CS246219B1 - Způsob měření plošné hustoty textilií a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Abstract

Podstata řešení spočívá v tom, že se měří a vyhodnocuje úhrnný světelný tok, procházející prosvětlovanou textilií a šířkově nastavitelnou obdélníkovou měřicí štěrbinou, umístěnou pod textilií, pohybující se kolmo na delší rozměr obdélníkové měřicí štěrbiny, jejíž šířka se nastaví na celistvý násobek střední rozteče nití měřené soustavy textilie, popřípadě na minimum kolísání výstupního signálu plošné hustoty, které se nalezne v okolí hrubého odhadu střední rozteče nití. Zařízení sestává z části osvětlovací, snímačové, vyhodnocovací a případně registrační. Jeho podstatou je, že osvětlovací část je doplněna o nastavitelnou nebo výměnnou měřicí štěrbinu (C), umístěnou v blízkosti textilie. Snímačovou část tvoří citlivý fotoelement, na jehož výstup navazuje vyhodnocovací a registrační část, obsahující liniový registrační voltmetr (2) nebo analogo-číslicový převodník spojený s mikropočítačem. Šířka měřicí štěrbiny (C) je výhodně rovna rozteči nití měřené soustavy plošné textilie. Řešení je možno využít především ke stanovení rozsahu pruhovitosti textilií, k vyhodnocování lokálních vad textilií a též pro stanovení střední rozteče niti v textiliích.

Description

Vynález se týká způsobu měření plošné hustoty textilií a zařízení k provádění tohoto způsobu. Změna plošné hustoty textilií se projevuje např. pruhovitostí. Způsob měření plošné hustoty využívá kombinace optické metody s návazným fotoelektrickým snímáním a vyhodnocením údajů získaných při průchodu textilie rovnoměrnou nastavitelnou rychlostí napříč ke směru světelných paprsků.

Proměnlivost plošné hustoty textilie, např. pruhovitost, je způsobena proměnlivou jemností nebo proměnlivým rozložením obou soustav nití, které textilii tvoří a proměnlivostí úhlů jejich provázání. Proměnlivost těchto parametrů se vizuálně jeví jako prouha. Proměnlivost plošné hustoty textilie může mít charakter periodický i nahodilý, případně lokální.

V textilní výrobě se pruhovitost zjišťuje na prohlížecím stole v šikmém osvětlení klasifikátorkou. Subjektivní vjem klasifikátorky je rozhodný pro zařazení textilie do jakostní třídy.

Protože neexistuje objektivní způsob zjišťování proměnlivosti hustoty textilie, státní i oborové normy kvality testilií definují tuto vadu jen velmi povrchně.

Protože pruhovitost je způsobena výrobním strojem, případně celou výrobní technologií, je objektivní způsob zjišťování proměnlivosti plošné hustoty potřebný pro odstranění vad výrobního stroje a automatizování kontrolních prací, např. prohlížení.

K měření plošné hustoty bylo již v minulosti použito optických metod. Byly použity dva způsoby, které jsou dále popsány.

Světlem procházejícím tkaninou se zjišťuje rozhraní příze-volný prostor a takto získaný impuls z fotonky se používá jako hradlovací impuls čítače impulsů odvozených převodem od pohybu textilie. Počet pulsů mezi jednotlivými hradly je úměrný šířce nitě a šířce mezery. Zařízení využívající tohoto způsobu se neosvědčilo pro tyto nedostatky metody: chlupatost staplových přízí působí falešné hradlové pulsy, takže výsledek měření je nesprávný, tkaniny z hladkých přízí naopak způsobují prokluz v podávacím mechanismu, takže počet impulsů v čítači není úměrný posuvu textilie.

Podle druhého způsobu optický obraz povrchu textilie, zachycený na filmu pořízený v odraženém monochromatickém koherentním světle, v podstatě hologram, je Fourierovým obrazem povrchu podle souřadnice. Průsvit získaného filmu tímtéž světlem umožňuje objektivní stanovení vad textilie speciálním postupem. Metoda vyžaduje laserovou techniku a úroveň optické laboratoře.

Navrhovaný způsob podle vynálezu je založen na optické metodě. Vychází z experimentálně ověřeného poznatku, že optická denzita a plošná hustota textilie jsou v rámci provozní přesnosti přímo· úměrné. Způsob měření plošné hustoty spočívá v měření a vyhodnocení úhrnného množství světla procházejícího textilií, která se pohybuji· rovnoměrnou nastavitelnou rychlostí.

Na výstupu měřicího fotoelementu se získá elektrický signál, který je úměrný okamžité·plošné hustotě textilie. Tento signál se následně zaznamenává vo formě analogové veličiny nebo se převádí do číslicové formy s dalším vyhodnocením statistickými metodami spektrální a korelační analýzy.

Podstatou způsobu měření plošné hustoty textilií a změn této plošné hustoty a též zjišťování dostavy textilií je, že se textilie prosvětluje světlem, jehož úhrnný světelný tok, procházející šířkově nastavitelnou obdélníkovou měřicí štěrbinou a modulovaný textilií pohybující se nad obdélníkovou měřicí štěrbinou kolmo na její delší rozměr, se fotoelektricky měří. Při tom se Šířka obdélníkové měřicí štěrbiny nastavuje na celistvý násobek střední rozteče nití měřené soustavy textilie, popřípadě na minimum kolísání výstupního signálu plošné hustoty, které se nalezne v okolí hrubého odhadu střední rozteče nití.

Protože měřicí štěrbina po délce obsáhne větší počet nití druhé soustavy, vliv proměnlivosti jejich jemnosti a proměnlivosti jejich roztečí se větší měrou vyrovnává a podíl odchylek hustoty měřené soustavy nití ve výstupním signálu relativně vzrůstá. Aby bylo možno dosáhnout filtračního účinku měřicí štěrbiny vzhledem k charakteru měřené vady, tj. prouhy, je šířka štěrbiny nastavitelná.

Šířka měřicí štěrbiny se proto např. u tkanin volí co nejlépe shodná se střední roztečí měřené soustavy nití textilie, čímž se dosáhne působení měřicí štěrbiny jako úzkopásmového filtru. Bude-li např. textilie tvořena nitěmi o stejné jemnosti rozloženými ve stejných roztečích, složka s frekvencí průchodu jednotlivých nití nad měřicí štěrbinou zcela vymizí. Odchylky v hustotě tkaniny, způsobené proměnlivostí jemnosti nití a proměnlivostí jejich roztečí, se projeví výrazným kolísáním výstupního signálu, což zvyšuje citlivost metody. Odstraněni složky s frekvencí průchodu jednotlivých nití optickým svazkem navíc umožní podstatné snížit vzorkovací frekvenci číslicového měření, a tím při stejné kapacitě paměti procesoru obsáhnout větší délku měřeného vzorku.

Platí však i naopak, že při plynulé změně šířky štěrbiny pokles kolísání výstupního signálu na minimum znamená, že šířka měřicí štěrbiny je právě rovna celočíselnému násobku střední rozteče nití. Pak nalezením minima kolísání výstupního signálu plynulou změnou šířky štěrbiny v okolí hrubého odhadu rozteče nití měřené soustavy se nalezlo i nastavení, kdy je šířka měřicí štěrbiny totožná se střední roztečí nití, což umožňuje i přímé stanovení dostavy. Obdobně lze potlačit v signálu fotoelementu složku kolísání plošné hustoty způsobenou střídou vazby, párovitoétí zboží apod.

Zařízení k provádění tohoto způsobu měření plošné hustoty textilií, změn plošné hustoty textilií a zjištování dostavy textilií sestává z části osvětlovací, snímačové, vyhodnocovací a případně registrační. Osvětlovací část obsahuje stabilizovaný zdroj světelného zářeni, za nímž je umístěna optika tvořená kolimátorem a optickým filtrem. Podstatou řešení je, že osvětlovací část je doplněna o nastavitelnou nebo výměnnou měřicí štěrbinu, umístěnou mezi optickým filtrem a měřenou textilií, v blízkosti textilie. Snimačovou část pak tvoří citlivý fotodetektor, na jehož výstup navazují obvody upravující signál a vyhodnocovací a registrační část obsahující liniový registrační voltmetr nebo analogově číslicový převodník spojený s mikropočítačem. Délka obdélníkové měřicí štěrbiny je alespoň dvacetinásobkem její šířky.

Měřená textilie se vůči optické soustavě rovnoměrně pohybuje definovanou rychlostí. Pohyb textilie je zajištěn pohonným ústrojím s možností nastavitelné rychlosti. Pak světelný tok, a tím i elektrický signál na výstupu fotoelementu, se mění úměrně s kolísáním hustoty měřené soustavy nití. Frekvence kolísání výstupního signálu je úměrná frekvenci výskytu vady v textilii a rychlosti posuvu textilie.

Příkladné provedeni zařízení podle vynálezu je znázorněno na výkresu, který představuje skupinové schéma.

Zařízení sestává z části osvětlovací, snímačové a registrační. Osvětlovací část tvoří halogenová žárovka Z napájená stabilizovaným zdrojem ST stejnosměrného napětí, optika 0 a výměnný optický filtr F a nastavitelná měřicí štěrbina C. Snímačová část obsahuje fotonásobič FN napájený zdrojem VN vysokého napětí přes spínač S a převodník 2 proudu na napětí. Registrační část je tvořena liniovým registračním voltmetrem 2 s nastavitelnou rychlostí posuvu papíru. Sítový zdroj Z slouží k napájení elektronických obvodů zařízení.

Stálý světelný tok, vytvářený halogenovou žárovkou Z, je soustředěn optikou O do rovnoběžného svazku paprsků a po průchodu optickým filtrem F a měřicí štěrbinou C dopadá kolmo na tkaninu. Část paprsků vyčleněná měřicí štěrbinou C dopadá na fotokatodu FK fotonásobiče FN a vyvolává přímoúměrný anodový proud 2®· Převodníkem 2 proudu na napětí se převeď^, tento proud velikosti cca 10 A na napětí velikosti 0 až 10 V. Okamžité hodnoty tohoto napětí se zapisují registračním voltmetrem 2 na výstupu nebo po digitalizaci analogově-číslicovým převodníkem zpracují mikroprocesorem. Posouvá-li se--v prostoru mezi měřicí štěrbinou C a fotokatodou FK např. tkanina kolmo na delší osu štěrbiny, bude hustota tkaniny modulovat světelný svazek dopadající na fotokatodu FK a registrační voltmetr 2 zaznamená okamžité hodnoty úměrné světelnému toku prošlému tkaninou, Z charakteru zápisu je možno rozhodovat o rovnoměrnosti měřené tkaniny.

Měřicí štěrbina má šířku nastavitelnou a měřitelnou pomocí mikrometrického šroubu a je obdélníkového tvaru. Světelný tok, dopadající na fotoelement, je dán svítivostí zdroje, plochou štěrbiny a optickou denzitou textilie. Svítivost zdroje a plocha měřicí štěrbiny zůstávají v průběhu měření neměnné. Optická denzita textilie je dána poměrem zakryté a volné plochy. Tento poměr záleží na hustotě textilie ve směru jedné i druhé soustavy přízí a na jemnosti přízi, z nichž je textilie zhotovena. Textilie je při měření ustavena tak, aby směr té soustavy nití, v níž je např. pruhovitost měřena, byl přibližně shodný s delší stranou měřicí štěrbiny. Délka štěrbiny je taková, aby obsáhla větší počet nití zbývající druhé soustavy nití.

V případě netkané textilie, která je tvořena nahodilým uspořádáním textilních vláken, poloha měřicí štěrbiny vůči textilii definuje směr, v němž bude plošná hustota hodnocena.

Dále je uveden příklad použiti navrhovaného zařízení pro měření plošné hustoty textilií ke stanovení rozsahu pruhovítosti tkaniny.

Příklad 1

Požaduje se stanovit zdroj vzniku periodické pruhovitosti výrobního stroje, tj. stavu. Postup bude rozdělen do několika charakteristických bodů.

Vzorek tkaniny o šířce odpovídající ústrojí pro posuv a délce dostatečně velké, aby obsahovala větší počet viditelných nebo předpokládaných prouh, se upne do přístroje podle vynálezu.

Rozměr měřici štěrbiny ve směru pohybu se zvolí nebo nastaví shodný s nominální roztečí A soustavy nití vytářející proufiy nebo se stanoví jako její malý celistvý násobek n. Násobek nesmi převyšovat počet nití ve střídě vazby K. Pokud není nominální rozteč nití A známa přes ně, nastaví se pouze přibližná hodnota a šířka štěrbiny se mění otáčením mikrometrického šroubu, až vymizí kolísání výstupního signálu s frekvencí průchodu jednotlivých nití. Pak údaj mikrometru přesně odpovídá nominální rozteči A. To umožňuje určení dostavy.

Citlivost fotoelementu, např. fotonásobiče, se nastaví podle optické hustoty měřené tkaniny tak, aby kolísání signálu při pohybu tkaniny rychlostí v^ optimálně využívalo měřicí rozsah přístroje.

Elektrický signál x(t) z fotoelementu se zaznamená registračním voltmetrem, případně pomocí analogově číslicového převodníku, a časového generátoru pulsů o periodě ty se vytvoří soubor časově ekvidistantních vzorků optické denzity fx (t)l a uloží v paměti počítače nebo jiném záznamovém médiu.

Soubor dat se podrobí počítačovému zpracování a vyhodnotí se střední hodnota, X, rozptyl optické denzity D a spektrální výkonová hustota Gxx(f).

Jestliže se vzorek tkaniny při měření pohyboval rychlosti v , pak výrazné čáry spektrální výkonové hustoty Gxx (f) na frekvencích , ^2' ^at<^· o amplitudách G^, (^, atd. znamenají existenci prouh v tkanině s periodou

Ί A . f, ^N2 A . f.

atd. nití s výrazností úměrnou Vg^, yt₂ , atd.

Při nevhodném nastavení rozměru měřicí štěrbiny na hodnotu A se ve spektru objeví čára na frekvenci rovné v

která odpovídá základní rozteči nití a není tedy vadou tkaniny. Rovněž není vadou spektrální čára na frekvenci v

odpovídající střídě vazby.

Obdobně -lze vyhodnotit prouhy i z přímého grafického záznamu pořízeného záznamovou rychlostí v . Pak vzdálenost L mezi vrcholy záznamu odpovídá prouze o periodě

N

nití. V případě dvou nebo více zdrojů pruhování je však vyhodnocení obtížné.

Příklad 2

V příkladu je popsáno vyhodnocení charakteru lokální prouhy, např. prouhy po zastavení stavu a opětovném rozběhu.

Vzorek tkaniny je třeba vložit do posuvového ústrojí co nejpečlivěji s útky rovnoběžnými s delším rozměrem měřicí štěrbiny. Šířku měřicí štěrbiny je nutno přesně nastavit na hodnotu útkové rozteče při ustáleném tkaní, kdy klesne kolísání výstupního signálu na minimum. Citlivost fotoelementů, např. fotonásobiče, se nastaví podle optické hustoty měřené tkaniny tak, aby kolísání signálu při pohybu tkaniny danou rychlostí optimálně využívalo měřicí rozsah přístroje.' Průběh plošné hustoty tkaniny podrobně zaznamená zředění v prouze a návazné vyrovnávání útkových roztečí na ustálenou hodnotu tkaní. Délky záznamu se transformují do počtu ^ítku poměrem

Claims (2)

1. Způsob měření plošné hustoty textilií a změn této plošné hustoty, projevujících se pruhovitostí, a způsob zjišťování dostavy na bázi elektrického měření světelného toku procházejícího pohybující se textilií, vyznačený tím, že se textilie prosvětluje světlem, jehož úhrnný světelný tok, vymezený šířkově nastavitelnou obdélníkovou měřicí štěrbinou a modulovaný textilií pohybující se nad obdélníkovou měřicí štěrbinou kolmo na její delší rozměr se fotoelektricky měří a šířka obdélníkové měřicí štěrbiny se nastaví na celistvý násobek střední rozteče nití měřené soustavy textilie, popřípadě na minimum kolísání výstupního signálu plošné hustoty, které se nalezne v okolí hrubého odhadu střední rozteče nití.

2. Zařízení k provádění způsobu podle bodu 1, sestávající z části osvětlovací, snímačové, vyhodnocovací a popřípadě registrační, přičemž osvětlovací část obsahuje stabilizovaný zdroj světelného záření, za nímž je umístěna optika tvořená kolimátorem a optickým filtrem, vyznačující se tím, že osvětlovací část je opatřena šířkově nastavitelnou nebo výměnnou obdélníkovou měřicí štěrbinou (C), umístěnou u textilie, a snímačovou část tvoří citlivý fotodetektor, jehož výstup je spojen s vyhodnocovací a registrační částí, obsahující liniový registrační voltmetr (2) nebo analogově číslicový převodník spojený s mikropočítačem.