Оптический способ контроля прочности листовых волокнистых светопропускающих материалов в процессе их производства Советский патент 1988 года по МПК G01N21/59 

Изобретение относится к способам измерения анизотропных свойств листо вых светопропускающих волокнистых материалов и может найти применение при решении вопросов, связанных с не разрушающим текущим контролем качества этих материалов в ходе их произ- |Водства.

Целью Изобретения является сокра- щение времени контроля прочности листовых материалов в ходе технологического процесса их производства. : На-фиг.1 показана блок-схема устройства, поясняющая способ; на фиг.2 установка для проверки работоспособности способа.

Параллельный световой пучок падает на.исследуемый образец нормально к его поверхности. Рассеянный образ- цом в обратном направлении свет принимается двумя одинаковыми фотоприемниками, расположенными во взаимно- перпендикулярных плоскостях под од- ним и тем же углом с, к направлению падения светового пучка. Один из приемников находится в плоскости, совпадающей с направлением протяжки исследуемого материала в ходе технологического проц есса его изготов- ления (с вектором скорости протяжки V). Третий приемник принимает весь прошедший сквозь исследуемый материал световой поток Ф.

пр Устройство содержит источник 1,

диск 2 с пр;орезями, двигатель 3, объектив с диафрагмой 4, держатель 5 фотоумножитель 6, блок 7 питания фотоумножителя, вольтметр 8, фотодиод и второй цифровой вольтметр 10..

Свет от источника 1 (фиг.2) модулируется диском 2 с прорезями, приво димьми во вращение двигателем 3, и через объектив с диафрагмой 4 парал- лельньм пучком нормально падает на поверхность исследуемого .образца

кой конденсаторной бумаги, закрепленной в держателе 5 между двумя плоскопараллельными стеклами. Рассеиваемый в обратном направлении свет принимается фотоэлектронным умножителем (ФЭУ) 6, расположенным под угломol к оптической оси установки, который может быть установлен в любой плоскости, проходящей через оптическую ось установки путем поворота вокруг нее на произвольный угол Lf относи- тельно оси Z. Блок питания ФЭУ обозначен ггифрой 7. Переменный сигнал с

ФЭУ регистрируется цифровым вольтметром 8. Фотоприемник 9 (фотодиод ФКД-8) имеет приемную площадку порядка Z Z см и установлен непосредственно за образцом. Площадь светового пятна на образце не превьшает 0,5 см, поэтому в пределах погрешности применяемых измерительных приборов можно счи- тать, что весь световой поток, .прошедший сквозь материал, регистрируется фотоприемником 9, переменный сигнал с которого измеряется цифровым вольтметром 10.

На установке измерены сигналы U,, , пропорциональные световым Ф. и Я „„ , в зависимости

UiH и,р, потокам Я

и 1 пр

от толщины образца бумаги, которая меняется путем наложения слоев бумаги при точном совпадении машинного направления в каждом слое. Величины 6,, и & измеряют по стандартной методике на разрывной машине РМБ- 30-3. Значения коэффициента f вычисляют по формуле

У,

ь

f.

6..

U и .

С использованием одновременно измеренных на установке соответствующих значений U „р построена зависимость () , которая используется затем для оптического определения коэффициента анизотропии прочности образцов бумаги того же типа,.но другой толщины, взятых с других бумагоделательных машин. В пределах 5% ошибки получено хорошее совпадение с результатами прямых механических измерений. .

Таким образом, по сравнение с известным,, предлагаемый способ позволяет осуществлять непрерывный контроль анизотропии прочности листовых, волокнистых светопропускающих материалов, например конденсаторной бумаги, в ходе технологического процесса их производства.

Формула изобретения

Оптический способ контроля проч- ности листовых волокнистых светопропускающих материалов в процессе их производства, заключающийся в том, что исследуемый материал освещают параллельным пучком нормально к его поверхности и измеряют световой поток, рассеянный материалом в обратном

направлении в двух одинаковых телесных углах, ориентированных во взаимно перпендикулярных плоскостям под равными углами к падающему пучку, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени контроля листового материала, дополнительно измеряют световой -поток, прошедший через материал , с помощью фотоприемника, установленного в непосредственной близости от исследуемого материала, при этом один из световых потоков, рассеиваемых материалом в обратном направлении, измеряют в плоскости, проходящей через направление протяжки материала, а о степени анизотропии прочности материала судят по коэффициенту

Я

п 1 - V

1- где „ - рассеянный световой поток,

измеренньй в плоскости, проходящей через направление протяжки материала при его изготовлении;

1

У световой поток, рассеянный в плоскости, перпендикулярной этому направлению; экспериментальная функция величины потока , которую один раз для данного сорта исследуемого материала находят по измеренным значениям ( б ), , (э)|

(Фр),. (Ф,)г. (%p)i. дл

каждого из нескольких образцов, отличающихся только толщиной, причем соответствующие значения у рассчитывают по формуле

м (gi)r (Ф.), / (u i %)

(О,), - напряжение разрыва i

образца, когда разрывное усилие приложено вдоль направления протяжки; «S,) - напряжение разрьша того же образца при перпендикулярном к направлению протяжки приложении усилия .

Изобретение решает задачу непрерывного контроля анизотропии прочности листового волокнистого материала в ходе технологического процесса его производства. Цель - сокращение времени контроля. Исследуемый материал освещают параллельным пучком нормально к его поверхности и измеряют одновременно два световых потока Ф и Ф,, рассеянных в обратном направлении во взаимно перпендикулярных плоскостях, и весь световой поток, прошедший сквозь материал (). О степени прочности мат.ериала судят по коэффициенту v.a 1-(Ф„/Ф|) V, где Y - экс- периментйльная функция величины потока Ф(,р . Поток Ф измеряют в плоскости, проходящей через направление протяжки материала в процессе его изготовления. Одновременно измеряют весь световой поток , прошедший через исследуемый материал и несущий информацию о толщине материала. В формулу для оценки прочности вводят коэффициент V который является экспериментальной функцией светового потока . 2 ил. 5S сл со СХ5 оо О5 ас

Фотопртимил

fpus-J