CN111624103A - 聚合物薄板起拱特性测试装置及方法 - Google Patents

聚合物薄板起拱特性测试装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚合物薄片起拱特性测试装置，其特征在于：包括送料组件、检测组件、测试台和支撑组件；所述送料组件与所述测试台连接，所述测试台用于放置待测试聚合物薄片，通过所述送料组件带动所述测试台运动，以将所述测试台置于所述检测组件的下方，所述检测组件包括位移传感器和力传感器探头，所述力传感器探头置于所述检测组件的下端，用于向下顶压所述待测试聚合物薄片，所述位移传感器用于检测所述力传感器探头向下移动的位移；所述送料组件、检测组件、测试台均设置于所述支撑组件上。所述的测试方法通过测试数据可以得到力传感器探头顶压聚合物薄片产生的压力值和位移变化量两个特性指标，能够用来评价聚合物薄片的起拱特性。

Description

聚合物薄板起拱特性测试装置及方法
技术领域
本发明属于聚合物物理特性测试技术领域，特别涉及一种聚合物薄板起拱特性测试装置及方法。
背景技术
判断聚合物的耐久性和美观性中的一项重要指标就是聚合物的起拱情况，影响着聚合物的实际用途与整体特性。聚合物的起拱特性是服装用品的重要物理特性之一，它是用来衡量聚合物的舒适性耐久性和美观性的重要依据，也是消费者衡量聚合物质优劣的决定性因素之一。因此对聚合物的起拱特性进行研究在聚合物的研发中显得尤为重要。
国内外广泛使用的聚合物起拱性能测试方法大多均为稳态方法，通过聚合物伸长回复表征聚合物的单方面的伸长，与现实生活穿着中聚合物发生的三维变形有一定的差距，测试数据会与实际情况存在较大偏差。
现有技术中的动态（非稳态）测试法由于具有快速、多参数测量等特点，越来越多的受到了人们的关注。中国专利CN 107703005 A公开了一种纺织品抗弯曲抗扭转特性测试装置及方法，该装置是通过在纺织品测试部位水平和竖直方向设立扭转和弯曲测试组件，获取纺织品弯曲力和扭转力作用下的压力及拉力随时间变化曲线，用来评价纺织品抗弯曲抗扭转特性。但是该专利中变量比较单一，容易引起误差，而且施加的力是通过外部加压机直接控制，而且该方法也难以适用于聚合物薄板起拱特性的测试。
综上，现有技术仍然无法较为客观真实地测试聚合物薄板起拱特性，因此，也就很难准确利用聚合物薄板起拱特性来判断或评价聚合物的特性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种快速、准确的聚合物薄板起拱特性测试装置及方法，以解决现有技术存在的问题。
本发明的技术解决方案是，提供一种以下结构的聚合物薄片起拱特性测试装置，包括送料组件、检测组件、测试台和支撑组件；所述送料组件与所述测试台连接，所述测试台用于放置待测试聚合物薄片，通过所述送料组件带动所述测试台运动，以将所述测试台置于所述检测组件的下方，所述检测组件包括位移传感器和力传感器探头，所述力传感器探头置于所述检测组件的下端，用于向下顶压所述待测试聚合物薄片，所述位移传感器用于检测所述力传感器探头向下移动的位移；所述送料组件、检测组件、测试台均设置于所述支撑组件上。检测组件的电动机带动滚珠丝杆转动，滚珠丝杆的转动带动力传感器探头往下移动，聚合物薄片在支架的正下端，力传感器探头对聚合物波薄片进行顶压，通过位移传感器选定位移量、力传感器选定压力值来测量得到聚合物薄片的起拱性能的强弱。
可选的，所述的送料组件包括第一电机、电机底座、第一联轴器、减速器曲轴、销钉和连杆，所述第一电机设置于电机底座上，并经减速器连接，所述减速器通过第一联轴器与所述曲轴连接，所述曲轴和连杆之间通过所述销钉铰接，所述连杆与测试台连接，以带动所述测试台运动。
可选的，所述检测组件还包括第二电机、电动机底板、第二联轴器、滚珠丝杆、感应贴片、滚轮、滚轮导轨、传感器固定架、滚珠和丝杆底板，所述第二电机下方设有电动机底板，第二联轴器设于第二电动机正下方，所述第二电机经第二联轴器与所述滚珠丝杆连接，所述滚珠丝杆的最下方设有丝杆底板，在滚珠丝杆的侧方设有位移传感器，所述滚轮套设于所述滚珠丝杆上，并与所述滚轮导轨配合，滚轮导轨上设有传感器固定架，在传感器固定架上设有感应贴片，感应贴片与所述位移传感器配合检测位移量，传感器固定架上竖直设有力传感器探头，力传感器探头的下端为半球形，所述滚珠设置在所述滚轮上并与所述滚轮导轨配合。
可选的，所述测试台包括固定架和固定夹，所述固定架上方用于放置待测试聚合物薄片，固定架为方形，并与连杆连接，其中四条边上设有固定夹并用螺丝固定。
可选的，所述支撑组件包括支架底板、滑块、支架和滑块导轨，在支架底板的左上方设有第一立柱，第一立柱上方设有第一电机，在支架底板的上方中间位置平行设有滑块导轨、滑块导轨上有滑块连接于固定架的底部，在滑块导轨左侧设有第二立柱，第二立柱上设有送料组件，在滑块导轨上方设有支架。
可选的，所述丝杆底板水平连接于滚轮导轨上，由滚轮导轨支撑并确定运动轨迹；丝杆底板与滚珠丝杠接触的通孔中带有螺纹，与滚珠丝杠通过螺纹配合，实现由滚珠丝杆的转动带动丝杆底板沿滚轮导轨上下往复运动。
本发明还提供了一种聚合物薄片起拱特性测试方法，基于所述的聚合物薄片起拱特性测试装置，包括以下步骤：
1）将待测聚合物薄片放置于测试台上，由送料组件将所述测试台传输至检测组件的下方；
2）检测组件带动力传感器探头往下运动，用于向下顶压所述待测试聚合物薄片，并检测其所述受到的压力值，所述位移传感器与感应贴片配合检测所述力传感器探头向下的位移；分别进行定位移量下的压力值检测和定压力值下的位移量检测。
可选的，在检测组件中，由第二电机带动滚珠丝杆转动，滚珠丝杆的转动带动力传感器探头往下移动，力传感器探头对聚合物波薄片进行顶压，通过位移传感器选定位移量、力传感器探头选定压力值来测量得到聚合物薄片起拱性特性的强弱。
可选的，所述的测试方法通过测试数据可以得到力传感器探头顶压聚合物薄片产生的压力值和位移变化量两个特性指标，能够用来评价聚合物薄片的起拱特性。
采用本发明，与现有技术相比，具有以下优点：本发明通过曲柄滑块传动机构及滚珠丝杠升降机构实现测试装置精准快速的上下往复运动，无需过多的尺寸配合，因此精度要求不高，容易实现，成本较低，通过把聚合物起拱特性的测试转化为接触过程中的位移传感器的位移量和力传感器探头的压力值的测量，可以较客观的获得聚合物起拱特性，在一次测量中得到聚合物位移量和压力值两个特性指标，能够应用于聚合物检测行业，实现聚合物起拱特性的快速测量测试。
附图说明
图1为聚合物起拱性能测试装置的整体结构图；
图中：第一电机1、电动机底座2、第一联轴器3、减速器4、曲轴5、销钉6、连杆7、轴承座8、位移传感器9、第二电机10、第二联轴器11、滚珠丝杆12、感应贴片13、滚轮14、滚轮导轨15、传感器固定架16、滚珠17、力传感器探头18、丝杆底板19、固定架20、固定夹21、滑块22、滑块导轨23、支架底板24、支架25、第一立柱26、第二立柱27。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施进行详细说明。
本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。此外，本发明之附图中为了示意的需要，并没有完全精确地按照实际比例绘制，在此予以说明。
如图1所示，示意了一种聚合物薄片起拱特性测试装置的结构，测试装置包括送料组件、检测组件、测试台、支撑组件（机架）。送料组件包括第一电机1、电机底座2、第一联轴器3、减速器4、曲轴5、销钉6和连杆7，电机底座2右侧设有第一联轴器3，减速器4设于第一联轴器3右侧，减速器4和曲轴5之间设有第一联轴器3，曲轴5和连杆7之间设有销钉6。检测组件包括第二电机10、电动机底板8、第二联轴器11、位移传感器9、轴承座8、滚珠丝杆12、感应贴片13、滚轮14、滚轮导轨15、传感器固定架16、滚珠17、力传感器探头18和丝杆底板19，第二电机10下方设有电动机底板8，第二联轴器11设于第二电机10正下方，滚珠丝杆12设于联轴器10的下方，滚珠丝杆12的最下方设有丝杆底板19，在滚珠丝杆12的左侧设有位移传感器9，滚轮14和滚轮导轨15组成升降机构，滚轮导轨15上设有传感器固定架16，在感应器固定架16上设有感应贴片13，传感器固定架16最外侧设有力传感器探头18。测试台包括固定架20、固定夹21，在正方形固定架上20放有试样聚合物，固定架20四条边上设有固定夹21并用螺丝固定，支撑组件包括支架底板24、滑块22、支架25、滑块导轨23在支架底板的左上方设有第一立柱26，第一立柱26上方设有第一电机1，在下底板的中间设有平行的滑块导轨23、滑块导轨上有滑块22用来连接固定架20，在滑块导轨23左侧设有第二立柱27，第二立柱27上设有送料组件，在滑块导轨23的正上方设有支架25。
所述丝杆底板19水平连接于滚轮导轨15上，由滚轮导轨15支撑并确定运动轨迹；丝杆底板19与滚珠丝杠12接触的通孔中带有螺纹，与滚珠丝杠12通过螺纹配合，实现由滚珠丝杆12的转动带动丝杆底板19沿滚轮导轨15上下往复运动。
第一电机1带动曲柄滑块转动轴转动，从而带动与移动轴相连的的固定架21在滑块导轨23左右移动，实现自动送料和退料功能。
第二电机10带动滚珠丝杆12转动，滚珠丝杆12的转动带动力传感器探头18往下移动，聚合物薄片在支架25的正下端，力传感器探头18对聚合物波薄片进行顶压，通过位移传感器9选定位移量、力传感器探头18选定压力值来测量得到聚合物薄片的起拱性能的强弱。
一种聚合物薄板起拱特性方法，基于上述聚合物薄板起拱特性测试装置，包括以下步骤：
1) 将待测聚合物薄片放置于测试台上，由送料组件将所述测试台传输至检测组件的下方；
2) 检测组件带动力传感器探头往下运动，用于向下顶压所述待测试聚合物薄片，并检测其所述受到的压力值，所述位移传感器与感应贴片配合检测所述力传感器探头向下的位移；分别进行定位移量下的压力值检测和定压力值下的位移量检测。
具体的测试方法为：开始测试之前先检查仪器，然后接通电源，将待测聚合物样本水平放置在固定架20上，水平送料机构通过第一电机1带动曲柄滑块推动固定架20往右送料到检测机构的下端。启动第二电机10，第二电机10控制滚珠丝杆12转动，滚珠丝杆12的转动带动力传感器探头18对在固定架20中的聚合物进行顶压，使聚合物形成起拱状态。在定位移的情况下通过压力传感器测量测试点所受到的压力（弹性力），对测量过程中得到的压力曲线进行分析并定义相应的评价指标，可以对聚合物的起拱性能进行评价；或者在定力的情况下通过位移传感器测出来位移得到的位移曲线进行分析并定义相应的评价指标，通过上述得到的两个评价指标对聚合物的起拱性能进行客观的评价与比较。
在本实施案例中，测试聚合物起拱性能的方法和装置能很好的完成能完成对聚合物起拱性能测试，并且高效、简单、快速 。
测试数据计算可以得到产生的压力值和位移变化量两个特性指标：
（1）压力值，利用位移传感器选定额定位移，看不同的聚合物达到相同的起拱变形位置时产生的力，通过比较力的大小得到力的曲线，从而判断起拱性能的好坏。力越大表明聚合物的起拱性能越差，抗变形能力越好。
（2）位移变化量，利用力传感器规定额定压力，看不同聚合物受到相同压力时产生的变形位移，通过比较位移的大小得到位移曲线，从而判断起拱性能的好坏。位移越小表明聚合物的起拱性能越差，抗变形能力越好。
以上仅就本发明的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。总之，凡在本发明独立权利要求的保护范围内的所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种聚合物薄片起拱特性测试装置，其特征在于：包括送料组件、检测组件、测试台和支撑组件；所述送料组件与所述测试台连接，所述测试台用于放置待测试聚合物薄片，通过所述送料组件带动所述测试台运动，以将所述测试台置于所述检测组件的下方，所述检测组件包括位移传感器（9）和力传感器探头（18），所述力传感器探头（18）置于所述检测组件的下端，用于向下顶压所述待测试聚合物薄片，所述位移传感器（9）用于检测所述力传感器探头（18）向下移动的位移；所述送料组件、检测组件、测试台均设置于所述支撑组件上。
2.根据权利要求1所述的聚合物薄片起拱特性测试装置，其特征在于：所述的送料组件包括第一电机(1)、电机底座(2)、第一联轴器(3)、减速器(4)、曲轴(5)、销钉(6)和连杆(7)，所述第一电机(1)设置于电机底座(2)上，并经减速器(4)连接，所述减速器(4)通过第一联轴器(3)与所述曲轴(5)连接，所述曲轴(5)和连杆(7)之间通过所述销钉(6)铰接，所述连杆(7)与测试台连接，以带动所述测试台运动。
3.根据权利要求1所述的聚合物薄片起拱特性测试装置，其特征在于：所述检测组件还包括第二电机(10)、电动机底板(8)、第二联轴器(11)、滚珠丝杆(12)、感应贴片(13)、滚轮(14)、滚轮导轨(15)、传感器固定架(16)、滚珠（17）和丝杆底板(19)，所述第二电机(10)下方设有电动机底板(8)，第二联轴器(11)设于第二电机(10)正下方，所述第二电机(10)经第二联轴器(11)与所述滚珠丝杆(12)连接，所述滚珠丝杆(12)的最下方设有丝杆底板(19)，在滚珠丝杆(12)的侧方设有位移传感器(9)，所述滚轮(14)套设于所述滚珠丝杆(12)上，并与所述滚轮导轨(15)配合，滚轮导轨(15)上设有传感器固定架(16)，在传感器固定架(16)上设有感应贴片(13)，感应贴片(13)与所述位移传感器(9)配合检测位移量，传感器固定架(16)上竖直设有力传感器探头(18)，力传感器探头(18)的下端为半球形，所述滚珠（17）设置在所述滚轮(14)上并与所述滚轮导轨（15）配合。
4.根据权利要求2所述的聚合物薄片起拱特性测试装置，其特征在于：所述测试台包括固定架(20)和固定夹(21)，所述固定架 (20)上方用于放置待测试聚合物薄片，固定架(20)为方形，并与连杆(7)连接，其中四条边上设有固定夹(21)并用螺丝固定。
5.根据权利要求2所述的聚合物薄片起拱特性测试装置，其特征在于：所述支撑组件包括支架底板（24）、滑块(22)、支架(25)和滑块导轨(23)，在支架底板（24）的左上方设有第一立柱(26)，第一立柱(26)上方设有第一电机(1)，在支架底板（24）的上方中间位置平行设有滑块导轨(23)，滑块导轨(23)上设有滑块(22)，滑块(22)连接于固定架(20)的底部，在滑块导轨(23)左侧设有第二立柱(27)，第二立柱(27)上设有送料组件，在滑块导轨(23)上方设有支架(25)。
6.据权利要求3所述的聚合物薄片起拱特性测试装置，其特征在于：所述丝杆底板(19)水平连接于滚轮导轨(15)上，由滚轮导轨(15)支撑并确定运动轨迹；丝杆底板(19)与滚珠丝杠(12)接触的通孔中带有螺纹，与滚珠丝杠(12)通过螺纹配合，实现由滚珠丝杆(12)的转动带动丝杆底板(19)沿滚轮导轨(15)上下往复运动。
7.一种聚合物薄片起拱特性测试方法，基于权利要求1-6任意一项所述的聚合物薄片起拱特性测试装置，包括以下步骤：
将待测聚合物薄片放置于测试台上，由送料组件将所述测试台传输至检测组件的下方；
检测组件带动力传感器探头往下运动，用于向下顶压所述待测试聚合物薄片，并检测其所述受到的压力值，所述位移传感器与感应贴片配合检测所述力传感器探头向下的位移；分别进行定位移量下的压力值检测和定压力值下的位移量检测。
8.根据权利要求书7所述的聚合物薄片起拱特性测试方法，其特征在于：在检测组件中，由第二电机(10)带动滚珠丝杆(12)转动，滚珠丝杆(12)的转动带动力传感器探头(18)往下移动，力传感器探头(18)对聚合物波薄片进行顶压，通过位移传感器(9)选定位移量、力传感器探头(18)选定压力值来测量得到聚合物薄片起拱特性的强弱。
9.根据权利要求书8所述的聚合物薄片起拱特性测试方法，其特征在于：所述的测试方法通过测试数据可以得到力传感器探头顶压聚合物薄片产生的压力值和位移变化量两个特性指标，能够用来评价聚合物薄片的起拱特性。
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