CS274335B1

CS274335B1 - Device for carbonaceous fibres and woven fabrics quality evaluation

Info

Publication number: CS274335B1
Application number: CS359189A
Authority: CS
Inventors: Lubomir Rndr Ing Csc Sodomka; Jan Ing Gregr
Original assignee: Sodomka Lubomir; Jan Ing Gregr
Priority date: 1989-06-14
Filing date: 1989-06-14
Publication date: 1991-04-11
Also published as: CS359189A1

Abstract

The solution concerns a device for evaluation of equality of carbon fibres or other electrically conductive fibres and woven fabrics, their surfaces and quality of the individual technological intermediary operations in production of carbon fibres. Its principle consists in a stand (5) on which there is one fixedly or moveably arranged insulation holder (3) with the first guiding and electrically conductive element (2). The stand is further equipped with a fixed or moveable insulating element (4) with the second guiding and electrically conductive element (7). The first guiding and electrically conductive element (2) and the second guiding and electrically conductive element (7) are interconnected with a sensing device (6) for sensing the electric resistance of carbon fibres (1) between the contact points.<IMAGE>

Description

Vynález se týká zeřizeni k hodnoceni kvality uhlíkových vláken a tkanin při jejich výzkumu a výrobě určené pro hodnoceni kvality a stejnosměrnosti uhlíkových vláken a tkanin stochastickými signály a jejich elektronickým zpracováním.The present invention relates to an apparatus for evaluating the quality of carbon fibers and fabrics in their research and manufacture for evaluating the quality and uniformity of carbon fibers and fabrics by stochastic signals and their electronic processing.

Při výzkumu a vývoji a výrobě uhlíkových vláken jsou výchozí prekurzorová vlákna tepelně zpracovávána v několika fázích. Po každé tepelné operaci prekurzorových vláken vzniknou částečně karbonizovaná vlákna, jejichž kvalita je určena kvalitou suroviny vstupující k zpracováni a příslušnou technologickou operaci. Po konečné karbonizaci nebo grafitizaci uhlíkových vláken Jsou potom Ještě uhlíková vlákna povrchově upra* vováns. Podobně Je tomu při zpracováni uhlíkových vláken v uhlíkové tkanině. Při tkaní vstupují do tkalcovského stroje uhlíková vlákna s určitou kvalitou a na výstupu dostáváme uhlíkovou tkaninu určenou jednak kvalitou vstupujících vláken, jednak účinkem vlivu tkalcovského stroje a jednak strukturou tkaniny.In the research and development and production of carbon fibers, the precursor precursor fibers are heat treated in several stages. After each thermal operation of the precursor fibers, partially carbonized fibers are produced, the quality of which is determined by the quality of the raw material entering the processing and the respective technological operation. After the final carbonization or graphitization of the carbon fibers, the carbon fibers are then surface-treated. The same is true of the processing of carbon fibers in a carbon fabric. During weaving, carbon fibers of a certain quality enter the weaving machine and at the output we get a carbon fabric determined both by the quality of the incoming fibers and by the influence of the weaving machine and by the structure of the fabric.

Aplikace uhlíkových vláken a tkanin Jsou většinou technické, určené pro nejrůznějši, převážně náročné konstrukce. Proto je třeba mít k dispozici uhlíková vlákna a tkaniny s defínpvanými vlastnostmi. Nejdůležitější vlastnosti užívané pro konstrukce s uhlíkovými vlákny a tkaninami jsou jejich vlastnosti mechanické a elektrické. Při zkoušení a hodnoceni mechanických vlastností uhlíkových vláken a tkanin dochází ve většině užívaných metod k jejich částečné nebo úplné destrukci. Měřeni elektrického odporu uhlíkových vláken patři do měření v podstatě nedestruktivních. Protože existuje monotonni korelace mezi mechanickými vlastnostmi a elektrickým odporem, nabízí se využit měření elektrického odporu k hodnoceni uhlíkových vláken a tkanin.Application of carbon fibers and fabrics They are mostly technical, designed for various, mostly demanding constructions. It is therefore necessary to have carbon fibers and fabrics with defined properties. The most important properties used for carbon fiber and fabric structures are their mechanical and electrical properties. When testing and evaluating the mechanical properties of carbon fibers and fabrics, most of the methods used are partially or completely destroyed. Measurement of the electrical resistance of carbon fibers is a non-destructive measurement. Since there is a monotonous correlation between mechanical properties and electrical resistance, electrical resistance measurements are offered to assess carbon fibers and fabrics.

Stejnoměrnost uhlíkových vláken se obvykle kontinuálně při výrobě neměří, i když existuji optické nebo kapacitní metody k hodnoceni kvality vláken a tkanin. Těmito metodami se však v žádném případě nemohou hodnotit i nepřimo mechanické vlastnosti uhlíkových vláken a tkanin. Kromě toho jsou to metody i ekonomicky náročné, protože vyžadují náročná zařízeni.The uniformity of carbon fibers is usually not continuously measured during production, although optical or capacitive methods exist to assess the quality of the fibers and fabrics. However, the mechanical properties of carbon fibers and fabrics cannot be evaluated indirectly by these methods. Moreover, these methods are also economically demanding because they require sophisticated equipment.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny zařízením k hodnocení kvality uhlíkových vláken a tkanin podle vynálezu. Oeho podstatou Je, žo sostává z podstavce, na kterém je pevně nebo pohyblivě umístěn jeden izolační držák s prvním vodicím a elektricky vodivým prvkem. Dále je na podstavci pevně nebo pohyblivě umístěn další izolační držák s druhým vodicím a elektricky vodivým prvkem. První vodicí a elektricky vodivý prvek a druhý vodicí a elektrický vodivý prvek Jsou elektricky propojeny se snímacím zařízením pro snímáni elektrického odporu uhlíkových vláken mezi dotykovými místy.The above drawbacks are overcome by the carbon fiber and fabric quality evaluation device of the invention. The essence is that it consists of a base on which a single insulating holder with a first guide and an electrically conductive element is fixed or movably placed. Further, another insulating holder with a second guide and electrically conductive element is fixedly or movably mounted on the base. The first guide and electrically conductive element and the second guide and electric conductive element are electrically coupled to a sensing device for sensing the electrical resistance of the carbon fibers between the contact points.

Zařízeni k hodnoceni kvality uhlíkových vláken a tkanin podle vynálezu umožňuje okamžité snímáni elektrického odporu uhlíkového vlákna mezi místy dotyků na vodicích prvcích. Hodnota elektrického odporu je mírou kvality částí uhlíkového vlákna mezi misty dotyku. Kolísání elektrického odporu mezi body dotyku je mírou nestejnoměrnostiThe carbon fiber and fabric quality evaluation device of the present invention allows instantaneous sensing of the electrical resistance of the carbon fiber between the contact points on the guide elements. The electrical resistance value is a measure of the quality of the carbon fiber portions between the contact points. Fluctuations in electrical resistance between touch points are a measure of unevenness

CS 274 335 Bl uhlíkových vláken. Stejně Je možné určovat i kvalitu vyráběných uhlíkových tkanin přímo na výstupu ze stroje. Měřicí zařízení hodnotí vlákna tkanin nebo jiné textilní výrobky s uhlíkovými vlákny nedestruktivně a lze ho zařadit jednoduše přimo do výrobního procesu.CS 274 335 B1 carbon fiber. It is also possible to determine the quality of the carbon fabrics produced at the exit of the machine. The measuring device evaluates fabric fibers or other carbon fiber textile products non-destructively and can be simply incorporated directly into the production process.

Na připojeném výkresu Je v nárysu schematicky znázorněno zařízeni k hodnoceni kvality uhlíkových vláken a tkanin podle vynálezu.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The device for evaluating the quality of the carbon fibers and fabrics according to the invention is schematically shown in the drawing.

Na podstavci 5 je pevně umístěn jeden izolační držák s prvním vodicím a elektricky vodivým prvkem 2.. Dále Je na podstavci 5 pohyblivě umístěn další izolační držák 4 s druhým vodicím a elektricky vodivým prvkem 7, Prvni vodici a elektricky vodivý prvek 2 a druhý vodici a elektricky vodivý prvek 7 jsou elektricky propojeny 9e snímacím zařízením 6^ pro snímáni elektrického odporu uhlíkových vláken 1_ mezi dotykovými místy.On the pedestal 5, there is fixed one insulating holder with a first guide and electrically conductive element 2. Further, on the pedestal 5, another insulating holder 4 with a second guide and electrically conductive element 7, the first guide and electrically conductive element 2 and the second guide and the electrically conductive element 7 is electrically connected 9e by a sensing device 6 for sensing the electrical resistance of the carbon fibers 7 between the contact points.

Funkce zařízeni je taková, že do jednotlivých technologicky důležitých míst při výrobě, kde dochází k podstatné změně struktury vlastnosti vláken nebo tkaniny, se vloži elektricky navzájem odizolovaný prvni vodici a elektricky vodivý prvek 2 a druhý vodici a elektricky vodivý prvek 7 válcového tvaru s nízkým součinitelem třeni. Posuvem dalšího izolačního držáku 4 se nastavuje lokálnost měřeni elektrického odporu. Přes prvni vodici a elektricky vodivý prvek 2 a druhý vodici a elektricky vodivý prvek 7 Jsou vedena vlákna 1. nebo tkanina, z nichž se snimá jejich elektrický odpor na snímacím zařízení 5 v podobě náhodných stochastických, elektrických signálů, které je možné vyhodnotit pomocí počítače statistickými veličinami jako je například střední aritmetická hodnota, etředni kvadratická hodnota nebo Fourierovo spektrum náhodných kmitů elektrického odporu vzniklých při pohybu vláken 1_ nebo tkaniny přes první vodici a elektricky vodivý prvek £ a druhý vodici a elektricky vodivý prvek 7 a těchto statistických veličin použít k určováni stejnoměrnosti vyráběných elektricky vodivých vláken .1 nebo tkanin.The function of the device is such that an electrically insulated first guide and an electrically conductive element 2 and a second guide and an electrically conductive element 7 of cylindrical shape with a low coefficient are inserted into individual technologically important places of production, where the structure of the fiber or fabric property is substantially changed. friction. By moving the further insulating holder 4, the locality of the electrical resistance measurement is adjusted. Through the first conductive and electrically conductive element 2 and the second conductive and electrically conductive element 7 Filaments 1 or fabric are guided from which their electrical resistance is sensed on the sensing device 5 in the form of random stochastic, electrical signals which can be evaluated by computer by statistical variables such as mean arithmetic, middle quadratic, or Fourier spectrum of random electrical resistance oscillations generated by the movement of fibers 7 or fabric across the first conductive and electrically conductive element 6 and the second conductive and electrically conductive element 7 and use these statistics to determine the uniformity of electrically conductive fibers .1 or fabrics.

Zařízeni k hodnoceni kvality uhlíkových vláken a tkanin podle vynálezu je možné použit k hodnoceni stejnoměrnosti uhlíkových nebo jiných elektricky vodivých vláken a tkanin, jejich povrchů a kvality jednotlivých technologických mezioperaci při výrobě uhlíkových vláken.The apparatus for evaluating the quality of the carbon fibers and fabrics of the present invention can be used to evaluate the uniformity of carbon or other electrically conductive fibers and fabrics, their surfaces, and the quality of the individual carbon fiber manufacturing processes.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Apparatus for assessing the quality of carbon fibers and fabrics, characterized in that it consists of a base (5) on which is placed one insulating support (3) with the first guide and electrically conductive element (2) and further placed on the base (5) a further insulating holder (4) with a second guide and electrically conductive element (7), the first guide and electrically conductive element (2) and the second guide and electrically conductive element (7) being elec3;

CS 274 335 Bl shirts are connected to a sensing device (6) for sensing the electrical resistance of the carbon fibers (1) between the contact points.