CN206609774U - 一种半自动蓬松度测试仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种半自动蓬松度测试仪，包括机架、试样筒（9）、压盘、电磁铁（12）、挂线（15）、导线、绕线轮（5）、称重传感器（7）、电机（4）、激光位移传感器（2）和控制单元（6）。该半自动蓬松度测试仪实现了，试验标准规定的压盘真正自由下落，压盘停止在试样表面时，是否保持水平的自动判断，克服了已有蓬松度测试仪器无法实现试样标准规定的压盘真正自由下落，试验误差大，在压盘停止在试样表面时，无法自动判断压盘是否保持水平的缺点。

Description

一种半自动蓬松度测试仪

技术领域

本实用新型涉及一种测试仪器，尤其涉及一种半自动蓬松度测试仪，用于羽毛、羽绒及其制品填充料的蓬松度试验。

背景技术

蓬松度是羽毛、羽绒及其制品填充料的重要指标，这个指标主要根据GB/T 10288-2003、GB/T 14272-2011、FZ/T 80001-2002、BS EN 12130-1998、JIS L1903-2011、IDFB2006、AS 2479等常用试验标准得到。

这些试验标准规定的一般试验步骤是，在一定内径的上不开口下部密封的圆筒形容器内，加入经过预处理的试样，采用吹风或搅拌的方式使试样充分蓬松，然后将一定重量的压盘以一定的下落方式下落，直至接触到试样，记录试样的初始体积，然后继续以一定的下落方式下落，直至压盘停止下落，判断压盘是否水平，如果压盘水平，记录试样在压盘压力下的体积，即可得到试样的蓬松度值。

虽然这些试验标准的试验原理相同，试验步骤相似，但标准规定的圆筒形容器的内径、压盘的直径、压盘的重量、压盘的下落方式则有所不同。一般地，在进行检测时，由用户根据出/入口国的要求确定试验标准。为减小仪器投入和方便操作者使用，要求仪器应具有较高的通用性和自动化程度。

现有的仪器一般采用在压盘上设置挂钩的方式悬挂压盘，采用步进电机配合编码器的方法测量压盘高度，具有以下缺点：无法实现压盘真正的自由下落，试验误差大；压盘停止在试样表面时，不能自动判断压盘是否保持水平。

发明内容

本实用新型旨在克服现有蓬松度测试仪的缺点，提供一种半自动蓬松度测试仪。

本实用新型的半自动蓬松度测试仪包括机架、试样筒（9）、压盘、电磁铁（12）、挂线（15）、导线、绕线轮（5）、称重传感器（7）、电机（4）、激光位移传感器（2）和控制单元（6）。

机架包括主框架（1）、设于主框架（1）上方的吊臂（13）和固定在主框架上用于支撑吊臂（13）的立柱（16）。为美观的原因，可采用具有中空结构的吊臂（13）和立柱（16），挂线（15）可在其中穿过；主框架（1）的前半部分可用于放置称重传感器（7），称重盘（8）和试样筒（9）；后半部分可设置一个箱体，用于安装绕线轮（5）、电机（4）、控制单元（6）等无需置于箱体之外的部件。

试样筒（9）为底部密封上部开口的筒型结构，仪器配置多种规格的试样筒（9），可根据试验标准而更换，以满足不同试验标准的要求。

称重传感器（7）位于主框架（1）的前半部分，用于试样筒称重；称重传感器（7）上设置称重盘（8），试样筒（9）置于称重盘（8）上。称重传感器（7）将试样筒（9）的称重结果反馈到控制单元（6），控制单元（6）会实时监控称重结果的变化，当变化超过一定值后，判断压盘刚好接触或离开试样表面，实现了压盘是否刚好接触或离开试样表面的自动判断。

压盘包括压板（10）和置于其中心的吸块（11），吸块（11）应采用软磁材料制作，以保证吸块（11）可迅速被磁化和消磁。吸块（11）迅速磁化可保证吸块（11）迅速被电磁铁（12）吸住，减小试验误差；吸块（11）迅速消磁可保证在电磁铁（12）断电后，吸块（11）可迅速离开电磁铁（12），以实现试样标准规定的压盘真正的自由下落，减小试验误差。电磁铁（12）在控制单元（6）的控制下可吸住压盘上的吸块（11），使电磁铁（12）吸住压盘一起运动，也可释放压盘上的吸块（11），使压盘自由下落。常用的试验标准包含以上两种压盘的运动方式，电磁铁吸压盘的设计方案可使仪器满足所有常用试验标准的要求。仪器会配置多种规格不同的压盘，用户可根据试样标准要求选择更换压盘，以满足不同标准的要求。

挂线（15）应为柔性线。为简化设计，可采用柔性导线作为挂线（15），将挂线（15）和导线合二为一。吊臂（13）的前端和末端装有定滑轮（14），用于支撑挂线（15）和改变挂线（15）的方向。挂线（15）的一端从吊臂的前端穿出，用于悬挂电磁铁（12），另一端缠绕在绕线轮（5）上，采用电机（4）驱动绕线轮。导线用于给电磁铁（12）供电。

激光位移传感器（2）的数量为3个或3个以上，呈圆形均布安装在压盘的上方，用于测量压盘高度，并反馈到控制单元。当压盘停止在试样表面时，控制单元（6）计算所有传感器中的最大值和最小值之差，如果超过规定值，可判定压盘倾斜，提示用户重新进进行试验，实现了压盘停止在试样表面时是否保持水平的自动判断。

控制单元（6）根据压盘高度随时间的变化，计算压盘的上升或下降速度，通过控制电机（4），控制电磁铁（12）以可控的速度上升或下降；控制单元可记录任意时刻压盘的高度，并根据刚好接触试样表面时的高度值和刚好离开试样表面的值自动计算试样的蓬松度值。

该半自动蓬松度测试仪实现了，试验标准规定的压盘真正自由下落，压盘停止在试样表面时，是否保持水平的自动判断，克服了已有蓬松度测试仪器无法实现试样标准规定的压盘真正的自由下落，试验误差大，在压盘停止在试样表面时，无法自动判断压盘是否保持水平的缺点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图和具体实施方式示意图。

具体实施方式

以下通过特定具体实例说明本实用新型的实施方法，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

以下结合附图1对本实用新型提出的内容进行详细的说明。

本实用新型的半自动蓬松度测试仪包括机架、试样筒（9）、压盘、电磁铁（12）、挂线（15）、绕线轮（5）、称重传感器（7）、电机（4）、激光位移传感器（2）和控制单元（6）。

机架包括主框架（1）、设于主框架（1）上方的吊臂（13）和固定在主框架（1）上用于支撑吊臂（13）的立柱（16），吊臂（13）和立柱（16）为中空结构，挂线（15）可在其中穿过；主框架的前半部分用于放置称重传感器（7），称重盘（7）和试样筒（9）；后半部分可设置一个箱体，用于安装绕线轮（5）、电机（4）、控制单元（6）等无需置于箱体之外的部件。

试样筒（9）为底部密封上部开口的筒型结构，根据试验标准的要求选择合适的试样筒（9）放在称重盘（8）上，将试样装入试样筒（9）后，可采用吹风或搅拌的方式使试样充分蓬松。

主框架的前半部分设有3个称重传感器（7），在称重传感器（7）上设置称重盘（8），试样筒（9）置于称重盘（8）上，可自动进行试样筒（9）称重，称重结果反馈到控制单元（6）。控制单元（6）在压盘以一定的速度下降的过程中会实时监视称重传感器（7）读数的变化，当超过一定值后，判断压盘刚好接触到试样表面。在刚好接触到试样表面后，控制单元（6）会根据试样标准的要求，控制电磁铁（12）吸住压盘以一定的速度下降，或停止运动并释放压盘，使压盘自由下落。控制单元（6）在压盘停在试样表面后，会自动计算各个称重传感器（7）中的最大读数和最小读数之差，如果超过一定值，则判定压盘未保持水平，提示操作者重新进行试验。

采用柔性导线作为挂线（15），将导线和挂线（15）合二为一。吊臂（13）的前端和末端装有定滑轮（14），用于支撑挂线（15）和改变挂线（15）的方向。挂线（15）的一端从中空的吊臂（13）前端穿出，用于悬挂电磁铁（12），另一端穿过中空的吊臂（13）和立柱（16），从立柱（16）的末端穿出，进入主框架（1）的箱体中，缠绕在置于箱体内的绕线轮（5）上。电机（4）的轴与绕线轮（5）的轴通过联轴器（3）连接，驱动绕线轮（5）转动，控制单元（6）可通过控制电机（4），使绕线轮以一定的速度缠绕或释放挂线，进而使电磁铁（12）以可控速度上升或下降；如果电磁铁（12）吸住压盘，则（12）会携带压盘以可控的速度上升或下降。

3个激光位移传感器（2）呈圆形均布安装在吊臂的下方和压盘的上方，用于检测压盘的高度，并将高度参数反馈到控制单元（6）。控制单元（6）可自动记录任意时刻压盘的高度，并根据试验初期压盘下落时刚好接触到试样时刻的高度和试验后期压盘上升时刚好离开在试样表面时刻的高度自动计算出试样的蓬松度值。

本实用新型的一般工作过程如下：

（1）将试样筒（9）置于称重盘（8）上，将试样放入试样筒（9）中；

（2）依据试验标准的要求采用自动吹风或人工搅拌的方式使试样充分蓬松；

（3）依据试验标准的要求选择合适的压盘，并使电磁铁（12）吸住压盘；

（4）控制单元（6）会根据试验标准的要求控制压盘以一定的速度下落至试样筒（9）中；

（5）在压盘的下落过程中，控制单元会实时监视称重传感器（7）的读数变化，当读数变化超过一定值时，则判断压盘已接触到试样，控制单元（6）自动记录此时的激光位移传感器测量的压盘高度；

（6）如果试验标准要求，在压盘刚好接触到试样表面后，压盘自由下落，那么控制单元（6）控制电磁铁（12）停止运动，自动释放压盘，使压盘自由下落；在满足压盘停止下落的时间标准后，控制单元（6）根据各个激光位移传感器（7）的最大值与最小值之差判断压盘是否保持水平，如果保持水平，继续进行试验，否则重新开始试验；控制单元（6）控制电磁铁（12）以一定的速度缓慢下降吸住压盘，然后以一定的速度带动压盘缓慢上升，在此过程中，控制单元（6）会实时监视称重传感器读数的变化，当读数变化超过一定值时，判断压盘刚好离开试样表面，控制单元（6）自动记录此时的激光位移传感器（2）测量的压盘高度，并计算出试样的蓬松度；

（7）如果试验标准要求，在压盘刚好接触到试样表面后，压盘以一定的速度下降，那么电磁铁（12）在控制单元（6）的控制下以试验标准规定的速度继续下降，在此过程中，控制单元（6）会实时监视称重传感器（7）读数的变化，当读数的变化超过一定值时，判断压盘已经完全压在试样上，压盘停止运动；控制单元（6）根据各个激光位移传感器（7）的最大值与最小值之差判断压盘是否保持水平，如果保持水平，继续进行试验，否则重新开始试验；在标准规定的时间后，电磁铁（12）以一定的速度带动压盘缓慢上升，在此过程中，控制单元（6）会实时监视称重传感器（7）读数的变化，当读数变化超过一定值时，则判断压盘刚好离开试样表面，控制单元（6）自动记录此时的激光位移传感器（2）测量的压盘高度，并计算出试样的蓬松度。

综上所述，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具有高度产业利用价值，可用于羽毛、羽绒及其制品填充料的蓬松度试验。

最后应说明的是：上述实例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种半自动蓬松度测试仪，其特征在于其包括机架、试样筒、压盘、电磁铁、挂线、导线、绕线轮、称重传感器、电机、激光位移传感器和控制单元；所述机架包括主框架、设于主框架上方的吊臂和固定在主框架上用于支撑吊臂的立柱；所述试样筒为底部密封上部开口的筒型结构；所述压盘包括压板和置于压板中心的采用软磁材料制作的吸块；所述电磁铁在控制单元的控制下，可吸住压盘上的吸块，带动压盘一起运动，也可释放吸块，使压盘自由下落；所述导线用于给电磁铁供电；所述吊臂的前端和末端装有定滑轮，用于支撑挂线和改变挂线的方向；所述挂线为柔性线，挂线的一端用于悬挂电磁铁，另一端缠绕在绕线轮上；所述称重传感器位于主框架上，用于试样筒称重，并将称重结果反馈到控制单元，控制单元根据称重结果判断压盘是否刚好接触或离开试样表面；所述电机用于驱动绕线轮转动，当电磁铁吸住吸块时，控制单元可控制电机通过缠绕或释放挂线使压盘以可控速度上升或下降；所述激光位移传感器的数量为3个或以上，呈圆形均布，安装在压盘之上，检测压盘的高度，并反馈到控制单元，用于控制压盘速度、判断压盘是否保持水平和计算试样的蓬松度值。

2.如权利要求1所述半自动蓬松度测试仪，其特征在于试样筒可根据试验标准而更换。

3.如权利要求1所述半自动蓬松度测试仪，其特征在于压盘可根据试验标准而更换。

4.如权利要求1所述半自动蓬松度测试仪，其特征在于称重传感器上设置称重盘，试样筒置于称重盘上。