非织造布压缩性能测试系统及其使用方法技术方案

一种非织造布压缩性能测试系统，包括电动缸、伸缩式压杆、压块、压盘、压力传感器、压力变送器、单片机与电动缸驱动器，所述电动缸的输出端穿经其底部连接的水平梁后与伸缩式压杆的顶端相连接，伸缩式压杆的底端与压块的顶面相连接，压块、压盘上下正对设置，压盘的底面与压力传感器的顶部相连接，压力传感器经压力变送器与单片机信号连接，单片机经电动缸驱动器与电动缸信号连接，电动缸内设置的位移传感器与单片机信号连接，且单片机与居于其上游的PC机进行信号连接。本设计不仅待测式样厚度较厚、应用局限性较小，而且可测性能指标较多、测试质量较高。

Compression Performance Testing System for Nonwovens and Its Application

A testing system for compression performance of nonwovens includes an electric cylinder, a telescopic press rod, a press block, a pressure plate, a pressure sensor, a pressure transmitter, a single chip computer and an electric cylinder driver. The output end of the electric cylinder is connected with the top end of the telescopic press rod after passing through the horizontal beam connected at the bottom, the bottom end of the telescopic press rod is connected with the top surface of the press block, and the pressure plate is upright and downright. For the setting, the bottom of the pressure plate is connected with the top of the pressure sensor, the pressure sensor is connected with the signal of the single chip computer through the pressure transmitter, the single chip computer is connected with the signal of the electric cylinder through the electric cylinder driver, and the displacement sensor set in the electric cylinder is connected with the signal of the single chip computer, and the single chip computer is connected with the PC in the upstream. This design not only has thicker thickness and less application limitation, but also has more measurable performance indexes and higher test quality.

【技术实现步骤摘要】
非织造布压缩性能测试系统及其使用方法
本专利技术涉及一种纺织材料的性能测试仪器，尤其涉及一种非织造布压缩性能测试系统及其使用方法，具体适用于增大待测试样的厚度上限，缩小应用局限性，并增多可测性能指标。
技术介绍
非织造布是一种新的纺织材料，它将纤维按照随机或定向排列的方式制成纤网结构并以机械、化学等方法将其固定，由于外形像布又具有布的一些性质，常以布来称呼。压缩性能是评价织物风格的一项重要指标，影响非织造布的舒适性和导热行为，同时也是影响非织造布手感及成型性的重要因素。目前，现有非织造布压缩性能测试仪的功能不够完善，能测试的性能指标较少。要么只能用于测量薄（小于20mm）的非织造布在小应力下的压缩性能，要么由拉力机改造而来，局限性很大，自动化程度不高。公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的待测试样厚度较薄、应用局限性较大、可测性能指标较少的缺陷与问题，提供一种待测试样厚度较厚、应用局限性较小、可测性能指标较多的非织造布压缩性能测试系统及其使用方法。为实现以上目的，本专利技术的技术解决方案是：一种非织造布压缩性能测试系统，包括压块与压盘，且压块位于压盘的正上方；所述测试系统还包括电动缸、伸缩式压杆、压力传感器、单片机、电动缸驱动器与压力变送器，所述电动缸的底部与水平梁的中部相连接，水平梁的两端分别与左竖梁、右竖梁的内侧面垂直连接，左竖梁、右竖梁相互平行，所述电动缸的输出端穿经水平梁后与伸缩式压杆的顶端相连接，伸缩式压杆的底端与压块的顶面相连接，压块的底面与压盘的顶面正对设置，压盘的底面与压力传感器的顶部相连接，且电动缸、水平梁、伸缩式压杆、压块、压盘、压力传感器由上至下依次设置；所述压力传感器经压力变送器与单片机的输入端进行信号连接，所述单片机的输出端与电动缸驱动器的输入端进行信号连接，电动缸驱动器的输出端与电动缸进行信号连接，电动缸内设置有位移传感器以监测伸缩式压杆的位移矢量，该位移传感器与单片机进行信号连接，且单片机与居于其上游的PC机进行信号连接。所述电动缸为机械刹车的电动缸。所述压块的底面窄于压盘的顶面；所述水平梁的两端分别与左竖梁、右竖梁的内侧面进行滑动连接。所述单片机通过RS485模块与电动缸驱动器的输入端进行信号连接。所述单片机通过RS232模块与PC机进行信号连接，且单片机为STM32F107VCT6芯片。一种上述非织造布压缩性能测试系统的使用方法，所述使用方法包括以下步骤：先将作测试的试样放在压盘上，试样的最大厚度为100mm，再由PC机经单片机向电动缸驱动器发出驱动命令，根据该驱动命令，电动缸驱动器驱动电动缸运行，运行的电动缸经伸缩式压杆驱动压块从原点出发作纵向运动，以使压块与试样进行压缩性能测试，压缩性能测试完成后，伸缩式压杆带动压块回到原点以完成复位；在压块从原点出发直至复位的整个过程中，位移传感器监测伸缩式压杆的位移矢量，并将监测数据反馈给单片机，同时，压力传感器会将其监测到的压力数据经压力变送器发送给单片机，再由单片机将接收到的位移矢量、压力数据反馈给上游的PC机以绘制形变曲线图，该形变曲线图中的横坐标为形变量、纵坐标为压力，形变量的单位为mm，压力的单位为N，最后，根据绘制出的形变曲线图计算出试样的压缩性能指标。所述压缩性能测试为等速法；所述等速法是指：压块以固定的速度下行，直至压块对试样施加的压力达到最大时，停止下行，并驱动压块以匀速返回原点以完成复位；所述压缩性能指标包括压缩功与回复功；所述压缩功是指压力由零增至最大值的压缩过程中压块所做的功，其在数值上等于压力对压缩变形量的积分值；所述回复功是指压力由最大值减至零的回复过程中压脚所做的功，其在数值上等于压力对回复变形量的积分值。所述压缩性能测试为变速法；所述变速法是指：先驱动压块以一种固定的速度下行，直至压块对试样施加的压力达到最大时，停止下行，并驱动压块以匀速返回原点，再驱动压块以另一种固定的速度下行，直至压块对试样施加的压力达到最大时，再次停止下行，并驱动压块再次返回原点以完成复位；所述压缩性能指标包括压缩值与压力回复值：压缩值包括最大压力值下试样厚度的变化值与中负荷压力值下试样厚度的变化值，压力回复值是指中负荷压力值时试样厚度的回复值；所述中负荷压力值是指最大压力值的中间值。所述压缩性能测试为定压法；所述定压法是指：先驱动压块下行，以对试样施加轻压，并保持一定时间后，撤去压力，压块上行至原点，再驱动压块下行，以对试样施加重压，并保持一定时间后，撤去压力，压块上行至原点，然后停止操作直至试样不再回复，再重复上述轻压、撤压、重压、撤压操作，并在操作结束之后驱动压块返回原点以完成复位；所述压缩性能指标包括：轻压厚度，即轻压下无明显形变时的厚度；重压厚度，即重压下形变稳定时试样的厚度；恢复厚度，即释放重压后再次轻压时的厚度；压缩变形量，即轻压厚度与重压厚度之差；回复变形量，即恢复厚度与重压厚度之差；压缩率，即压缩变形量与轻压厚度的百分比；压缩弹性率，即回复变形量与压缩变形量的百分比。所述压缩性能测试为定形法；所述定形法是指：先在PC机中设置位移偏移量，并发送至单片机，再由单片机根据设置的位移偏移量，依次经电动缸驱动器、电动缸、伸缩式压杆控制压块的下压距离，待压块达到下压距离之后，压块停止下行，此时，试样被压块施加力所产生的形变也保持不变，记录此刻以及保持形变一定时间的压力，然后驱动压块返回原点以完成复位；所述压缩性能指标包括：初始压力，即试样形变至不再变化且停止压块下压的瞬时受到的压力；松弛压力，即试样保持形变一定时间后所受的压力；松弛厚度，即试样被撤去压力并恢复180s至300s后的轻压厚度；应力松弛率，即松弛压力与初始压力之差对初始压力的百分比。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1、本专利技术一种非织造布压缩性能测试系统及其使用方法中，整个系统包括机械结构与信号传输结构两个部分，其中，机械结构包括电动缸、伸缩式压杆、压块、压盘与压力传感器，信号传输结构包括PC机、单片机、电动缸驱动器、压力变送器以及设置在电动缸内的位移传感器，使用时，PC机产生的控制指令依次经单片机、电动缸驱动器、电动缸、伸缩式压杆后驱动压块沿纵向作各种运动，以使压块对试样施加多种力，产生多种形变，得到多种形变量，同时，压力传感器即时监测整个过程中的压力变化，并将其通过压力变送器反馈给单片机，最终在PC机中根据形变量、压力值绘制形变曲线图，并据图计算出试样的各种压缩性能指标。整个过程中，机械结构、信号传输关系相互结合，不仅能够扩大应用范围，以适应较大厚度的试样（100mm），而且能够应用至少四种测试方法（等速法、变速法、定压法、定形法），从而获得多种性能指标，以提高测试的质量。因此，本专利技术不仅待测试样厚度较厚、应用局限性较小，而且可测性能指标较多、测试质量较高。2、本专利技术一种非织造布压缩性能测试系统及其使用方法中，驱动压块的电动缸的底部与水平梁的中部相连接，水平梁的两端分别与左、右竖梁的内侧面垂直连接，左、右竖梁相互平行，使用时，既可以直接驱动压块下压试样以作各种测试，也可以通过水平梁与左、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非织造布压缩性能测试系统，包括压块（4）与压盘（5），且压块（4）位于压盘（5）的正上方，其特征在于：所述测试系统还包括电动缸（1）、伸缩式压杆（3）、压力传感器（6）、单片机（7）、电动缸驱动器（11）与压力变送器（61），所述电动缸（1）的底部与水平梁（2）的中部相连接，水平梁（2）的两端分别与左竖梁（21）、右竖梁（22）的内侧面垂直连接，左竖梁（21）、右竖梁（22）相互平行，所述电动缸（1）的输出端穿经水平梁（2）后与伸缩式压杆（3）的顶端相连接，伸缩式压杆（3）的底端与压块（4）的顶面相连接，压块（4）的底面与压盘（5）的顶面正对设置，压盘（5）的底面与压力传感器（6）的顶部相连接，且电动缸（1）、水平梁（2）、伸缩式压杆（3）、压块（4）、压盘（5）、压力传感器（6）由上至下依次设置；所述压力传感器（6）经压力变送器（61）与单片机（7）的输入端进行信号连接，所述单片机（7）的输出端与电动缸驱动器（11）的输入端进行信号连接，电动缸驱动器（11）的输出端与电动缸（1）进行信号连接，电动缸（1）内设置有位移传感器（12）以监测伸缩式压杆（3）的位移矢量，该位移传感器（12）与单片机（7）进行信号连接，且单片机（7）与居于其上游的PC机（8）进行信号连接。...

【技术特征摘要】
1.一种非织造布压缩性能测试系统，包括压块（4）与压盘（5），且压块（4）位于压盘（5）的正上方，其特征在于：所述测试系统还包括电动缸（1）、伸缩式压杆（3）、压力传感器（6）、单片机（7）、电动缸驱动器（11）与压力变送器（61），所述电动缸（1）的底部与水平梁（2）的中部相连接，水平梁（2）的两端分别与左竖梁（21）、右竖梁（22）的内侧面垂直连接，左竖梁（21）、右竖梁（22）相互平行，所述电动缸（1）的输出端穿经水平梁（2）后与伸缩式压杆（3）的顶端相连接，伸缩式压杆（3）的底端与压块（4）的顶面相连接，压块（4）的底面与压盘（5）的顶面正对设置，压盘（5）的底面与压力传感器（6）的顶部相连接，且电动缸（1）、水平梁（2）、伸缩式压杆（3）、压块（4）、压盘（5）、压力传感器（6）由上至下依次设置；所述压力传感器（6）经压力变送器（61）与单片机（7）的输入端进行信号连接，所述单片机（7）的输出端与电动缸驱动器（11）的输入端进行信号连接，电动缸驱动器（11）的输出端与电动缸（1）进行信号连接，电动缸（1）内设置有位移传感器（12）以监测伸缩式压杆（3）的位移矢量，该位移传感器（12）与单片机（7）进行信号连接，且单片机（7）与居于其上游的PC机（8）进行信号连接。2.根据权利要求1所述的一种非织造布压缩性能测试系统，其特征在于：所述电动缸（1）为机械刹车的电动缸。3.根据权利要求1或2所述的一种非织造布压缩性能测试系统，其特征在于：所述压块（4）的底面窄于压盘（5）的顶面；所述水平梁（2）的两端分别与左竖梁（21）、右竖梁（22）的内侧面进行滑动连接。4.根据权利要求1或2所述的一种非织造布压缩性能测试系统，其特征在于：所述单片机（7）通过RS485模块与电动缸驱动器（11）的输入端进行信号连接。5.根据权利要求1或2所述的一种非织造布压缩性能测试系统，其特征在于：所述单片机（7）通过RS232模块与PC机（8）进行信号连接，且单片机（7）为STM32F107VCT6芯片。6.一种权利要求1或2所述的非织造布压缩性能测试系统的使用方法，其特征在于所述使用方法包括以下步骤：先将作测试的试样放在压盘（5）上，试样的最大厚度为100mm，再由PC机（8）经单片机（7）向电动缸驱动器（11）发出驱动命令，根据该驱动命令，电动缸驱动器（11）驱动电动缸（1）运行，运行的电动缸（1）经伸缩式压杆（3）驱动压块（4）从原点出发作纵向运动，以使压块（4）与试样进行压缩性能测试，压缩性能测试完成后，伸缩式压杆（3）带动压块（4）回到原点以完成复位；在压块（4）从原点出发直至复位的整个过程中，位移传感器（12）监测伸缩式压杆（3）的位移矢量，并将监测数据反馈给单片机（7），同时，压力传感器（6）会将其监测到的压力数据经压力变送器（61）发送给单片机（7），再由单片机（7）将接收到的位移矢量、压力数据反馈给上游的PC机（8）以绘制形变曲线图，该形变曲线图中的横坐标为形变量、纵坐标为压力，形变量的单位为mm，压力的单位为N...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德骏，方涵，张如全，吴宛萍，刘丰，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42