本发明专利技术涉及一种碳纤维密度的测试装置和方法，本方法步骤如下：(1)采用自动配制成密度梯度柱；(2)放样，将待测试样打结成1～4mm的球形或异型，浸入梯度柱上部，使其自然下降至平衡位置；(3)读数，当试样达到悬浮平衡时，通过自动计算系统，直接显示测试试样的密度。其中碳纤维密度测试装置由恒温槽、密度梯度柱、自动配液装置三部分组成；密度梯度柱包括密度梯度柱、打捞系统、位移读数器、自动计算系统；自动配液装置包括，烧瓶A、烧瓶B、蠕动泵、连接系统、磁力搅拌器。本发明专利技术简化了人为操作，优化了密度梯度液的配制装置，智能读取悬浮小球和试样悬浮位置刻度，自动计算出测量碳纤维的密度，提高了碳纤维密度测试的自动化。提高了碳纤维密度测试的自动化。
【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维密度测试装置和方法
[0001]本专利技术涉及一种碳纤维密度测试装置和方法，具体涉及到碳纤维密度的测试装置和测试方法。
技术介绍
[0002]碳纤维是一种具有高比模量、高比强度、强耐疲劳性能的理想结构和功能材料，碳纤维的拉伸性能是评价和选用碳纤维的主要技术指标，也是划分碳纤维等级的重要依据，而碳纤维密度是计算其拉伸性能的关键参数，因此碳纤维密度的准确、快速测量尤为重要。
[0003]现碳纤维密度多是按照GB/T 30019
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2013《碳纤维密度的测定》要求测试，标准中提供了液体置换法、浮沉法、密度梯度柱法三种测量方法，其中密度梯度柱法具有操作简便、精度高、使用时间长、可同时测量多个样品等优点，且适用于批量测试碳纤维的体密度。但是现用密度梯度柱法存在多个问题，如采用人为手工配置密度梯度液，配置过程耗时耗力且密度梯度稳定时间周期长；如采用人工读取悬浮小球和试样的位置刻度，刻度读取因人为行为导致误差等。为准确、快速、稳定的测试碳纤维的密度，本方法简化人为操作，优化密度梯度液的配制装置、智能读取悬浮小球和试样悬浮位置刻度，自动计算出测量碳纤维的密度，提高了碳纤维密度测试的效率和稳定性。
[0004]密度梯度柱是利用悬浮原理来测定固体密度的一种方法。它是将两种密度不同而又能相互混合的液体，进行适当的混合，由于扩散作用使混合后的液体从上部到下部的密度逐渐变大，且连续分布形成梯Hale Waihona Puke Baidu故称密度梯度柱。
技术实现思路
[0005]本专利技术解决了现有碳纤维密度测试中存在的问题，提供了一种自动配制密度梯度液、智能读取悬浮刻度的测试装置和方法。本专利技术采用自动配制密度液、智能读取刻度的装置，一是提高了密度梯度液配制的效率和稳定性；二是智能读取刻度，规避了人为读数的误差；三是提高了碳纤维密度测试的自动化，减小了测试波动性对测量结果的影响。
[0006]本专利技术提供了一种碳纤维密度测试方法，包括以下步骤：(1)配制密度柱，采用自动配液装置，可从柱子顶部逐渐加入密度渐小的液体，也可从柱子底部逐渐加入密度渐大的液体，自动配制成密度梯度柱；(2)放样，将待测试样打结成1～4mm的球形或异型，打结试样小心地浸入梯度柱上部，使其自然下降至平衡位置；(3)读数，当试样达到悬浮平衡时，通过自动计算系统，直接显示测试试样的密度。
[0007]其中碳纤维密度测试装置由恒温槽、密度梯度柱、自动配液装置三部分组成。
[0008]其中密度测试装置中可放置3～6个密度柱，满足多个柱同时测试，即提高了测试效率又提高了测试试样的种类。
[0009]其中自动配液系统包括，烧瓶A、烧瓶B、蠕动泵、连接系统、磁力搅拌器，其中将磁力搅拌器放入烧瓶A中，同时烧瓶A的出口连接蠕动泵的入口，蠕动泵的出口和连接系统相连，连接系统另一端放置在密度柱中。
[0010]轻液加入烧瓶A，重液加入烧瓶B后，打开联通两瓶间的控制阀，控制阀可控制重液和轻液的混合速率。当液体达平衡时，开启磁力搅拌器混合烧瓶A中的两种液体。
[0011]其中轻液和重液为乙醇、水、氯化锌、三氯乙烷、二溴乙烯、四氯化碳、三溴甲烷，适用于试样密度为0.9～2.6g/cm3.
[0012]混合液通过泵打到密度柱中，泵可控制混合液的流动速率，恒定速率的流动填充可增加密度液的稳定性，延长密度液的使用寿命。
[0013]密度梯度柱部分上部装有打捞架，打捞试样时打捞篮安装在打捞架上将试样打捞出。
[0014]其中位移读数器在滑杆上运动，滑杆上装有传感线，与位移传感器相连，用于传递试样的位置；
[0015]其中位移读数器包括位置传感器和光学显微镜，显微镜将光线聚焦在悬浮小球和试样的位置上，再经位移传感器将试样位置传递给自动计算系统，避免了因试样位置误差导致的试样密度差异。
[0016]其中自动计算系统是依据悬浮原理测试固体密度，轻重液扩散形成梯度密度，依据密度与位置的线性关系，当试样的位置确定后，计算系统利用线性关系计算出对应位置的密度，可直接读取，无需另外再计算，避免了因推算线性关系误差导致计算出试样密度的误差。
[0017]恒温槽控制密度梯度的温度，波动范围为
±
0.1℃。
[0018]其中密度梯度柱包括密度梯度柱、打捞系统、位移传感器、自动计算软件。
[0019]其中自动配液装置包括，烧瓶A、烧瓶B、蠕动泵、连接系统、磁力搅拌器。
附图说明
[0020]图1为本专利技术实施案例中的碳纤维密度测试用装置整体示意图；
[0021]其中，1为恒温槽，2为密度梯度柱部分，3为自动配液部分。
[0022]图2为本专利技术实施案例中的密度梯度柱部分示意图；
[0023]其中，21、22、23、24为密度柱，25为打捞架，26为滑杆，27为位移读数系统。
[0024]图3为本专利技术实施案例中的自动配液部分示意图。
[0025]其中，31为显示器，32为烧瓶B，33为烧瓶A，34为连接口，35为总电源，36为转子旋钮，37为蠕动泵旋钮，38为打捞操作按钮，39为计算按钮，310为控制阀。
具体实施方式
[0026]下面结合实施例，对本专利技术进一步解释。
[0027]如图1所示，本专利技术提供的一种碳纤维密度测试装置中所涉及的测试用装置整体示意图。
[0028]如图2所示，本专利技术提供的一种碳纤维密度测试装置中所涉及的密度梯度柱部分的示意图；
[0029]如图3所示，本专利技术提供的一种碳纤维密度测试装置中所涉及的自动配液部分的示意图。
[0030]实施例1：
[0031]测试某国产T700碳纤维的密度，测试过程如下：
[0032](1)配制密度柱，采用自动配液装置，从柱子底部逐渐加入密度渐大的液体，配制四氯化碳、二溴乙烯的密度梯度柱；
[0033](2)放样，取待测试样取打结成5个1～4mm的球形，将打结的5个试样小心地浸入梯度柱上部，使其自然下降至平衡位置；
[0034](3)读数，当试样达到悬浮平衡时，通过自动计算系统，直接显示测试试样的密度。
[0035]本实施例中，测试5个试样的密度分别为1.7986g/cm3、1.8039g/cm3、1.7986g/cm3、1.7997g/cm3、1.7934g/cm3，则试样的平均密度为1.7988g/cm3,CV为0.21％。
[0036]实施例2：
[0037]测试某国产T800碳纤维的密度，测试过程如下：
[0038](1)配制密度柱，采用自动配液装置，从柱子底部逐渐加入密度渐大的液体，配制四氯化碳、二溴乙烯的密度梯度柱；
[0039](2)放样，取待测试样取打结成5个异性试样，将打结的5个试样小心地浸入梯度柱上部，使其自然下降至平衡位置；
[0040](3)读数，当试样达到悬浮平衡时，通过自动计算系统，直接显示测试试样的密度。
[0041]本实本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种碳纤维密度测试方法，其特征在于，该方法所用碳纤维密度测试装置由恒温槽、密度梯度柱、自动配液装置三部分组成；恒温槽控制密度梯度的温度，波动范围为
±
0.1℃；配制密度柱时，采用自动配液装置，自动配制成密度梯度柱，其中自动配液装置包括，烧瓶A、烧瓶B、蠕动泵、连接系统、磁力搅拌器；其中将磁力搅拌器放入烧瓶A中，同时烧瓶A的出口连接蠕动泵的入口，蠕动泵的出口和连接系统相连，连接系统另一端放置在密度柱中；其中密度梯度柱包括密度梯度柱、打捞系统、位移读数器、自动计算系统，通过移动读数系统读取试样的位置，自动计算系统直接显示测试试样的密度；位移读数器包括位置传感器和光学显微镜，通过显微镜确认试样的位置，位移传感器将试样位置传递给自动计算系统；自动计算系统，通过悬浮小球的密度和悬浮位置，拟合出密度和位置的线性关系，再结合传递的试样位置，自动计算出试样的密度。2.根据权利要求1所述的一种碳纤维密度测试方法，其中，包括以下步骤：(1)配制密度柱，采用自动配液装置，从柱子顶部逐渐加入密度渐小的液体，或者柱子底部逐渐加入密度渐大的液体，自动配制成密度梯度柱；(2...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘芳，葛国杰，郭鹏宗，徐源锴，陶珍珍，
申请(专利权)人：中复神鹰碳纤维股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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