专利名称：数字式落锤撕裂仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种纺织检测仪器，具体涉及一种落锤式织物撕裂仪，尤其是数 字式落锤撕裂仪。
二、背景技术落锤式织物撕裂仪(以下简称撕裂仪)主要用于测定各种机织物和撕裂方向有规 则的非织造物的撕裂性能的测定，也适用于纸张、塑料及一些包装物撕裂性能的测定。其测 试原理是通过测定扇形摆锤在撕裂试样时所消耗的势能，间接地确定试样抗撕裂的平均强 力。目前大多数厂家使用的撕裂仪是机械式落锤撕裂仪，现有的机械式落锤撕裂仪主 要由机座、扇形摆、支撑座、轴承回转机构、指针、刻度盘、动夹持器、静夹持器及阻挡片组 成，支撑座、轴承回转机构、静夹持器及阻挡轴均安装在机座上，扇形摆的圆心处通过回转 轴安装于轴承回转机构上，扇形摆的圆心处还设有指针，扇形摆上设有与指针相对应的刻 度盘。在使用时，将试样夹持在动夹持器与静夹持器上，对试样切口后阻挡片释放，动夹持 器随同扇形摆动作，撕裂试样。利用测量摆锤势能衰减量确定试样撕裂消耗的能量，通过测 量扇形摆在某一点的高度差来实现，试样被撕裂时扇形摆要做功，通过测定扇形摆初始状 态所具有的势能在撕裂试样时被消耗的量得到撕裂功，再根据撕裂长度去计算试样的平均 撕裂力。现有的机械式落锤撕裂仪存在以下缺陷传统的机械式落锤撕裂仪的撕裂力F本 质上由角度表示，折算为力的数值印在刻度盘上，固定在扇形摆的边沿。工作中用指针的方 法来指示力值，由于指针指示的力值刻度盘在实际制作中存在较大误差，力值在0-16N时， 力值越大，角度越大，是线性函数递增的。而实际制作标牌时，只将每一单位力值按设计角 度制作，中间值采用等分法确定。在0-16N测力档时力值分度值还是较高，但是到了 0-32N 和0-64N时每个分度值里包含了更多力值，因此精确度误差越来越大。同时用眼睛观察读 数也产生较大的误差。因此，所检测到的撕裂力的精度较低。
三、实用新型内容为了克服现有的机械式落锤撕裂仪检测精度低及读数不方便的不足，本实用新型 提供一种数字式落锤撕裂仪，该数字式落锤撕裂仪用于测定扇形摆锤动能的衰减量，即测 定在某一点的角速度产生的衰减量来确定撕裂试样的力。采用光耦检测的原理，检测出扇 形摆撕裂试样后检测点的瞬时速度，通过芯片处理而得出相应的撕裂力数值，取消了指针 和刻度盘，简化了结构，具有检测精度高及读数方便的特点。本实用新型的技术方案是该数字式落锤撕裂仪包括机座、扇形摆、支撑座、轴承 回转机构、动夹持器、静夹持器及阻挡轴，支撑座、轴承回转机构、静夹持器及阻挡轴均安装 在机座上，扇形摆的圆心处通过回转轴安装于轴承回转机构上，扇形摆上设有砝码轴，当用 于测量大量程力值时，加上不同的砝码可以实现大量程力值的测量。支撑座上设有光耦检 测器，扇形摆上设有能够与光耦检测器相对应的光耦检测片；所述的光耦检测器与安装于机座内的电路板电连接。所述的动夹持器固定在扇形摆上且与静夹持器相对应，动夹持器与静夹持器均采 用气动夹紧，阻挡轴由气缸控制伸缩，阻挡轴伸出时可挡住扇形摆。所述的扇形摆上设有配重平衡调节块，用于调节整个扇形摆的重心位置落在设计
；卜.ο本实用新型的有益效果是由于采取上述方案，当扇形摆撕裂试样后，光耦检测片 沿其回转轨迹滑过光耦检测器，光耦检测器采集信号并输送到电路板中的芯片进行处理， 进而得出光耦检测片经过光耦检测器的瞬时速度，计算得出相应的撕裂力数值，从微机的 显示器或机座上的显示屏上直接看到。本实用新型取消了指针和刻度盘，简化了结构，具有 检测精度高及读数方便的特点。

附图1是本实用新型的结构示意图；附图2是图1的右视图；附图3是本实用新型的立体图；附图4是本实用新型的工作框图。图中1-机座，2-扇形摆，3-支撑座，4-轴承回转机构，5-动夹持器，6_静夹持器， 7-阻挡轴，8-回转轴，9-砝码轴，10-光耦检测器，11-光耦检测片，12-配重平衡调节块， 13-试样，14-0 32Ν砝码，15-0 64Ν砝码。
五具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明由图1结合图2、图3、图4所示，该数字式撕裂仪包括机座1、扇形摆2、支撑座3、 轴承回转机构4、动夹持器5、静夹持器6及阻挡轴7，支撑座3、轴承回转机构4、静夹持器6 及阻挡轴7均安装在机座1上，扇形摆2的圆心处通过回转轴8安装于轴承回转机构4上， 扇形摆2上设有砝码轴9，砝码轴9上可悬挂(Γ32Ν砝码14或(Γ64Ν砝码15，当用于测量 大量程力值时，加上不同的砝码可以实现大量程力值的测量。支撑座3上设有光耦检测器 10，扇形摆2上设有能够与光耦检测器10相对应的光耦检测片11 ；所述的光耦检测器10与 安装于机座1内的电路板电连接。当扇形摆2撕裂试样13后，光耦检测片11沿其回转轨 迹滑过光耦检测器10，光耦检测器10采集信号并输送到电路板中的芯片进行处理，进而得 出光耦检测片11经过光耦检测器10的瞬时速度，计算得出相应的撕裂力数值，从微机的显 示器或机座上的显示屏上直接看到。本实用新型主要是利用能量守恒定律，根据动能公式Γ =，其中T为
动能，Iz为转动惯量，ω为角速度，通过测量扇形摆2在某一点的角速度来实现的。整 个测试过程基于功能转换原理，试样13被撕裂时扇形摆2要做功，通过测定扇形摆 2初始状态所具有的能在撕裂试样时被消耗的量得到撕裂功。由动能定理引出公式
FS = \ ζω\ -去2根据撕裂长度s计算试样13的平均撕裂力F。[0017]本实用新型采用测量落锤动能衰减量确定试样撕裂消耗的能量，从物理学的角度 讲，扇形摆2实质上是一个物理摆。整个测试过程基于功能转换原理。试样被撕裂时摆要 做功，通过测定摆初始状态所具有的能在撕裂试样时被消耗的量得到撕裂功，再根据撕裂 长度去计算试样的平均撕裂力。它可以有几种渠道去实现。其一测定扇形摆2势能的衰 减量，即测定扇形摆2工作前后重心的高度差来得到；其二 测定扇形摆2动能的衰减量， 即测定扇形摆2在某一点的角速度产生的衰减量来确定。于是，我们将基于测定扇形摆2 势能衰减量的方法称为势能法；将基于测定扇形摆2动能衰减量的方法称为动能法。传统 的机械式落锤撕裂仪式采用的是势能法，用指针的方法来指示力值，由于力值刻度盘在实 际制作中存在较大误差，和读数时的指示误差，最终得出的力值是存在较大的误差的。而 采用动能法测角速度来得出的力值是将线性函数写入程序，测得每次测试时不同的角速度 时，芯片自动计算，得出一个精确的力值，然后从显示屏中直接看到。因此，本实用新型测量 结果更精准，同时也简化了结构，读数方便。由图3结合图4所示，本实用新型的工作过程如下空摆时(不加任何试样)释放阻挡轴7，扇形摆2摆动，此时扇形摆2上不加任何试样，(在不计阻力的情况 下)扇形摆2未作功。因此当扇形摆2上光耦检测片11通过光耦检测器10的时候，光耦 检测器10记录了一个时间t值。这时的t值是最快的，因为没有做功，所以不消耗任何能 量，光耦检测片11以最快的时间通过光耦检测器10。这时记录的时间值t也作为在零量程 时的速度值。在仪器使用前，程序规定必须做5次空摆，以记录每次的时间t值，取平均值， 这也就是仪器的调零。(仪器调零已经将阻力包含在内)加试样时释放阻挡轴7，扇形摆2摆动，此时扇形摆2上加了被测试样13，扇形摆2摆动作 功。当扇形摆2上光耦检测片11通过光耦检测器10的时候，光耦检测器10记录了一个时 间t值。这时的时间t值是加试样后的测试值。因为扇形摆2做功，所以消耗了能量，也就 是撕裂试样需要的能量。在空摆时光耦检测器10将该测得时间t传送至单片机，因为已知光耦检测片11 的宽度，因此通过公式可以ν = s/t。可以计算出光耦检测片11通过光耦检测器10的平均 速度，已知光耦检测片11的回转半径r，因此可以计算出空摆时角速度值= v/r。在加 试样13时，同样记录了一个时间t值，通过公式得出加试样后角速度值ω”将它们的平方 差值通过公式
I7I7FS = — I2Col -一八約即可求出试样撕裂功。式中/ζ =是刚体对转动轴的转动惯量。为设计时已知数据。S为标准规定 86毫米(试样撕裂长度为43毫米，撕裂距离为其二倍)。由图2结合图3所示，所述的动夹持器5固定在扇形摆2上且与静夹持器6相对 应，动夹持器5与静夹持器6均采用气动夹紧，阻挡轴7由气缸控制伸缩，阻挡轴7伸出时 可挡住扇形摆2。动夹持器5与静夹持器6可牢固夹紧试样13，阻挡轴7伸缩方便快速。由图1结合图2、图3所示，所述的扇形摆2上设有配重平衡调节块12。配重平衡 调节块12可调整扇形摆2的平衡，用于调节整个扇形摆2的重心位置落在设计点上。
权利要求一种数字式落锤撕裂仪，包括机座(1)、扇形摆(2)、支撑座(3)、轴承回转机构(4)、动夹持器(5)、静夹持器(6)及阻挡轴(7)，支撑座(3)、轴承回转机构(4)、静夹持器(6)及阻挡轴(7)均安装在机座(1)上，扇形摆(2)的圆心处通过回转轴(8)安装于轴承回转机构(4)上，扇形摆(2)上设有砝码轴(9)，其特征在于支撑座(3)上设有光耦检测器(10)，扇形摆(2)上设有能够与光耦检测器(10)相对应的光耦检测片(11)；所述的光耦检测器(10)与安装于机座(1)内的电路板电连接。
2.根据权利要求1所述的数字式落锤撕裂仪，其特征在于所述的动夹持器(5)固定 在扇形摆(2)上且与静夹持器(6)相对应，动夹持器(5)与静夹持器(6)均采用气动夹紧， 阻挡轴(7)由气缸控制伸缩，阻挡轴(7)伸出时可挡住扇形摆(2)。
3.根据权利要求1或2所述的数字式落锤撕裂仪，其特征在于扇形摆(2)上设有配 重平衡调节块(12)。
专利摘要一种数字式落锤撕裂仪。主要解决了现有的机械式落锤撕裂仪检测精度低及大量程误差大的问题。其特征在于支撑座(3)上设有光耦检测器(10)，扇形摆(2)上设有能够与光耦检测器(10)相对应的光耦检测片(11)；所述的光耦检测器(10)与安装于机座(1)内的电路板电连接。该数字式落锤撕裂仪采用光耦检测的原理，检测出扇形摆撕裂试样后检测点的瞬时速度，通过芯片处理而得出相应的撕裂力数值，取消了指针和刻度盘，简化了结构，具有检测精度高及读数方便的特点。
文档编号G01N3/303GK201732036SQ20102024861
公开日2011年2月2日 申请日期2010年6月29日 优先权日2010年6月29日
发明者吴昭彪, 张森, 杨敏, 谢发明, 陈建勇 申请人:温州市大荣纺织仪器有限公司