用于改进的材料试验的环境调节方法及装置制造方法及图纸

一种调节用于测试的材料样品的方法和装置，所述装置中的传感器测量至少一种样品材料性能，从而确定出一个样品特性调节周期，并通过驱动一气流流过样品，来启动调节周期，气流根据影响样品性能的至少一种参数来进行调节。一种组合式样品调节和空气调节机，包括一个调节测试样品的环境调节室；和调节空气排出口，与回流空气口一样，用于将已调节空气传导至测试试验室空间、绿洲区域、以及测试区域中。气流调节装置，用于将已调节气流通过环境调节室进行传导，并通过调节空气排出口排出。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本说明书中公开的方法及装置，一般来说适用于材料性能测试领域，尤其适用于材料样品或试验室空间的环境调节区域以及进行测试的仪表测试区域，本专利技术的最佳实施例，特别适用于棉纤材料、纱线或纤维织物样品以及试验室的快速环境调节或对它们进行测试的仪表测试区域。众所周知，进行材料性能测试的样品的环境或状态，可极大地影响测试结果。精确的并且具有可复现性的样品制备对于获得既精确又准确的测试结果是非常重要的。样品制备中的重要因素是进行这些工序的环境条件的精确度和准确性。材料性能测试试验室或仪表测试区域的环境条件，能够极大地影响测试结果，这也是众所周知的。这种实际情况，对于纤维材料测试一般地比较重要，对于棉花、和其他的自然纤维材料，以及对于人造丝和其他的人造纤维材料来说尤其重要。调节测试区域环境状况的方法及装置，在本说明书中第一专利技术人以及其他人的几个美国专利中以及在其他的公开出版物上都有所描述，简单说明如下。早期公开部分地基于这样一种认识，即必须准确、精确、具有成本效益或最佳地控制测试区域内的环境条件，而不是测试试验室中的环境条件。公开的实施例能够使测试区域内环境条件的改进得以实现。因此，在此作为参考特意引入的Shofner的美国专利4,631,781号、Leifeld等人的美国专利5,121,522号、以及Shofner等人的美国专利5,411,450号的全文说明书中，都公开了纺织品纤维材料处理机称作梳理的工序的改进。在此作为参考特意引入的Shofner的美国专利4,631,781号和Shofner等人的美国专利5,557,868号的全文说明书中，都公开了有关纤维材料测试仪表的实施例。在此作为参考特意引入的、仍在进行之中的Shofner等人1995年10月31日提出的美国专利申请系列号为08/550,710、1996年5月17日以国际公开号WO96/14262公开的国际申请号为PCT/US95/13796的申请，以及Shofner等人的美国专利5,676,177号，它们的全文说明书中都公开了纺织品编织机的改进。在此作为参考特意引入的、Shofner等人的美国专利5,560,194号的全文说明书中，公开了纺纱机的优化过程控制方法。在纤维材料试验(它通常来说可以代表材料试验)环境控制方法和装置的改进的上下文中，初步公开了本专利技术。因此，下面给出的是有关“快速调节”的简单背景信息，一个样品制备工序，用于对进行HVI测试的棉花进行仪表分类。简化和改进此样品制备工序是本专利技术的一个目的。这种快速调节装置的工业实施例可称作是“Rapidcon”。本专利技术的另一个目的，是将样品的调节与试验室空间及仪表测试区域的环境调节有效地结合起来。这种既可提供外部试验室空间的空气调节、又可提供内部测试样品的快速调节的多功能装置的工业实施例，可称作“Rapidair”。美国农业部的多篇论文当中，都描述了纤维材料试验方法中的一个重要改进，称作“快速调节”，其中样品调节时间从72或48小时降低到了15分钟或更低。例如J.L.Knowlton和RogerK.Alldredge1994年1月在加利福尼亚圣地亚哥地区棉花会议上的“HVI样品的快速调节试验”论文；以及DarrylW.Earnest1996年5月在北卡罗来纳州Raleigh纤维材料工程会议上的“USDA棉花分类设备的发展”论文。在此“快速调节”之前超过75年的时间里，某些纤维材料、纱线或纤维织物试验都是在所谓的“标准试验室环境”或65％相对湿度和70°F(21℃)干球温度的ASTM环境下进行的。既然对于获得好的试验结果影响最大的不是试验室内的环境，而是测试时样品(以及测试区域内)的环境，所以纤维材料、纱线或纤维织物样品的各种ASTM方法，进一步包括有这样的要求，即被测试样品在标准环境下进行测试之前，应在标准环境下保存或“调节”72小时。这一保存时间大概可使样品“达到平衡状态”。应当注意，经过如此调节的样品是被动地达到平衡，并且这种平衡通常指的是样品中的水分含量。水分含量是以样品干重量百分比表示的样品水分重量。对于棉花来说，平衡的水分含量MC在65％RH、70°F(21℃)时大约是7.3％。但是还应当注意，水分含量只是纤维材料、纱线或纤维织物材料性能测试中所关心的平衡值之一。其他的还包括弹性和长度(对于纤维材料)，并且这些材料性能对于卖出、买进和使用纤维材料来说都比水分含量更为重要。我们所要强调注意的是，水分含量会影响其他的纤维材料性能，因此，它是一个重要的控制变量，但对于交易或使用的目的来说不是这样重要。尽管72小时的平衡时间可产生最好的、并且最稳定的试验结果，但同时在今天高度竞争和急需信息的市场当中，此时间长得无法接受。因此，准确并且精确地、也就是具有最小的偏差或随机误差地进行测试是非常重要的。但在被测性能达到平衡之前进行测试，会严重地(在利润/损耗方面)降低准确性和精确度。(我们注意到对于不同的材料测试参数，其平衡时间是不同的)。我们已认识到迅速获得的结果与好的(精确的和准确的)结果相比较、互相之间严重的矛盾关系，美国农业部农产品市场部门的棉花分部，在九十年代的初期，便开始研究有效地且快速地调节棉花样品。这些研究获得了巨大的成功，并且证实了可以有效地形成通过HVI样品的良态试验室环境(与被动的或混乱的质量和热量传递相对比)，它的有效调节或“快速调节”可使样品在小于约15分钟的时间内，即可达到水分含量或强度的平衡。上面提到的Knowlton等人和Earnest的论文中，给出了说明。十四个USDA/AMS棉花分类管理处的大多数目前都采用“快速调节”。我们在致力于将USDA结果延伸至具有一到四个HVIs(与二十到四十相比较)、却没有良好状态试验室的小规模仪表操作过程当中，发现只简单地形成65％、70°F(21℃C)的空气、来通过样品15分钟，对于干湿样品，都会产生不可接受的测试结果，并且需要难以接受的长调节时间才能达到好的测试结果。同时我们也发现，样品的类型和尺寸也影响测试结果和调节时间。更进一步，我们发现水分含量接近7.3％的样品，不需要进行多少、即使有也很少的快速调节。并且，在一个实际的并且经济的基础上，我们发现许多小试验室无法负担昂贵的试验室或测试区域的环境控制。因此，本专利技术的一个目的是提供多元的、样品特性调节周期，该调节周期可优化测试结果，并能减少有效调节时间。本专利技术的另一个目的是在一台具有成本-效益的机器中，将内部样品调节能力和试验室空间及仪表测试区域的外部空气调节能力结合在一起。总的来说，本专利技术的一个基本方面，是一种对机器中的材料进行处理的方法，其中需对材料进行调节以用于随后的测试。将材料送给一个测量站，并在其中对一种或多种材料性能进行测量。根据一个机器模型，提前确定出一个环境调节周期，此环境调节周期可使材料被处理为最佳状态，以用于当前或随后的测试，环境调节周期与控制材料性能的一种或多种环境参数的瞬时和空间特性有关。输送材料并将其送入一环境调节区域。在环境调节区域中，将一气流仔细地加到材料上，气流由控制材料性能的一种或多种参数进行调节，并且一种或多种控制参数中每一种的施加周期都是提前确定好的。在随后的一个或多个机器工序当中，对材料进行测试。根据更为特别的一个方面，本专利技术提供了一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种调节用于测试的棉纤样品的方法，所述的方法包括：测量样品的水分含量；并且以所测得的水分含量为基础，确定出一个调节周期，并通过驱动一已调节气流流过样品，来启动该调节周期，已调气流根据由包括温度、相对湿度、单位时间体积、以及时间间隔的 组中所选择的至少一种参数来进行调节。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：FM绍夫内尔，BJN绍夫内尔，MD沃森，
申请(专利权)人：第一波吕特龙尼克有限公司，
类型：发明
国别省市：IN[印度]