织物厚度计的工作原理基于机械接触式测量或电子传感技术,通过标准化的压力和平行压脚对织物施加一定压力,测量其上下表面之间的垂直距离。以下是详细解析:
1. 核心原理
织物厚度计通过以下步骤实现测量:
加压接触:
将织物放置在水平基板上,仪器通过圆形平行压脚(直径通常为2.5mm~100mm)在标准压力(如10kPa、0.5kPa等)下垂直压向织物表面,消除织物表面蓬松或凹凸的影响。位移测量:
机械式:通过弹簧或杠杆系统传递压力,千分表/百分表直接显示压脚下移的位移(即厚度)。
电子式:高精度位移传感器(如电感式或光栅传感器)将压脚的位移转化为电信号,数字显示厚度值(精度可达0.001mm)。
2. 关键组件与作用
组件 | 功能 |
---|---|
压脚 | 平行圆形接触面,确保压力均匀分布,避免局部变形。 |
压力控制系统 | 通过砝码、弹簧或电机控制压力,符合标准(如ISO 5084要求10±0.1kPa)。 |
位移传感器 | (电子式)实时检测压脚位移,转换为数字信号。 |
基板 | 提供平整支撑面,通常为硬质材料(如金属或玻璃)。 |
3. 工作流程
校准:仪器归零(无样品时压脚与基板接触读数为0)。
放置样品:织物平铺于基板,无张力或褶皱。
加压测量:压脚下降至接触织物,达到预设压力后保持短暂时间(如10s),读取稳定值。
多点重复:在不同位置测量多次取平均值,确保代表性。
4. 影响精度的因素
压力大小:压力过大会压缩蓬松织物(如羽绒织物需低压测试)。
压脚尺寸:面积越大,测得的是“表观厚度”(含表面凹凸);小压脚反映局部厚度。
环境温湿度:纤维吸湿膨胀可能影响结果(需在标准温湿度下测试)。
5. 机械式 vs 电子式对比
类型 | 原理 | 优点 | 缺点 |
---|---|---|---|
机械式 | 千分表机械传动 | 无需电源,成本低 | 人工读数易误差 |
电子式 | 传感器+数字显示 | 高精度、自动记录数据 | 价格高,需维护 |
6. 典型应用示例
轻薄面料(如丝绸):用小压脚(2.5mm)和低压(0.5kPa)避免压溃。
毛毯/无纺布:用大压脚(50mm)和高压(20kPa)测量压缩后厚度。
7. 标准参考
ISO 5084:规定压力10kPa,压脚直径10mm²(适用于多数织物)。
ASTM D1777:允许根据材料特性调整压力。
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