Способ оценки степени зрелости хлопковых волокон Советский патент 1987 года по МПК G01N33/36 

113

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля качества материалов и может быть, использовано для определения степени зрелости хлопковых волокон.

Цель изобретения - повьшение точности спос оба;

На фиг, 1 показана зависимость коэффициента шума, связанного с мощностью флюктуации переменного тока, протекающего через образец, от степени его зрелости (график дан для частоты 1100 Гц); на фиг. 2 - пример реализации способа.

Сущность способа заключается в следующем.

На стадии созревания х-попка образец отличается микронеоднородностью структуры. При это релаксационная поляризация хлопковых волокон может быть представлена и описана с помощью совокупности (набора) релаксаторов , имеющих почти непрерывный спектр времен релаксации..Время релаксации в этом случае является вероятностной характеристикой и принимает некоторое значение с определенной вероятностью. Таким образом, электрический дипольный момент образца хлопковых волокон флюктуирует относительно некоторого среднего значения,

Эти флюктуации электрического ди- польного момента проявляются в виде флюктуации амплитуды и фазы переменного тока, протекающего через конденсатор, между пластинами которого помещен образец хлопка. Следовательно, измерение мощности флюктуации переменного тока, протекающего через конденсатор с образцом хлопка, эквивалентно измерению мощности флюктуации электрического дипольного момента образца хлопковых волокон, являющегося информационным параметром.

По мере созревания хлопковьгх волокон микронеоднородность структуры их возрастает,а среднее значение времени релаксации изменяется, приближаясь к некоторому значению., соответствующему полностью созревшему волокну с однородной структурой. Одновременно уменьшается (сужается) и спектр возможных значений времени релаксации.

В результате мощность хпюктуаций электрического дипольного момента волокон уменьшается, следствием чего является и уменьшение мощности флюк- туаций тока, протекающего через конденсатор.

52

Из приведенной на фиг. I завйси- мости следует, что изменение мощности флюктуации тока в 3-4 раза выше, чем изменение тангенса угла диэлектрических потерь на участке времени 30-40 сут до полного вызревания. Последнее обстоятельство и повьш1ает точность способа при определении степени зрелости хлопковых волокон. Таг

КИМ образом, информационный параметр - флюктуации электрического дипольного момента - в 3-4 раза чувствительнее в момент созревания, чем тангенс угла диэлектрических потерь

по способу-прототипу.

Схема для осуществления предлагаемого способа содержит генератор 1 синусоидальных колебаний, регулируемое фазосдвигающее устройство 2, конденсатор 3 с образцом, сопротивления 4 и 5 нагруз-ки, широкополосный усилитель 6, усилитель 7 с регулируемым коэффициентом усиления,, квадратичньй детектор 8 И индикатор 9.

Схема работает следующим образом.. Переменное напряжение с генератора 1 подается одновременно на конденсатор 3 с образцом хлопка, сопротивление 4 нагрузки и на регулируемое

фазосдвигающее устройство 2 с сопротивлением нагрузки 5. С сопротивлений 4 и 5 нагрузки переменное напряжение подается на два входа широкополосного усилителя 6. С помощью регулируемого фазосдвигающего устройства добиваются различия по фазе между токами по обеим цепям на угол в 180 . и равенства амплитуд на сопротивлениях 4 и 5 нагрузки, а следовательно, на входе широкополосного уси- (Лителя 6. При этом условии и при отсутствии флюктуации тока, протекающе - го через конденсатор.3, напряжение на входе широкополосного усилителя

6 равно нулю.

При наличии флюктуации тока напряжение на входе широкополосного усилителя 6 пропорционально величине- фгаоктуаций тока, протекающего через, конденсатор 3 с образцом хлопка. Флюктуирующее напряжение усиливается широкополосным усилителем 6 и усилителем 7.с регулируемым коэффициентом

усиления и дгалее через квадратичньй детектор 8 подается на индикатор., с которого производится считывание величины мощности флюктуации. Регулируемый усилитель 7 обеспечивает нор3

мальньш режим работы квадратичного детектора 8.

Таким образом, операции способа сводятся к следующему.

Образец хлопка помещают между обкладками конденсатора. Регулировкой фазосдвигающего устройства добиваются минимальных показаний- индикатора 8 путем выбора сдвига фаз равного 180 и равенства амплитуд синусоидальных напряжений с сопротивлений 4 и 5. Минимальные показания индикатора 8 соответствуют мощности -флюктуации тока, протекающего через конденсатор 3, а следовательно, мощности флюктуации электрического диполь- ного момента образца хлопковых воло- koH. Далее производят отсчет мощности флюктуации тока (напряжения) и по эталонной зависимости определяют степень зрелости хлопка.

Интервал частот, в котором производят измерения (900-1200 Гц), обусловлен частотой колебания молекул целлюлозы в хлопковом волокне и соответственно временем релаксации. Эталонные зависимости строятся для каждого сорта хлопка. При этом частота переменного напряжения выбирается в

54

пределах указанного диапазона из условия максимального предела изменения мощности флюктуации за время созревания.

Предлагаемый способ отличается бо- лее высокой точностью оценки, что особенно важно на участке окончательного созревания. Более точное определение степени зрелости хлопка Лозволяет значительно повысить его качест- во и более точно прогнозировать сроки уборки. Точность предлагаемого способа более чем в 3 раза зыше точ- ности способа-прототипа.

20

25

30

Формула изобретения

Способ оценки степени зрелости хлопковых волокон, основанный на измерении диэлектрического параметра образца на частотах 900-1200 Гц и последующей оценке по градуировочной зависимости степени зрелости, о т - личающ.ийся тем, что, с целью повышения точности,, в качестве измеряемого параметра используют мощность флюктуации электрического ди-. польного момента, по величине которого судят о степени созревания хлопковых волокон.0.1

го

25

ttO

(P(js.;

so t, с у тки

Фиъ.2

Изобретение относится к нераз- рушающим методам контроля качества материалов и может быть использовано для определения степени зрелости хлопковых волокон. Цель изобретения повышение точности способа. Способ основан на измерении диэлектрического параметра образца на частотах 900- 1200 Гц и оценке по градуировочной зависимости-степени зрелости. Причем в качестве измеряемого параметра используют мощность флюктуации электрического дипольного момента образца, по величине которой судят о степени зрелости. 2 ил.