测量屏蔽纱线不同空间排列电磁特性的纤维排列盒及方法

摘要

本发明提出了一种测量屏蔽纱线不同空间排列电磁特性的纤维排列盒及方法，用以解决目前屏蔽纱线无法精确描述及分析、因样布试织而增加成本及浪费时间的问题；包括盒底板、丝针、曲线棒和防护盖，盒底板包括纱线排列区和轨道区，纱线排列区位于盒底板的中部，轨道区设置在纱线排列区的四周；纱线排列区上设有若干个均匀排列的曲线孔，曲线孔上插接有使纱线产生曲线形态的曲线棒；所述轨道区内设有至少一条轨道，轨道两侧设有轨道出口，轨道内设有用于固定纱线的丝针。本发明制作简单，操作方便，设计合理，并且成本小，能对屏蔽纱线在不同空间排列方式时电磁特性进行科学准确的测量，并能精确获取纱线排列形态相关数据为后续各项工作奠定基础。

说明书

技术领域

本发明涉及属于纺织服装科学和电磁屏蔽测试的技术领域，尤其涉及一种测量屏蔽纱线不同空间排列电磁特性的纤维排列盒及方法，灵活简便、成本低，能精确测试及分析不同空间排列形态屏蔽纱线所形成的电磁材料体的电磁特性。

背景技术

电磁屏蔽织物是目前军事、电力、航天、医疗、民用及特种工业广泛需求的重要产品，屏蔽纱线种类及空间排列是电磁屏蔽织物产生电磁特性的本质原因，因此研究各类型屏蔽纱线的空间排列形态对电磁屏蔽织物的屏蔽效能、反射率、透射率等电磁特性参数的影响规律和机理等问题具有重要的意义，是领域内的一个热点。然而，由于电磁屏蔽织物中屏蔽纱线受到四周非屏蔽纤维的缠绕和包围，使得屏蔽纱线的精确形态往往难以把握和提取，使屏蔽纱线的位置、密度及弯曲形态无法精确描述和分析。另外，目前对电磁屏蔽织物研究时要反复织造不同屏蔽纤维排列的电磁屏蔽织物样布，不仅浪费时间，而且还耗费了大量原料，使研究成本大幅度提高。上述问题导致电磁屏蔽织物电磁特性参数与屏蔽纱线排列形态之间的关联难以进行，影响到电磁屏蔽织物的相关研究、实际设计、生产及测试等工作，因此必须形成一种有效的装置和方法能对不同排列形态的屏蔽纱线进行精确研究及分析，并能根据研究方案随时更换屏蔽纱线的种类及排列方式，以使电磁屏蔽织物的研究效率高、成本低、精确性强。但到目前为止还没有这样的装置和方法出现，正是考虑以上情况，本发明提出了一种测量屏蔽纱线在不同空间排列方式时电磁特性的纤维排列盒。

发明内容

针对目前电磁屏蔽织物中屏蔽纱线无法精确描述及分析、因样布试织而增加成本及浪费时间的技术问题，本发明提出一种测量屏蔽纱线不同空间排列电磁特性的纤维排列盒及方法，操作方便、纱线排列变化灵活高效，可以准确获取屏蔽纱线在不同空间排列方式时电磁特性的形态数据。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种测量屏蔽纱线不同空间排列电磁特性的纤维排列盒，包括盒底板、丝针、曲线棒和防护盖，所述盒底板包括纱线排列区和轨道区，纱线排列区位于盒底板的中部，轨道区设置在纱线排列区的四周；所述纱线排列区上设有若干个均匀排列的曲线孔，曲线孔上插接有使纱线产生曲线形态的曲线棒；所述轨道区内设有至少一条轨道，轨道两侧设有轨道出口，轨道内设有用于固定纱线的丝针；所述防护盖与纱线排列区相配合，防护盖与纱线排列区固定连接，将排列后的纱线固定在其中。

所述盒底板、纱线排列区和防护盖均为矩形结构，曲线孔呈矩阵型排列；所述纱线排列区的四角设有底板螺孔，防护盖的四角设有防护盖螺孔，底板螺孔和防护盖螺孔的位置相对应，底板螺孔和防护盖螺孔通过螺栓固定连接。

所述轨道区包括依次紧邻的外轨道、中轨道和内轨道，外轨道设置在盒底板的最外侧，纱线排列区每一侧的外轨道两侧设有外轨道出口；所述内轨道围绕在纱线排列区的四周，纱线排列区每一侧的内轨道的两侧均设有内轨道出口；所述中轨道设置在外轨道和内轨道之间，内轨道出口和外轨道出口之间设有中轨道出口。

所述丝针包括针牙、间隙、纱钉、躯干、空底和滑块，针牙包括两个，针牙之间设有间隙，针牙下部连接有躯干，躯干上设有固定纱线的纱钉；所述躯干下部设有空底，空底两侧分别与第一滑块和第二滑块相连接，第一滑块和第二滑块部分嵌入轨道中。

所述纱钉中部设有限位纱线的凹槽，所述第一滑块和第二滑块的上部固定有指示线，所述轨道上设有刻度尺。

所述丝针嵌入轨道后，纱线排列区的上平面与丝针的间隙底端在一条水平线上。

所述曲线棒包括插孔柱、弯纱柱和挡板柱，插孔柱、弯纱柱和挡板柱均为圆柱体，插孔柱紧密插接在曲线孔内，插孔柱的上部与挡板柱相连接，挡板柱上部设有弯纱柱，挡板柱的直径大于插孔柱和弯纱柱的直径。

所述插孔柱、弯纱柱和挡板柱的材质为对电磁波透明略有弹性的橡胶、高分子材料或塑料，挡板柱直径大于插孔柱直径的0.5mm-2mm，插孔柱的高度与盒底板的厚度一致，弯纱柱的高度略大于丝针的间隙的下表面；

所述盒底板和防护盖的材质为对电磁波透明的硬质塑料、高分子材料或木材，盒底板和防护盖的厚度不大于2mm；所述曲线孔2的直径小于5mm，曲线孔2之间的间距小于5mm；所述间隙17的宽度小于2mm、高度小于5mm；所述针牙、间隙、纱钉、躯干、空底和滑块为对电磁波透明、结实、有一定弹性的塑料或高分子材料制成。

测量屏蔽纱线不同空间排列电磁特性的纤维排列盒，其期测试方法为：

步骤一：根据测试需要调整丝针的高度组合，根据纱线排列要求确定每个高度丝针的具体格式和位置；

步骤二：将不同高度的丝针按照排列要求的间隔从轨道出口依次送入到对应的内轨道、中轨道和外轨道，丝针设计位置的轨道上；

步骤三：将屏蔽纱线按照设计要求依次排列在丝针上；

步骤四：若为多层纱线排列，则在第三步基础上，进一步在更高的高度上进行其他纱线的水平、垂直或者交织排列，从而形成多层纱线排列形态；

步骤五：纱线排列完毕后，用螺栓和螺母将防护盖固定在盒底板之上，使之覆盖在纱线之上；

步骤六：将扣上防护盖后的纤维排列盒整体放倒电磁特性测试设备的夹具中进行电磁特性测试。

本发明的有益效果：制作简单，操作方便，设计合理，并且成本小，能对屏蔽纱线在不同空间排列方式时电磁特性进行科学准确的测量，并能精确获取纱线排列形态相关数据为后续各项工作奠定基础。本发明克服了目前电磁屏蔽织物中屏蔽纱线无法精确描述及分析、因样布试织而增加成本及浪费时间等不足，提供一种操作方便、纱线排列变化灵活高效、获取排列形态数据准确的有效装置和测试方法，以测量屏蔽纱线在不同空间排列方式时的电磁特性。本发明可加快电磁屏蔽织物的相关研究，提高了对屏蔽纱线排列形态分析和描述的准确性，并节约成本提高效率，既能为相关理论研究奠定基础，又能为电磁屏蔽服装的设计、生产及测试评价提供依据，对推动电磁屏蔽织物的研究、设计、生产及评价均产生了积极效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明防护盖的俯视示意图。

图3为本发明截面示意图。

图4为本发明丝针的结构示意图。

图5为本发明图4的左视图。

图6为本发明曲线棒的结构示意图。

图中，1为纱线排列区，2为曲线孔，3为外轨道，4为中轨道，5为内轨道，7为内轨道出口，8为中轨道出口，9为外轨道出口，10为轨道区，11为底板螺孔，12为防护盖，13为防护盖螺孔，14为螺栓，15为丝针，16为针牙，17为间隙，18为纱钉，19为躯干，20为空底，21为指示线，22为第一滑块，23为第二滑块，24为曲线棒，25为插孔柱，26为挡板柱，27为弯纱柱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图3所示，一种测量屏蔽纱线不同空间排列电磁特性的纤维排列盒，包括盒底板、丝针15、曲线棒24和防护盖12，盒底板为矩形平板材料。所述盒底板包括纱线排列区1和轨道区10，纱线排列区1位于盒底板的中部，轨道区10设置在纱线排列区1的四周；所述纱线排列区1上设有若干个均匀排列的曲线孔2，曲线孔2上插接有使纱线产生曲线形态的曲线棒24，曲线棒24根据需要插入到曲线孔2中，使纱线产生曲线形态。轨道区10内设有至少一条轨道，轨道两侧设有轨道出口，轨道内设有用于固定纱线的丝针15。通过调整不同丝针15的位置，可形成不同排列方式的纱线。轨道区10通过控制丝针15在轨道中的位置及高度，可形成不同的纱线排列形态组合。防护盖12与纱线排列区1相配合，防护盖12与纱线排列区1固定连接，将排列后的纱线固定在其中。

纱线排列区1和防护盖12均为矩形结构，曲线孔2呈矩阵型排列；所述纱线排列区1的四角设有底板螺孔11，防护盖12的四角设有防护盖螺孔13，防护盖螺孔13与底板螺孔11数量大小一致，位于纱线排列区的外围。底板螺孔11和防护盖螺孔13的位置相对应，底板螺孔11和防护盖螺孔13通过螺栓14固定连接。通过外丝螺栓及内丝螺帽结构可以将防护盖固定在盒底板上，并且轻轻压住纱线排列区的纱线但不会对排列形态产生影响。待纱线排列完毕后，将排列好的纱线夹在纱线排列区1和防护盖12中间，以防止纱线在测量时出现错位和弯曲，同时防护盖12与盒底板配合控制纱线排列区的纵向厚度。

盒底板和防护盖12的材质为对电磁波透明的硬质塑料、高分子材料或木材，盒底板和防护盖的厚度不大于2mm。防护盖12测试时承受夹具压力保护纱线裴烈形态不被外力影响。纱线排列区1的功能是通过曲线棒24的底部插入曲线孔2的方式将纱线进行横向和纵向的弯曲，以便测试屏蔽纱线在弯曲排列状态时的电磁特性。曲线孔2的直径小于5mm，曲线孔2之间的间距小于5mm，曲线孔2为矩阵排列方式，根据纱线排列区1的尺寸大小可确定曲线孔在横向及纵向的数量。盒底板的横向及纵向规格需与测试设备的规格相匹配，其中纱线排列区的横向及纵向尺寸必须大于测试设备的夹具尺寸，以便纱线排列区1能放入到夹具中进行测试，而不被轨道区10影响。根据夹具形状（圆形或矩形），可在与夹具实心部分对应的防护盖边缘和纱线排列区边缘部分涂抹吸波材料，或粘连吸波海绵等吸波材料，以防止电磁波泄露。

轨道区10包括依次紧邻的外轨道3、中轨道4和内轨道5，轨道的截面结构形状为传统的滑块式，丝针的滑块可以嵌入到其轨道中通过操作进行滑动，使丝针放置在所要求的部位。外轨道3设置在盒底板的最外侧，纱线排列区1每一侧的外轨道3两侧设有外轨道出口9；所述内轨道5围绕在纱线排列区1的四周，纱线排列区1每一侧的内轨道5的两侧均设有内轨道出口7；所述中轨道4设置在外轨道3和内轨道5之间，内轨道出口7和外轨道出口9之间设有中轨道出口8。内轨道出口7、中轨道出口8和外轨道出口9，供丝针在各个轨道之间移进移出。外轨道3、中轨道4和内轨道5的材质为对电磁透明的塑料、木材及高分子材料，其高度由丝针的高度决定。丝针嵌入轨道后，丝针的间隙底部要与盒底板上平面平齐。其中内轨道5、中轨道4为丝针主工作区域，承担排列纱线的任务。外轨道3为丝针备用区，放置多余备用的丝针。不同高度的丝针15可在轨道中进行滑动并固定在合适的位置，从而使纱线形成不同的空间排列形态。实际测试时，对于纱线排列密度特别大的情况，可相应增加中轨道的数量，以满足更多丝针的排列。

丝针15是拉紧和固定纱线的主要部件。丝针15包括针牙16、间隙17、纱钉18、躯干19、空底20和滑块，针牙16包括两个，针牙16之间设有间隙17，针牙16下部连接有躯干19，躯干19上设有固定纱线的纱钉18，用于固定穿过的纱线；所述躯干19下部设有空底20，空底20两侧分别与第一滑块22和第二滑块23相连接，第一滑块22和第二滑块23部分嵌入轨道中。纱线可穿过丝针的间隙17固定在纱钉18上，通过调整不同丝针的位置，可形成不同排列方式的纱线。第一滑块22和第二滑块23与滑块式的轨道相匹配，第一滑块22和第二滑块23可以嵌入到轨道中通过操作进行滑动，使丝针放置在所要求的部位。躯干19为实心，空底20为中空。空底20左右为与丝针为整体的薄板，上端与躯干19成一体连接。移动丝针时，可用镊子或者手将空底20的两个薄片向内压紧，使之轻微变形，带动第一滑块22和第二滑块23轻微与轨道内的滑道分离，从而便于移动丝针。

间隙17的宽度小于2mm、高度小于5mm负责约束纱线，使纱线稳定穿过间隙紧贴间隙底部，并且不左右移动。针牙16、间隙17、纱钉18、躯干19、空底20和滑块为对电磁波透明、结实、有一定弹性的塑料或高分子材料制成。丝针15嵌入轨道后，纱线排列区1的上平面与丝针15的间隙17底端在一条水平线上，以便纱线能紧贴盒子板上面及间隙底端，从而保证纱线排列后的纵向厚度，使测试准确。

纱钉18中部设有限位纱线的凹槽，纱线绑在凹槽内。第一滑块22和第二滑块23的上部固定有指示线21。所述轨道上设有刻度尺，供丝针15对齐使用。可以根据指示线21与轨道上的刻度尺对齐，以便确定丝针的精确位置

丝针的总体高度在5mm以上，在达到上述要求并易于操作的情况下应尽量缩短，以便有利于排列纱线及加防护盖。根据纱线排列要求，屏蔽纱线可以通过丝针固定在水平或垂直单方向单方向排列，或同时在水平及垂直双方向排列形成交织形态。同时根据要求，丝针的间隙底部高度也可以改变，使纱线在空间垂直方向可以分层排列，从而形成空间立体排列形态。

曲线棒24包括插孔柱25、弯纱柱27和挡板柱26，插孔柱25、弯纱柱27和挡板柱26均为圆柱体。插孔柱25的直径与曲线孔2的直径一致，插孔柱25紧密插接在曲线孔2内，插孔柱25的上部与挡板柱26相连接，挡板柱26上部设有弯纱柱27，挡板柱26的直径大于插孔柱25和弯纱柱27的直径，插接时直至盒底板遇到挡板柱26的下表面为止。

插孔柱25、弯纱柱27和挡板柱26的材质为对电磁波透明略有弹性的橡胶、高分子材料或塑料，挡板柱26直径大于插孔柱25直径的0.5mm-2mm，插孔柱25的高度与盒底板的厚度一致，以确保测试时盒底板的曲线设计区的下表面平整。可使原本呈直线的纱线通过绕道到不同的弯纱柱27，从而形成所需要的不同曲线纱线形态。弯纱柱27的高度略大于丝针的间隙17的下表面，以确保排列纱线的厚度控制。

优选地，盒底板的材质为对电磁波透明的硬质塑料，厚度为1.5mm，横向及纵向规格需与测试设备的规格相匹配，具体为30cm*30cm。曲线孔2的直径为2.5mm，间距为3mm，为矩阵排列方式，根据曲线设计区的尺寸大小可确定曲线孔在横向及纵向的数量。曲线棒24的材质为对电磁波透明略有弹性的橡胶，挡板柱的直径略大于插孔柱的直径1mm。轨道的滑道的材质为对电磁透明的塑料，轨道高度由丝针的高度决定，丝针嵌入其轨道后，丝针的间隙底部要与盒底板上平面平齐。针牙16形成的间隙17的宽度小于1.5mm，高度为3mm。防护盖的厚度为1mm。根据夹具形状为圆形，可在与夹具实心部分对应的防护盖边缘和纱线排列区边缘部分涂抹吸波材料，或粘连吸波海绵等吸波材料，以防止电磁波泄露

测量屏蔽纱线不同空间排列电磁特性的纤维排列盒，其测试方法为：

步骤一：根据测试需要调整丝针的高度组合，根据纱线排列要求确定每个高度丝针的具体格式和位置。

步骤二：将不同高度的丝针按照排列要求的间隔从轨道出口依次送入到对应的内轨道、中轨道和外轨道，丝针设计位置的轨道上。

步骤三：将屏蔽纱线按照设计要求依次排列在丝针上。

屏蔽纱线水平固定在对应丝针上，形成水平排列的的多根粗细不同、密度不同的纱线排列方式；或将屏蔽纱线按照设计要求依次垂直固定在对应丝针上，形成垂直排列的多根粗细不同、密度不同的纱线排列方式；或将屏蔽纱线按照设计要求依次水平固定在对应丝针上，然后垂直固定在对应丝针上，形成水平和垂直排列的多根粗细不同、密度不同的纱线交织排列方式。

步骤四：若为多层纱线排列，则在第三步基础上，进一步在更高的高度上进行其他纱线的水平、垂直或者交织排列，从而形成多层纱线排列形态。

步骤五：纱线排列完毕后，用螺栓和螺母将防护盖固定在盒底板之上，使之覆盖在纱线之上。

防护盖与盒底板固定后，防护盖和盒底板将纱线自然状态夹在中间。对防护盖及盒底板较厚的情况，或者空间纱线排列厚度较大的情况，可提前在防护盖边缘及盒底板边缘对应夹具实心处涂抹吸波材料或者粘上吸波海绵等材料，避免测试时电磁泄露所带来的不准确现象。

步骤六：将扣上防护盖后的纤维排列盒整体放倒电磁特性测试设备的夹具中进行电磁特性测试。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。