儀器法/纖維類測試儀器

2018.8.15

儀器使測量單纖維長度的自動化程度進(jìn)一步提高，鑷子夾取的一根待測纖維，由導(dǎo)板、壓板與墊塊之間引出，并將檢測絲抬起。鑷子尖端放在滾筒上的螺旋溝槽中，用鑷子尖端在停止的位置處觸動一下琴鍵，備琴鍵的記錄形成所測纖維的長度根數(shù)分布。?　　

B、梳片式和羅拉式長度測量儀?　　

一、梳片式纖維長度測量儀?　　

整理平直的纖維束放置在梳片上，壓叉將纖維束壓入梳針內(nèi)，露出的一端逐次抽出部分纖維，疊放到梳片的另一端，做成一端平齊的纖維束。?　　

二、羅拉式纖維長度測量儀?　　

纖維長度測量儀是選分纖維長度的另一類儀器。把纖維整理成一端平齊，使從羅拉鉗口送出，平齊的一端在前，較短的纖維先脫離羅拉鉗口的控制。用鉗夾將脫離控制的纖維分別加以收集和稱重。儀器可以得出纖維長度重量分布。?　　C、切斷稱重法?　　

D、光電式長度測量方法與儀器?　　

1940年美國赫脫爾(Hertel)在前人關(guān)于棉條中纖維被握持的理論曲線的基礎(chǔ)上，提出了纖維長度照影儀曲線的理論，并研究創(chuàng)制出光電式長度儀。儀器經(jīng)過多次改進(jìn)，它的基本原理仍然是基于用梳子或梳齒夾隨機(jī)夾取纖維，測量伸出夾持線的纖維長度與纖維量分布，這種分布與纖維排成一端平齊的長度分布之間有一定數(shù)學(xué)關(guān)系。由于取樣和整理纖維所花費時間大為減少，可以快速得到試驗結(jié)果。HVI大容量纖維測試儀?　　

二、纖維卷曲性能測試?　　

n卷曲可以使短纖維紡紗時增加纖維之間的摩擦力和抱合力，使成紗具有一定的強(qiáng)力。?　　

A、纖維卷曲的檢驗方法?　　

(一)放大鏡法?　　

(二)投影法?　　

三）傳統(tǒng)卷曲彈性儀?　　

扭力天平的平衡力對纖維加載輕負(fù)荷和重負(fù)荷，步進(jìn)電機(jī)傳動下夾持器升降，計數(shù)輸入步進(jìn)電機(jī)的脈沖數(shù)進(jìn)行長度測量。通過放大鏡人工目光點數(shù)25mm中纖維的卷曲波數(shù)。?　　

（四）自動纖維卷曲彈性儀?　　

采用圖像處理技術(shù)檢測纖維25mm長度內(nèi)的卷曲數(shù)，減小人工點數(shù)纖維卷曲數(shù)的不確定性。由高精度測力傳感器測試?yán)w維所受輕負(fù)荷和重負(fù)荷，測力范圍20Mn，力值分辨率0.01mN，下夾持器行程40mm，長度分辨率0.01mm。?　　

三、纖維熱收縮率測試儀器?　　

各種化學(xué)纖維熱收縮的溫度和熱收縮率是不同的。如果把熱收縮率差異較大的化學(xué)纖維混紡和交織，則在印染加工過程中，會造成紗線收縮不一，致使布面產(chǎn)生疵點。滌綸短纖維千熱處理溫度為180℃，時間30分鐘。?　　

A、化學(xué)短纖維熱收縮測試儀?　　

測量單根纖維干熱或濕熱處理前后長度的變化。纖維熱收縮測試儀原理是，攝像裝置逐根依次讀取試樣圓筒架上所掛纖維加熱前和加熱后長度的變化，自動計算纖維平均熱收縮率和變異系數(shù)。由計算機(jī)通過顯示屏監(jiān)視測試過程并自動打印測試結(jié)果。?　　

熱收縮率測量范圍0～25％，熱收縮率測量誤差≤±0.1％，上下夾持器間距20mm?　　

為使收縮率測量準(zhǔn)確可靠，應(yīng)注意以下問題：?　　

1、所選烘箱要有足夠的功率和良好的加熱恒溫性能，筒子放入烘箱內(nèi)的位置對測試結(jié)果有較大影響，操作時筒子安放在靠近烘箱內(nèi)的溫度傳感器部位。筒子放入烘箱后，輕輕關(guān)上烘箱門，待溫度升至180℃時，才開始計時，加熱時間30分鐘。一個烘箱內(nèi)只能放一個筒子，由于放兩個筒子時間長，烘箱關(guān)門后溫度下降很多，再回升至180℃所花時間長，熱收縮率會偏小。?　　

2、纖維所加張力應(yīng)保持所有纖維試樣都伸直卷曲消失。?　　

四、纖維細(xì)度測試儀器?　　

紡織纖維，不論是天然的還是化學(xué)的，其細(xì)度和截面形狀都有很大的不同。羊毛和一些化學(xué)纖維的截面是圓的，棉、麻，絲以及另一些化學(xué)纖維的截面是不規(guī)則的。纖維細(xì)度是影響紗線性質(zhì)最重要的因素之一，細(xì)羊毛比粗羊毛具有更高的紡紗和商業(yè)價值?；瘜W(xué)纖維的細(xì)度在制造過程中可以控制。由于纖維細(xì)度對織物某些性能的特殊作用，化學(xué)纖維近年來發(fā)展了超細(xì)纖維織物產(chǎn)品。總之，纖維細(xì)度對成紗及織物性能的影響是十分顯著的。紡織品的彎曲剛性、懸垂性以及手感受纖維細(xì)度的影響很大。細(xì)的纖維易于彎曲，手感柔軟。?　　

測量纖維細(xì)度的方法，大致可以有以下幾種：?　　

1)稱重法?包括逐根測量單根纖維長度后稱重。束纖維定長切斷稱重。?　　

(2)氣流儀法?利用氣流通過纖維產(chǎn)生的阻力大小，推求纖維比表面積，從而可以求取纖維細(xì)度大小，棉纖維氣流法所測結(jié)果與纖維線密度和成熟度有關(guān)，?　　

(3)投影直徑法?包括光學(xué)投影測量纖維直徑、液體分散法測量單根纖維直徑以及氣流分散法測量單根纖維直徑等。?　　(4)?單根纖維振動法測量纖維線密度。?　　

A、氣流法測量纖維細(xì)度?　　

棉纖維試樣在一定壓力差下的氣流儀流量讀數(shù)，與纖維成熟度比M和線密度H乘積成正比。也就是說，氣流儀讀數(shù)與棉纖維成熟度和線密度兩個指標(biāo)都有關(guān)系，這個量值就稱為馬克隆值(MioronaireValue)。?　　

橋式氣流儀，主要利用氣橋工作原理。?　　

定流量式氣流儀，ISO10306《棉纖維——氣流法測試成熟度的方法》中，敘述了測試細(xì)度的原理、計算公式和主要參數(shù)。?　　

B、激光纖維細(xì)度測量儀，用激光法測量單根纖維的直徑是基于光散射原理。當(dāng)纖維橫向掠過定向良好的細(xì)窄圓形截面的激光光束時，由于纖維表面對激光的散射使光束被纖維所遮斷而部分消光。當(dāng)纖維到與激光光束直徑重合位置時，遮光面積具有最大值A(chǔ)m，此時光電檢測器所轉(zhuǎn)換的電信號產(chǎn)生峰值。若激光光束直徑D為一定，纖維直徑為d和最大遮光光面積Am之間存在一定數(shù)學(xué)關(guān)系。?　　

C、纖維快速測量系統(tǒng)(AFIS方法)，首先將試樣經(jīng)過開松、梳理，并用氣流將微塵、雜質(zhì)和纖維分離。進(jìn)入多孔針輥導(dǎo)氣孔中的氣流，較重的雜質(zhì)粒子在第一道逆向?qū)Я鞑壑袕睦w維和微塵中分開，并排出系統(tǒng)之外。較輕的纖維和微塵在導(dǎo)流槽空氣的作用下返回針輥。微塵在離心力作用下被分離，并被拖入多孔針輥由套筒限制的區(qū)域。纖維經(jīng)第一和第二固定梳理板的梳理后被直接送至第二針輥，由第二逆向?qū)Я鞑廴コ渲袣堄嗟碾s質(zhì)，纖維在經(jīng)過第三固定梳理板作最后梳理后被空氣輸出系統(tǒng)之外。三種相分離的成分有著不同的氣流軌跡，可用光電或其他方法進(jìn)行測量。?　　

D、振動法測量纖維線密度，采用弦振動原理，測量在一定振弦長度和張力下的纖維固有振動頻率，由弦振動公式自動計算單根纖維線密度，線密度測量范圍0.6-40dtex。近年來，國際化學(xué)纖維檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)（ISO5079-1995和國際化學(xué)纖維標(biāo)準(zhǔn)化局發(fā)布的BISFA試驗方法標(biāo)準(zhǔn)）推薦優(yōu)先采用“振動式纖維細(xì)度儀”與強(qiáng)伸儀聯(lián)機(jī)測試?yán)w維比強(qiáng)度和線密度，我國標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)試驗原理相同。?　　

四、纖維強(qiáng)伸度測試儀器?　　

紡織材料的拉伸性能主要包括強(qiáng)力和伸長兩方面。紡織品的拉伸性能與組成的纖維拉伸性能有關(guān)。天然纖維中的麻伸長小，其制品剛硬；羊毛伸長大，其制品柔軟?；瘜W(xué)纖維的強(qiáng)力和伸長可在加工過程中控制。除拉伸斷裂特性外，纖維在外力作用下的變形回復(fù)能力，影響紡織品的尺寸穩(wěn)定性和使用壽命。有時還要測定紡織材料的蠕變、應(yīng)力松弛、反復(fù)拉伸特性等。強(qiáng)力試驗儀器種類很多，從原理上分有機(jī)械式和電子式兩大類。機(jī)械式強(qiáng)力儀有擺錘式、斜面式和杠桿式等。從動力來源來分，有電動式、重力式、水壓式和液壓式。?　　

A、擺錘式強(qiáng)力儀，纖維束所受力與擺桿偏轉(zhuǎn)角度的正弦成正比。?　　

B、電子強(qiáng)力儀，電子強(qiáng)力儀測力傳感器有電阻式、電感式等。電阻式傳感器是電子強(qiáng)力儀中應(yīng)用最為廣泛的測力傳感器，其基本工作原理在于金屬電阻絲的應(yīng)變電阻效應(yīng)，即電阻絲在受到外力作用時產(chǎn)生變形引起電阻變化，通過測量電阻變化推知所受外力的大小。?　　

(1)?一次拉伸試驗，可以得到材料負(fù)一荷伸長曲線，以及試樣的斷裂強(qiáng)力、伸長、初始模量、屈服點應(yīng)力—應(yīng)變等指標(biāo)。?　　

(2)?應(yīng)力松弛試驗，最大伸長限設(shè)置在某一定伸長值，拉伸試樣時，橫梁運動達(dá)到設(shè)定的伸長值時自動停止。由于試樣內(nèi)應(yīng)力松弛，負(fù)荷會隨時間而逐漸減小。?　　

(3)定伸長彈性試驗，最大伸長限設(shè)置在某一伸長值，當(dāng)拉伸試樣至最大伸長限，如圖所示曲線由O到A時，橫梁停止運動，此時記錄紙也停止運動。橫梁停頓一定時間后，由于試樣內(nèi)應(yīng)力松弛，曲線由A下降到B。然后橫梁反向運動至試樣原始長度時自停。在橫梁反向運動時，記錄紙后退，得到BCO曲線。橫梁經(jīng)過一定時間停頓后，再進(jìn)行第二次拉伸，得圖中OEF曲線，由所得拉伸圖可計算試樣的彈性指標(biāo)。?　　

(4)定伸長反復(fù)拉伸試驗，拉伸試樣時，橫梁自動在最大伸長限和最小伸長限范圍內(nèi)往返運動，記錄紙運動與橫梁同步，得到如圖所示曲線。經(jīng)一定循環(huán)次數(shù)后，測其永久變形大小。?　　

(5)?負(fù)荷循環(huán)試驗?，用于控制橫梁運動，使拉伸過程中試樣負(fù)荷保持不變，可進(jìn)行試樣蠕變及定負(fù)荷反復(fù)拉伸試驗。?　C、纖維電子強(qiáng)力儀，是一種數(shù)據(jù)處理功能很強(qiáng)的電子強(qiáng)力測試儀器，它可以象普通強(qiáng)力儀器一樣測量纖維的絕對強(qiáng)力，也可與振動式細(xì)度儀聯(lián)機(jī)使用，通過微機(jī)接口通訊自動計算單根纖維的比強(qiáng)度，以及計算與纖維線密度有關(guān)的單根纖維的模量與斷裂比功，繪制負(fù)荷一伸長曲線?？蓽y試?yán)w維比強(qiáng)度。

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