CN114034424B - 一种超细纤维高低温环境张力检测装置及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及纤维检测技术领域，具体涉及一种超细纤维高低温环境张力检测装置及其检测方法。本发明设计的动态夹持机构和静态夹持机构均可以夹持三根超细纤维，测量时可以同时测量超细纤维的静态张力和动态张力，避免动态张力和静态张力分开测量所产生的系统误差，同时测量结果可以取平均值提高结果的可靠性。设计的动态夹持机构下方设置有张紧轮，可以使环形超细纤维贴紧凹槽伸直，防止转动时超细纤维打滑，影响测量结果，且设计的弹簧压缩时可以给张紧轮一个作用力，保证张紧轮始终压紧超细纤维。设计的静态夹持机构设置有毛面便于固定超细纤维，并通过电磁铁使粘贴板贴紧静态夹持槽，提升夹持可靠性，然后通过转动夹持杆，使超细纤维伸直。
Description
技术领域
本发明涉及纤维检测技术领域，具体涉及一种超细纤维高低温环境张力检测装置及其检测方法。
背景技术
在纤维加工过程中，纤维张力是一个十分重要的参数，张力的大小直接关系到产品质量、生产效率和后续加工的顺利进行。因此，张力的检测与控制对于纤维的生产效率有很重要的意义。如果不能准确掌握限位的张力，在生产和应用环节纤维会非常容易发生断裂，造成不良影响。
虽然现在已经有很多纤维检测装置但是目前已有的纤维检测装置大多是采用静态检测的方法，但是在纤维生产和应用过程中纤维可能会在动态和静态两种状态之间切换，因此设计一种纤维张力测量装置，在不同的温度条件下同时测量纤维的动态和静态张力变化，可以有效降低测量的系统误差，提高测量效果，对于纤维生产和应用领域意义重大。
发明内容
针对上述技术背景提到的不足，本发明的目的在于提供一种超细纤维高低温环境张力检测装置及其检测方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种超细纤维高低温环境张力检测装置，包括防护箱、动态夹持机构、静态夹持机构和张力检测机构，所述防护箱包括箱体，箱体左侧设置有两个进风管，箱体右侧设置有一个出风管，箱体前方设置有盖板，箱体靠近盖板的位置开有检测腔，箱体内部设置有隔离板，隔离板靠近盖板的一侧设置有升降槽，隔离板远离盖板的一侧设置有动力腔，进风管、出风管和检测腔连通。
进一步的，所述动态夹持机构包括设置在隔离板上的两个转轮，转轮圆柱面上开有三个线性分布的凹槽，转轮远离靠近隔离板的一端设置有第一电机，第一电机固定在隔离板上，第一电机输出端和转轮固定连接，转轮下方设置有升降板，升降板下方设置有两个平行分布的升降座，升降座固定在检测腔下表面，升降板上表面开有两组对称分布的T型滑槽，T型滑槽内设置有限位板，限位板靠近T型滑槽内侧的位置设置有两个平行分布的限位弹簧，限位弹簧两端分别和限位板、T型滑槽内壁固定连接。
进一步的，所述右侧的一组限位板远离限位弹簧的一侧设置有第一张紧座，第一张紧座下端设置有第一T型滑块，第一T型滑块和T型滑槽配合，第一张紧座上部转动连接有第一张紧轮，第一张紧轮和凹槽配合。
进一步的，所述左侧的一组限位板限位板远离限位弹簧的一侧设置有第二张紧座，第二张紧座下端设置有第二T型滑块，第二T型滑块和T型滑槽配合，第二张紧座上部转动连接有第二张紧轮，第二张紧轮和凹槽配合，第二张紧轮两侧设置有对称分布的弧形导向板。
进一步的，所述静态夹持机构包括设置在隔离板上的两个第二电机，第二电机输出端固定有夹持杆，夹持杆圆柱面上开有三个线性分布的静态夹持槽，静态夹持槽底面开有滑槽，夹持杆远离第二电机的一端开有圆形槽，圆形槽和滑槽连通，夹持杆远离第二电机的一端设置有电磁铁，圆形槽内滑动设置有滑动杆，滑动杆圆柱面上设置有三个线性分布的夹持块，夹持块靠近电磁铁的侧面粘贴有粘贴板，粘贴板靠近电磁铁的侧面为毛面。
进一步的，所述电磁铁内开有电磁腔，电磁腔内设置有铁芯，铁芯和圆形槽配合。
进一步的，所述滑动杆远离电磁铁的一端固定连接有复位弹簧，复位弹簧远离滑动杆的一端和圆形槽底面固定连接。
进一步的，所述张力检测机构包括设置在升降滑槽内的两个升降台，升降台和升降滑槽滑动连接，升降台上设置有三个线性分布的张力测量座，升降台靠近升降滑槽的位置螺纹连接有丝杠，丝杠下端固定连接有第三电机，第三电机固定在隔离板上，丝杠上端和检测腔上表面转动连接。
进一步的，所述张力测量座下表面设置有压敏传感器，压敏传感器设置在升降台上，张力测量座内侧设置有温度传感器，张力测量座上部转动连接有转轴，转轴上固定连接有张力轮，张力轮圆柱面上开有弧形凹槽。
进一步的，所述张力检测步骤如下：
S1、将待测的环形超细纤维套在动态夹持机构的凹槽内，将待测的线性超细纤维粘贴在静态夹持机构的毛面上，并开启电磁铁夹紧超细纤维；
S2、控制升降座将升降板向上移动，带动第一张紧轮贴紧凹槽，使环形超细纤维贴紧转轮，开启第二电机转动带动夹持杆转动，使线性超细纤维保持水平；
S3、关闭盖板，向检测腔内通风，当温度传感器达到预设温度时，启动第一电机，启动第三电机带动两个升降台向上移动；
S4、升降台上的张力轮靠近超细纤维，受张力作用，压敏传感器数值变化；
S5、通过记录压敏传感器和张力轮上升的距离，并输入控制中心即可得到超细纤维的伸长量和张力大小；
S6、多组数据取平均值保证提高测量结果的可靠性。
本发明的有益效果：
1、本发明设计的动态夹持机构和静态夹持机构均可以夹持三根超细纤维，测量时可以同时测量超细纤维的静态张力和动态张力，避免动态张力和静态张力分开测量所产生的系统误差，同时测量结果可以取平均值提高结果的可靠性。
2、本发明设计的动态夹持机构下方设置有张紧轮，可以使环形超细纤维贴紧凹槽伸直，防止转动时超细纤维打滑，影响测量结果，且设计的弹簧压缩时可以给张紧轮一个作用力，保证张紧轮始终压紧超细纤维。
3、本发明设计的静态夹持机构设置有毛面便于固定超细纤维，并通过电磁铁使粘贴板贴紧静态夹持槽，提升夹持可靠性，然后通过转动夹持杆，使超细纤维伸直。设计的张力检测机构的两组张紧从测量座在初始位置距离超细纤维的距离是相同的，可直观测量的测量出静态张力和动态张力。
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，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是本发明的内部结构示意图；
图2是本发明的外部结构示意图；
图3是本发明的内部结构上视图；
图4是动态夹持机构的结构示意图；
图5是动态夹持机构的爆炸结构示意图；
图6是静态夹持机构的结构示意图；
图7是静态夹持机构的爆炸结构示意图；
图8是静态夹持机构的局部A示意图；
图9是电磁铁的结构示意图；
图10是张力检测机构的结构示意图；
图11是张力测量座的结构示意图。
图中标号说明：
1、防护箱；11、箱体；111、检测腔；112、隔离板；1121、升降滑槽；113、动力腔；12、进风管；13、盖板；14、出风管；2、动态夹持机构；21、转轮；211、凹槽；22、第一电机；23、第一张紧座；231、第一T型滑块；232、第一张紧轮；24、升降板；241、T型滑槽；242、限位板；243、限位弹簧；25、升降座；26、第二张紧座；261、第二T型滑块；262、第二张紧轮；263、弧形导向板；3、静态夹持机构；31、夹持杆；311、圆形槽；312、静态夹持槽；313、滑槽；32、第二电机；33、电磁铁；331、电磁腔；332、铁芯；34、滑动杆；341、夹持块；3411、粘贴板；3412、毛面；342、复位弹簧；4、张力检测机构；41、升降台；42、第三电机；43、丝杠；44、张力测量座；441、压敏传感器；442、温度传感器；443、转轴；444、张力轮；4441、弧形凹槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
一种超细纤维高低温环境张力检测装置及其检测方法，包括防护箱1、动态夹持机构2、静态夹持机构3和张力检测机构4。如图1、2、3、10所示，防护箱1包括箱体11，箱体11左侧设置有两个进风管12，箱体11右侧设置有一个出风管14，箱体11前方设置有盖板13，箱体11靠近盖板13的位置开有检测腔111，箱体11内部设置有隔离板112，隔离板112靠近盖板13的一侧设置有升降槽1121，隔离板112远离盖板13的一侧设置有动力腔113，进风管12、出风管14和检测腔111连通。
如图1、3、4、5所示，动态夹持机构2包括设置在隔离板112上的两个转轮21，转轮21圆柱面上开有三个线性分布的凹槽211，转轮21远离靠近隔离板112的一端设置有第一电机22，第一电机22固定在隔离板112上，第一电机22输出端和转轮21固定连接。转轮21下方设置有升降板24，升降板24下方设置有两个平行分布的升降座25，升降座25固定在检测腔111下表面。升降板24上表面开有两组对称分布的T型滑槽241，T型滑槽241内设置有限位板242，限位板242靠近T型滑槽241内侧的位置设置有两个平行分布的限位弹簧243，限位弹簧243两端分别和限位板242、T型滑槽241内壁固定连接。右侧的一组限位板242远离限位弹簧243的一侧设置有第一张紧座23，第一张紧座243下端设置有第一T型滑块231，第一T型滑块231和T型滑槽241配合。第一张紧座243上部转动连接有第一张紧轮232。第一张紧轮232和凹槽211配合。
左侧的一组限位板限位板242远离限位弹簧243的一侧设置有第二张紧座26，第二张紧座26下端设置有第二T型滑块261，第二T型滑块261和T型滑槽241配合，第二张紧座26上部转动连接有第二张紧轮233，第二张紧轮233和凹槽211配合，第二张紧轮233两侧设置有对称分布的弧形导向板263，可将出风管14吹出的空气导向斜上方，保证检测腔111内部的温度更快达到均匀分布的状态。
如图1、3、6、7、8、9所示，静态夹持机构3包括设置在隔离板112上的两个第二电机32，第二电机32输出端固定有夹持杆31，夹持杆31圆柱面上开有三个线性分布的静态夹持槽312，静态夹持槽312底面开有滑槽313，夹持杆31远离第二电机32的一端开有圆形槽311，圆形槽311和滑槽313连通。夹持杆31远离第二电机32的一端设置有电磁铁33，电磁铁33内开有电磁腔331，电磁腔331内设置有铁芯332，铁芯332和圆形槽311配合。圆形槽311内滑动设置有滑动杆34，滑动杆34圆柱面上设置有三个线性分布的夹持块341，滑动杆34远离电磁铁33的一端固定连接有复位弹簧342，复位弹簧342远离滑动杆34的一端和圆形槽311底面固定连接。夹持块341靠近电磁铁33的侧面粘贴有粘贴板3411，粘贴板3411靠近电磁铁33的侧面为毛面3412。可以将超细纤维粘贴在毛面3412，然后启动电磁铁33，吸附滑动杆34，进而带动夹持块341和粘贴板3411夹紧静态夹持槽312。
如图1、10、11所示，张力检测机构4包括设置在升降滑槽1121内的两个升降台41，升降台41和升降滑槽1121滑动连接，升降台41上设置有三个线性分布的张力测量座44，升降台41靠近升降滑槽1121的位置螺纹连接有丝杠43，丝杠43下端固定连接有第三电机42，第三电机42固定在隔离板112上。丝杠43上端和检测腔111上表面转动连接。
张力测量座44下表面设置有压敏传感器441，压敏传感器441设置在升降台41上，张力测量座44内侧设置有温度传感器442，张力测量座44上部转动连接有转轴443，转轴443上固定连接有张力轮444，张力轮444圆柱面上开有弧形凹槽4441。
张力检测步骤如下：
S1、将待测的环形超细纤维套在动态夹持机构2的凹槽211内，将待测的线性超细纤维粘贴在静态夹持机构3的毛面3412上，并开启电磁铁33夹紧超细纤维；
S2、控制升降座25将升降板24向上移动，带动第一张紧轮232贴紧凹槽211，使环形超细纤维贴紧转轮21，开启第二电机32转动带动夹持杆31转动，使线性超细纤维保持水平；
S3、关闭盖板13，向检测腔111内通风，当温度传感器442达到预设温度时，启动第一电机22，启动第三电机42带动两个升降台41向上移动；
S4、升降台41上的张力轮444靠近超细纤维，受张力作用，压敏传感器441数值变化；
S5、通过记录压敏传感器和张力轮444上升的距离，并输入控制中心即可得到超细纤维的伸长量和张力大小；
S6、多组数据取平均值保证提高测量结果的可靠性。
工作原理如下：
该装置工作时，首先将三个环形超细纤维套在凹槽211上，然后将三个线性超细纤维粘贴在毛面3412，再驱动升降板24上升，使环形超细纤维贴紧凹槽211并处于伸直的状态，然后开启电磁铁33夹紧超细纤维，开启第二电机32转动带动夹持杆31转动，使线性超细纤维保持水平。此时两组升降台41上的张力轮444和超细纤维的距离相同。
关闭盖板13开启进风管12，向检测腔111内通风，当温度传感器442达到预设温度时，启动第一电机22，启动第三电机42带动两个升降台41向上移动，当张力轮444贴近超细纤维时，压敏传感器441监测压力变化，并通过第三电机42转动的角度记录张力轮444上升的距离，通过计算即可得到超细纤维的张力变化。
当测量结束后，可以取下将该装置恢复原位，此时夹持块341在复位弹簧342作用下恢复原位，两组张紧轮在限位弹簧243的作用下恢复原位。
有益效果如下：
设置的动态夹持机构2和静态夹持机构3均可以夹持三根超细纤维，测量时可以同时测量超细纤维的静态张力和动态张力，避免动态张力和静态张力分开测量所产生的系统误差，同时测量结果可以取平均值提高结果的可靠性。
设置的动态夹持机构2下方设置有张紧轮，可以使环形超细纤维贴紧凹槽伸直211，防止转动时超细纤维打滑，影响测量结果，且设计的弹簧243压缩时可以给张紧轮一个作用力，保证张紧轮始终压紧超细纤维。
设置的静态夹持机构3设置有毛面3412便于固定超细纤维，并通过电磁铁33使粘贴板3411贴紧静态夹持槽312，提升夹持可靠性，然后通过转动夹持杆31，使超细纤维伸直。
设置的张力检测机构4的两组张紧从测量座在初始位置距离超细纤维的距离是相同的，可直观测量的测量出静态张力和动态张力。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (9)
1.一种超细纤维高低温环境张力检测装置，包括防护箱(1)、动态夹持机构(2)、静态夹持机构(3)和张力检测机构(4)，其特征在于，所述防护箱(1)包括箱体(11)，箱体(11)左侧设置有两个进风管(12)，箱体(11)右侧设置有一个出风管(14)，箱体(11)前方设置有盖板(13)，箱体(11)靠近盖板(13)的位置开有检测腔(111)，箱体(11)内部设置有隔离板(112)，隔离板(112)靠近盖板(13)的一侧设置有升降槽(1121)，隔离板(112)远离盖板(13)的一侧设置有动力腔(113)，进风管(12)、出风管(14)和检测腔(111)连通；
所述动态夹持机构(2)包括设置在隔离板(112)上的两个转轮(21)，转轮(21)圆柱面上开有三个线性分布的凹槽(211)，转轮(21)远离靠近隔离板(112)的一端设置有第一电机(22)，第一电机(22)固定在隔离板(112)上，第一电机(22)输出端和转轮(21)固定连接，转轮(21)下方设置有升降板(24)，升降板(24)下方设置有两个平行分布的升降座(25)，升降座(25)固定在检测腔(111)下表面，升降板(24)上表面开有两组对称分布的T型滑槽(241)，T型滑槽(241)内设置有限位板(242)，限位板(242)靠近T型滑槽(241)内侧的位置设置有两个平行分布的限位弹簧(243)，限位弹簧(243)两端分别和限位板(242)、T型滑槽(241)内壁固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种超细纤维高低温环境张力检测装置，其特征在于，所述右侧的一组限位板(242)远离限位弹簧(243)的一侧设置有第一张紧座(23)，第一张紧座(243)下端设置有第一T型滑块(231)，第一T型滑块(231)和T型滑槽(241)配合，第一张紧座(243)上部转动连接有第一张紧轮(232)，第一张紧轮(232)和凹槽(211)配合。
3.根据权利要求1所述的一种超细纤维高低温环境张力检测装置，其特征在于，所述左侧的一组限位板限位板(242)远离限位弹簧(243)的一侧设置有第二张紧座(26)，第二张紧座(26)下端设置有第二T型滑块(261)，第二T型滑块(261)和T型滑槽(241)配合，第二张紧座(26)上部转动连接有第二张紧轮(233)，第二张紧轮(233)和凹槽(211)配合，第二张紧轮(233)两侧设置有对称分布的弧形导向板(263)。
4.根据权利要求1所述的一种超细纤维高低温环境张力检测装置，其特征在于，所述静态夹持机构(3)包括设置在隔离板(112)上的两个第二电机(32)，第二电机(32)输出端固定有夹持杆(31)，夹持杆(31)圆柱面上开有三个线性分布的静态夹持槽(312)，静态夹持槽(312)底面开有滑槽(313)，夹持杆(31)远离第二电机(32)的一端开有圆形槽(311)，圆形槽(311)和滑槽(313)连通，夹持杆(31)远离第二电机(32)的一端设置有电磁铁(33)，圆形槽(311)内滑动设置有滑动杆(34)，滑动杆(34)圆柱面上设置有三个线性分布的夹持块(341)，夹持块(341)靠近电磁铁(33)的侧面粘贴有粘贴板(3411)，粘贴板(3411)靠近电磁铁(33)的侧面为毛面(3412)。
5.根据权利要求4所述的一种超细纤维高低温环境张力检测装置，其特征在于，所述电磁铁(33)内开有电磁腔(331)，电磁腔(331)内设置有铁芯(332)，铁芯(332)和圆形槽(311)配合。
6.根据权利要求4所述的一种超细纤维高低温环境张力检测装置，其特征在于，所述滑动杆(34)远离电磁铁(33)的一端固定连接有复位弹簧(342)，复位弹簧(342)远离滑动杆(34)的一端和圆形槽(311)底面固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种超细纤维高低温环境张力检测装置，其特征在于，所述张力检测机构(4)包括设置在升降滑槽(1121)内的两个升降台(41)，升降台(41)和升降滑槽(1121)滑动连接，升降台(41)上设置有三个线性分布的张力测量座(44)，升降台(41)靠近升降滑槽(1121)的位置螺纹连接有丝杠(43)，丝杠(43)下端固定连接有第三电机(42)，第三电机(42)固定在隔离板(112)上，丝杠(43)上端和检测腔(111)上表面转动连接。
8.根据权利要求7所述的一种超细纤维高低温环境张力检测装置，其特征在于，所述张力测量座(44)下表面设置有压敏传感器(441)，压敏传感器(441)设置在升降台(41)上，张力测量座(44)内侧设置有温度传感器(442)，张力测量座(44)上部转动连接有转轴(443)，转轴(443)上固定连接有张力轮(444)，张力轮(444)圆柱面上开有弧形凹槽(4441)。
9.一种超细纤维高低温环境张力检测方法，由权利要求1-8任一项所述的一种超细纤维高低温环境张力检测装置执行，其特征在于，张力检测步骤如下：
S1、将待测的环形超细纤维套在动态夹持机构(2)的凹槽(211)内，将待测的线性超细纤维粘贴在静态夹持机构(3)的毛面(3412)上，并开启电磁铁(33)夹紧超细纤维；
S2、控制升降座(25)将升降板(24)向上移动，带动第一张紧轮(232)贴紧凹槽(211)，使环形超细纤维贴紧转轮(21)，开启第二电机(32)转动带动夹持杆(31)转动，使线性超细纤维保持水平；
S3、关闭盖板(13)，向检测腔(111)内通风，当温度传感器(442)达到预设温度时，启动第一电机(22)，启动第三电机(42)带动两个升降台(41)向上移动；
S4、升降台(41)上的张力轮(444)靠近超细纤维，受张力作用，压敏传感器(441)数值变化；
S5、通过记录压敏传感器和张力轮(444)上升的距离，并输入控制中心即可得到超细纤维的伸长量和张力大小；
S6、多组数据取平均值保证提高测量结果的可靠性。
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