Способ определения ориентации волокон в материалах Советский патент 1992 года по МПК G01N22/00 

Изобретение относится к технике производства (изготовления) лентопротяжных материалов, более конкретно, к методам определения направленности волокон в хлопковых лептах.

Известен радиоволновой метод определения ориентации волокон в бумаге и лесоматериалах, однако он непригоден для определения ориентации волокон в непрерывных хлопковых лентах.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения ориентации волокон в материалах в виде листов и полотна, который включает помещение исследуемого материала в резонатор и зондирование его электромагнитными волнами СВЧ-диапазона. Недостатками данного способа являются невозможность определения ориентации волокон в непрерывных хлопковых лентах в технологических линиях прядильно-ткацко- ю производства, а также невысокая точность определения из-за отсутствия контроля влажности исследуемых материалов,

Цель изобретения - определение ориентации волокон в непрерывных хлопковых лентах при одновременном повышении точности за счет учета влажности материала.

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения ориентации волокон в материалах, заключающемся в размещении материала в резонаторе, зондировании его электромагнитными волнами СВЧ-диа- пазона и измерении параметров резонато

ел

со ел

СА)

«д

pa, Б качестве измеряемого параметра выбирают частоту минимума амплитудно-частотной характеристики резонатора, по которой с помощью градуировочных зависимостей определяют влажность протяги- еаемой через резонатор хлопковой ленты, измеряют коэффициент отражения электромагнитных волн и затем с помощью градуи- ровочных зависимостей по величине влажности и коэффициенту отражения оп- ределяют ориентацию волокон в хлопковой ленте.

Использование измерения зависимости частоты минимума fmln амплитудно-частотной характеристики резонатора с хлопковой лентой, протягиваемой через резонатор, от ее влажности W, а также измерения зависимости коэффициента отражения R электромагнитных волн СВЧ- диапазона от хлопковых лент с различным значением влажности W от ориентации N волокон в этих лентах, и построения калибровочных графиков, позволяет получить при реализации способа по первому калибровочному графику влажность W протягивав- мой через резонатор исследуемой хлопковой ленты, а по второму калибровочному графику - ориентацию волокон в исследуемой хлопковой ленте.

Это обусловлено тем, что, как показали проведенные экспериментальные исследования, частота минимума амплитудно-частотной характеристики резонатора с хлопковой лентой, протягиваемой через резонатор, практически не зависит от ориен- тации волокон в этой ленте для значений N: 0,5 N 0.8 (N 1 - волокна в хлопковой ленте направлены вдоль ленты, N 0 - волокна в ленте направлены перпендикулярно), а изменяются лишь при изменении влажности хлопковой ленты для значений влажности W: 0 W 10%. Указанные значения N и W являются характерными для условий прядильно-текстильного производства. Поэтому, построив по измеренным данным зависимость частоты минимума амплитудно-частотной характеристики резонатора с контрольной хлопковой лентой, протягиваемой через резонатор, от ее влажности, можно определить по построенному калибровочному графику влажность исследуемой хлопковой ленты. Проведенные экспериментальные исследования показали так же, что коэффициент отражения R электромагнитных волн диапазона СВЧ (с длиной волны от 1 до 30 см) от хлопковых лент изменяется при изменении ориентации волокон в хлопковой ленте (0,5 N 0,8) и изменении ее влажности (0 W :Ј 10%),

причем растет при увеличении N и W. Поэтому, построив по измеренным данным зависимость коэффициента отражения электромагнитных волн диапазона СВЧ от протягиваемых через резонатор контрольных хлопковых лент с различным значением влажности от ориентации волокон в этих лентах, можно определить по построенному калибровочному графику ориентацию волокон в исследуемой хлопковой ленте, протягиваемой через резонатор, определив предварительно по первому калибровочному графику ее влажность и измерив коэффициент отражения от нее электромагнитных волн, Таким образом для определения ориентации волокон в непрерывной хлопковой ленте ее протягивают через резонатор, по первому калибровочному графику определяют ее влажность, а по второму - ориентацию волокон в хлопковой ленте. При этом одновременно повышается точность определения ориентации волокон за счет контроля влажности материала.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображена измеренная зависимость частоты минимума fmin амплитудно-частотной характеристики резонатора с хлопковой лентой, протягиваемой через резонатор, от ее влажности W, на которой введены следующие обозначения:. соответствует результатам измерения с хлопковой лентой при N 0,65, N 0,5,х - N 0,8. На фиг. 2 изображена измеренная зависимость коэффициента отражения R электромагнитных волн диапазона СВЧ от хлопковых лент с различным значением влажности W, протягиваемых через резонатор, от ориентации волокон N в этих лентах.

Пример. Через резонатор, настроенный на возбуждение СВЧ колебаний с длиной волны около 3 см, протягивалась хлопковая лента. По цифровому табло блока индикаторного, на экране электроннолучевой трубки которого фиксировалась амплитудно-частотная характеристика резонатора с хлопковой лентой, включенного в измерительную цепь измерителя КСВН типа Р2-102, проводился отсчет частоты минимума амплитудно-частотной характеристики резонатора с хлопковой лентой fmln 9,180 ГГц. По первому калибровочному графику была определена влажность хлопковой ленты W 4%. Одновременно с отсчетом fmin проводилась фиксация значения сигнала, пропорционального коэффициенту отражения электромагнитных волн, R 0,4. По второму калибровочному графику с учетом определенной по первому калибровочному графику влажности была

определена ориентация волокон в исследуемой хлопковой ленте N 0,75.

Таким образом, по сравнению с прототипом использование данного изобретения дает возможность определять ориентацию волокон в непрерывных хлопковых лентах при одновременном повышении точности определения за счет контроля влажности хлопка, что может быть применено в технологических линиях прядильно-ткацкого производства.

Формула изобретения Способ определения ориентации волокон в материалах, заключающийся в размещении материала в резонаторе и зондировании его электромагнитными волнами

0

5

СВЧ-диапазона, измерении параметров резонатора и определении ориентации волокон, отличающийся тем, что, с целью определения ориентации волокон в непрерывных хлопковых лентах и повышения точности путем учета влажности, в качестве измеряемого параметра резонатора выбирают частоту минимума амплитудно-частотной характеристики резонатора, по которой с помощью граду- ировочных зависимостей определяют влажность, измеряют коэффициент отражения, а ориентацию волокон определяют по величине влажности и коэффициенту отражения с помощью градуировочных зависимостей.

Изобретение относится к технике изготовления лентопротяжных материалов, а именно к методам определения направленности волокон в хлопковых лентах. Цель изобретения - определение ориентации волокон в непрерывных хлопковых лентах и повышение точности за счет учета влажности. Для определения степени ориентации волокон хлопковую ленту протягивают через СВЧ-резонатор и измеряют зависимость частоты минимума амплитудно-частотной характеристики резонатора от влажности хлопка, измеряют зависимость коэффициента отражения электромагнитных волн от протягиваемых через резистор хлопковых лент с заданными значениями влажности от ориентации волокон в них и строят калибровочные графики. Затем протягивают через резонатор исследуемую хлопковую ленту, измеряют частоту минимума амплитудно- частотной характеристики резонатора и коэффициент отражения электромагнитных волн, по первому калибровочному графику определяют влажность ленты, а по второму - ориентацию волокон в ней. 2 ил. (Л С

9,190 „

9J80 .

К

V

W

0,2

Ofi0,5 0,60,7 0,8

Фиг.2

6% 4%

О