試樣自動壓縮纖維比電阻測試裝置及其測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于纖維材料測量儀器領(lǐng)域，特別是一種試樣自動壓縮纖維比電阻測試裝 置及其測試方法，適用于化學纖維廠、紡織廠和產(chǎn)品質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局對產(chǎn)品質(zhì)量控制以及 研究機構(gòu)對各類新型纖維材料及其制品的電學性能分析研究。
【背景技術(shù)】
[0002] 紡織纖維主要由原子通過共價鍵結(jié)合而成。干燥的纖維沒有自由電子，也沒有導(dǎo) 電的離子，在外電場作用下，導(dǎo)電能力很低，是一種良好的絕緣體，比電阻一般很高，尤其是 吸濕性低的滌綸、腈綸、氯綸等合成纖維。在紡織加工過程中，由于纖維與纖維或纖維與紡 紗機件間的密切接觸和摩擦，引起電荷在物體表面的轉(zhuǎn)移產(chǎn)生靜電，造成條子發(fā)毛、紗線毛 羽增多、卷裝成形不良、纖維粘纏機件、紗線斷頭增加、織物上形成分散性條影等問題，影響 紡織加工的順利進行、產(chǎn)品的質(zhì)量和織物的服用性能。若紡織材料靜電壓很高時，會因放電 產(chǎn)生火花，引起火災(zāi)，造成嚴重后果。另外，一些化學纖維在加工制造過程中，會引入脂肪類 物質(zhì)、催化劑、乳化劑、水分等能導(dǎo)電成份，增強了纖維的導(dǎo)電性能。具有良好導(dǎo)電性能的導(dǎo) 電纖維與普通纖維混紡制成導(dǎo)電紗，已廣泛地應(yīng)用在防護服、智能軍服和功能性服裝上。因 此，研究纖維比電阻測試裝置及其測試方法有重要意義。
[0003]纖維比電阻是指纖維在一定體積內(nèi)，按纖維密度折算的體積電阻。測量纖維比電 阻的基本方法是，稱取一定重量短纖維試樣，置于規(guī)定尺寸的測試盒中，測試盒兩端裝有相 互絕緣的兩金屬板極，電極板間距是固定的，通過壓縮桿和壓塊將試樣壓縮至規(guī)定體積，在 纖維試樣兩端加以電壓，測量通過纖維試樣的電流，求出試樣電阻換算成比電阻。由于纖維 試樣的電阻很高，需采用高輸入阻抗的靜電計才能測量該電流。目前測量纖維比電阻多為 采用上世紀80年代初推出的YG321型纖維比電阻儀，其主要技術(shù)缺點是：1、電阻值測量范圍 小，無法滿足目前發(fā)展日益增多的導(dǎo)電纖維比電阻的測試要求;2、試樣放入測試盒中后，依 靠人工操作轉(zhuǎn)動搖手柄壓縮測試盒內(nèi)纖維試樣至規(guī)定體積，靠目視指針定位會引起較大測 量誤差;3、用舊式電表指針指示電阻值會產(chǎn)生人工讀數(shù)誤差;4、測試精度差，測試結(jié)果讀數(shù) 不穩(wěn)定;5、所測結(jié)果為電阻值，需人工計算成比電阻;6、無法進行化纖長絲比電阻測試。因 此，根據(jù)化纖工業(yè)生產(chǎn)和科研檢驗機構(gòu)纖維比電阻的測試要求，迫切需要發(fā)展一種采用近 代數(shù)字技術(shù)、自動化高、電阻測量范圍大和數(shù)值穩(wěn)定且纖維試樣自動壓縮的新型纖維比電 阻測試儀，以提高測試結(jié)果準確度和測試效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種試樣自動壓縮纖維比電阻測試裝置及其測試方法，主 要用于克服上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，它具有數(shù)字測量、自動壓縮纖維試樣，以及測試量 程廣等優(yōu)點，提高了測試效率和測試精確度。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0006] -種試樣自動壓縮纖維比電阻測試裝置，其特征在于:它包括一測試盒，該測試盒 兩端裝有相互絕緣的兩金屬電極板，電極板間距是固定的；在測試盒內(nèi)設(shè)置一可將試樣壓 縮至規(guī)定體積的壓塊，該壓塊與電機驅(qū)動的壓縮桿一端連接，該壓縮桿的行程路徑上設(shè)置 有前限位器和后限位器，該前限位器確保壓塊將試樣壓縮到規(guī)定體積;該電機通過脈沖分 配器與連接有顯示器的計算機的控制端連接;該測試盒通過兩金屬電極板與直流穩(wěn)壓電 源、高阻抗放大器串聯(lián)形成測試回路;該高阻抗放大器進一步連接到計算機的信號輸入端。
[0007] 所述的試樣自動壓縮纖維比電阻測試裝置，其特征在于:該壓縮桿的另一端連接 到一螺塊上，該螺塊活動螺設(shè)在一絲桿上，該絲桿的端通過由第一齒輪、同步齒輪帶和第二 齒輪組成的傳動機構(gòu)與電機連接。
[0008] 所述的試樣自動壓縮纖維比電阻測試裝置，其特征在于:該計算機還連接有打印 機。
[0009] -種試樣自動壓縮纖維比電阻測試方法，其特征在于：它采用如上所述的測試裝 置進行測試，具體步驟是：
[0010]A打開測試裝置和計算機的電源，預(yù)熱后將選擇待測纖維的待測纖維的電阻檔位， 選好后對測試裝置進行校零和校滿，校準后將測試裝置從選好的電阻檔位調(diào)節(jié)到放電檔 位；
[0011] B把待測試樣放入測試盒內(nèi)，并初步推入壓塊，然后將測試盒放到測試裝置中；
[0012] C計算機發(fā)出脈沖信號通過脈沖分配器，驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動，并間接通過壓縮桿進入測 試盒內(nèi)推動壓塊壓縮纖維試樣，直至達到前位限器控制的定位位置，計算機停止發(fā)送脈沖 信號，纖維試樣處于規(guī)定的壓緊狀態(tài);此過程中，試樣同時在防除靜電；
[0013] D在將測試裝置上的放電檔位調(diào)節(jié)到選好的電阻檔位，計算機自動開始計時，由直 流穩(wěn)壓電源給測試盒兩端加上電壓，通過試樣的電流經(jīng)高阻抗放大器放大轉(zhuǎn)換成電壓，計 算機采集該電壓值并換算成電阻值及根據(jù)輸入的纖維質(zhì)量、纖維密度參數(shù)計算出比電阻 后，實時顯示在顯示器屏幕上，通過確認保存或到達預(yù)設(shè)時間后保存測試值。
[0014] 所述的試樣自動壓縮纖維比電阻測試方法，其特征在于:它還包括如下步驟：
[0015] E保存測試值后，計算機控制壓縮桿自動退至初始后限位器控制的定位位置，同時 或之后將測試裝置上的選好的電阻檔位在調(diào)回到放電檔位，取出測試盒和試樣。
[0016] 所述的試樣自動壓縮纖維比電阻測試方法，其特征在于:該電阻檔位包括高阻檔 位和低阻檔位，該高阻檔位和低阻檔位可由高阻測試旋鈕和低阻測試旋鈕再選擇具體量 程；當選擇高阻檔位時，測試時直流穩(wěn)壓電源輸出對應(yīng)高壓；當選擇低阻檔位時，測試時直 流穩(wěn)壓電源輸出對應(yīng)低壓。
[0017] 所述的試樣自動壓縮纖維比電阻測試方法，其特征在于:該高阻測試旋鈕具有105 Ω~1〇6Ω、1〇6Ω~1〇7Ω、1〇7Ω~1〇8Ω、1〇8Ω~1〇9Ω、1〇9Ω~1〇10Ω、1〇10Ω~1〇ηΩ、l〇n Ω~1〇12Ω、1〇12Ω~1〇13Ω和1〇13Ω~1〇14Ω九檔量程;低阻測試旋鈕有10Ω~1〇2Ω、1〇2Ω ~103Ω、103ω~104ω、104ω~105ω、105ω~106ω和 106ω~107ω六檔量程。
[0018] 所述的試樣自動壓縮纖維比電阻測試方法，其特征在于：當測試時所選量程過大 或過小時，測試裝置通過顯示器報警讓操作者重選。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的優(yōu)點如下：
[0020] 1、纖維集合體試樣的壓縮定位采用步進電機精確控制，減少手搖螺桿目視指針定 位的測量誤差。
[0021] 2、儀器電阻測量范圍為10Ω~1〇14Ω，而傳統(tǒng)儀器僅為1〇6Ω~1〇13Ω，測試量程擴 大后儀器可用于導(dǎo)電纖維比電阻及其他高阻纖維的測試。
[0022] 3、儀器測量結(jié)果采用數(shù)字化顯示，減少電表指針指示人工讀數(shù)的誤差，試驗前儀 器校零和校滿也由計算機自動進行。儀器設(shè)有可進行電阻值計量校準的測試端口，用于比 對測量的標準電阻有1〇4Ω、ΙΟ8Ω和1〇12Ω三個，而傳統(tǒng)儀器只有1〇7Ω和1〇9Ω兩個，因此儀 器測量準確度的校準比對范圍有較大提高。
[0023] 4、具有比電阻讀數(shù)定時自動讀取裝置和試樣壓縮到規(guī)定體積后開始計時時間指 示，可顯示試樣壓縮后比電阻讀數(shù)隨時間而趨穩(wěn)定的變化曲線。
[0024] 5、外接長絲比電阻測試裝置，可測量化纖長絲比電阻值。
【附圖說明】
[0025] 圖1為本發(fā)明的纖維比電阻測試裝置示意圖。
[0026]圖1中：1 一直流穩(wěn)壓電源，2-測試盒，3-試樣，4一壓塊，5-壓縮桿，6-尚阻抗放 大器，7-螺塊，8-絲桿，9 一第一齒輪，10-同步齒輪帶，11 一第二齒輪，12-步進電機， 13-脈沖分配器，14 一前位限器，15-后位限器，16-計算機，17-顯示器，18-打印機。 [0027]圖2為箱體立體示意圖。
[0028] 圖2中：19一箱體，191 一啟動按鈕，192-壓縮按鈕，193-停按鈕，194一退回按鈕， 195-高阻測試旋鈕，196-低阻測試旋鈕，197-校準旋鈕，198-測試選擇旋鈕，199 一電源 開關(guān)，1910-測試窗口，1911一有機玻璃門。
【具體實施方式】
[0029] 請參閱圖1、2,它們是本發(fā)明一種試樣自動壓縮纖維比電阻測試裝置一較佳實施 例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示:它包括一測試盒2,該測試盒2兩端裝有相互絕緣的兩金屬電極 板，電極板間距是固定的；在測試盒2內(nèi)設(shè)置一可將試樣3壓縮至規(guī)定體積的壓塊4,該壓塊4 與電機12驅(qū)動的壓縮桿5-端連接，該壓縮桿5的行程路徑上設(shè)置有前限位器14和后限位器 15,該前限位器14確保壓塊5將試樣3壓縮到規(guī)定體積;該電機12通過脈沖分配器13與連接 有顯示器17的計算機16的控制端連接;該測試盒2通過兩金屬電極板與直流穩(wěn)壓電源1、高 阻抗放大器6串聯(lián)形成測試回路;該高阻抗放大器6進一步連接到計算機16的信號輸入端。
[0030] 作為一種驅(qū)動連接方式，該壓縮桿5的另一端連接到一螺塊7上，該螺塊7活動螺設(shè) 在一絲桿8上，該絲桿8的端通過由第一齒輪9、同步齒輪帶10和第二齒輪11組成的傳動機構(gòu) 與電機12連接。當然，本發(fā)明的驅(qū)動連接方式也可以采用其它方式，由于這些連接方式為現(xiàn) 有技術(shù)，故不再贅述。
[0031 ]另外，該計算機16還連接有打印機18。
[0032]如圖2所示，它是具有操作面板的本發(fā)明裝置的箱體結(jié)構(gòu)示意圖。以下結(jié)合圖1、2 對本發(fā)明測試裝置的使用方法做詳細說明。
[0033] 本發(fā)明測試方法按如下步驟實現(xiàn)的：
[0034] 1、打開纖維比電阻測試裝置和計算機的電源，預(yù)熱半小時后將儀器面板上的測試 選擇旋鈕198撥至高阻或低阻檔，再將校準旋鈕19