CS216573B1

CS216573B1 - A method for measuring and evaluating the geometric structure of fibrous structures and apparatus for performing the method.

Info

Publication number: CS216573B1
Application number: CS10581A
Authority: CS
Inventors: Ivan Jaksch; Bohuslav Neckar
Original assignee: Ivan Jaksch; Bohuslav Neckar
Priority date: 1981-01-06
Filing date: 1981-01-06
Publication date: 1982-11-26

Abstract

Vynález se týká měření a vyhodnocování geometrické struktury vlákenných útvarů jako jsou příze, rouna, tkaniny apod. Podstatou způsobu je, že prvky zkoumané struktury zobrazené ve zvětšeném měřítku na matnici se snímají přímo z matnice dvojicí snímačů, načež oba elektrické signály snímačů se vy hodnotí a zobrazí v délkových jednotkách a/nebo se provede záznam zjištěných souřad nic na vhodné medium. Zařízení je tvořeno centrální jednotkou 40, na kterou je napo jen digitalizační rám 30 a děrovací zařízení 50, přičemž digitalizační rám 30 je uchycen na matnici 21 profilprojektoru 20 a obsahuje alespoň jeden inkrementální snímač 31, 3l', spojený se zaměřovacím pojízdným křížem 37. Vynález řeší dále uspořádání centrální Jed notky 40.The invention relates to the measurement and evaluation of the geometric structure of fibrous structures such as yarns, fleeces, fabrics, etc. The essence of the method is that the elements of the examined structure displayed in an enlarged scale on the matrix are scanned directly from the matrix by a pair of sensors, after which both electrical signals of the sensors are evaluated and displayed in length units and/or the detected coordinates are recorded on a suitable medium. The device consists of a central unit 40, to which a digitizing frame 30 and a punching device 50 are connected, wherein the digitizing frame 30 is attached to the matrix 21 of the profile projector 20 and contains at least one incremental sensor 31, 31', connected to a moving aiming cross 37. The invention further solves the arrangement of the central unit 40.

Description

Vynále^ ee týká n$ůsnbu měření a vyhodnocování geometrické struktury vlákenných útvarů, jako jsou rouna, příze, přízové útvary, případně tkaniny a to využitím principu optického zvětSení zkoumané struktury s následným rozborem zvětšeného obrazu átruktury ve zvolených rovinných souřadnicích. Takto lze získat informace o průběhu a poloze vláken v textilníah útvarech digitalizací zvětřeniny, čímž se získá souhrn dat ve směrech obou zvolených os ve dvou k sobě kolmých rovinách. Vynález rovněž řeší zařízení k provedení způsobu měření a'vyhodnocování geometrické struktury textilních útvarů.The invention relates to a method for measuring and evaluating the geometrical structure of fibrous structures such as nonwoven, yarn, yarn, or fabric by utilizing the principle of optical magnification of the structure under investigation, followed by an enlarged image of the structure at selected planar coordinates. In this way, information on the course and position of the fibers in the textile structures can be obtained by digitizing the enlargement, thereby obtaining a summary of data in the directions of the two selected axes in two orthogonal planes. The invention also provides an apparatus for carrying out a method for measuring and evaluating the geometric structure of textile structures.

Výzkum, vývoj a výroba vlákenných útvarů vyžaduje analyzovat vzájemný vztah mezi vnitřní strukturou a vlastnostmi takových útvarů. Proto je nutno měřit a vyhodnocovat geometrickou strukturu útvarů. S rozvojem možností techniky a technologie vzrůstá potřeba provádět tato měření a vyhodnocování ve stále větším rozsahu a přitom rychle a s vysokou statistickou repre zentativností výsledků. Tyto. názorné požadavky nejsou stávející technikou a používanými postupy dostatečně uspokojovány.Research, development and production of fiber formations requires an analysis of the relationship between the internal structure and the properties of such formations. Therefore, it is necessary to measure and evaluate the geometric structure of the formations. As technology and technology have evolved, there is a growing need to carry out these measurements and evaluations to an increasing extent, yet quickly and with high statistical representativeness of the results. These. the illustrative requirements are not sufficiently satisfied by the existing technique and procedures used.

Struktura, čili prostorové rozmístění částic, nejčastěji vláken ve vlákenném útvaru, sé snámá pomocí optických přístrojů. Používá se též zprůhlednění vlákejného útvaru imerzní kapalinou a různé značení částic. Obraz struktury vlákenných útvarů je opticky zvětšován a zaznamenán na fotografický materiál a z něho promítnut na matnici optického zvětšovacího zařízení, dále též profilprojektoru. Z matnice profilprojektoru se odečítají souřadnice bodů pomocí zaměřovacího kříže. Získané rovinné souřadnice operátor zaznamenává např. do děrné pásky k dalšímu zpracování.The structure, or spatial distribution of particles, most often fibers in a fiber formation, is known by optical instruments. Transparency of the fibrous formation by immersion liquid and various particle markings are also used. The image of the structure of the fiber structures is optically enlarged and recorded on the photographic material and projected therefrom on the matrix of the optical magnifying device, as well as the projector profile. Point coordinates are read from the profile projector's screen using the crosshairs. The obtained plane coordinates are recorded by the operator, for example, into a punch tape for further processing.

Známá a používaná zařízení, pracující bez nutnosti pořízení fotografického záznamu zkoumaného vzorku, umožňují jen velmi nedokonalé a nereprezentativní vyhodnocení. Pro statisticky reprezentativní a dostatečně informativní vyhodnocení je vždy prováděno velké množství fotografických záznamů. V některých případech je možno použít projekčního zařízení a vyhodnocovat strukturu ze zvětšeného přímého obrazu preparátu na matnici. Fotografický záznam se pak vyhodnocuje buď v projekci negativu na matnici nebo pořízením positivní zvětšeniny.Well-known and used devices, working without the need to take a photographic record of the examined sample, allow only very imperfect and unrepresentative evaluation. For statistically representative and sufficiently informative evaluation, a large number of photographic records are always made. In some cases, it is possible to use a projection device and evaluate the structure from an enlarged direct image of the specimen on the focusing screen. The photographic recording is then evaluated either by projection of the negative on the focusing screen or by taking a positive enlargement.

Exaktní rozbor obrazu struktury se provádí zjiětováním prostorových souřadnic jednotlivých bodů útvaru. Doposud se souřadnice stanovují buď manuálně ručními měřítky nebo digitalizací pozitivní zvětšeniny na standartním digitalizačním zařízení s neprůhlednou digitalizační deskou.The exact analysis of the structure image is done by detecting the spatial coordinates of the individual points of the formation. So far, the coordinates have been determined either manually by hand scales or by digitizing a positive enlargement on a standard digitizing device with an opaque digitizing plate.

Hlavní nevýhody dosavadních postupů jsou vysoká pracnost a tím obtížná realizovatelnost většího množství experimentů. Důsledkem současného stavu je, že často nelze zajistit podmínky pro toto pracné měření a je nutno se vyhodnocování struktury vzdát. Předpokládá-li se, že hodnoty měřených veličin jsou náhodnými Jevy, Je nutné pro jejich posouzení zjistit velké množství údajů s vyhovující přesností. Dosavadní způsoby měření toto umožňují pouze s velkými obtížemi a značným časovým vytížením. Některé souvislosti, vzhledem k nutnosti získání velkého množství údajů, není možno zjistit vůbec. Navíc je Čtení údajů a digitalizování záznamu málo přesné.The main drawbacks of the prior art processes are the high labor intensity and thus the difficulty of carrying out more experiments. As a result of the current situation, it is often impossible to ensure the conditions for this laborious measurement and it is necessary to abandon the evaluation of the structure. If the values of the measured quantities are assumed to be random phenomena, a large amount of data with satisfactory accuracy must be ascertained for their assessment. Existing methods of measurement make this possible only with great difficulty and considerable time utilization. Some contexts, due to the need to obtain large amounts of data, cannot be ascertained at all. In addition, reading data and digitizing the record is not accurate.

Je známé vyhodnocení pálek; vlákna či nitě v textilním útvaru ze dvou nebo více fotografických snímků pořízených pod různým úhlem, jak je popsáno v polském patentovém spisu číslo 650 14. Zmíněné řešení je nepřesné v tom, že předpokládá pravoúhlé promítání, zatímco fotografický snímek je výsledkem středového promítání zobrazovacích paprsků. Chyby při vyhodnocováni se projevují především při použití metody s optickým zprůhledněním, kdy se promítací paprsky různě lámou na hladině zalévací kapaliny.It is known to evaluate bats; fibers or threads in a textile formation of two or more photographic images taken at different angles, as described in Polish patent specification 650 14. The solution is inaccurate in that it assumes a rectangular projection, while the photographic image is the result of a central projection of imaging rays. The errors in evaluation are manifested especially when using the method with optical transparency, where the projection beams refract differently at the level of the embedding liquid.

Využití optického zprůhledněni textilní hmoty a předem barevně odlišeným vláknem k získání dvou kolmých průmětů tohoto označeného vlékna v přízi je známé z ČSSR patentového spisu číslo 117 179. Podle této metody se fotografují dva obrazy vlákna, vytvořené vedle sebe na matnici, přičemž jeden z obrazů je natočen o 90°, Při fotogrefování se příze osvětlí ze dvou stran světelnými zdroji a pomocí hranolů se převádějí kolmé svazky zobrazovacích paprsků do rovnoběžného směru s osou tuhusu na matnici. Přístroj umožňuje zjišťovat pouze vnitřní strukturu příze.The use of optical transparency of textile mass and pre-colored fiber to obtain two perpendicular projections of this tagged yarn is known from Czechoslovakia Patent No. 117,179. According to this method, two images of fiber formed side by side on a focusing screen are photographed, one of the images being rotated by 90 °. In photogression, the yarn is illuminated from two sides by light sources and prisms are used to convert perpendicular beams of imaging beams in parallel with the graphite axis on the focusing screen. The machine only detects the inner structure of the yarn.

Další známá metoda přesného určení polohy jakkoliv orientované osy vlákna nebo nitě v plošném textilním útvaru využívá alespoň dvou fotografických snímků této zkoumané textilie, které je ponořena do kapaliny se stejným indexem lomu, jako má zkoušená textilní hmota. Podstatou je, že fotografické snímky jsou předem barevně označené nitě nebo vlákna se získají fotogrammetrickou metodou, načež se pomocí snímkových souřednic hledaných bodů analytickým protínáním středově perspektivních paprsků naleznou prostoroví souřadnice skutečných bodů.Another known method of accurately determining the position of any oriented fiber or yarn axis in a fabric web utilizes at least two photographic images of the fabric being investigated which is immersed in a liquid with the same refractive index as the fabric being tested. The essence is that photographic images are color-coded yarns or fibers are obtained by a photogrammetric method, whereupon the spatial coordinates of the real points are found by means of the image coordinates of the sought-after points by analytically intersecting the center-pointed beams.

Tím se získá souřadnicový popis průběhu osy vlákna nebo nitě ve vzorku textilie. Touto metodou lze také zjišťovat průběh vláken v délkových textilních útvarech, např. v přízích, nitích apod. Podle jedné varianty se nejméně dve snímky provedou z předem určených stanovišť fotografování s kolmou osou záběru jako stereofotografie, načež ze získaných negativů se přímo vyhodnocují prostorové souřadnice bodů označeného vlákna nebo nitě. Druhou variantou se nejméně dve snímky provádějí rovněž z předem daných stanovišť fotografování, avšak se skloněnou osou záběru, načež se získané negativy překreslí ve vhodném zvětšení a z těchto překreslených snímků se pomocí snímkových souřadnic odpovídajících bodů enelyticky stanoví souřadnice skutečných bodů označeného vlákna nebo nitě. Alternativně se fotografování provádí z jednoho předem známého stanoviště fotografování se skloněnou osou záběru, přičemž vzorek textilie se před každým následujícím ofotografováním pootočí o předem stanovený úhel okolo pevné osy.This provides a coordinate description of the course of the fiber or yarn axis in the fabric sample. By this method it is also possible to detect the course of fibers in lengthwise textile formations, eg in yarns, threads, etc. According to one variant, at least two images are taken from predetermined shooting positions with perpendicular axis of photography as stereophotographs. of the marked fiber or yarn. In the second variant, at least two images are also taken from predetermined shooting stations, but with an inclined axis of the image, whereupon the obtained negatives are redrawn at a suitable magnification and from these redrawn images the coordinates of the actual points of the marked fiber or thread are enelytically determined. Alternatively, the photographing is performed from one of the pre-known tilting axis shooting station, wherein the fabric sample is rotated a predetermined angle about a fixed axis before each subsequent photographing.

Řešení podle vynálezu obsahuje způsob měření a vyhodnocování geometrické struktury vlákenných útvarů, podle kterého obraz zkoumané struktury promítnutý na matnici a pořízený přímo z preparátu nebo z negativu tohoto preparátu se pomocí zařízení podle vynálezu digitalizuje rychle ve velkém počtu bodů a údaje se zaznamenávají na vhodné médium. Pořízené záznamové médium se vyhodnocuje daným programem, čímž se získají libovolné informace o geometrii struktury. Nařízení je schopno digitalizovat přímo z matnice projekčního zařízení souřadnice zvolených bodů zkoumaného vlákna velkou rychlostí, např. použitím časového generátoru. Rovinné souřadnice jsou zaznamenávány ve stanoveném pořadí do média, např. děrné pásky, zpracovatelného výpočetní technikou.The solution according to the invention comprises a method for measuring and evaluating the geometrical structure of fiber structures, according to which the image of the examined structure projected onto the focusing screen and taken directly from the specimen or negative of the specimen is digitized rapidly in a large number of dots by means of the device. The captured recording medium is evaluated by the program to obtain any information about the structure geometry. The regulation is able to digitize directly from the screen of the projection device the coordinates of selected points of the examined fiber at high speed, eg using a time generator. The planar coordinates are recorded in a given order in a medium, such as a punched tape, which can be processed by computer technology.

Způsob měření a vyhodnocování geometrické struktury vlákenných útvarů je založený na principu optického zvětšení zkoumané struktury s následným rozborem jejího obrazu ve zvolených rovinných souřadnicích. Obraz zkoumaného vlákna se ze vzorku vlákenného útvaru získá ponořením tohoto vzorku do imerzní kapaliny. Zkoumané vlákno se předem barevně odliší od ostatních vláken ve vzorku vlákenného útvaru. Kapalina vykazuje stejný index lomu jako má okolní barevně neoznačená textilní hmota. Podstatou způsobu je, že prvky zkoumané struktury, zobrazené ve zvětšeném měřítku na matnici, se snímají přímo z této matnice dvojicí snímačů, jejichž natočení je úměrné souřadnicím sledovaných hodů vzhledem ke zvolenému počátku.The method of measuring and evaluating the geometrical structure of fiber structures is based on the principle of optical enlargement of the investigated structure with subsequent analysis of its image in selected planar coordinates. The image of the investigated fiber is obtained from a sample of the fiber formation by immersing the sample in an immersion liquid. The investigated fiber is color-coded in advance from the other fibers in the fiber formation sample. The liquid has the same refractive index as the surrounding non-colored textile mass. The essence of the method is that elements of the investigated structure, shown on an enlarged scale on a matrix, are scanned directly from the matrix by a pair of sensors whose rotation is proportional to the coordinates of the monitored rolls with respect to the selected origin.

Následně se oba získané elektrické signály snímačů po zesílení, tvarování, vyhodnocení aměru a vyhodnocení úrovně zobrazí v délkových jednotkách. Souběžně se provádí záznam odečtených absolutních souřadnic nebo záznam rozdílových souřadnic mezi dvěma výchozími body na vhodné médium, např. děrnou pásku a/nebo do paměti.Subsequently, the two sensor electrical signals obtained after amplification, shaping, dimension measurement and level evaluation are displayed in length units. Simultaneously, the reading of the absolute absolute coordinates or the recording of the differential coordinates between the two starting points is performed on a suitable medium, e.g., a punched tape and / or in memory.

Zařízení tvoří profilprojektor, na jehož matnici je přímo nasazen digitalizační rám, dále centrální jednotke a děrovací zařízení, přičemž centrální jednotka je elektricky spojena s digitalizačním rámem a s děrovacím zařízením. Digitalizační rám obsahuje alespoň jeden inkrementální snímač, který je epojen mechanicky pomocí převodů ee zaměřovacím pojízdným křížem. Digitalizační rám je opatřen úchytkami. Uspořádání digitalizačního rámu na profilprojektoru umožňuje přímo digitalizovat promítnutý obraz ne matnici.The device consists of a profile projector on which the digitizing frame is directly mounted, the central unit and the punching device, the central unit being electrically connected to the digitizing frame and the punching device. The digitizing frame comprises at least one incremental transducer, which is mechanically coupled by means of ee gearing crosshairs. The digitizing frame is provided with clips. The arrangement of the digitizing frame on the projector profile makes it possible to directly digitize the projected image on the focusing screen.

Centrální jednotku zařízení tvoří operační zesilovače, na jejichž vstupy jsou přiváděny jednotlivé elektrické signály vzniklé v inkrementálních snímačích. Na výstupy operačních zesilovačů navazují Schmittovy klopné obvody, jejichž výstupy jsou připojeny na obvody rozhodovací logiky směru otáčení. Tvarované pulsy z rozhodovací logiky jsou vedeny do obousměrnýchdekadických Čítačů a vyrovnávacích pamětí a následně zobrazeny na displejích. Kromě toho jsou tvarované pulsy z obvodů rozhodovací logiky přeneseny do multiplexorů. Na oba multiplexory je napojen blok posuvného registru, blok hlavního řízení a kodér pracující v kódu ASCII. Výstupní napětí kodéru je přizpůsobeno pro následující děrovací zařízení, které je řízeno pomocí řídicích signálů stavových signálů z obvodů řízení, nepojených jednak na posuvný registr a jednak na spouštěcí obvody. Spouštěcí obvody jednak nulují obousměrné dekadické čítače a vyrovnávací paměti a jednak zajiŠtují přenos údajů z obousměrných dekadických čítačů do vyrovnávacích pamětí. Na obvody přípravy a přepínači jsou napojeny spouštěcí obvody a hodinový generátor.The central unit of the device consists of operational amplifiers, whose inputs are supplied with individual electrical signals generated in incremental encoders. The outputs of the operational amplifiers are connected by Schmitt's flip-flops whose outputs are connected to the decision logic circuits of the direction of rotation. Shaped pulses from decision logic are routed to bidirectional counter counters and buffers and then displayed on displays. In addition, the shaped pulses from the decision logic circuits are transmitted to the multiplexers. Both multiplexers are connected with a shift register block, a master control block and an ASCII encoder. The output voltage of the encoder is adapted for the following punching device, which is controlled by the status signal control signals from the control circuits not connected both to the shift register and to the trigger circuits. Trigger circuits both reset bi-directional decimal counters and buffers and ensure data transfer from bi-directional decimal counters to buffers. The start circuits and the clock generator are connected to the preparation circuits and switches.

Děrovací zařízení není předmětem vynálezu a je použito některé vhodné děrovací jednotky používané ve výpočetní technice.The punching device is not an object of the invention and some suitable punching units used in computer technology are used.

Zařízení podle vynálezu odečítá a převádí souřadnice bodů na matnici zobrazeného vlákna z vlákenného útvaru do vhodného kódu, načež cídelné úde je jsou zobrazeny v délkových jednotkách a současně zaznamenány. Elektronické část přístroje sbírá dva signály z digitalizačního rámu odpovídající souřadnicím x a y studovaného vlákenného útvaru. Úkolem této části zařízení je upravit data obou souřadnic do kódu vhodného pro další zpracování na číslicovém počítači. Zpracovaná data se zaznamenávají ηε děrnou pásku pomocí děrovače, nápř. CELLATRON, který je řízen přes vlastní zabudovanou řídicí elektroniku pomocí řídicí centrální jednotky, představující elektronickou část zařízení. Načtené hodnoty souřadnic jsou zobrazeny na dvou displejích. Řídicí elektronika děrovače byla upravena pro možnost napojení na centrální jednotku.The device of the invention reads and converts the coordinates of the points on the matrix of the displayed fiber from the fiber formation into a suitable code, whereupon the numbering points are displayed in length units and simultaneously recorded. The electronic part of the instrument collects two signals from the digitizing frame corresponding to the x and y coordinates of the studied fiber formation. The task of this part of the device is to modify the data of both coordinates into a code suitable for further processing on a digital computer. The processed data is recorded ηε punched tape using a punch, eg. CELLATRON, which is controlled via its own built-in control electronics by means of a central control unit representing the electronic part of the device. Loaded coordinate values are displayed on two displays. The control electronics of the puncher has been modified to allow connection to the central unit.

Celá centrální jednotka je provedena na deseti deskách a plošnými spoji.The entire central unit is made on ten boards and printed circuit boards.

Výhodou zařízení je snížení pracnosti měření, zvýšení kvality měření a vyhodnocení. To pak zaručuje komplexnější hodnocení textilních materiálů a textilií. Zařízení umožňuje digitalizovat přímo promítnutý obraz na matnici profilprojektoru. Déle ae dosáhne podstatného zrychlení experimentálního postupu, nebol není nutno pořizovat pozitivní zvětšeniny zkoumaného _Λ útvaru. Zrychlení experimentálního postupu je nejméně dvojnásobné, nejčaatěji však pěti až patnáctinásobné a uskutečňuje se poloautomaticky.The advantage of the device is the reduction of measurement effort, improvement of measurement quality and evaluation. This ensures a more comprehensive evaluation of textile materials and textiles. The device allows you to digitize directly projected image on the projector screen. Longer ae achieves a significant acceleration of the experimental procedure, it is not necessary to take positive enlargements of the _Λ formation under investigation. The acceleration of the experimental procedure is at least double, but most often five to fifteen times, and is carried out semi-automatically.

Odstraněním subjektivního lidského faktoru při digitalizaci zvětšeniny se dosáhne rovněž vyěší přesnosti výsledku a získá sé několikanásobně vyšší počet odečtených souřadnic bodů struktury k následnému vyhodnocení. Dochází k usnadnění práce obsluhy a k dílčímu odstranění zrak vyčerpávající práce. Použitím způsobu a zařízení podle vynálezu se dosáhne takového stupně informace, který umožňuje zjiětovat nové, dříve prakticky nezjistitelné zákonitosti struktury vlákenných útvarů.By eliminating the subjective human factor in digitizing the enlargement, the accuracy of the result is also improved and the number of subtracted coordinates of the structure points to be evaluated several times higher. The work of the operator is facilitated and the sight of exhausting work is partially removed. By using the method and apparatus according to the invention, a degree of information is obtained which makes it possible to detect new, previously practically undetectable, patterns of fiber structure.

Vzhledem k výše uvedeným účinkům vynálezu se dosahuje ekonomických úspor jak při provádění experimentu, tak i při aplikaci zjištěných poznatků, např. ve vývoji nových konstrukcí vlákenných útvarů apod. Nakonec vlastní experimenty mohou být prováděny méně kvalifikovanými pracovníky.In view of the above-mentioned effects of the invention, economic savings are achieved both in carrying out the experiment and in applying the findings, for example in the development of new fiber structure constructions or the like. Finally, the experiments themselves can be carried out by less qualified personnel.

Zařízení podle vynálezu je blíže vysvětleno popisem výkresů, na nichž představuje obr. 1 blokové schéma uspořádání zařízení na digitalizaci souřadnic z matnice profilprojektoru, obr.The device according to the invention is explained in more detail by the description of the drawings, in which Fig. 1 is a block diagram of an arrangement of a device for digitizing coordinates from a profile projector matrix.

umístění digitalizačního rámu na profilprojektor a rozložení hlavních částí digitalizačního rámu a obr. 3 blokové schéma centrální jednotky.placing the digitizing frame on the profile projector and distributing the main parts of the digitizing frame, and FIG. 3 shows a block diagram of the central unit.

Podle obr. 1 sestává zařízení pro měření geometrické struktury ze tří základních částí, vzájemně -elektricky propojených. Jedná se o digitalizační rám 30« centrální jednotku 40 a děrovací zařízení 50. Elektrické vstupní signály I.II z digitalizačního rámu 30 jaou vedeny do centrální jednotky 40. přičemž vystupující data V jsou zavedena do děrovacího zařízení 50.According to FIG. 1, the geometric structure measuring device consists of three basic parts, electrically connected to one another. This is the digitizing frame 30 ' of the central unit 40 and the punching device 50. The electrical input signals III from the digitizing frame 30 are fed to the central unit 40. The output data V is input to the punching device 50.

Celé zařízení se ekládá z elektronické a mechanické části. Mechanická část je konstruována jako nástavec na profilprojektor 20 a je tvořena digitalizačním rámem 30. Digitalizační rám 30 je upevněn pomocí úchytek 36 na matnici 21 profilprojektoru 20 a sestává z kostry, vozíku s připojeným zaměřovacím pojízdným křížem 37. dvou inkrementálních rotačních snímačů 31.31* a převodů 32,32* (obr. 2). Vozík je veden ve vodicích tycích 34. S převodem 32 je spojen inkrementální snímač 31 pro snímání údajů ve směru horizontální osy x a dále zaměřovači pojízdný kříž 22· S převodem 32* je v záběru inkrementální snímač 31* pro snímání údajů ve směru vertikální osy. Pružiny 33.33* zajiřtují rovnoměrné napnutí převodů 32.32l· Digitalizační rám 30 se pomocí úchytek 36 snadno nasadí na projekční zařízení, resp. profilprojektor 20. Digitalizační rám 30 je opatřen vývodem 35 pro elektrické signály IglI a napájení obou inkrementálních snímačů 31.31^ Pohybem vozíku se zaměřovacím křížem 37 po sledovaných souřednicích se vhodným způsobem otáčejí inkrementální snímače 31.31*m. jejichž natočení je úměrné souřadnicím sledovaných bodů na ose x a ose y vzhledem ke zvolenému počátku. Pohyb zaměřovacího kříže 37 po matnici 21 profilprojektoru 20 v osách x a y se převádí pomocí inkrementálních snímačů na elektrické signály I.II. které jsou dále zpracovávány v centrální jednotce 40 (obr.3).The whole device is composed of electronic and mechanical parts. The mechanical part is constructed as an extension for the profile projector 20 and consists of a digitizing frame 30. The digitizing frame 30 is fastened by means of clips 36 to the profile projection screen 20 and consists of a carcass, a trolley with attached crosshairs 37. 32.32 * (Fig. 2). The carriage is guided in guide rods 34. An incremental encoder 31 for detecting data in the horizontal x-axis direction and a crosshairs 22 are coupled to the transmission 32. An incremental encoder 31 * for detecting data in the vertical axis direction is engaged. The 33.33 * springs ensure an even tension of the 32.32l gears. The digitizing frame 30 is provided with a terminal 35 for electrical signals IglI and powering the two incremental encoders 31.31. By moving the carriage with the crosshair 37 along the monitored coordinates, the incremental encoders 31.31 * m are rotated appropriately. whose rotation is proportional to the coordinates of the monitored points on the x-axis and y-axis relative to the selected origin. The movement of the crosshair 37 along the projection screen of the projector 20 in the x and y axes is converted by means of incremental encoders into electrical signals I.II. which are further processed in the central unit 40 (FIG. 3).

Centrální jednotka 40 plní dvě základní funkce, a to zpracovává elektrické signály I,II inkrementálních snímačů 31.31* a řídí děrovací zařízení 50. Elektrické signály 1,11 inkrementálních snímačů 31.31* jsou po zesílení, tvarování a vyhodnocení směru vedeny do obousměrných dekadických žítačů 3.3* ^{a ns} pamětové obvody. Číselný'uda|, provedený v milimetrech, je současně zobrazen na displeji 5.5*.The central unit 40 performs two basic functions, which process the electrical signals I, II of the incremental encoders 31.31 * and control the punching device 50. The electrical signals 1.11 of the incremental encoders 31.31 * are routed to bidirectional decimal counters 3.3 * after amplification, shaping and evaluation. ^{and ns} memory circuits. The numeric |, made in millimeters, is simultaneously displayed on the display 5.5 *.

Záznsm údajů obou souřadnic do děrné pásky probíhá bu5 na ruční povel nebo na signál přepínatelného hodinového generátoru 13. což značně urychluje digitalizaci údajů. Takto je prováděn záznam sóuřádnic ve směru osy jc a y v nastavených pravidelných časových intervalech při současném pohybu zaměřovacího kříže 37 po profilu textilního materiálu.The data of both coordinates in the punch tape is recorded either by a manual command or by a switchable clock generator signal 13, which greatly accelerates the digitization of the data. In this way, the recording of the coordinates in the jc and y axis is performed at set regular time intervals while the crosshair 37 moves along the profile of the textile material.

Děrovací proces probíhá pomocí řídicích'dat V mezi centrální jednotkou 4θ a děrovacím zařízením 50 v asynchronním režimu. Údaje jsou děrovány v kódu ASCII a odděleny oddělovací mezerou. Centrální jednotka 40 je déle vybavena možností záznamu absolutních souřadnic bodů nebo možností záznamu rozdílových souřadnic mezi dvěma nastavenými body na matnici 21. Děrování je možno spustit rovněž na externí signál.The punching process takes place by means of control data V between the central unit 4θ and the punching device 50 in asynchronous mode. Data is punched in ASCII and separated by a space. The central unit 40 has been provided with the possibility of recording absolute point coordinates or the possibility of recording the difference coordinates between two set points on the matrix 21. The punching can also be triggered on an external signal.

Řídicí blok 15 a přepínací blok 16 centrální jednotky 40 je proveden samostatně s vyvedením číselných údajů, tj. dekád, na zadní konektor, což umožňuje i připojení dalěích Číslicových zařízení, která mají číselný kódovaný údaj vyveden. Samostatně je proveden rovněž zobrazovací blok 14 centrální Jednotky 40 a zobrazení údajů na důspleji 5.5* á® voleno pro snadnou kontrolu správnosti funkce zařízení.The control block 15 and the switching block 16 of the central unit 40 are provided separately, with the numerical data, i.e. decades, being brought to the rear connector, which also allows the connection of further digital devices having the numerical coded data. Also, the display block 14 of the central unit 40 and the display of data on the display 5.5 * à® are selected separately for easy checking of the correct functioning of the device.

Centrální jednotka 40 vykonává následující operace. Předně upravuje elektrické signály I.II z inkrementálních snímačů 31.31* a vyhodnocuje směr jejich natáčení. Dále jsou data přenesena do vyrovnávacích pamětí 4,42. a z nich se postupně snímá osm znaků a dvě mezery. Kód BCD se mění na ASCII. Následně centrální jednotka 40 provádí řízení a postupní automatické sejmutí údajů ve směru osy x a y a jejich zanesení do děrovacího zařízení 50. Rovněž jsou údaje ve směru osy x a y zobrazeny na displejích 5.5*.The central unit 40 performs the following operations. First, it adjusts the electrical signals I.II from the incremental encoders 31.31 * and evaluates their direction of rotation. Further, the data is transferred to buffers 4.42. and eight characters and two spaces are scanned sequentially. The BCD code is changed to ASCII. Subsequently, the central unit 40 controls and sequentially automatically reads the x- and y-axis data and enters it in the punching device 50. Also, the x- and y-axis data are displayed on the displays 5.5 *.

Centrální jednotka 40 jednak zpracovává elektrické signály I.II z inkrementálních snímačů 21.211» naplňuje obousměrné dekadické čítače 3,3* a vyrovnávací paměti 4.4* ^a jednak řídí děrovací proces.The central unit 40 processes both the electrical signals I.II from the incremental encoders 21.211 and fills the bidirectional decimal counters 3.3 * and the buffer 4.4 * ^, and controls the punching process.

Elektrické signály I.II z inkrementálních snímačů 31.31* jsou zesilovány operačními zesilovači 1,1* obsahují obvody vyrovnávající klidový proud fotodiody v Inkrementálních snímačích 31.31*. Tvarovaný signál přichází na obvody rozhodovací logiky směru otáčení 2, 2*. které provádějí rozlišení fáze, přičemž rozhodovací logika směru otáčení 2,2* sestává ze dvou posuvných registrů, ve kterých se vytváří číslicová deřivsce přicházejících pulsů. Posouvání je provedeno hodinovým.signálem, který je vyráběn v astabilním multivibrátoru. Derivované tvarované pulsy jsou dále vedeny do obousměrných dekadických čítačů 3.3*. kde naplňují citaci registry. Pomocí signálu přenos jsou data VI z obousměrných dekadických čítačů 3.3* přenesena do vyrovnávacích pamětí 4,4* a zobrazena na displejích 5.,22., » nichž jeden je určen pro údaje ve aměru osy x a druhý pro údaje ve směru osy y. Obvody ve směru osy x i y jsou shodné. Elektrický signál I z inkrementálního snímače 31 je po zpracování zobrazen na displeji 2, ^aobdobně elektrický signál II z inkrementálního snímače 31* na displeji 5*.The electrical signals I.II from the incremental encoders 31.31 * are amplified by operational amplifiers 1.1 * containing circuits equalizing the bias current of the photodiode in the incremental encoders 31.31 *. The contoured signal comes to the rotational direction decision logic circuits 2, 2 *. which performs phase resolution, wherein the rotation direction decision logic 2.2 * consists of two shift registers in which the digital pulses of the incoming pulses are generated. The shift is performed by an clock signal, which is produced in an astable multivibrator. The derivative shaped pulses are further fed to bidirectional decimal counters 3.3 *. registers. By means of a transmission signal, data VI from bidirectional decimal counters 3.3 * is transferred to buffers 4.4 * and displayed on displays 5, 22, one for x-axis data and the other for y-axis data. Circuits in the x-y direction are identical. The electrical signal I from the incremental encoder 31 is shown on the display 2 after processing, ^and similarly the electrical signal II from the incremental encoder 31 * on the display 5 *.

Data VI z vyrovnávacích pamětí 4,4* jsou vedena na dvojici multiplexorů 6,6*. které.jsou řízeny posuvným registrem 8 i obvody hlavního řízení 7. Posuvný registr 8 je řízený signálem, který zároveň spouětí děrovací proces pro vyděrování jednoho znaku. Tím je přepínání multiplexorů 6,62. ⁸ kárování synchronní. Pomocí obvodů hlavního řízení 2 J^e možné naatavit děrování souřadnic ve směru osy x nebo osy y a nebo děrovat souřadnice x i y současně.VI data from buffers 4.4 * is routed to a pair of 6.6 * multiplexers. The shift register 8 is controlled by a signal that simultaneously triggers a punching process for punching a single character. Thus, multiplexer switching is 6.62. ⁸ synchronous synchronization. Using the main control circuit 2 J ^e be naatavit punching coordinates in the x-direction or y-axis and the x and y coordinates or punched simultaneously.

Data VI jsou v multiplexorech 6.6* postupně přepínána a následně jsou výstupní pulsy III,Data VI is switched in multiplexers 6.6 * gradually and then output pulses III,

IV vedeny do kodéru 2. a v něm překódovány do kódu ASCII. Zároveň je provedeno přizpůsobení napěťových úrovní řídicích dat V pro děrovací zařízení 50.IV are encoded into encoder 2 and transcoded into ASCII code. At the same time, the voltage levels of the control data V for the punching device 50 are adjusted.

Obvody řízení 10 děrovacího zařízení 50 řídí děrovací proces pomocí řídicích signálů a sledují stav děrování pomocí stavových signálů. Spouštěcí obvody 11 provádí nulování obousměrných dekadických čítačů 3.3* ^a vyrovnávacích pamětí £,>* a dále zajišťují přenos údajů z obousměrných dekadických čítačů 2.21 do paměti. Je možno provést ruční nulování a také trvale zapnout vyrovnávací' paměť. Obvody přípravy 12 s přepínači umožňují zapnout děrovací údaje, zastavení děrování a přepínání režimu děrování. Do bloku obvodů přípravy 12 je zaveden signál z hodinového generátoru 13. Pokud je zapnuto děrování údajů přes hodinový generátor 13. probíhá záznam údajů v ekvidistantních časových krocích v předem nastavených intervalech.The control circuitry 10 of the punching device 50 controls the punching process by means of control signals and monitors the punching state by means of status signals. The trigger circuits 11 reset the bi-directional decimal counters 3.3 * ^and the buffers>,> *, and further provide data transmission from the bi-directional decimal counters 2.21 to the memory. It is possible to perform manual reset and also to permanently switch on the buffer. The prep switches 12 with switches allow for punching data, punching stop, and punching mode switching. A signal from the clock generator 13 is applied to the block of preparation circuit 12. If punching of data through the clock generator 13 is switched on, the data is recorded in equidistant time steps at preset intervals.

Před digitalizací se propojí sestava zeřízení podle obr. 1. Digitalizační rám 30. přichycený na profilprojektoru 20, se propojí s centiální jednotkou 40 pomocí dvou stíněných kabelů - SENSOR X, Y a kabelu pro připojení manuálního děrování - PUNCH. Děrovací zařízení 50 se k centrální jednotce 40 připojí pomocí kabelu SIP - standart interface. Na matnici 21 profilprojektoru 20 se promítne obraz digitalizovaného vlákna nebo příze či přízového útvaru. Ovladačem TIME se nastaví vhodná časová posloupnost záznamu souřadnic, případně se provádí ruční záznam souřadnic tlačítkem PUNCH. Dále se v centrální jednotce 40 nastaví digitalizace v absolutních nebo rozdílových souřadnicích - RES OPP,, počet zaznamenávaných znaků v údaji a zaznamenávané souřadnice ve směru osy x nebo y či y a x. Zaměřovači pojízdný kříž 37 digitalizačního rámu 30 se nastaví do zvoleného počátku souřadnic a tlačítkem RESET se vynulují oba čítače pro osu x a y. Tím je zařízení připraveno k činnosti.The digitizing frame 30 attached to the projector 20 is connected to the central unit 40 by two shielded cables - SENSOR X, Y and a manual punch cable - PUNCH. The punching device 50 is connected to the central unit 40 via a SIP-standard interface cable. A projected image of the digitized yarn or yarn or yarn formation is projected onto the projection screen of the projector 20. Use the TIME knob to set the appropriate time sequence of the coordinate recording, or to manually record the coordinates using the PUNCH button. Next, digitization in absolute or differential coordinates - RES OPP, is set in the central unit 40, the number of recorded characters in the data and the recorded coordinates in the direction of the x or y or y and x axes. The alignment crosshairs 37 of the digitizing frame 30 are set to the selected coordinate origin, and the RESET button resets both the x and y axes to zero. The device is now ready for operation.

Stisknutím tlačítka START a pohybem zaměřovacího kříže 37 po zvětšeném obrazu vlákna na matnici 21 se provádí odečítání údajů. Údaje podle nastavených ovládacích prvků zařízení zaznamenávají do děrné pásky nebo odečítají na displejích 5.5*.By pressing the START button and moving the crosshair 37 over the magnified image of the fiber on the focusing screen 21, data reading is performed. Data is recorded in the punched tape or read out on the 5.5 * displays according to the device controls set.

Analýza struktury příze a textilních plošných útvarů je blíže specifikována v příkladecn. Příklad 1The analysis of the structure of the yarn and the textile sheets is further specified in the example. Example 1

Dva vzájemně kolmé průměty příze, vyrobené z opticky čirých vláken s příměsí cca 0,25 % černě obarvených vláken, se ofotografují v imerzní kapalině přístrojem OMÉST na negativní filmový materiál. Provede se nejméně 60 fotografií. Vlákno a kontury příze se v každém průmětu zdigitalizují v- cca 100 myšlených řezech. Výsledná děrná páska se zpracuje na počítači. Zpracováním počítačem se získá kompletní soubor informací o struktuře včetně doposud neznámých zákonitostí jako je např. radiální průběh objemového zaplnění, nekonstantnost radiálního průběhu zákrutu příze, nové charakteristiky migrace vláken v přízi atd. Oproti dříve používanému postupu dochází mimo jiné k asi čtyřnásobnému zrychlení prací.Two mutually perpendicular yarn patterns, made of optically clear fibers with an admixture of about 0.25% black colored fibers, are photographed in immersion liquid with an OMÉST negative film material. At least 60 photos will be taken. The thread and contours of the yarn are digitized in about 100 imaginary sections in each projection. The resulting punched tape is processed on a computer. Computer processing yields a complete set of structure information, including hitherto unknown laws such as radial volume filling, radial twist of the yarn twist, new fiber migration characteristics in the yarn, etc. Among other things, the work speed is about four times faster than previously used.

Příklad 2Example 2

Preparát netkané pojené textilie z opticky čirých vláken s příměsí cca 0,8 % černě obarvených vláken, ponořený do imerzní kapaliny, ae promítne zvětšovacím mikroskopem na matnici. Digitalizuje se mnoho bodů trajektorie cca 100 značených vláken za využití časového generátoru Výsledná děrná páska se zpracuje počítače^. Získá se série orientací, každá pro zvolenou délku vlákenného úseku. Analogicky se zjišťuje též distibuce částic pojivá. Dochází cca k desetinásobnému zrychlení prací.A preparation of nonwoven bonded fabric of optically clear fibers with an admixture of about 0.8% of black colored fibers, immersed in an immersion liquid and projected onto a focusing screen by a magnifying microscope. Many trajectory points of about 100 labeled fibers are digitized using a time generator. The resulting punched tape is processed by a computer. A series of orientations are obtained, each for a selected length of the fiber section. Similarly, the distribution of the binder particles is also determined. The work is about ten times faster.

Příklad 3Example 3

Osnovní pletenina vyrobená za použití jedné černé nitě a ponořená do imerzní kapaliny se ofotografuje aléspoň pro 100 oček ve dvou holých pohledech na negativy. Trajektorie nití na negativech se digitalizuje po zvětšení na projekčním mikroskopu za použití časového generátoru. Výsledná děrná páska se zpracuje na počítači programem, využívajícím teorii blízké fotogrammetrii. Získá se skutečný tvar očka v pletenině ve třech dimenzích. Dochází cca k pětinásobnému zrychlení prací oproti dříve používanému postupu. Získávají se též zcela nové, dříve neznámé údaje, např. závislost nepětí pleteniny na asymetrii tvarů oček apod.A warp knit fabric made using one black yarn and immersed in an immersion liquid is photographed for at least 100 stitches in two bare views of the negatives. The yarn trajectory on the negatives is digitized after magnification on a projection microscope using a time generator. The resulting punched tape is processed on a computer by a program using the theory close to photogrammetry. The actual shape of the loop in the knitted fabric in three dimensions is obtained. There is a five-fold acceleration of work compared to the previously used procedure. Completely new, previously unknown data are also obtained, eg the dependence of the knitted fabric on the asymmetry of the stitch shapes, etc.

Vynález může být využit především v základním a aplikovaném výzkumu vlákenných útvarů, při vývoji nových technologií, nových strojů i vlákenných materiálů. Mimo toto základní použití může být využit všude tam, kde je nutné zjišíovat struktury partikulárních látek nebo malých těles se složitým prostorovým tvarem. Zařízení podle vynálezu může být využito též jako běžný digitalizační přístroj a jeho centrální jednotka pro snímání a záznam číslicových údajů z jiných měření.The invention can be used primarily in basic and applied research of fiber formations, in the development of new technologies, new machines and fiber materials. In addition to this basic use, it can be used wherever it is necessary to detect the structures of particulate matter or small bodies with complex spatial shape. The device according to the invention can also be used as a conventional digitizing apparatus and its central unit for reading and recording digital data from other measurements.

K přesnému definování prostorovosti vlákna apod. útvarů v textilním materiálu je třeba vždy získat mnoho údajů, ze kterých lze pak usoudit, respektive zjistit potřebné informace o celé struktuře. Na základě znalostí o struktuře textilních materiálů a jejím vlivwna fyziologické vlastnosti oděvů a prádla lze vyhledávat optimální vlastnosti textilních výrobků.In order to precisely define the spatiality of the fiber or the like in the textile material, it is always necessary to obtain a lot of data from which it is possible to infer or to obtain the necessary information about the whole structure. Based on the knowledge of the structure of textile materials and its influence on the physiological properties of clothing and underwear, the optimal properties of textile products can be sought.

To pak umožňuje vývoj nových technologických principů výroby textilií a i řešení strojního výrobního zařízení s požadovaným efektem. Rovněž je možno vyhledávat a zkoumat optimální technologii výroby pro daný sortiment strojů.This in turn enables the development of new technological principles for the production of textiles as well as the solution of machinery production equipment with the desired effect. It is also possible to search and explore the optimum production technology for a given range of machines.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A method of measuring and evaluating the geometric structure of fiber structures, based on the principle of optical structure enlargement with subsequent analysis of the structure image in selected planar coordinates, which makes it possible to obtain information about the morpholio structure of a digitizing enlargement e.g. the scanned structures displayed on an expanded scale on the focusing screen are scanned directly from this focusing screen by one or more sensors whose setting is proportional to the coordinates of the monitored points with respect to the selected origin. at the same time, it records absolute coordinates or records the difference coordinates between two starting points on a suitable medium, such as a punched tape and / or in memory.

2. An apparatus for carrying out a method for measuring and evaluating the geometrical structure of the fiber formations according to claim 1, comprising a projector, a display for displaying data in a horizontal direction and a display for displaying data in a vertical direction, coupled to the digital frame (30) and the punching device (50), the digitizing frame (30) being attached to the profile matte (21) for the connectors (2o).

Device according to claim 2, characterized in that the central unit (40) is formed by operational amplifiers (1,1 *), into which individual electric input signals from the incremental encoders (31,31 *) are input, followed by the operational amplifiers (1). , 1 *) Schmitt flip-flops are connected to the outputs of which the direction logic of the direction of rotation (2,2 *) is connected and the thus derived and shaped pulses are then routed to two-way decimal counters (3,3 *) and buffers (4) , 4 *) and then displayed on the displays (5,5 *) and transferred to the multiplexers (6,6 *), where both the shift register block (8) and the main control block are connected to both multiplexers (6,6 *). (7), whereupon the pair of multiplexers (6.6 *) is coupled to an encoder (9) operating in ASCII code while simultaneously adjusting voltage levels for the subsequent punching device (50), which is controlled by control signals and statuses signals from the control circuits (10) connected both to the shift register (8) and to the trigger circuits (11), which both reset the two-way decimal counters (3,3} and buffers (4,4 *) and the data transfer from the two-way decimal counters (3.3 *) to buffers (4.4 *), wherein the trigger circuits (11) are connected via the preparation circuits (12) to the switches for the clock generator (13).