Способ определения неровноты нити Советский патент 1992 года по МПК G01B5/30 G01B5/06 

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к способам определения деформации, и может быть использовано в текстильной промышленности для непрерывного контроля качества нити как в отраслях ее производства, так и использования, а также в текстильном материаловедении.

Известен способ определения неровноты нити по ее растяжимости, заключающийся в том, что контролируемую нить пропускают через две пары транспортирующих роликов, вращающихся с разными скоростями Vi м /2 У которые растягивают нить на постоянную величину, а по изменяющейся силе натяжения, пропорциональной площади поперечного сечения нити, судят о ее неровноте 1.

Недостатком этого способа является низкая точность измерений из-за колебания скоростей транспортирующих роликов, изменяющее характер зависимости между натяжением и деформации нити. Кроме этого и явная недостаточность определяемых характеристик, т.к. по одному параметру трудно сделать качественную оценку нити.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ определения неровноты нити путем ее натяжения и измерения толщины в

v4

О 4

СО

натянутом состоянии, причем нить дополнительно подвергают периодическому растяжению путем ее прогиба, измеряют удлинение нити и необходимое для этого усилие, а о неровноте нити судят по величине отношения усилия к толщине нити и к ее удлинению 2.

Основным недостатком этого известного способа является низкая точность определения неровноты нити, т.к. она зависит от точности измерения толщины нити, ее удлинения и усилия, каждое из которых вносит свои погрешности, снижающие точность измерения неровноты нити в целом при данном способе. Например, растяжение нити путем ее прогиба не позволяет измерить точно силу натяжения, т.к. момент прогиба возникает изменение сил трения в системе, что естественно вносит в измерения существенные погрешности. Удлинение нити в этом способе определяют по амплитуде прогиба, т.е. косвенным путем, что дает существенные погрешности в измерении. В способе не учитываются при измерениях колебания скорости при транспортировки нити, которые также вносят дополнительные погрешности измерений. Кроме этого в этом известном способе недостаточная номенклатура определяемых характеристик для качественной оценки неровноты нити. Например, в указанном способе не производят измерения толщины нити в момент ее дополнительного растяжения, что снижает количество контролируемых параметров, а значит точность измерений и качество оценки нити.

Целью изобретения является повышение точности определения неровноты нити и расширение номенклатуры определяемых характеристик путем ее растяжения с постоянной скоростью деформации и получения одинаковой величины удлинения при каждом ее периодическом растяжении.

Указанная цель достигается тем, что в способе определения.неровноты нити, заключающимся в том, что растягивают нить путем ее транспортировки с одной бобины на другую, дополнительно периодически растягивают нить, определяют силу натяжения, толщину и удлинение нити после дополнительного растяжения, и судят о неровноте нити, согласно изобретению, стабилизируют растяжение нити путем стабилизации скорости транспортировки, дополнительное периодическое растяжение нити осуществляют удержанием движущейся нити между бобиной, с которой перема- тывается нить, и средством транспортировки на заданное время, за которое производят ее растяжение усилием

транспортировки, силу натяжения и толщину определяют также и во время транспортировки между местом удержания нити и средством транспортировки, а удлинение

определяют как произведение времени удержания нити на скорость транспортировки. Для предотвращения разрыва нити в момент ее дополнительного растяжения ее удерживают на время, определяемое из выражен ия

V

(О

где ер - разрывное удлинение нити,

К - коэффициент запаса прочности по

удлинению нити,

V - скорость транспортировки нити. Заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что скорость транс- портировки нити стабилизируют для

стабилизации ее растяжения, дополнительное растяжение нити производят удержанием движущейся нити между бобиной, с которой, перематывается нить, и средством транспортировки на заданное время, а измерение силы натяжения и толщины нити производят как во время растяжения, так и вовремя транспортировки. Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию

новизна.

Стабилизация скорости транспортировки широко известна, но в нашем способе эта операция позволяет проявить новое свойство - стабилизацию растяжения нити, которое заключается в получении одинаковой величины удлинения нити при каждом ее периодическом растяжении.

Другие признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не

были выявлены при анализе других технических решений в данной области техники по технической и патентной литературе. На основании этого можно сделать вывод, что все отличительные признаки обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию существенные отличия.

Предлагаемый способ может быть реализован, например с помощью устройства представленного на чертеже.

Устройство содержит бобину 1 с проверяемой нитью 2, направляющие ролики 3, неподвижный зажим 4 для кратковременного удержания нити, блок 5 управления зажимом, датчик 6 толщины нити, измеритель 7

толщины нити, датчик 8 натяжения нити, измеритель 9 натяжения нити, два транспортирующих ролика 10, блок 11 стабилизации скорости вращения транспортирующих роликов, бобину 12 для наматывания прове- ренной нити.

Блок 5 управления зажимом содержит таймер и электромагнитный привод зажима 4, обеспечивающие удержание нити на время t от 0,001 до 1 с через любой заданный промежуток времени.

В качестве датчика 6 и измерителя 7 использовался прибор Устер, а в качестве датчика 8 и измерителя 9 - прибор f-метр.

В качестве блока 11 использовался стабилизатор, обеспечивающий колебание скорости вращения транспортирующих роликов в пределах 0,1 %.

Зажимная длина транспортируемой нити через устройство равна 1 м, а скорость транспортировки равна 0,5 м/с.

В качестве контролируемой нити 2 использовалась хлопчатобумажная нить с линейной плотностью равной 15,4 текс, имеющая удлинение при разрыве 6%.

Время удержания нити t в соответствии с выражением (1), при двойном запасе прочности, т.е. при К 2, V 0,5 м/с и ер 0,06 м, равно 0,06 с.

Величина удлинения нити определяется как произведение времени удержания нити t на скорость транспортировки V и в нашем случае она равна 0,03 м.

Реализация способа происходит следующим образом.

С бобины 1 контролируемую нить 2 с помощью транспортирующих роликов 10 протягивают через реализующее способ устройство, измеряя датчиком б и измерителем 7 толщину нити, а датчиком 8 и измерителем Э силу натяжения, с регистрацией результатов измерений любым доступ- ным способом, В нашем случае использовалась ЭВМ с модулем АЦП. С помощью таймера блока 5 с заданной периодичностью в 2 сек (время прогона через устройство зажимной длины нити) производят удержание зажимом 4 транспортируемой нити на время t 0,06 с. За это время усилием транспортирующих роликов 10 производится растяжение контролируемой нити с одновременным измерением и регистрацией силы натяжения и толщины нити. Растяжение нити при этом происходит с постоянной скоростью деформации, а удлинение нити при каждом периодическом растяжении постоянно и равно 0,03 м, что обеспечивается стабилизацией скорости ее транспортировки. Известно, что сила натяжения нити прямо пропорциональна ее удлинению, площади поперечного сечения и модулю продольной упругости 1, поэтому ясно, что в предлагаемом способе изменения силы натяжения при растяжении нити наиболее точно отражают изменение по ее

длине площади поперечного сечения, т.к. удлинение нити и модуль продольной упругости можно считать постоянными величинами.

Измерение толщины и натяжения нити

как в момент транспортировки, так и в момент растяжения позволяет более точно определить колебания физических свойств по длине нити и выявить их причины.

0 После окончания измерений по результатам полученных отклонений измеренных параметров определяют неровноту нити, подсчитывая любым известным методом необходимые характеристики (коэффициент

5 неровноты, среднеквадратичное отклонение, коэффициент вариации и др.).

Достижение цели изобретения по пред- лагаемому способу подтверждается экспериментально, например при оценке

0 неровноты по толщине нити. Бралось 100 м хлопчатобумажной нити второго сорта с ли- нийной плотностью 15,4 текс с известным коэффициентом вариации по толщине нити и проверялось на определение неровноты

5 по указанному свойству с помощью способа по прототипу и предлагаемым способом, с использованием одинаковых датчиков и измерителей толщины и натяжения. Результаты эксперимента показали, что отклонение

0 коэффициента вариации по толщине, рассчитанного по измерениям сделанным по прототипу от эталонного составило 4,8%, а при предлагаемом способе его отклонение составило всего 1,3%, т.е. точность измере5 ний предлагаемого способа значительно выше, а номенклатура определяемых характеристик шире.

Формула изобретения

1. Способ определения неровноты нити,

0 заключающийся в том, что растягивают нить путем ее транспортировки с одной бобины на другую, дополнительно периодически растягивают нигь, определяют силу натяжения, толщину и удлинение нити после до5 полнительного растяжения и судят о неровноте нити, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения неровноты нити и расширения номенклатуры определяемых характеристик,

0 стабилизируют растяжение нити путем стабилизации скорости транспортировки, дополнительное периодическое растяжение осуществляют удержанием движущейся ними между бобиной, с которой перематыва5 ется нить, и средством транспортировки на заданное время, за которое производят ее растяжение усилием транспортировки, силу натяжения и толщину определяют так же и во время транспортировки между местом удержания нити и средством транспортировки, а удлинение определяют как произведение времени удержания нити на скорость транспортировки.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что для предотвращения разрыва нити в момент ее дополнительного растяжения ее удерживают на время, определяемое из выражения

ЈР К V

где Јр - разрывное удлинение нити;

К - коэффициент запаса прочности по удлинению нити;

V - скорость транспортировки нити.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам определения деформации, и может быть использовано в текстильной промышленности для непрерывного контроля качества нити как в отраслях ее производства, так и использования, а также в текстильном материаловедении. Цель изобретения - повышение точности определения неровноты нити и расширение номенклатуры определяемых характеристик. Способ определения неровноты нити заключается в том, что контролируемую нить растягивают, транспортируя ее с одной бобины на другую, стабилизируют растяжение нити путем стабилизации скорости транспортировки, дополнительное периодическое растяжение нити осуществляют удержанием ее между бобиной, с которой перематывается нить, и средством транспортировки на заданное время, за которое производят ее растяжение усилием транспортировки. Силу натяжения и .олщи- ну определяют после дополнительного растяжения, а также во время транспортировки между местом ее удержания и средством транспортировки. Удлинение определяют после дополнительного растяжения как произведение времени удержания нити на скорость транспортировки. Затем судят о неровноте нити. (Л С