的，本发明提供了如下方案：

一种环境盒装置，用于给生物纤维测试装置提供液体环境，所述生物纤维测试装置包括上夹具和下夹具，待测试纤维的两端分别夹设在所述上夹具和所述下夹具内，所述环境盒装置包括环境盒和托举组件；

所述环境盒内盛放预设高度的待使用液体；

所述托举组件用于将所述环境盒举升至所述下夹具和所述待测试纤维均浸没在所述环境盒的待使用液体内。

在一个具体的实施方案中，所述托举组件包括框架和升降器；

所述框架安装在所述升降器的升降驱动端，所述框架内用于盛放所述环境盒。

在另一个具体的实施方案中，所述托举组件还包括三角支架，所述框架安装在所述三角支架上，所述三角支架与所述升降器的升降驱动端连接。

在另一个具体的实施方案中，所述托举组件还包括微调组件；

所述微调组件安装在所述框架的底端，且所述环境盒的底端置于所述微调组件的驱动端。

在另一个具体的实施方案中，所述微调组件包括微调螺丝和微调托片；

所述微调螺丝螺纹连接在所述框架的底端，所述微调螺丝的螺杆延伸到所述框架内，且所述微调托片置于所述螺杆的顶端，所述环境盒置于所述微调托片上。

在另一个具体的实施方案中，所述环境盒为方盒；

且所述环境盒的正面的高度低于所述环境盒的侧面及背面的高度；

所述环境盒的正面是指所述环境盒远离所述生物纤维测试装置的面。

在另一个具体的实施方案中，所述环境盒为透明盒体，且所述环境盒的正面与所述环境盒的侧面交界边上设置有刻度尺；

和/或

所述环境盒的正面设置有把手；

和/或

所述环境盒为防静电亚克力板制成。

本发明的各个实施方案可以根据需要任意组合，这些组合之后所得的实施方案也在本发明范围内，是本发明具体实施方式的一部分。

在本发明的一个具体实施例中，本发明公开环境盒装置使用时，首先，向环境盒内倒入待使用液体，使得待使用液体能够到达环境盒的使用高度；然后，将托举组件将环境盒举升至下夹具和待测试纤维均浸没在环境盒的待使用液体内的高度；最后，进行拉伸强度试验。本发明给生物纤维测试装置提供了液体环境，且通过托举组件实现了不同蛋白类纤维湿法生物纤维测试装置的使用，能够获得生物纤维在液体环境中的力学拉伸性能。

为了实现上述第二个目的，本发明提供了如下方案：

一种环境盒装置使用方法，使用如上述任意一项所述的环境盒装置，包括如下步骤：

步骤A：在环境盒内倒入预设量的液体；

步骤B：启动托举组件将所述环境盒托举到生物纤维测试装置的下夹具和待测试纤维均浸没在所述环境盒的液体内。

在一个具体的实施方案中，所述步骤B具体包括：

启动升降器将所述环境盒举升到预设高度；

调节微调螺丝，使得微调托片带动所述环境盒移动到所述下夹具和待测试纤维均浸没在所述环境盒的液体内。

在另一个具体的实施方案中，所述步骤B之后还包括步骤C：

测试试验结束后，所述托举组件带动所述环境盒降到初始位置。

本发明的各个实施方案可以根据需要任意组合，这些组合之后所得的实施方案也在本发明范围内，是本发明具体实施方式的一部分。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的环境盒装置使用时的结构示意图；

图2为本发明提供的环境盒装置使用时，生物纤维测试装置置于液体内的结构示意图；

图3为本发明提供的环境盒装置主视结构示意图；

图4为图3的侧视图；

图5为环境盒主视结构示意图；

图6为图5侧视图；

图7为图5斜视图；

图8为托举组件主视图；

图9为图8侧视图；

图10为单根生物纤维在水环境中测试所得拉伸曲线图；

图11为单根生物纤维在乙醇环境中测试所得拉伸曲线图。

其中，图1-11中：

上夹具1、下夹具9、待测试纤维3、环境盒4、托举组件5、框架501、三角支架502、微调螺丝503、微调托片504、刻度尺6、把手7、载荷传感连接装置8、托载装置2。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图1-11和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

实施例一

本发明提供了一种环境盒装置，其中，环境盒装置用于给生物纤维测试装置提供液体环境。

生物纤维测试装置包括上夹具1和下夹具9，上夹具1安装在载荷传感连接装置8上，下夹具9安装在托载装置2上。待测试纤维3的两端分别夹设在上夹具1和下夹具9内，环境盒装置包括环境盒4和托举组件5。

环境盒4内盛放预设高度的待使用液体，预设高度的待使用液体以刚好没过下夹具9及待测试纤维3的上端为宜。

托举组件5用于将环境盒4举升至下夹具9和待测试纤维3均浸没在环境盒4的待使用液体内，托举组件5可以为任意能够实现环境盒4升降的结构。

本发明公开环境盒装置使用时，首先，向环境盒4内倒入待使用液体，使得待使用液体能够到达环境盒4的使用高度；然后，通过托举组件5将环境盒4举升至下夹具9和待测试纤维3均浸没在环境盒4的待使用液体内的高度；最后，进行拉伸强度试验。本发明给生物纤维测试装置提供了液体环境，且通过托举组件5实现了不同种类生物纤维湿法测试装置的使用，能够获得生物纤维在液体环境中的力学拉伸性能。

实施例二

在本发明提供的第二实施例中，本实施例中的环境盒装置和实施例一中的环境盒装置的结构类似，对相同之处就不再赘述了，仅介绍不同之处。

在本实施例中，本发明具体公开了托举组件5包括框架501和升降器，框架501安装在升降器的升降驱动端，框架501内用于盛放环境盒4。具体地，框架501的高度小于环境盒4高度的1/4，能够稳定放置环境盒4且操作方便。为了增加框架501的强度，本发明以框架501为金属材料制成为例。

进一步地，本发明公开了托举组件5还包括三角支架502，框架501安装在三角支架502上，三角支架502与升降器的升降驱动端连接。三角支架502也可以用其它形状的支架代替。

进一步地，本发明公开了托举组件5还包括微调组件，微调组件安装在框架501的底端，且环境盒4的底端置于微调组件的驱动端，以实现对环境盒4的微调。在环境盒4升到顶部后继续在较小范围内微调环境盒4的高度。该发明特别适用于各类生物纤维在水中或其他液体中的湿法力学性能测试，能够保证测试的准确性与成功率。

具体地，本发明公开了微调组件包括微调螺丝503和微调托片504，微调螺丝503螺纹连接在框架501的底端，微调螺丝503的螺杆延伸到框架501内，且微调托片504置于螺杆的顶端，环境盒4置于微调托片504上。具体地，微调托片504为金属材料制成的托片，微调托片504位于框架501内，尺寸与环境盒4底部尺寸相同，可以通过微调螺丝503在较小范围内(0cm-2cm)调整环境盒4高度，用于升降器到达顶部后根据纤维没入水中的情况适当微调环境盒4的高度，以提供需要的湿法测试环境。需要说明的是，也可以将微调托片504的尺寸设置的大于环境盒4的底面尺寸，并在微调托片504的四周设置限位环境盒4的限位条。

进一步地，本发明公开了环境盒4为方盒，且环境盒4的正面的高度低于环境盒4的侧面及背面的高度。具体地，正面低于其它三面1cm。该环境盒4用于提供湿法测试时需要的液体环境，可以是水或其他液体装置，且环境盒4的三面较高可以有效防止液体溅入纤维测试装置损伤电路或者腐蚀仪器。

具体地，本发明公开了环境盒4的正面是指环境盒4远离纤维生物纤维测试装置纤维生物纤维测试装置的面。

进一步地，本发明公开了环境盒4为透明盒体，便于观察环境盒4内部的情况。环境盒4的正面与环境盒4的侧面交界边上设置有刻度尺6，便于控制注入环境盒4的液体量。其中，刻度尺6为以0.5cm为一个空格的刻度标尺。

进一步地，本发明公开了环境盒4的正面设置有把手7，把手7为与环境盒4的正面封闭的弧形把手或者矩形把手，也可以是不封闭的把手7。为了避免打滑，可以在把手7上设置防滑面，防滑面可以是贴在把手7上的花纹层，也可以是与把手7一体成型的多个凸起。

进一步地，本发明公开了环境盒4为防静电亚克力板制成。

本发明有益效果如下：

(1)环境盒4最靠近纤维测试仪的三个面高出正面1cm，可以有效防止环境盒4中的液体溅入纤维测试仪损坏电路或者腐蚀仪器。

(2)托举组件5可以将装有液体的环境盒4准确升降到目的高度，为纤维湿法测试提供有效的液体环境。

(3)微调螺丝503可以在升到相应高度后微调环境盒4的高度范围，保证湿法测试的操作准确有效，安全方便。

实施例三

本发明提供了一种环境盒装置使用方法，使用如上述任意一项实施例中的环境盒装置，包括如下步骤：

步骤S1：在环境盒4内倒入预设量的液体。

预设量以刚好没过下夹具9及测试纤维的上端为宜。

步骤S2：启动托举组件5将环境盒4托举到生物纤维测试装置的下夹具2和待测试纤维3均浸没在环境盒4的液体内。

进一步地，本发明公开了步骤S2具体包括：启动升降器将环境盒4举升到预设高度，需要说明的是，预设高度为大致下夹具9和待测试纤维3均浸没在环境盒4的液体内的高度，调节微调螺丝503，使得微调托片504带动环境盒4移动到下夹具9和待测试纤维3均浸没在环境盒4的液体内。

进一步地，步骤S2之后还包括步骤S3：测试试验结束后，托举组件5带动环境盒4降到初始位置。

若需要继续测试，则可直接应用于下一个样品测试。若测试全部结束，可将环境盒4取出，将液体倒掉。并卸下托举组件5。

实施例四

本实施例使用实施例二提供的环境盒装置进行试验，具体实施例以蚕丝生物纤维在水中的湿法测试试验为例，试验方式参见图1。

首先，将单根蚕丝生物纤维固定于纤维测试仪的上夹具1和下夹具9之间；接着，在环境盒4中倒入适量纯净水，倒入量应少于估计量，估计量以水量刚好没过下夹具9及测试纤维的上端为宜；然后，将三角支架502以两个螺丝连接固定于升降器的升降端上，将装有适量水的环境盒4放入框架501内；接着，启动气动压力控制装置(以升降器为气动升降装置为例)，压缩空气推动升降器的升降端向上移动至刚好没过蚕丝生物纤维上端，若水量较少，可将环境盒4某一特定刻度上移至纤维上端，然后用滴管或洗瓶缓慢加水至该刻度；然后，根据情况通过旋转微调螺丝503调节环境盒4高度，保证提供准确有效的湿法测试环境；接着，启动测试程序，待测试结束；然后，启动气动压力控制装置，压缩空气推动升降器的升降端向下移动回到原点，若需要继续测试，则可直接应用于下一个样品测试。若测试全部结束，可将环境盒4取出，将水倒掉。并卸下托举组件5。图10为单根生物纤维在水环境中测试所得拉伸曲线图。

实施例五

本实施例使用实施例二提供的环境盒装置进行试验，以蚕丝生物纤维在乙醇溶液中的湿法测试试验为例。

首先，将单根蚕丝纤维固定于纤维测试仪的上夹具1和下夹具9之间；接着，在环境盒4中倒入适量无水乙醇，倒入量应少于估计量，估计量以刚好没过下夹具9及测试纤维的上端为宜；然后，将三角支架502以两个螺丝连接固定于升降器的升降端上，将装有适量无水乙醇的环境盒4放入框架501内；接着，启动气动压力控制装置(以升降器为气动升降装置为例)，压缩空气推动升降器的升降端向上移动至刚好没过蚕丝生物纤维上端，若液体量较少，可将环境盒4某一特定刻度上移至纤维上端，然后用滴管或洗瓶缓慢至该刻度；然后，根据情况通过旋转微调螺丝503调节环境盒4高度，保证提供准确有效的湿法测试环境；接着，启动测试程序，待测试结束；然后，启动气动压力控制装置，压缩空气推动升降器的升降端向下移动回到原点，若需要继续测试，则可直接应用于下一个样品测试。若测试全部结束，可将环境盒4取出，将液体倒掉。并卸下托举组件5。图11为单根生物纤维在乙醇环境中测试所得拉伸曲线图。

本文中的上下等代表方位的词是以图1的方向进行设定的，不具有特定含义，仅为了表述方便。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种环境盒装置，用于给生物纤维测试装置提供液体环境，所述生物纤维测试装置包括上夹具和下夹具，待测试纤维的两端分别夹设在所述上夹具和所述下夹具内，其特征在于，所述环境盒装置包括环境盒和托举组件；

所述环境盒内盛放预设高度的待使用液体；

所述托举组件用于将所述环境盒举升至所述下夹具和所述待测试纤维均浸没在所述环境盒的待使用液体内；

所述托举组件包括框架和升降器；

所述框架安装在所述升降器的升降驱动端，所述框架内用于盛放所述环境盒；

所述托举组件还包括微调组件；

所述微调组件安装在所述框架的底端，且所述环境盒的底端置于所述微调组件的驱动端；

所述微调组件包括微调螺丝和微调托片；

所述微调螺丝螺纹连接在所述框架的底端，所述微调螺丝的螺杆延伸到所述框架内，且所述微调托片置于所述螺杆的顶端，所述环境盒置于所述微调托片上。

2.根据权利要求1所述的环境盒装置，其特征在于，所述托举组件还包括三角支架，所述框架安装在所述三角支架上，所述三角支架与所述升降器的升降驱动端连接。

3.根据权利要求1或2所述的环境盒装置，其特征在于，所述环境盒为方盒；

且所述环境盒的正面的高度低于所述环境盒的侧面及背面的高度；

所述环境盒的正面是指所述环境盒远离所述生物纤维测试装置的面。

4.根据权利要求3所述的环境盒装置，其特征在于，所述环境盒为透明盒体，且所述环境盒的正面与所述环境盒的侧面交界边上设置有刻度尺；

和/或

所述环境盒的正面设置有把手；

和/或

所述环境盒为防静电亚克力板制成。

5.一种环境盒装置使用方法，其特征在于，使用如权利要求1-4中任意一项所述的环境盒装置，包括如下步骤：

步骤A：在环境盒内倒入预设量的液体；

步骤B：启动托举组件将所述环境盒托举到生物纤维测试装置的下夹具和待测试纤维均浸没在所述环境盒的液体内。

6.根据权利要求5所述的环境盒装置使用方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：

启动升降器将所述环境盒举升到预设高度；

调节微调螺丝，使得微调托片带动所述环境盒移动到所述下夹具和待测试纤维均浸没在所述环境盒的液体内。

7.根据权利要求5或6所述的环境盒装置使用方法，其特征在于，所述步骤B之后还包括步骤C：

测试试验结束后，所述托举组件带动所述环境盒降到初始位置。

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