Устройство для определения ориентации текстильных волокон Советский патент 1976 года по МПК D01H13/26 

непрерывную функцию, xapaKTepusyrouJiyro yr ловое распределение волокон в об{заэцах 1юрмнрование направленного плоскопарал лельного светового пучка осуществляется оптическим квантовым генератором (лазе ром). Перед образцом установлена диафра - ма для частичной задержки фонового излучения. Для повышения разрешающей способ- ности устройства за образцом имеется со- бИ1)аюшая линзав а фокальной плоскости KOf рой находится приемник излучения. На фиг, 1 изображена схема описывае мого устройства на фиг, 2 - схема, поясняющая пряниип работы устройства; на фиг. 3 - щелью; на фиг. 4 - гра 1ФИК расчета характеристик ориентации волокон. Устройство состоит из оптического кваМ .тового генератора 1, формирующего узкий }ноправленный пучок; излучения, диафрагмы 2, частично отсекающей фоновое излучение источника, образца 3, собирающей линзы 4 цилиндрической насадкл 5 cBeTO4yBCTBHTejit ного iipHetvimiKa излучения .6, относительно которого может вращаться диск 7 с по. ощью электродвигателя 8 и привода 9 В качестве светочувствительного приемника .излучения 6 можно использовать фoтoy №c «« ркитель, фотоэлемент или фот-осопротивлениё Выдаваемый приемником излучения, электри- ческий сигнал поступает в регистркрукхний прибор 1О, При падении луча света перпендикуляр но к поверхностям i i 1 и 12 он рассеивает ся вперед под малык-ш углак-ш волокнами ISp параллельным поверхности образца, и волокнаШ 14s наклоненными к поверх нести I образца под некоторым углом (оба волокйа расположены в плоскости чертежа) При произвольном угле падения луча на цилиндрическое волокно 14 лучи рассеянные волокномг направлены вдоль образуюшей конической поверхности 15 (конус рао сеяния), ось симметрии которой совпадает с осью волокна, а угол при вершине равен 8-f Ч - I Рассеянньге лучи дают в плоскости прие ника излучения 6 светящийся след в виде прямой линии 16-1 б . Свет, рассеянный (Вперед под сС, волокном 14 {образует в зависимости от угла падения 9 след 17-17° в виде одного из ко1шческих ,сечен.ий - гиперболы, параболы или зппкпса Для волокна 13 конус рассеяния вырождает ся в плоскость 18. Форма следа 17-17 в пределах светочувствительной поверхности приомн15ка иалучеьшя будет тем ближе к np молннейной, ,чвК1 меньше угол aL рассеяния лучей(d-) t регистрируемых приемником излучения. Выбранное расстояние от образца до приемника излучения обеспечивает малое eL И создает условие, когда интенсив ность света, рассеянного волокном, будет регистрироваться независимо от ai наклона к поверхности образда . При ресоэш д-:й :в назад будут регистрироваться волой на; .-.аклоненные только под определенным углом к поверхности образца. При повороте волокна относйт шно осИ; проходящей через падающий ay4s на торый угол .р {угол ориентации), след в плоскости приемника излучеш-ш повернется на тот же угол Таким o6pa30Ms волоК паи, ориентированным под разяич11Ы1 ди уг лами в плоскости приемника излученияа Syдут соответствовать следы, ориентирован- ные гшд углами 11/2 добавияатся тогО( что след повернут отно CMi-ajibEO волокна на 7Г/2 ,, Пренебрегшая многократным рассеянием в образце, полуkaeMj гго интенсивность света, рассея1шо FO различными волокнами в плоскости (емЕ-шка излучения, будет складь1ваться. При ©том распределение интенсивности рассеян ногр света в этой плоскости в зависимое. отугда ( J, т. е, индикатрис а рассеяния-1 J будет соответствовать плотности левого распределения длин 5частков 1, { | ) (в образие. В устройстве предусмотрен узел .лозволяющий определять интенсивность как -непрерьюную функцию угла Р „ Этот узел ( см. фиг, 3) лредставляет собой устанав jTHBaoNtb перед приемником излучения прозрачный диск 7 с узкой щелью 18, лш ряна которой может регулироваться. Нент. ральная часть щели закрыта непрозрачным экраном 20 который задерживает лучиа прошедшие через образец, не рассеявшись, При вращении диска 7 относительно приэмгкика излучения 6, регистрируя поступаю щий с.него сигнал, получаем угловое распределение величиньг этого сигнала U i&)i 1 . Дд1я 1 увеличения разрешающей способносг Тй устройства за образцом установлена л蹫 за. В ее фокальной плоскости расположена светочувствительная поверхность приемника кзлучешгя 6, Прошедший через образец па- paj-тепъный пучок нерассеяниых лучей соби.рается )TOM в фокусе и задерживается : непрозрачны. экраном 20, Рассеянные лучи проходят через-щель 19 и регистируются приемником излучения. Так как реальный световой луч имеет конечную ширину, то при отсутствии линзы след от света, рассеянного отдельным волоююм, получается в плоскости npneNdHHKa достаточно цшроким.

5

Исио/ц зование собирающей лпизы 4 яозволяет уменьшить ширину этого следа. Ширина 19 при этом регулируется в соответствии с шириной следа.

Степень ориентации волокон в образце характеризуется нлотностью углового распределения долей длин: участков волокон t,, (р), которая

l.(p)M-I(ii5

-1

I I(p)d|b -TZIiопределяет длину участков волокон, ориен- тированных под некоторым углом | к оси. Зная L (ji) , можно получить среднее значение угла ориенташш и среднее значение косинуса угла ориентации со&в.

+1/2

||JlUp)/i, -BU +)Г1а

COSp«J )dB -в/2

.

Установлено, что вместо угла в , можно при экспрессоценке использовать угол , определяемый как полуширина кривой на йолувьюоте Iе {см, фиг. 4).

Устройство JIUH условия нократиого j:iacceaHHH, которое вь.фажае ся безразмерным napaN№Tpo f

f-mn/ f|0d -m/5pd l

WI

де:

«масса ооразцз;

а . диаметр волокон в образце;

объем образца;

V 17

толщина образца в направлении

луча; S .

гшощдаь образца в сечениИ;

пендикулярном лучу, , эфгфектлвная ;:лстность волокок

с учетом пустот (об, вес.).

Ф о р Ki у л а изобретения

Устройство для опре,целе,«1я ориентадни. |твкстилъных ВОЛОКОН; содержйлхее источник:язлучения5 приемник излуче1П;я и регистри- ;руюдшй приборJ о т п и -J а ю щ е е ;С я тем ЧТО; с целью повышения точное:ти опредаленкя- орненташаи волокон, оно

® имеет расположенный меяаду ксточшжом излучения и регистрк1зую.щим. прибором узел для скакироаання картккы рассеяния 1зпу чения, вьшолненный Е. Вще кепрозрачного приводного диска со щелыс, располол енной I по диаметру его, причем источник изл чения представляет собой оптический квантовый генератор.

J3 4

фиг.З