CN209485910U - 一种单组份纤维的体密度测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种单组份纤维的体密度测试装置，该装置包括体密度管、高/低密度有机溶剂滴加管、自动开关的针阀、高/低密度有机溶剂储瓶、针阀控制箱、恒温水浴容器、抽放体密度液的储瓶、体密度液储瓶控制箱、打开式带过滤网的放置样品盒和连接电脑的摄像头。测试时，装置自动加入体密度液，同时完成试样与体密度液的混合；通过摄像视频自动观察试样的沉浮度，自动定量加入高密度或低密度的有机溶剂，调节体密度液的密度，最终通过一定的静止时间，不再发生沉浮现象，则该体密度液的密度即为被测试样的体密度。测试完成后，由装置自动完成测试试样的过滤、清洗体密度管和体密度液的回收。

Description

一种单组份纤维的体密度测试装置

技术领域

本实用新型属于测试技术领域，具体涉及一种单组份纤维的体密度测试装置。

背景技术

纤维的体密度是指单位体积纤维的质量，纤维的密度与纤维的组成、大分子排列堆积的方式以及纤维的形态结构有关，因此纤维密度的测定在实际生产应用中极为重要。目前纤维体密度的测试方法主要有液体置换法、浮沉法、密度梯度管法这三种已被标准化组织认可并形成了相关的方法标准的方法。液体置换法的原理是根据阿基米德浮力定律，测量样品在空气和液体中的重量而计算得出；浮沉法的原理是把剪得很短的样品放置于已知密度的液体混合物中，样品在液体混合物中均匀分散即认为液体的密度即为样品的体密度；密度梯度管法是将样品放在一个密度呈线性梯度分布的密度管中达到平衡后该位置的密度即为样品的体密度。这三种方法中，浮沉法由于操作简便，投入少，测试效率高而被广泛应用。但是，在实际应用过程中，浮沉法还是存在一定问题：浮沉法由于要求测试样品在液体中均匀分散，因此需要定时观察样品在液体中的分散状况，并根据样品在液体中的浮沉情况而加入适量的轻液或重液来调整液体的密度，从而使样品均匀分散在液体中，因此操作人员会频繁接触具有一定毒害作用的测试液体，同时样品在液体中的分散均匀程度的判断也会因操作人员不同而存在一定的差异。

实用新型内容

为了解决这些问题，本实用新型提供了一种采用相分散的原理方法，通过摄像仪替代人眼观察，自动判定试样的沉或浮迹象和沉浮度。通过压力管，自动添加悬浮液中的高密度或低密度的有机溶剂，调节被测试样的平均体密度的方法测试纤维的体密度，该测试装置具有测试结果准确、自动化程度高，操作方便，操作过程更为环保的优势；解决了目前对碳纤维及生产过程中预氧丝、原丝的体密度测试采用人工测试不环保、误差大、以及操作繁琐等问题。

本实用新型提供了一种单组份纤维的体密度测试装置，所述装置包括体密度管、高密度有机溶剂滴加管、低密度有机溶剂滴加管、自动开关的针阀、高密度有机溶剂储瓶、低密度有机溶剂储瓶、针阀控制箱、恒温水浴容器、抽放体密度液的储瓶、体密度液储瓶控制箱、打开式带过滤网的放置样品盒和连接电脑的摄像头；

所述的体密度管和打开式带过滤网的放置样品盒通过底部的连接管相连，并置于恒温水浴容器中，高密度有机溶剂滴加管和低密度有机溶剂滴加管通过密封塞固定于体密度管的顶部，高密度有机溶剂滴加管和低密度有机溶剂滴加管的另一端通过连接管分别与高密度有机溶剂储瓶和低密度有机溶剂储瓶连接，连接管上分别安装有自动开关的针阀，自动开关的针阀由针阀控制箱进行控制，抽放体密度液的储瓶通过连接管与打开式带过滤网的放置样品盒连接，且由体密度液储瓶控制箱进行控制，在恒温水浴容器的外侧，设置有连接电脑的摄像头，用于观察体密度管内样品的沉浮状态。

所述的打开式带过滤网的放置样品盒(12)内设置有过滤网和置于过滤网上的定量圈。

所述的体密度管(1)下方还设置有振动器。

所述的体密度管(1)及打开式带过滤网的放置样品盒(12)的个数，可根据测试试样个数进行相应配置。

当采用该装置进行测试时：

1)沿整股试样的纵向，用剪刀将试样处理成长度0.4～0.6mm的小颗粒；

2)将试样放在打开式带过滤网的放置样品盒中的定量圈内；

3)密闭打开式带过滤网的放置样品盒；

4)通过体密度液储瓶控制箱控制抽放体密度液的储瓶向体密度管中加入体密度液，体密度液流经打开式带过滤网的放置样品盒时完成试样与体密度液的混合；

5)待加到一定液位后，保持1分钟，通过连接电脑的摄像头自动观察试样的沉浮情况；

6)通过电脑记录短时间内的试样沉浮，根据试样上端平面或下端平面沉或浮的程度自动计量，并通过针阀控制箱控制自动开关的针阀分别将高密度有机溶剂储瓶和低密度有机溶剂储瓶中的有机溶剂加入到体密度管中；

7)由体密度管下的振动器，小距离地上下振动体密度管，使液体充分混合；

8)视频继续观察试样的沉浮情况，同时累计计时，待达到一定时间，试样没有出现沉或浮的现象；此时，该悬浮液的体密度，即为试样的体密度，完成对试样的体密度测试；

9)通过体密度液储瓶控制箱回收体密度液，并将体密度液存放在抽放体密度液的储瓶内；

10)在回收过程中，试样被过滤网自动过滤掉，可人为取出试样；

11)可通过体密度液储瓶控制箱控制体密度液向体密度管的多次加入与回收实现体密度管的清洗；同时，在每次回收时，人为取出过滤网上的残留试样。

本实用新型提供的单组份纤维的体密度测试装置，具有如下优点：

1)整个测试过程的完成，是在密闭的管路内进行，大大降低了测试人员与有机溶剂的接触。

2)整个测试过程的完成，是在密度的管路内进行，减少了有机溶剂的挥发，对测试环境的影响。

3)整个测试过程，除了试样的处理成小颗粒的被测试试样，和放置、取出测试试样外，其它过程都由仪器自动完成。

4)试样的沉浮度，是由仪器自动定量记录，仪器可以根据沉浮情况，计量地滴加高体密度或低体密度有机溶剂，改进了人工添加量的估量加入，可以提高测试速度，降低测试时间。

5)观察试样的沉浮时间，由仪器自动记录的，一旦根据沉浮度，仪器自动做出滴加或达到沉浮稳定的判定，这样可以减少人为不可控的时间，也能大大提升测试过程的有效时间，而降低完成体密度的测试时间，提高工作的有效性。

6)完成测试过程，仪器只需要恒温水浴槽，因此，与传统的人为测试体密度的相比，仪器可以放在生产现场，直接测试，为生产工艺带来便利。

7)避免人为因素，提高测试值的准确性。整个测试过程，由仪器自动完成，对测试人员没有较高的技术要求，并排除了在判定过程的人为因素，大大提高测试值的准确性。

附图说明

图1为单组份纤维的体密度测试装置结构示意图。图中：1、体密度管；2、高密度有机溶剂滴加管；3、低密度有机溶剂滴加管；4、5、自动开关的针阀；6、高密度有机溶剂储瓶；7、低密度有机溶剂储瓶；8、针阀控制箱；9、恒温水浴容器；10、抽放体密度液的储瓶；11、体密度液储瓶控制箱；12、打开式带过滤网的放置样品盒；13、连接电脑的摄像头。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

实施例1～4

采用本实用新型所述的单组份纤维的体密度测试装置，所述装置包括体密度管1、高密度有机溶剂滴加管2、低密度有机溶剂滴加管3、自动开关的针阀4、5、高密度有机溶剂储瓶6、低密度有机溶剂储瓶7、针阀控制箱8、恒温水浴容器9、抽放体密度液的储瓶10、体密度液储瓶控制箱11、打开式带过滤网的放置样品盒12和连接电脑的摄像头13；

所述的体密度管1和打开式带过滤网的放置样品盒12通过底部的连接管相连，并置于恒温水浴容器9中，高密度有机溶剂滴加管2和低密度有机溶剂滴加管3通过密封塞固定于体密度管1的顶部，高密度有机溶剂滴加管2和低密度有机溶剂滴加管3的另一端通过连接管分别与高密度有机溶剂储瓶6和低密度有机溶剂储瓶7连接，连接管上分别安装有自动开关的针阀4、5，自动开关的针阀4、5由针阀控制箱8进行控制，抽放体密度液的储瓶10通过连接管与打开式带过滤网的放置样品盒12连接，且由体密度液储瓶控制箱11进行控制，在恒温水浴容器9的外侧，设置有连接电脑的摄像头13，用于观察体密度管1内样品的沉浮状态。

所述的打开式带过滤网的放置样品盒12内设置有过滤网和置于过滤网上的定量圈。

所述的体密度管1下方还设置有振动器。

所述的体密度管1及打开式带过滤网的放置样品盒12的个数，可根据测试试样个数进行相应配置。

采用本实用新型所述的单组份纤维的体密度测试装置进行测试，步骤包括：

1)沿整股试样的纵向，用剪刀将试样处理成长度0.4～0.6mm的小颗粒；

2)将试样放在打开式带过滤网的放置样品盒12中的定量圈内；

3)密闭打开式带过滤网的放置样品盒12；

4)通过体密度液储瓶控制箱11控制抽放体密度液的储瓶10向体密度管1中加入体密度液，体密度液流经打开式带过滤网的放置样品盒12时完成试样与体密度液的混合；

5)待加到一定液位后，保持1分钟，通过连接电脑的摄像头13自动观察试样的沉浮情况；

6)通过电脑记录短时间内的试样沉浮，根据试样上端平面或下端平面沉或浮的程度自动计量，并通过针阀控制箱8控制自动开关的针阀4、5分别将高密度有机溶剂储瓶6和低密度有机溶剂储瓶7中的有机溶剂加入到体密度管1中；

7)由体密度管1下的振动器，小距离地上下振动体密度管，使液体充分混合；

8)视频继续观察试样的沉浮情况，同时累计计时，待达到一定时间，试样没有出现沉或浮的现象；此时，该悬浮液的体密度，即为试样的体密度，完成对试样的体密度测试；

9)通过体密度液储瓶控制箱11回收体密度液，并将体密度液存放在抽放体密度液的储瓶10内；

10)在回收过程中，试样被过滤网自动过滤掉，可人为取出试样；

11)可通过体密度液储瓶控制箱11控制体密度液向体密度管1的多次加入与回收实现体密度管的清洗；同时，在每次回收时，人为取出过滤网上的残留试样。

实施例1～4分别选用了市售的四种纤维进行测试，测试结果如表1所示：

表1实测市场上不同品牌碳纤维的体密度结果

由表1可见，采用本实用新型的装置进行测试：测试准确度可以控制在0.001g/cm³。而市场上，碳纤维的体密度外报值精度在0.01g/cm³。同时，测试过程中降低分析人员与有机溶剂的接触，且整个测试过程是在密闭管路内进行，减少对环境的影响。

本领域技术人员应该认识到，上述的实施方式只是为了使本领域技术人员能够理解本专利，只要是根据本专利所揭示精神所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括范围。

Claims (4)

1.一种单组份纤维的体密度测试装置，其特征在于，所述装置包括体密度管(1)、高密度有机溶剂滴加管(2)、低密度有机溶剂滴加管(3)、自动开关的针阀(4、5)、高密度有机溶剂储瓶(6)、低密度有机溶剂储瓶(7)、针阀控制箱(8)、恒温水浴容器(9)、抽放体密度液的储瓶(10)、体密度液储瓶控制箱(11)、打开式带过滤网的放置样品盒(12)和连接电脑的摄像头(13)；

所述的体密度管(1)和打开式带过滤网的放置样品盒(12)通过底部的连接管相连，并置于恒温水浴容器(9)中，高密度有机溶剂滴加管(2)和低密度有机溶剂滴加管(3)通过密封塞固定于体密度管(1)的顶部，高密度有机溶剂滴加管(2)和低密度有机溶剂滴加管(3)的另一端通过连接管分别与高密度有机溶剂储瓶(6)和低密度有机溶剂储瓶(7)连接，连接管上分别安装有自动开关的针阀(4、5)，自动开关的针阀(4、5)由针阀控制箱(8)进行控制，抽放体密度液的储瓶(10)通过连接管与打开式带过滤网的放置样品盒(12)连接，且由体密度液储瓶控制箱(11)进行控制，在恒温水浴容器(9)的外侧，设置有连接电脑的摄像头(13)，用于观察体密度管(1)内样品的沉浮状态。

2.根据权利要求1所述的单组份纤维的体密度测试装置，其特征在于，所述的打开式带过滤网的放置样品盒(12)内设置有过滤网和置于过滤网上的定量圈。

3.根据权利要求1所述的单组份纤维的体密度测试装置，其特征在于，所述的体密度管(1)下方还设置有振动器。

4.根据权利要求1所述的单组份纤维的体密度测试装置，其特征在于，所述的体密度管(1)及打开式带过滤网的放置样品盒(12)的个数，可根据测试试样个数进行相应配置。