CS234902B1 - Zařízení k určování textury textilních útvarů - Google Patents

Abstract

Tohoto cíle lze dosáhnout zařízením, kde v ohniskové rovině čočky před detektorem záření je umístěn optoelektronický prvek, tvořený například dvěma rovinnými skly, z nichž na jednom skle jsou vytvořeny radiální průhledné elektrody a na celé ploše druhého skla je vytvořena průhledná elektroda, přičemž mezi tato skla je umístěna nematická stočená textura. Zařízení tvořené čočkou a detektorem záření využívá rozptylu laserového záření na textilním útvaru.

Description

Vynález se týká zařízení Ik určování textury textilních útvarů, využívajícího rozptylu laserového záření na textilním útvaru.

Při výrobě textilií, a to jak délkových, tak i plošných, jsou jejich vlastnosti, zvláště pak mechanické jako počáteční modul, pevnost, tažnost, objemnost, prodyšnost a další parametry, určeny strukturou jednotlivých meziproduktů, jako je rouno, přást, pramen a podobně. Proto je v automatizované výrobě důležité určovat těchto textilních útvarů, strukturní parametry jednotlivých meziproduktů, zvláště pak rouna, přástu a pramene.

Jednou z důležitých stukturních vlastností určující výsledné vlastnosti textilií je orientace vláken, tzv. textura jednotlivých meziproduktů. Textura je popsána rozložením úseků vláken do všech směrů. Číselně se vyjadřuje počtem vlákenných úseků do daného směru k celkovému počtu vlákenných úseků ve sledovaném vzorku textilie. Vynesením této hodnoty do všech směrů se získá úplný popis textury textilie, který se nazývá texturním diagramem.

Vyjadřovat texturu texturním diagramem by však bylo příliš složité a pro praxi nepoužitelné. Proto byly zavedeny různými autory k hodnocení textury, stupně textury. Stupeň textury je jediný číselný údaj zjištěný z textur,ního diagramu z jeho význačných hodnot, a to maxim a minim. 0značí-li se N_max a N_min maximální a minimální hodnoty v texturním diagramu, pak pro hodnocení textury je výhodné používat těchto tří stupňů textury:

Si,2,3 definované vztahy = N_min/N_max (1) = (N_max —· Nmin) / N_max (2) v” (^max N_minj / (N_max Ή^- N_min) (3)

Relativní počet vlákenných úseků do libovolného' směru popsaného úhlem Θ° označený Ν(Θ) a představuje pravděpodobnost s jakou se najde vlákenný přímkový úsek v daném směru Θ°. V praxi se určuje texturní diagram různými metodami, z nichž některé jsou přímé a některé nepřímé. U přímých metod je třeba v daném směru spočítat všechny vlákenné úseky, které padnou do tohoto směru a podělit je celkovým počtem vlákených úseků v sledovaném vzorku textilie. Za vlákenný úsek se obecně volí úsek vláken, který je n-násobkem jejich průměru, kde n nepřesáhne jednomístné číslo. K přímému určování texturního diagramu a tím i stupně textury existuje řada metod, které jsou velmi pracné a dnes se k jejich vyhodnocení dá s výhodou použít výpočetní techniky. I když jsou velmi důležité pro základní výzkum, nejsou vhodné pro určování stupně textury přímo v provoze, zvláště při takových technologiích, kde se žádá produkt o dané textuře. Proto byly k určování texturního diagramu navrženy nepřímé optické metody využívající rozptylu světla, zvláště pak laserového záření.

Nejnovější z nich využívá difrakce laserového záření na textilním útvaru, kterým může být rouno, pramen či přást, případně pásek rouna při rotorovém předení. Difrakční pole se soustřeďuje do ohniskové roviny čočky, kde je kolmo na směr dopadajícího laserového záření umístěna rotující radiální štěrbina, za kterou je pak umístěn detektor záření. Tím může být fotodioda, fototranzistor, nebo plošné fotodetektory. Tímto systémem, který je založen na výsledku teorie která předpokládá přímou úměrnost mezi relativním počtem vlákenných úseků v daném směru Ν(Θ), a relativní intenzitou záření rozptýleného tímto počtem vlákenných úseků I (Θ), je možné získat spojitě celý texturní diagram a z něho určit pak stupeň textury podle rovnic (1), (2) nebo (3). Nevýhodou tohoto systému pak je, že musí mít pohyblivé, otáčivé součásti, čímž je omezena jeho rychlost.

Tento nedostatek odstraňuje zařízení k určování textury textilních útvarů, využívající rozptylu laserového záření na textilním útvaru, tvořené čočkou a detektorem záření, připojeným na vyhodnocovací obvody, podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že v ohniskové rovině čočky před detektorem záření je umístěn optoelektronický prvek. Optoelektronický prvek je tvořen dvěma rovinnými skly, z nichž na jednom jsou vytvořeny radiální průhledné elektrody, a na celé ploše druhého skla je vytvořena průhledná elektroda. Mezi tato skla je umístěna nematická stočená textura. Doplňujícím znakem vynálezu je to, že optoelektronický prvek je opatřen vodicím a světlostěným prstencem, do něhož je vložen světelný filtr.

Princip zařízení spočívá na rozptylu laserových záření na zkoumaném textilním vzorku. Rozptylové pole se soustředí do ohniskové roviny čočky. Do této roviny se vloží optoelektronický prvek, který tvoří displej speciální konstrukce, který je podstatou vynálezu. Displej je tvořen soustavou rovinných radiálních štěrbinových elektrod, jejichž počet je určen požadavkem na kvalitu texturního diagramu. Nejnižší počet tvoří soustavu čtyř radiálních vzájemně kolmých štěrbin, které je možné postupně zvýšit na osm, šestnáct atd. pravidelně rozložených polopaprsků.

Elektrody lze vytvořit litograficky na rovinných skleněných elektrodách, nebol musejí být průhledné. Mezi rovinné skleněné elektrody je vloženo kapalněkrystalické optoelektronické prostředí, které může tvořit např. nematická stočená textura vložená mezi dva vzájemně kolmé polizátory. Bez zapnutého elektrického pole na elektrody tohoto prvku, je prvek prakticky neprůhledný. Při postupném připojování napětí na jednotlivé radiální elektrody se stávají štěrbiny mezi radiálními elektrodami pro234902 pustnými a propouštějí v tomto směru rozptylové pole vytvořené v ohniskové rovině čočky. Postupným zapínáním a vypínáním radiálních elektrod se získá na průchodu optoelektronického kapalněkrysíalického displeje příslušný světelný signál, kter y S3 snímá plošným fotoelektrickým snímačem umístěným za štěrbinový displej. Tímto prvkem je výhodné volit fotonásobič s dostatečně velkou plochou. Postupné signály vystupující z fotonásobiče představují postupný sled intenzity rozptýleného záření na textuře textilie. Tyto záznamy lze pak elektronicky zpracovat a na výstupu získat buď záznam celého texturního diagramu, případně elektronicky vyhodnotit stupeň textury podle jednoho ze vztahů (lj, (2) nebo (3). Má-li být tohoto zařízení použito k řízení technologického procesu, je třeba texturní diagram případně, stupeň orientace neustále srovnávat s požadovaným texturním diagramem, případně stupněm textury požadovaným na výstupu technologického zařízení a ten ovlivňovat nastavením technologických podmínek stroje.

Celkové uspořádání zařízení k určování textury textilních útvarů je patrné z výkresů, kde obr. 1 znázorňuje bokorys zařízení k určování textury textilních útvarů a obrázek 2 optoelektronický prvek.

Na obr. 1 je znázorněný princip celkového uspořádání zařízení, kde rozptýlené záření 1 vystupující z textilního útvaru je soustředěno do ohniskové roviny čočky do které je umístěn rovinný optoelektronický prvek 2, na který je přidělán vodicí a světlotěsiný prstenec 3. Do vodícího a světlotěsného prstence 3 je vložen světelný filtr 4, propouštějící pouze laserové záření spolu s detektorem 5 záření, např. fotonásobiče, který je zakrytován pouzdrem 6. Světelný signál, jemuž odpovídá elektrický signál vystupující z fotonásobiče, je zpracován vyhodnocovacím obvodem 7 na texturní diagram, případně stupeň textury. Těmito údaji lze pak ovlivňovat technologické parametry strojního zařízení.

Zařízení podle vynálezu je upevněno v držáku 8. Obr. 2 znázorňuje princip konstrukce optoelektronického prvku 2, tvořeného dvěma rovinnými skly 9 a 10. Na jednom ze dvou rovinných skel 9 a 10 se vytvoří radiální průhledné elektrody 11 až 18 v počtu 4 X n, kde n je celé kladné číslo, spolu s vývody na okraji skla 9. Na druhé sklo 10 se vytvoří průhledná elektroda 0 po celé ploše. Mezi takto připravená skla 9 a se vytvoří nematická stočená textura 20. Postupným připojováním napětí mezi průhlednou elektrodou 0 a radiální průhledné elektrody 11 až 18 se vytvářejí postupně propustné radiální štěrbiny, jimiž prochází na textilním útvaru rozptýlené záření 1 a vytváří tak posloupnost signálů pro texturní diagram, případně stupeň textury.

Na rovinná skla 9 a IQ rozměru 50 X 50 milimetrů se nanese na jedno z nich průhledná elektroda 0, například z kysličníku ciničitého, na druhé pak soustavu radiálních průhledných elektrod 11 až 18 podle obr. 2. Mezi oběma skly 9 a 10 se pak vytvoří kapalněkrystalická nematická stočená o 90° textura 20. Průhledná elektroda 0 má jediný vývod a ostatní radiální průhledné elektrody 11 až 18 mají pak každá svůj zvláštní vývod. Na tyto radiální průhledné elektrody 11 až 18 se pak připojuje postupně napětí, jímž dochází postupně k zprůhlednění. Na vnější povrch rovinných skel 9, 10 takto připraveného optoelektronického prvku 2 se připevní navzájem skřížené polaroidové vrstvy a z jedné strany prstenec pro kryt fotonásobiče. Uvnitř krytu lze použít fotomásotoiče různých průměrů podle požadavků na rozlišování detailů rozptylového pole textury textilního útvaru. Podle průměru lze volit různé typy fotonásobičů. Elektronickým přepínačem se přivádí nízké napětí postupně na štěrbinové elektrody, které při zapnutém napětí propouštějí vždy příslušnou část pole v úhlu (směru) určeném polohou štěrbinové elektrody. Světelný signál se převádí fotonásobičem na signál elektrický, který se dále zpracovává vyhodnocovacím obvodem 7 na texturní diagram nebo stupeň textury.

Zařízení k určování textury textilních útvarů je možné využít na výstupu každého textilního zařízení vyrábějícího meziprodukty k dalšímu zpracování lineárních i plošných textilií jaké jsou mykací stroje, nejrůzinější rounotvorné stroje pro výrobu netkaných textilií, lke kontrole dopřádacích rotorových strojů, protahovacích strojů, vyrábějících orientovaná rouna s daným stupněm textury nebo preciznějším texturním diagramem. Protože texturou je určována anizotropie všech vlastností, zvláště pak mechanických, přinese využití tohoto zařízení i zkvalitnění finálních výrobků. Tímto zařízením je možné kontrolovat i opotřebení strojů při jejich provozu. Je jím možné i hodnotit některé finální výrobky jak výrobcem, tak i uživatelem.

Claims (3)

1. Zařízení k určování textury textilních útvarů, využívající rozptylu laserového záření na textilním útvaru, tvořené čočkou a detektorem záření, připojeným na vyhodnocovací obvody, vyznačené tím, že v ohniskové rovině čočky před detektorem (5) záření je umístěn optoelektronický prvek (2).

2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že optoelektronický prvek (2) je tvořen dvěma rovinnými skly (9 a 10], z nichž na jednom rovinném skle (9) jsou vytvořeny radiální průhledné elektrody (11 až 18) a na celé ploše druhého skla (10) je vytvořena průhledná elektroda (Oj, přičemž mezi tato skla (9, 10} je umístěna nematická stočená textura (20).

3. Zařízení podle bodů 1 a 2, vyznačené tím, že optoelektronický prvek (2) je opatřen vodicím a světlostěnným prstencem (3), do něhož je vložen světelný filtr (4).