概述

擺錘法織物撕裂性測試儀，亦稱埃爾門多夫（Elmendorf）撕裂度儀、落錘式織物撕裂儀，是一種基于沖擊擺錘原理，用于精確測定機織物、針織物、涂層織物、非織造布等各類紡織材料抗撕裂性能的專用檢測設備。

撕裂強度是評價紡織材料在實際使用過程中抵抗撕裂擴展能力的關鍵物理指標。織物在使用過程中可能因鉤掛、剪切等外力作用產(chǎn)生裂口，若抗撕裂性能不足，裂口將迅速擴展，導致材料失效。該設備通過模擬織物在實際使用中受到的沖擊撕裂作用，量化評估材料的抗撕裂能力，廣泛用于紡織生產(chǎn)企業(yè)、質檢機構、科研院所及醫(yī)藥行業(yè)等領域。

在醫(yī)療行業(yè)，該設備適用于最終滅菌醫(yī)療器械包裝材料的撕裂強度檢測。滅菌包裹材料（包括非織造布材料和紡織材料）需進行撕裂強度檢測，要求材料具有足夠的抗撕裂強度，以保障滅菌過程的完整性和臨床使用的安全性。此外，醫(yī)用紗布、手術鋪單、彈性繃帶等醫(yī)用紡織品的撕裂性能評估也需使用該設備。

適用樣品

擺錘法織物撕裂性測試儀適用于多種紡織材料及其制品的耐撕裂性能檢測，主要包括以下領域：

醫(yī)療紡織品：適用于最終滅菌醫(yī)療器械包裝材料（包括滅菌包裹材料、可密封組合袋等）的撕裂強度檢測。依據(jù)YY/T 0698.2-2022標準，滅菌包裹材料（包括非織造布材料和紡織材料）需進行撕裂強度檢測，包括干態(tài)和濕態(tài)撕破強力測定。此外，適用于醫(yī)用紗布、手術鋪單、醫(yī)用防*服、彈性繃帶、醫(yī)用敷料基材等醫(yī)療用紡織品的撕裂強度評估。

通用紡織品：適用于大多數(shù)織物，包括機織物、分層毯子、絨毛、毯子和安全氣囊織物，前提是織物在試驗過程中不會沿與施力方向交叉的方向撕裂。面料可以是未經(jīng)處理的、大尺寸的、涂層的、樹脂處理的或其他處理的。

產(chǎn)業(yè)用紡織品：適用于工業(yè)濾布、土工布、涂層織物、安全氣囊織物等產(chǎn)業(yè)用紡織品的撕裂性能評估。

非織造布：適用于非織造布材料的撕裂強度檢測，包括一次性衛(wèi)生用品、醫(yī)用非織造布等。

包裝材料：適用于編織袋、集裝袋等包裝用編織材料的撕裂性能檢測。

測試原理

擺錘法織物撕裂性測試儀基于埃爾門多夫（Elmendorf）沖擊擺錘原理進行設計。該原理的核心是能量守恒與轉換：擺錘從初始高度下落，勢能轉化為動能，撕裂試樣后能量被吸收，通過測量擺錘初始勢能與撕裂后剩余勢能的差值，計算撕裂試樣所需的撕裂力。

具體而言，將規(guī)定尺寸（如63mm×100mm）的試樣固定在動夾鉗和定夾鉗上，在試樣中間開一切口（切口長度20mm±0.5mm），確保撕裂起始點明確。將扇形擺錘升至規(guī)定高度（初始撕裂角為27.5°±0.5°），使其貯存固定的勢能。釋放擺錘后，其下擺產(chǎn)生的動能撕裂試樣，撕裂距離為43±0.5mm。儀器通過高精度傳感器采集擺錘的能量損失，自動計算撕裂試樣過程中消耗的功，從而得到撕裂試樣所需的力，結果以毫牛（mN）或牛（N）表示。

在撕裂強度測試過程中，經(jīng)紗在緯向上切割的織物樣品中斷裂，擺錘沖擊力使動夾鉗與定夾鉗中的試樣迅速撕裂。當可移動夾具離開固定裝置時，樣品沿切口方向被撕裂，把撕破織物一定長度所做的功換算成抗撕強度。

測試標準

擺錘法織物撕裂性測試儀的設計與測試方法嚴格遵循以下國內外標準：

中國國家標準（GB）

• GB/T 3917.1-2009《紡織品 織物撕破性能 第1部分：沖擊擺錘法撕破強力的測定》：現(xiàn)行國家標準，由國家標準化管理委員會于2009年3月19日發(fā)布，2010年1月1日實施，全部代替GB/T 3917.1-1997。本標準由TC209（全國紡織品標準化技術委員會）歸口，等同采用ISO 13937-1:2000國際標準。標準狀態(tài)為現(xiàn)行有效，最近復審日期為2022年1月21日，復審結論為繼續(xù)有效。

• GB/T 16578.2-2009《塑料 薄膜和薄片 耐撕裂性能的測定 第2部分：埃萊門多夫（Elmendor）法》：適用于柔軟塑料薄膜和薄片的耐撕裂性能測定，也適用于編織材料的撕裂測試。

• GB/T 10739-2002《紙、紙板和紙漿試樣處理和試驗的標準大氣條件》：規(guī)定了測試前試樣處理和試驗的標準大氣條件。

國際標準（ISO）

• ISO 13937-1:2000《紡織品 織物撕破性能 第1部分：沖擊擺錘法撕破強力的測定》：國際標準，GB/T 3917.1-2009等同采用該標準。

• ISO 6383-2:1983《塑料 薄膜和薄片 耐撕裂性能的測定 第2部分：埃萊門多夫法》：適用于塑料薄膜和薄片的耐撕裂性測定。

美國標準（ASTM）

• ASTM D1424-21《用落擺（埃爾門多夫型）裝置測定織物撕裂強度的標準試驗方法》：美國材料與試驗協(xié)會（ASTM International）發(fā)布的標準，規(guī)定了使用落錘（Elmendorf型）裝置測定從織物切口開始傳播單撕裂所需的力。該標準適用于大多數(shù)織物，包括機織物、分層毯子、絨毛、毯子和安全氣囊織物，前提是織物在試驗過程中不會沿與施力方向交叉的方向撕裂。在貿易中，該試驗方法用于織物商業(yè)裝運的驗收試驗。

醫(yī)藥行業(yè)標準（YY/T）

• YY/T 0698.2-2022《最終滅菌醫(yī)療器械包裝材料 第2部分：滅菌包裹材料 要求和試驗方法》：要求對滅菌包裹材料的撕裂強度進行檢測，包括紡織材料干態(tài)和濕態(tài)撕破強力。

• YY/T 0698.10-2009《最終滅菌醫(yī)療器械包裝材料 第10部分：可密封組合袋、卷材和蓋材生產(chǎn)用涂膠聚烯烴非織造布材料 要求和試驗方法》：涉及撕裂度的檢測，要求按GB/T 455試驗。

國際行業(yè)標準（TAPPI）

• TAPPI T414 om-17《紙張撕裂強度（埃爾門多夫儀器法）》：適用于紙張內部抗撕裂性的測定。

儀器特征

高精度測控系統(tǒng)：采用PLC（可編程邏輯控制器）工業(yè)控制系統(tǒng)，配合高精度傳感器與電子測量單元，自動化電子式測量確保測試的穩(wěn)定性和準確性。測試精度優(yōu)于0.5%，測試誤差控制在±0.2%以內。電子式織物撕裂儀的測試精度通常可達到±1%的測量誤差范圍，遠優(yōu)于傳統(tǒng)機械式儀器的±5%。

智能化操作平臺：配備7英寸HMI人機界面觸摸屏，菜單顯示，操作直觀、簡便。所有測試參數(shù)（擺錘選擇、試樣尺寸、測試次數(shù)等）在一個圖形化菜單中集中設置，邏輯清晰，減少跳轉。屏幕可圖形化、分步引導操作者完成測試流程，降低誤操作風險。具備數(shù)字水平調整輔助功能，可確保儀器始終處于最佳的測試狀態(tài)。

自動化輔助裝置：配備氣動夾持系統(tǒng)與擺錘自動釋放裝置。試樣采用氣動夾持，有效避免人為操作出現(xiàn)的樣品不平整等問題。試樣夾持、擺錘釋放均采用氣動方式，有效避免了因人為因素引起的系統(tǒng)誤差。氣源壓力通常要求0.6MPa。

多容量擺錘可選：提供200gf、400gf、800gf、1600gf、3200gf、6400gf等多種規(guī)格的擺錘，用戶可根據(jù)材料特性與檢測標準選配其一。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計與輸出：系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)自動統(tǒng)計與存儲功能，內置微型打印機，方便快捷輸出測試結果。支持mN和gf單位切換，分辨率達1mN。實驗結果支持多種單位顯示，方便系統(tǒng)的外部接入和數(shù)據(jù)傳輸。

安全保護機制：配備安全插銷、防護罩及緊急停止按鈕，防止擺錘意外釋放造成傷害。配置電磁限位、急停按鈕等多重安全保護裝置，確保測試過程安全可靠。

用戶權限管理：支持用戶分級權限管理（通常支持4級），結合密碼保護和記錄加密，確保數(shù)據(jù)完整性和可追溯性。

規(guī)格參數(shù)

使用方法

1. 試樣制備

按規(guī)定尺寸裁剪試樣。試樣尺寸為長方形，通常為63mm×100mm，兩端夾持面寬度不小于25mm。試樣應按縱橫向分別切取，確保所取試樣沒有折痕、皺紋或其他明顯缺陷。使用標準切口刀在試樣中心位置預切規(guī)定長度的切口（20±0.5mm），該切口應光滑無刻痕。

2. 測試前準備

將儀器置于水平、穩(wěn)固的工作臺面上。確認撕裂度試驗機擺錘安裝牢固，傳感器無松動，校準證書在有效期內。接通電源并進行預熱，使系統(tǒng)穩(wěn)定。觀察儀器底座的水平泡，調節(jié)地腳螺絲使儀器處于水平狀態(tài)。根據(jù)試樣撕裂力的大小選擇合適容量的擺錘，應使測定讀數(shù)在滿刻度值的20%～80%范圍內。

3. 參數(shù)設置與擺錘選擇

在觸摸屏上選擇對應的測試模式與擺錘容量，輸入樣品編號及測試組數(shù)。根據(jù)材料類型選擇測試模式，調整擺錘至零位，并設定測試速度。

4. 試樣安裝

將試樣平展地放置在夾鉗內，確保上下夾口夾緊均勻。確保撕裂方向與材料纖維方向一致，夾緊力適中，避免試樣變形。將試樣固定在動夾鉗和定夾鉗上，在兩夾鉗之間即試樣中間開一切口。

5. 執(zhí)行測試

按下啟動按鈕，擺錘自由下落撕裂試樣，儀器自動記錄撕裂過程中消耗的能量。測試時，勿將手置于擺錘路徑下方，避免意外傷害。

6. 結果記錄與計算

每組試樣至少測試5次（經(jīng)向和緯向各5塊），取平均值作為最終結果，確保數(shù)據(jù)可靠性。測試完成后，數(shù)據(jù)自動存儲，可通過內置打印機輸出測試報告。及時保存測試數(shù)據(jù)，避免儀器斷電導致丟失。

維護保養(yǎng)

日常清潔：每次測試后，清理夾具及儀器上的殘留物，防止影響下次測試。使用無塵布清潔夾持器、擺錘及儀器臺面，清除碎屑。切口刀片應經(jīng)常保持清潔。

潤滑維護：定期在擺錘的轉動軸承處加注儀表油或鐘表油，確保軸承轉動靈活，保持基本無摩擦狀態(tài)。心軸指針滑套處應定期加油，但指針與指針擋板不得有油脂，以免影響示值誤差。

擺錘維護：扇形擺錘任何部位不允許碰撞和修銼。不使用時，應將擺錘歸位至初始位置，避免擺錘長期懸掛受力。

防塵管理：非試驗時間，需用防塵布覆蓋整個儀器，避免落塵影響精度。長期不用時，切斷電源并覆蓋防塵罩。

環(huán)境管理：儀器應置于清潔、干燥、無振動、防強磁的環(huán)境中，避免陽光直射和溫度劇烈波動。

定期檢查：定期檢查傳動部件潤滑情況，添加專用潤滑油。定期校準擺錘和傳感器，確保精度。

校準方法與周期

環(huán)境要求：校準驗證需在溫度23℃±2℃、相對濕度50%±5%的標準環(huán)境下進行。儀器需放置于水平穩(wěn)固的工作臺，周圍無明顯振動、氣流干擾。

校準工具準備：準備好標準砝碼、標準厚度塊、角度測量儀等校準工具，并確保這些工具本身經(jīng)過機構檢定且在有效期內。

水平校準：安裝撕裂度測定儀測量擺時，不要損傷軸頸。擺錘靜止時，觀察擺上的標記應與底板上的標記重合；若不重合，通過底座調節(jié)螺絲進行調整。用水平泡檢查儀器的水平并調節(jié)。

擺錘平衡檢查：將撕裂度測定儀調好水平后，不夾試樣空擺一次，觀察指針是否指零。若不指零，使用移動指針停止器調節(jié)。把指針卸掉，用手按下擺的釋放鍵，當擺靜止時，擺的定標線應與機架定標線對準，若有差距，可用擺零位調整器調節(jié)。

擺的摩擦檢查：在擺的停止器上由接觸擺的邊緣向右25mm處做一參考記號，將扇形擺置于起始位置。空擺狀態(tài)下，輕擺不少于25次，標準擺不少于35次。

力值精度校準：根據(jù)儀器量程，將標準砝碼掛在擺錘指定力矩點，依次測試不同量程下儀器顯示的力值與標準砝碼換算值的偏差，偏差需≤±1%。完成力值校準后，進行零點校準。

校準周期：建議校準周期一般為12個月。實際校準周期可根據(jù)使用頻率、環(huán)境條件、儀器穩(wěn)定性等因素適當調整。儀器經(jīng)過維修、更換刀具、搬動位置或改變擺重后，必須進行重新校準。在校準檢驗周期內，建議配合定期期間核查（如每月使用標準撕裂力砝碼進行快速驗證），以確認儀器的持續(xù)準確性。

常見故障與排除方法

故障一：擺錘回零不準或指針漂移。

• 排除：檢查軸承是否缺油或污損，應加注鐘表油清洗軸承；檢查指針緊固螺絲是否松動；調節(jié)水平調節(jié)螺絲。

故障二：夾持試樣時滑脫。

• 排除：檢查氣動夾具氣壓是否充足（需≥0.6MPa）；清潔并檢查夾持面，更換老化密封圈。確保兩夾具準確對齊且夾緊均勻。

故障三：測試結果重復性差。

• 排除：檢查試樣制備是否標準化；檢查刀具是否鋒利，確保試樣切口光滑無刻痕；檢查擺錘是否處于自由懸掛狀態(tài)；檢查儀器是否在校準有效期內。對于伸長率較大的材料，測試重復性可能較差。

故障四：撕裂過程中試樣沿傾斜方向撕裂。

• 排除：當發(fā)生此情況時，檢查試樣的取向是否與撕裂方向一致。對于高定向材料，可考慮使用恒定半徑試樣（仲裁試樣）替代矩形試樣以提高重復性。

故障五：測試結果超出儀器量程或低于滿量程20%。

• 排除：檢查所選的擺錘容量是否合適，必要時更換合適量程的擺錘。

故障六：觸摸屏失靈或系統(tǒng)無法啟動。

• 排除：檢查電源電壓是否穩(wěn)定，檢查內部保險管是否熔斷。設備故障時先切斷電源，聯(lián)系廠家技術支持。

重要提示：以上內容基于通用技術規(guī)范和行業(yè)標準。在實際應用中，應嚴格遵守GB/T 3917.1-2009、ASTM D1424、ISO 13937-1、YY/T 0698.2-2022等相關標準的版本規(guī)定，并建立相應的標準操作規(guī)程。試樣的溫濕處理是影響撕裂度測定結果的關鍵因素，應嚴格按照標準要求執(zhí)行。擺錘容量的選擇應根據(jù)試樣撕裂力大小確定，確保讀數(shù)在滿量程的20%～80%范圍內。所有測試儀器需處于有效的校準狀態(tài)，并由經(jīng)過培訓的人員操作。測試結果的判定需嚴格依據(jù)產(chǎn)品對應的質量標準或企業(yè)內部標準。