一种基于多角度图像分析的纤维分散性测试方法与流程

本发明涉及纤维分散性测试，尤其涉及一种基于多角度图像分析的纤维分散性测试方法。

背景技术：

1、纤维材料广泛应用于各行各业以及日常生活中。根据原料的来源一般可以将纤维分为天然纤维、人造纤维、合成纤维、无机纤维和金属纤维等类别。测试纤维的分散性对于其自身性能的评价、复合纤维的制造以及纤维在复合材料的应用均具有重要意义。

2、例如：分散性是金属纤维制成纤维毡过程中很重要的因素之一，影响纤维毡的透气、过滤等性能。纤维在水中(或分散介质中)均匀分散，有利于实现纤维之间的混合均匀，是制备纤维复合材料的重要指标。纤维短切后加入材料浆料(混凝土砂浆)中能够提升材料性能，纤维的分散性影响其对材料性能的改进效果。对不同试验条件下纤维的分散程度进行表征评价是研究纤维性能的重要方式。但是，纤维混合溶剂的制备和混合程度的观测和评价，仍然缺乏高效可靠的设备。

3、因此，本发明提供一种快速离散的纤维分散性测试装置，用于实现对纤维在分散介质(水或其他溶液)中的快速离散和对纤维的分散性观测。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种快速离散的纤维分散性测试装置，用以解决现有纤维分散性测试对纤维分散性评估不准确、不全面的问题。

2、本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

3、一种基于多角度图像分析的纤维分散性测试方法，包括：

4、步骤s1：制备待测的纤维丝束；

5、步骤s2：将待测的纤维丝束放入观测容器中，并在观测容器中注入分散介质；

6、步骤s3：将观测容器放入测试装置中，并通过第二驱动组件驱动观测容器旋转，实现对待测纤维丝束的分散；

7、步骤s4：通过第一驱动组件驱动第一拍摄组件和第二拍摄组件运动，同时通过的第一拍摄组件和第二拍摄组件观测容器及其内部液体进行多角度拍摄，获取纤维的分散性信息。

8、进一步地，所述步骤s1中，对短切纤维丝束进行染色处理。

9、进一步地，所述步骤s3中，在测试装置的内部安装照明装置，实现独立照明。

10、进一步地，所述步骤s3中，观测容器中的纤维丝束的分散方式为：

11、步骤s31：将观测容器底部的中心花键轴与旋转花键轴插接连接，将观测容器底部的弧形插接部与定位盘插接连接；

12、步骤s32：所述第二驱动组件包括：行星齿轮系和第二驱动电机，所述行星齿轮系包括：太阳齿轮、行星齿轮和内齿圈，所述第二驱动电机驱动所述行星齿轮系的太阳齿轮转动；所述太阳齿轮与行星齿轮啮合传动，进而通过行星齿轮带动内齿圈与太阳齿轮反向转动；

13、步骤s33：所述旋转花键轴与所述行星齿轮系的太阳齿轮固定连接，所述旋转驱动盘与所述行星齿轮系的内齿圈固定连接；内齿圈与太阳齿轮反向转动，带动所述中心花键轴和观测容器反向旋转；

14、步骤s34：所述中心花键轴与转动安装在观测容器内部的扰动部件固定连接；所述扰动部件与观测容器反向旋转，促使扰动部件拨动观测容器中的液体使纤维丝束分散。

15、进一步地，所述步骤s3中，所述观测容器旋转时，能够带动观测容器中的液体旋转；液体旋转时在离心力作用下由观测容器的中心向观测容器的壁面方向运动，同时在多块弧形导流板的导流作用下发生多个旋涡，使得液体在观测容器中发生层流和涡旋。

16、进一步地，所述第一拍摄组件带动高速摄像头的运动方式为：

17、步骤s41：所述第一拍摄组件包括：弧形定位轨、旋转运动支架、镜头安装支架和高速摄像头；所述旋转运动支架嵌套安装在所述弧形定位轨的外侧，且二者能够相对滑移；第一驱动组件通过第二旋转齿轮驱动旋转运动支架外侧的弧形齿条旋转；

18、步骤s42：所述镜头安装支架固定安装在旋转运动支架上，且端部固定安装所述高速摄像头；弧形齿条旋转过程中，所述旋转运动支架绕其自身轴线转动，同时带动镜头安装支架绕观测容器转动；

19、步骤s43：所述镜头安装支架带动高速摄像头同步旋转，实现高速摄像头的弧线运动，且高速摄像头始终对准观测容器。

20、进一步地，所述步骤s3中，所述测试装置，包括：第一拍摄组件、第二拍摄组件、观测容器、第一驱动组件和第二驱动组件；所述第二拍摄组件与第一拍摄组件结构相同，且所述第一拍摄组件竖直设置，第二拍摄组件水平设置。

21、进一步地，所述步骤s3中，所述观测容器设置在所述第一拍摄组件的下方；所述第二拍摄组件整体呈圆弧形，所述观测容器与所述第二拍摄组件同轴心设置。

22、进一步地，所述步骤s4中，所述第二拍摄组件的高速摄像头位移时，所述高速摄像头绕所述观测容器的圆周方向运动，且与所述观测容器的距离不变。

23、进一步地，所述步骤s3中，所述测试装置内部还设置有加热组件，通过加热组件对观测容器进行温度控制，能够测试纤维在不同温度下的分散性。

24、本发明技术方案至少能够实现以下效果之一：

25、1.本发明的基于多角度图像分析的纤维分散性测试方法，通过第二驱动组件驱动扰动组件旋转，实现对分散介质中的纤维丝束的快速分散；纤维分散完成后，能够通过高速摄像头对观测容器中的分散状态的纤维进行拍照，实现对纤维溶液状态的实时拍摄，获取纤维分散的照片/录像。

26、2.本发明的基于多角度图像分析的纤维分散性测试方法，通过设置有第一拍摄组件和第二拍摄组件分别从观测容器的上方和侧面对纤维分散状态进行拍摄，能够获得纤维在水体中的三维状态；其中，第一拍摄组件竖直设置，其用于拍摄俯视状态下的溶液图像；第二拍摄组件水平设置，用于拍摄侧视状态下的溶液图像，相较于目前的对静置溶液拍摄图像或单纯分析透光率的分散性分析，本发明的测试装置获得的纤维分散性图像更准确，且能够更直观获得纤维分散状态。

27、3.本发明的基于多角度图像分析的纤维分散性测试方法，第一拍摄组件和第二拍摄组件均为弧形运动机构，通过电机同步带动两组拍摄组件的高速摄像头进行弧线运动，高速摄像头弧线运动的过程中，能够从多个角度对纤维溶液进行连续拍摄，能够获得纤维溶液的多组图像，通过对高速摄像头在不同时刻拍摄的多组纤维溶液的多角度图像进行分析，能够获得纤维在溶液中的分散效率和分散程度信息。

28、本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

技术特征：

1.一种基于多角度图像分析的纤维分散性测试方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于多角度图像分析的纤维分散性测试方法，其特征在于，所述步骤s1中，对短切纤维丝束进行染色处理。

3.根据权利要求1或2所述的基于多角度图像分析的纤维分散性测试方法，其特征在于，所述步骤s3中，在测试装置的内部安装照明装置，实现独立照明。

4.根据权利要求1所述的基于多角度图像分析的纤维分散性测试方法，其特征在于，所述步骤s3中，观测容器(6)中的纤维丝束的分散方式为：

5.根据权利要求4所述的基于多角度图像分析的纤维分散性测试方法，其特征在于，所述步骤s3中，所述观测容器(6)旋转时，能够带动观测容器(6)中的液体旋转；液体旋转时在离心力作用下由观测容器(6)的中心向观测容器(6)的壁面方向运动，同时在多块弧形导流板(604)的导流作用下发生多个旋涡，使得液体在观测容器(6)中发生层流和涡旋。

6.根据权利要求1-2、4-5任一项所述的基于多角度图像分析的纤维分散性测试方法，其特征在于，所述第一拍摄组件(2)带动高速摄像头(204)的运动方式为：

7.根据权利要求6所述的基于多角度图像分析的纤维分散性测试方法，其特征在于，所述步骤s3中，所述测试装置，包括：第一拍摄组件(2)、第二拍摄组件(3)、观测容器(6)、第一驱动组件和第二驱动组件；所述第二拍摄组件(3)与第一拍摄组件(2)结构相同，且所述第一拍摄组件(2)竖直设置，第二拍摄组件水平设置。

8.根据权利要求7所述的基于多角度图像分析的纤维分散性测试方法，其特征在于，所述步骤s3中，所述观测容器(6)设置在所述第一拍摄组件(2)的下方；所述第二拍摄组件(3)整体呈圆弧形，所述观测容器(6)与所述第二拍摄组件(3)同轴心设置。

9.根据权利要求8所述的基于多角度图像分析的纤维分散性测试方法，其特征在于，所述步骤s4中，所述第二拍摄组件(3)的高速摄像头(204)位移时，所述高速摄像头(204)绕所述观测容器(6)的圆周方向运动，且与所述观测容器(6)的距离不变。

10.根据权利要求1所述的基于多角度图像分析的纤维分散性测试方法，其特征在于，所述步骤s3中，所述测试装置内部还设置有加热组件，通过加热组件对观测容器(6)进行温度控制，能够测试纤维在不同温度下的分散性。

技术总结本发明涉及一种基于多角度图像分析的纤维分散性测试方法，属于纤维分散性测试技术领域，解决了现有技术中纤维分散效率低，分散效果难易观测的问题。本发明的分散性测试方法包括：步骤S1：制备待测的纤维丝束；步骤S2：将待测的纤维丝束放入观测容器中，并在观测容器中注入分散介质；步骤S3：将观测容器放入测试装置中，并通过第二驱动组件驱动观测容器旋转，实现对待测纤维丝束的分散；步骤S4：通过第一驱动组件驱动第一拍摄组件和第二拍摄组件运动，同时通过的第一拍摄组件和第二拍摄组件观测容器及其内部液体进行多角度拍摄，获取纤维的分散性信息。本发明实现了对纤维的快速分散和纤维分散状态的多角度观测。技术研发人员：韦甜,汪丽霞,郑帼受保护的技术使用者：江苏新视界先进功能纤维创新中心有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14