CZ20041131A3 - Zpusob merení délkových nestejnomerností pramenu textilních vláken a podobných délkových útvaru a zarízení k jeho provádení - Google Patents

Abstract

Pri merení délkové nestejnomernosti pramene (1) textilních vláken a podobného délkového útvaru pramen (1) nebo podobný délkový útvar prochází zhustovacem, pricemz se merí délka pramene (1) nebo podobného délkového útvaru proslého zhustovacem (2) a velikost sil, jimiz pramen (1) nebo podobný délkovýútvar pusobní na zhustovac (2) a z prubehu sil pusobících na zhustovac (2) se urcují parametry hmotnosti nestejnomernosti pramene (1) nebo podobného délkového útvaru. Zarízení pro merení hmotnostní nestejnomernosti pramene (1) textilních vláken a podobného délkového útvaru obsahuje podávací, odtahové a mericí ústrojí pramene (1) textilních vláken a podobného délkového útvaru, u nehoz mericí ústrojí obsahuje zhustovac (2) pramene (1) a podobného délkového útvaru, který je ulozen na snímaci (3) síly, který je sprazen se zarízením pro zpracování signálu snímace (3) síly, se kterým je sprazeno snímací zarízení délky pramene (1) a podobného délkového útvaru.

Description

(57) Anotace:

Při měření délkové nestejnoměrností pramene (1) textilních vláken a podobného délkového útvaru pramen (1) nebo podobný délkový útvar prochází zhušťovačem, přičemž se měří délka pramene (1) nebo podobného délkového útvaru prošlého zhušťovačem (2) a velikost sil, jimiž pramen (1) nebo podobný délkový útvar působní na zhušťovač (2) a z průběhu sil působících na zhušťovač (2) se určují parametry hmotnosti nestejnoměrností pramene (1) nebo podobného délkového útvaru. Zařízení pro měření hmotnostní nestejnoměrností pramene (1) textilních vláken a podobného délkového útvaru obsahuje podávači, odtahové a měřicí ústrojí pramene (1) textilních vláken a podobného délkového útvaru, u něhož měřicí ústrojí obsahuje zhušťovač (2) pramene (1) a podobného délkového útvaru, který je uložen na snímači (3) síly, který je spřažen se zařízením pro zpracování signálu snímače (3) síly, se kterým je spřaženo snímací zařízení délky pramene (1) a podobného délkového útvaru.

‘..ί .PSS424&Z· *· ‘· ϊ·*·· • · · · · · • · · ·· · · · · · ·

Způsob měření délkových nestejnoměrností pramenů textilních vláken a podobných délkových útvarů a zařízení k jeho provádění

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu měření délkových nestejnoměrností pramenů textilních vláken a podobných délkových útvarů.

Zařízení pro měření hmotnostní nestejnoměrností pramene textilních vláken a podobného délkového útvaru obsahující podávači, odtahové a měřicí ústrojí pramene textilních vláken a podobného délkového útvaru.

Dosavadní stav techniky

Výroba textilních přízí a podobných relativně tenkých a dlouhých textilních útvarů je založena na zpracování pramenů textilních vláken, které mají výrazně větší průřez než příze či jim podobné útvary. Periodické a nahodilé délkové hmotnostní nestejnoměrností pramenů se při jejich zpracování transformují do výrobků, tj. přízí, u kterých potom kolísá jak pevnost, tak i průměr. Zejména délkové periodické kolísání průměru přízí o určitých délkách, či po určitých intervalech, ruší vzhled tkanin a pletenin vyráběných z takových přízí a vzniká např. moaré efekt. Slabá místa u přízí a podobných délkových útvarů pak zvyšují pravděpodobnost přetrhů, v jejichž důsledku se snižuje produktivita výroby tkanin a pletenin. Proto je důležitá výroba kvalitních vlákenných pramenů, čehož je možno dosáhnout pouze častou a bezprostřední kontrolou.

K měření délkové nestejnoměrností pramenů textilních vláken se nejčastěji používají laboratorní přístroje, pro které se v provozu z mykacích a posukovacích strojů vyrábějících pramen textilních vláken odeberou vzorky pramenů potřebné délky. Tyto vzorky se transportují do klimatizované laboratoře, v níž probíhá měření na příslušných přístrojích. Pramen se zde zavede mezi dvě protilehlé desky měřicího kondenzátoru, kde pramen tvoří spolu se vzduchem kombinované dielektrikum. Dvojice odtahových válečků s pohonem zajišťuje pohyb pramene mezi deskami přístroje během měření. Na počátku měření se na několika metrech pramene zjistí střední hodnota délkové hmotnosti pramene, načež se během měření následujících metrů pramene od .PSS4243Z.

naměřených hodnot odečítá zjištěná střední hodnota. Tím se získají procentuální odchylky délkové hmotnostní nestejnoměrnosti pramene. Křivka naměřených odchylek délkové hmotnosti se dále analyzuje a určují se sloupcové spektrogramy, ze kterých se dále určují vlnové délky periodických nestejnoměrnosti délkové hmotnosti, např. pro identifikaci, která z rotačních částí stroje zapříčiňuje zvýšenou amplitudu sloupců spektrogramu. Dále je možno určit délkovou variační křivku CV(L) pro hodnocení mykacího procesu a pro regulaci mykacího procesu a určuje se procentuální koeficient kvadratické nestejnoměrnosti CV. Podobně se, pouze s jiným měřicím kondenzátorem, provádějí měření i na vyrobené přízi. Měřená délka pramene a příze se určí z rychlosti pohybu a z doby měření.

Nevýhodou dosavadního stavu techniky je potřebná značná délka desek měřicího kondenzátoru a proto nelze měřit odchylky délkové hmotnosti pramenů, tj. délková nestejnoměrnost, s vlnovou délkou kratší než je délka desek měřicího kondenzátoru. Další nevýhodou je ne zcela přesná identifikace vlnové délky periodických nestejnoměrnosti ze sloupcových spektrogramů. Další nevýhodou je rovněž nutnost zjišťování střední hodnoty délkové hmotnosti pramene ještě před vlastním měřením, čímž se před každým měřením zbytečně spotřebovává délka pramene přineseného do laboratoře.

Další nevýhodou je omezení používání měřicí metody pouze na laboratorní prostory, do kterých se navíc musí prameny a případně i příze dopravovat od výrobních strojů v nenarušeném stavu. Další nevýhodou dosavadního stavu techniky je velmi vysoká pořizovací cena měřicích přístrojů.

Cílem vynálezu je odstranit nebo alespoň minimalizovat nevýhody dosavadního stavu techniky.

Podstata vynálezu

Cíle vynálezu je dosaženo způsobem měření délkových nestejnoměrnosti pramenů textilních vláken a podobných délkových útvarů, jehož podstata spočívá v tom, že pramen nebo podobný délkový útvar prochází při měření zhušťovačem, přičemž se měří délka pramene nebo podobného délkového útvaru prošlého zhušťovačem a velikost sil, jimiž pramen nebo podobný délkový útvar působí na zhušťovač a z průběhu sil působících na ί .PŠ3424C3 • · · ··· ···

zhušťovač se určují parametry hmotnostní nestejnoměrnosti pramene nebo podobného délkového útvaru.

Tento způsob je přesný a spolehlivý a je možno jej využívat jako samostatné měřicí zařízení, nebo u nových výrobních strojů a také u stávajících výrobních strojů jako doplněk.

Pro zlepšení vyhodnocování měření je výhodné, jestliže se při měření odfiltrují rychlé změny délkové hmotnosti pramene nebo podobného délkového útvaru.

Podstata zařízení k měření délkových nestejnoměrnosti pramenů 10 textilních vláken a podobných délkových útvarů spočívá v tom, že měřicí ústrojí obsahuje zhušťovač pramene a podobného délkového útvaru, který je uložen na snímači síly, který je spřažen se zařízením pro zpracování signálu snímače síly, se kterým je spřaženo snímací zařízení délky pramene a podobného délkového útvaru.

Toto zařízení je spolehlivé a trvanlivé, přičemž umožňuje průběžnou a nenákladnou modernizaci. Zařízení dále umožňuje montáž přímo na výrobní stroj, ať už nový nebo již používaný.

Výhodná provedení zařízení podle vynálezu jsou uvedena v závislých patentových nárocích na zařízení.

Přehled obrázků na výkrese

Vynález je schematicky znázorněn na výkrese, kde ukazuje obr. 1 schematické uspořádání zařízení k měření délkových nestejnoměrnosti pramenů textilních vláken a podobných délkových útvarů, obr. 2 příklad blokového uspořádání elektronické části zařízení pro měření délkových nestejnoměrnosti pramenů textilních vláken a podobných délkových útvarů, obr. 3 znázornění procentuálních odchylek délkové hmotnosti pramene, obr. 4 znázornění amplitud vlnových složek pramene, obr. 5 znázornění amplitud vlnových složek pramene a obr. 6 znázornění délkové variační křivky pramene.

.PS3424CZ.

Příklady provedení vynálezu

Způsob měření délkových nestejnoměrností pramenů textilních vláken a podobných délkových útvarů bude popsán na příkladech provedení a činnosti zařízení pro měření délkových nestejnoměrností pramenů textilních vláken a podobných délkových útvarů.

Měřený pramen i je naveden do zhušťovače 2, např. ve tvaru trychtýřku, s definovaným průřezem a tvarem výstupního otvoru.

Zhušťovač 2 je upevněn na snímači 3 síly, který při pohybu pramene 1 snímá odporovou sílu vyvolanou průchodem pramene 1 zhušťovačem 2 za současného zhušťování pramene 1 ve zhušťovači 2. Tato síla při vhodně zvoleném průřezu výstupního otvoru zhušťovače 2 odpovídá délkové hmotnosti pramene 1. Změny měřicího rozsahu zařízení je možno docílit pouhou výměnou zhušťovače 2 za jiný s odpovídajícím průřezem výstupního otvoru.

Snímačem 3 síly je ve znázorněném příkladu provedení deformační člen

30 s nalepenými tenzometry 7 zapojenými s výhodou ve Wheatstoneově můstku. Výhodou snímače 3 síly s deformačním členem 30 podle obr. 1 je necitlivost na polohu působiště měřené odporové síly.

Pramen 1 je ze zhušťovače 2 odtahován párem odtahových válečků 4 zajišťujících plynulý průchod pramene 1 zhušťovačem 2.

Zařízení je dále opatřeno snímacím zařízením délky proměřeného pramene i. Toto snímací zařízení může být tvořeno např. inkrementálním snímačem otáček alespoň jednoho z odtahových válečků 4, např. spodního odtahového válečku 4, který je motoricky poháněn. Může však být poháněn i jen horní odtahový váleček 4 nebo mohou být poháněny oba odtahové válečky

4.

Horní odtahový váleček 4 je definovaným způsobem přes pramen 1_ přitlačován na spodní odtahový váleček 4, v příkladném provedení na obr. 1 je toto uskutečněno napínacím mechanismem 5. Příslušný přítlak zajišťuje řádný odtah pramene i ze zhušťovače 2. V neznázorněném provedení je přitlačován spodní odtahový váleček 4 na horní odtahový váleček 4.

Aby nebyla snížena přesnost měření o další rušivé odporové síly před zhušťovačem 2 vyvolané např. lpěním pramene 1 při odebírání pramene 1 í .PSS424J3Z· ·

• · · • 4 4 4 • ·4444 přímo z přepravní konve, je mezi neznázorněnou zásobou pramene 1 a zhušťovačem 2 vložena dvojice podávačích válečků 6. Alespoň jeden z nich, např. spodní podávači váleček 6, je motoricky poháněn a druhý z nich, např. horní podávači váleček 6, tiskne pramen i ke spodnímu podávacímu válečku 6 neznázorněným přítlačným mechanismem. Obvodová rychlost podávačích válečků 6 je nepatrně vyšší než obvodová rychlost odtahových válečků 4. V neznázorněném příkladu provedení je spodní podávači váleček 6 přitlačován na horní podávači váleček 6.

Zhušťovač má zužující se část 21, která je ve směru pohybu 5 pramene 10 1. zakončena konstantní částí 20 s výstupním otvorem zhušťovače 2. Zužující se část 21 zhušťovače 2 může být kuželová nebo jinak vhodně tvarovaná. Konstantní část 20 zhušťovače 2 může být válcová s kruhovým výstupním otvorem nebo může být neválcovou, např. s průřezem a výstupním otvorem ve tvaru oválu či v jiném vhodném tvaru. Konstantní část 20 může mít volitelnou délku, např. od 1 mm do 8 mm. S větší délkou konstantní části 20 roste velikost měřené odporové síly, ale současně se snižuje spektrální rozlišení, neboť konstantní část 20 odfiltruje rychlé změny délkové hmotnosti pramene i. Nejkratší délka konstantní části 20 může s výhodou odpovídat tloušťce stěn zužující se části 21 zhušťovače 2, a pak naměřené odchylky průběhů délkových hmotností pramene 1 obsahují i krátkovlnná spektra s vlnovou délkou např. od 1 mm.

Podle provedení znázorněného na obr. 2 je signál tenzometrického snímače 3 síly zesílen zesilovačem 8, který má s výhodou nastavitelné zesílení, např. nastavitelné softwarové zesílení na několik úrovní realizované vedením 9. Dále je zařazen A/D převodník 10, jehož (vysoké) rozlišení umožňuje vyvažování nuly snímače 3 síly, např. softwarové vyvažování nuly snímače 3 síly. Takto digitalizovaná data jdou do programovatelného hradlového pole 15, do kterého je současně přiváděn vzorkovací signál, např. z inkrementálního snímače 14 připojeného k jednomu z odtahových válečků 4.

Programovatelné hradlové pole 15, které může být v neznázorněném provedení nahrazeno vhodným (např. zákaznickým) integrovaným obvodem nebo vhodným mikroprocesorovým systémem atd., zpracuje naměřená data, přičemž získané vzorky odporové síly jsou již funkcí délky měřeného pramene 1. Programovatelné hradlové pole 15, vhodný integrovaný obvod nebo vhodný

..I .PS3424CZ, • · · • · · • 9 9 9 • 9 999 mikroprocesorový systém, zpracovaná data předává spojením 12 (drátovým či bezdrátovým) řídicímu počítači 13 k dalšímu zpracování. K počítači 13 může být připojena tiskárna 18 pro tisk naměřených a vypočtených dat. Programovatelné hradlové pole 15, vhodný integrovaný obvod nebo vhodný mikroprocesorový systém tvoří digitální zpracovací zařízení.

Programovatelné hradlové pole 15, nebo vhodný integrovaný obvod nebo vhodný mikroprocesorový systém, je dále spřaženo s výkonovým členem 17, který ovládá pohon 16 odtahových válečků 4.

Pokud se během měření textilních pramenů 1 použije kalibrační křivka 10 pro převod měřené odporové síly na délkovou hmotnost pramene 1, je možno již během měření zobrazovat údaje k proměřeným úsekům pramene 1, a to buď údaje o skutečném průběhu délkové hmotnosti měřeného pramene 1 vyjádřených v jednotkách „ktex“ (délková hmotnost „tex“ = hmotnost pramene 1 v gramech na 1000 metrů délky pramene 1) nebo jako procentuální odchylky délkové hmotnosti pramene 1 získané odečtením středních hodnot podle obr. 3. Dále je možno určit a zobrazit bodové a sloupcové spektrogramy vlnových délek a také průběh délkové variační křivky CV(L) s tabulkovými hodnotami CV pro zvolené vlnové délky. Tyto grafy, resp. hodnoty z nichž jsou sestrojeny, lze pak porovnávat s jinými průběhy příslušných veličin. Všechny údaje, data, grafy a tabulky je možno ihned vytisknout nebo je možno exportovat naměřená data do souborů vhodných formátů pro pozdější zpracování, např. počítačem typu PC či pro pozdější vizualizaci.

Pro měření hmotnostní nestejnoměrnosti pramene 1 v absolutních hodnotách délkové hmotnosti pramene 1 je možno kalibrovat zařízení měřením provedeným na odstupňovaných pramenech 1 známé délky a hmotnosti nebo měřením řady pramenů 1 známých délkových hmotností v jednotkách tex

Γ[ίβχ] = ^1.10³ l[m\

Příkladný průběh procentuálních odchylek délkové hmotnosti pramene i je znázorněn na obr. 3, přičemž hodnota variačního koeficientu CV slouží 30 k rychlému (orientačnímu) posouzení regulérnosti měření.

CV - variační koeficient

T - perioda vzorkování

X

·· ·

i: .

• ···· • · · · ··· ··· ··

- okamžitá hodnota x - střední hodnota

Díky použití počítače je možno provádět nejrůznější operace na vytvořených grafech, např. je možno zvětšovat zvolené úseky grafů, lze lépe odečítat hodnoty z grafu, lze vhodně vizualizovat souřadnice kurzorů vůči osám souměrnosti, lze automaticky vyhledávat absolutní a lokální maxima a minima grafu, atd.

Na obr. 4 je zobrazen příklad grafu amplitud vlnových složek pramene i. K výpočtu je s výhodou využito tzv. „rychlé Fourierovy transformace“ (FFT) s tím, že se funkce času nahradí funkcí délky. Výhodou tohoto výpočtu je, že umožňuje detailní zobrazení konkrétních rušivých vlnových délek, ze kterých je možno přesně určit zdroj periodických poruch pramene 1, např. poruchy pocházející od pohyblivých částí výrobních strojů atd. V textilní praxi jsou pak rozšířena sloupcová vlnová spektra s konstantní procentuální šířkou pásma podle obr. 5.

Na obr. 6 je znázorněn příklad délkové variační křivky CV(L), která je výchozím kriteriem hodnocení kvality přádelnických pramenů 1. Jakost pramene i je charakterizována sklonem křivky, jejím tvarem a hodnotami CV pro konkrétní vlnové délky. Hodnoty CV pro vybrané vlnové délky se pro jednoduchost znázornění zobrazí v tabulce vpravo vedle grafu. Při tisku grafu podle obr. 6 je tak automaticky vytištěna i tato tabulka hodnot CV pro vybrané vlnové délky.

Křivka CV(L) se s výhodou vytvoří až po vlnovou délku odpovídající jedné dvacetině měřené délky pramene L Pro větší vlnové délky by totiž určené hodnoty nebyly statisticky dostatečně průkazné, neboť tyto vlnové délky nemají v měřeném úseku dostatečný počet period.

Vztahy pro určení délkové variační křivky CV(L) jsou:

kde znamená:

m - střední hmotnost úseků pramene délky L

.. . ♦ ··* i » · ·· ·· · * · ri.: .PSS4243C3 : í:<

• φ · · · •· ······ ·· σ(ζ) - střední kvadratická odchylka úseků pramene délky L

CV(l)~ variační koeficient úseků pramene délky L

Cr(£)L = 0.05, 0.1,0.2, 0.3...... 10.....100 m k - celkový počet úseků měření při rozdělení měřeného pramene 5 na úseky o délce L

Zařízení pro měření je možno softwarově modifikovat, např. o nové vyhodnocovací metody atd., čímž je lze relativně jednoduše průběžně modernizovat.

Průmyslová využitelnost

Vynález je využitelný zejména v textilní výrobě.

Claims (11)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob měření délkové nestejnoměrnosti pramene textilních vláken a podobného délkového útvaru, vyznačující se tím, že pramen (1) nebo

   5 podobný délkový útvar prochází při měření zhušťovačem, přičemž se měří délka pramene (1) nebo podobného délkového útvaru prošlého zhušťovačem (
2. 2) a velikost sil, jimiž pramen (1) nebo podobný délkový útvar působí ná zhušťovač (2) a z průběhu sil působících na zhušťovač (2) se určují parametry hmotnostní nestejnoměrnosti pramene (1) nebo podobného délkového útvaru.

   10 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se při měření odfiltrují rychlé změny délkové hmotnosti pramene (1) nebo podobného délkového útvaru.
3. 3. Zařízení pro měření hmotnostní nestejnoměrnosti pramene textilních vláken a podobného délkového útvaru obsahující podávači, odtahové a měřicí

   15 ústrojí pramene textilních vláken a podobného délkového útvaru, vyznačující se tím, že měřicí ústrojí obsahuje zhušťovač pramene (1) a podobného délkového útvaru, který je uložen na snímači (3) síly, který je spřažen se zařízením pro zpracování signálu snímače (3) síly, se kterým je spřaženo snímací zařízení délky pramene (1) a podobného délkového útvaru.

   20
4. 4. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že zhušťovač má zužující se část (21), která přechází do konstantní části (20) s výstupním otvorem zhušťovače (2).
5. 5. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 3 nebo 4, vyznačující se tím, že zhušťovač je na snímači (3) síly uložen odnímatelně.

   25
6. 6. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 3 až 5, vyznačující se tím, že snímač (3) síly je tvořen deformačním členem (30) s nalepenými tenzometry (7) zapojenými ve Wheatstoneově můstku.
7. 7. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 3 až 6, vyznačující se tím, že snímací zařízení délky pramene (1) a podobného délkového útvaru obsahuje • · 4 • 4 4 4 4 4 4

   444 44 444 444 44 4 alespoň jeden snímač alespoň jednoho ústrojí z dvojice podávači ústrojí pramene (1) a podobného délkového útvaru - odtahové ústrojí pramene (1) a podobného délkového útvaru.
8. 8. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že podávači a/nebo

   5 odtahové ústrojí pramene (1) obsahuje dvojici na sebe přitlačovaných válečků (6, 4), z nichž alespoň jeden je spřažen s pohonem.
9. 9. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 3 až 8, vyznačující se tím, že zařízení pro zpracování signálu snímače (3) síly obsahuje na svém vstupu ze snímače (3) síly zesilovač (8), za kterým je zařazen A/D převodník (10), za
10. 10 kterým je zařazeno digitální zpracovací zařízení, do kterého je současně přiveden vzorkovací signál, přičemž digitální zpracovací zařízení je spojením (12) propojitelné s řídicím počítačem (13).

    10. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že s digitálním zpracovacím zařízením je spřažen výkonový člen (17) ovládání pohonu (16)
11. 15 odtahového ústrojí.