DE19839816A1 - Verfahren zur kontinuierlichen Überwachung der Beschichtung eines fadenartigen dielektrischen Materials mit Hilfsstoffen - Google Patents
Verfahren zur kontinuierlichen Überwachung der Beschichtung eines fadenartigen dielektrischen Materials mit HilfsstoffenInfo
- Publication number
- DE19839816A1 DE19839816A1 DE19839816A DE19839816A DE19839816A1 DE 19839816 A1 DE19839816 A1 DE 19839816A1 DE 19839816 A DE19839816 A DE 19839816A DE 19839816 A DE19839816 A DE 19839816A DE 19839816 A1 DE19839816 A1 DE 19839816A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- thread
- capacity
- fiber
- changes
- measured
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
- G01N27/24—Investigating the presence of flaws
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06B—TREATING TEXTILE MATERIALS USING LIQUIDS, GASES OR VAPOURS
- D06B23/00—Component parts, details, or accessories of apparatus or machines, specially adapted for the treating of textile materials, not restricted to a particular kind of apparatus, provided for in groups D06B1/00 - D06B21/00
- D06B23/24—Means for regulating the amount of treating material picked up by the textile material during its treatment
- D06B23/26—Means for regulating the amount of treating material picked up by the textile material during its treatment in response to a test conducted on the textile material
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Überwachung der Beschichtung eines fadenartigen dielektrischen Materials mit Hilfsstoffen. Dabei wird zunächst eine Lösung der in einem polaren Lösungsmittel gelösten Hilfsstoffe auf das fadenartige Material aufgebracht. Man läßt dann das beschichtete fadenartige Material zwischen den Elektroden eines nachgeschalteten kapazitiven Meßorgans hindurchlaufen und mißt die Kapazitätsänderungen des nachgeschalteten kapazitiven Meßorgans. Aus diesen Kapazitätsänderungen kann die Ungleichmäßigkeit der Schichtdicke der aufgebrachten Lösung berechnet werden.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Überwa
chung der Beschichtung eines fadenartigen dielektrischen Materi
als, insbesondere einer Kunstfaser, mit Hilfsstoffen, wie Prä
parationsölen.
Bei der Herstellung und Weiterverarbeitung von Kunstfasern ist es
häufig erforderlich, die Fasern mit Hilfsstoffen zu beschichten.
Typische Anwendungsfälle sind die Beschichtung mit Präparationsö
len, beispielsweise Spulölen, unmittelbar nach dem Ausspinnen der
Fasern oder der Aufbringung von flammhemmenden Substanzen.
Die Gleichmäßigkeit respektive Ungleichmäßigkeit des Auftrags der
Hilfsstoffe auf die Fasern ist dabei von entscheidender Bedeutung
für die Weiterverarbeitung und Qualität der Fasern. Zur Optimie
rung der Beschichtungsverfahren und auch zur Qualitätskontrolle
der laufenden Produktion ist daher eine kontinuierliche Überwa
chung der Beschichtung des Fasermaterials wünschenswert. Im vor
liegenden Zusammenhang sei unter dem Begriff "Ungleichmäßigkeit"
sowohl eine qualitative Aussage über die Konstanz der Beschich
tung entlang der Faser, als auch eine quantitative Aussage im
Sinne der statistischen Definition der Ungleichmäßigkeit U
verstanden, wobei x: der Mittelwert, xi der Momentanwert und T die
Auswertezeit für eine gegebene Messgröße, beispielsweise die Ka
pazität, ist.
Anstelle der Ungleichmäßigkeit U wird häufig auch der Variations
koeffizient CV angegeben, der definiert als
Beim Variationskoeffizienten werden größere Abweichungen vom Mit
telwert durch die Quadrierung im Integral stärker berücksichtigt
als kleinere Abweichungen. Wenn im folgenden allgemein von Un
gleichmäßigkeitsmessungen die Rede ist, so kann es sich auch um
eine Bestimmung des Variationskoeffizienten oder einer anderen
vergleichbaren statistischen Größe handeln.
Es sind Vorrichtungen zur Ungleichmäßigkeitsmessung von Textilfa
sern bekannt, die über kapazitive elektrische Meßverfahren stati
stische Aussagen über die Qualität der Faserproduktion ermögli
chen. Beispielhaft sei hier der USTER®-TESTER genannt, der von
der schweizer Firma Zellweger Uster AG vertrieben wird. Das Meß
prinzip basiert darauf, daß zur Bestimmung der Ungleichmäßigkeit
eines fadenartigen dielektrischen Materials, der Faden zwischen
den Elektroden eines kapazitiven Meßorgans hindurchgeführt wird.
Ursprünglich befindet sich nur Luft oder ein anderes Gas zwischen
den Elektroden, dessen Dielektrizitätskonstante ε praktisch 1 ist.
Das Einbringen des fadenartigen dielektrischen Materials erhöht
die Kapazität des Kondensators. Treten nun beim Durchlaufen des
Fadens Schwankungen der Fadendicke auf, so sind damit entspre
chende Schwankungen der Kapazität des Meßkondensators verbunden.
Aus dem zeitlichen Verlauf der Kondensatorkapazität kann schließ
lich nach den oben genannten Formeln die Ungleichmäßigkeit U oder
der Variationskoeffizient CV des ausgesponnenen Fadens ermittelt
werden.
Dieses Meßprinzip ist jedoch zur Bestimmung der Ungleichmäßigkeit
von Faserbeschichtungen nicht geeignet, denn einerseits ist die
Dicke des Beschichtungsmaterials verglichen mit der Dicke der Fa
ser sehr gering, so daß Ungleichmäßigkeiten der Beschichtung kein
auswertbares Signal bei einer kapazitiven Messung erzeugen, ins
besondere nicht bei einer kontinuierlichen on-line Messung der
laufenden Produktion. Außerdem kommt hinzu, daß bei Kunstfasern
die Dielektrizitätskonstante von Fasermaterial und Beschichtungs
material in der gleichen Größenordnung liegen. Meist handelt es
sich dabei um unpolare, schwach polare oder allenfalls mittelpo
lare Substanzen. Dementsprechend werden gegebenenfalls im Meßor
gan registrierte Kapazitätsänderungen im wesentlichen von der Un
gleichmäßigkeit der Fasern selbst dominiert, so daß sich über
eventuelle Ungleichmäßigkeiten der Beschichtung keine Aussagen
machen lassen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher das technische Problem zu
grunde, ein Verfahren zur kontinuierlichen Überwachung der Be
schichtung eines fadenartigen dielektrischen Materials mit Hilfs
stoffen anzugeben, das mit einer zerstörungsfreien Meßmethode in
einfacher Weise eine präzise Bestimmung der Ungleichmäßigkeit der
Beschichtung ermöglicht. Die Messung soll praktisch trägheitsfrei
erfolgen, so daß auch die kontinuierliche on-line Überwachung von
mit modernen Schnellspinnvorrichtungen hergestellten Fäden bei
einer Fadenlaufgeschwindigkeit von 5000 m/min und mehr ermöglicht
wird. Das Meßverfahren soll dabei relativ einfach und sicher und
nur mit geringen Kosten verbunden sein.
Gelöst wird dieses Problem durch das erfindungsgemäße Verfahren
zur kontinuierlichen Überwachung der Beschichtung eines fadenar
tigen dielektrischen Materials mit Hilfsstoffen, wobei man eine
Lösung der in einem polaren Lösungsmittel gelösten Hilfsstoffe
auf das fadenartige Material aufbringt, das fadenartige Material
anschließend zwischen den Elektroden eines nachgeschalteten kapa
zitiven Meßorgans hindurchlaufen läßt, die Kapazitätsänderungen
des nachgeschalteten kapazitiven Meßorgans bestimmt und aus den
Kapazitätsänderungen die Ungleichmäßigkeit der Schichtdicke der
aufgebrachten Lösung berechnet.
Der Erfindung liegt daher der Gedanke zugrunde, daß ein gleichmä
ßiger Auftrag der Lösung mit einer gleichmäßigen Beschichtung des
fadenartigen Materials mit Hilfsstoffen verbunden ist. Daher wird
erfindungsgemäß vorgeschlagen, bereits unmittelbar nach Aufbrin
gen der Lösung die Ungleichmäßigkeit der Lösungsschicht zu be
stimmen und nicht erst nach Verdampfen des Lösungsmittels oder
nach dessen Absorption durch die Faser die Ungleichmäßigkeit der
dann auf der Faser befindlichen Hilfsstoffschicht zu messen. Die
Erfindung macht sich dabei zu nutze, daß zahlreiche Hilfsstoffe,
obwohl selbst nicht oder nur schwach polar, in polaren Lösungs
mitteln gelöst werden können. Beispielsweise lassen sich mit den
Präparationsölen LIMANOL ST24RN (Schill + Seilacher, Böblingen,
Deutschland) oder FASAVIN HA (Zschimmer & Schwarz, Lahnstein,
Deutschland) Öl/Wassergemische im Verhältnis 10 : 90 problemlos
herstellen und auf Polyamidfasern auftragen. Daher hat die auf
die Faser aufgebrachte Lösung eine wesentlich höhere Dielektrizi
tätskonstante als das Fasermaterial selbst. Bei der nach dem er
findungsgemäßen Verfahren vorgeschlagenen Messung von durch den
durchlaufenden Faden verursachten Kapazitätsänderungen stammt das
Hauptsignal folglich von der aufgebrachten Lösung und nicht mehr
von Ungleichmäßigkeiten der Faser.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können unterschiedlichste
Kombinationen von Fasermaterial, Lösungsmittel und Hilfsstoff
verwendet werden, solange das Lösungsmittel eine größere Dielek
trizitätskonstante als das Fasermaterial besitzt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird man zur Bestimmung der Kapazitätsänderungen von
der in dem nachgeschalteten kapazitiven Meßorgan gemessenen Kapa
zität eine vorher für das unbeschichtete fadenartige Material er
mittelte Referenzkapazität subtrahieren.
Wenn die Unterschiede in der Dielektrizitätskonstante zwischen
dem Fasermaterial und dem Lösungsmittel sehr groß sind, genügt
es, als Referenzkapazität einen vorgegebenen, nur von dem Faden
material und der mittleren Fadendicke abhängigen konstanten Wert
zu wählen. Mit diesem Verfahren können jedoch Kapazitätsänderun
gen, die von Durchmesserschwankungen des laufenden Fadens hervor
gerufen werden, nicht kompensiert werden, da die Referenzkapazi
tät stets ein konstanter Wert ist. Diese Schwankungen können aber
bei stark unterschiedlichen Dielektrizitätskonstanten vernachlä
ßigt werden, da Kapazitätsänderungen in diesem Fall zum größten
Teil durch Ungleichmäßigkeiten der polaren Lösungsmittelschicht
hervorgerufen werden.
Eine genauere Messung wird ermöglicht, wenn man die Referenzkapa
zität kontinuierlich bestimmt, indem man das fadenartige Material
vor dem Aufbringen der Lösung zwischen den Elektroden eines vor
geschalteten kapazitiven Meßorgans durchlaufen läßt. Gemäß dieser
Variante wird also vorgeschlagen, neben dem nachgeschalteten ka
pazitiven Meßorgan, das den bereits beschichteten Faden mißt, ein
weiteres kapazitives Meßorgan zu verwenden, das jedoch der Be
schichtung des Fadens vorgeschaltet ist und demnach den unbe
schichteten Faden mißt. Die mit dem vorgeschalteten kapazitiven
Meßorgan bestimmten Kapazitätsänderungen werden von den mit dem
nachgeschalteten kapazitiven Meßorgan gemessenen Kapazitätsände
rungen subtrahiert. Dabei werden die Meßwertpaare so korreliert,
daß jeweils Meßwerte des gleichen Fadenabschnitts voneinander
subtrahiert werden. Dies geschieht bevorzugt durch elektronische
Zwischenspeicherung der mit dem vorgeschalteten kapazitiven Meß
organ gemessenen Meßwerte und anschließende elektronische Diffe
renzbildung. Durchläuft nämlich ein Fadenabschnitt zunächst das
vorgeschaltete kapazitive Meßorgan und wird die jeweilige Kapazi
tätsänderung zu einem bestimmten Zeitpunkt t1' gemessen, so läßt
sich aus bekannter Fadengeschwindigkeit v und der Wegstrecke s
zwischen dem vorgeschalteten und dem nachgeschalteten kapazitiven
Meßorgan die Zeitdifferenz Δt bestimmen, nach der dieser Fadenab
schnitt das nachgeschaltete kapazitive Meßorgan erreicht hat
(Δt = s/v). Folglich wird die am vorgeschalteten kapazitiven Meß
organ zum Zeitpunkt t1 gemessene Kapazitätsänderung von der am
nachgeschalteten kapazitiven Meßorgan zum Zeitpunkt
t1" = t1' + Δt gemessene Kapazitätsänderung subtrahiert. Mit die
sem Meßverfahren können die individuellen Durchmesserschwankungen
des Fadens kompensiert werden. Das Meßverfahren eignet sich daher
insbesondere für solche Überwachungsaufgaben, bei denen der Un
terschied in der Dielektrizitätskonstante zwischem dem Lösungs
mittel und dem Fasermaterial relativ klein ist.
Ein besonders einfaches Meßverfahren kann dadurch realisiert wer
den, daß man eine konstante Spannung an dem Kondensator anlegt
und Kapazitätsänderungen durch Messung von Lade- und Entladeströ
men registrieren. Die Ladung eines unter konstanter Spannung ge
haltenen Kondensators ist nämlich durch die Beziehung Q = CU ge
geben (mit Q: Ladung, C: Kapazität und U: Spannung). Ändert sich nun
die Kapazität des Kondensators durch eine zeitliche Änderung des
zwischen den Elektroden des Kondensators befindlichen Dielektri
kums, so ist damit eine Ladungsänderung verbunden. Diese Ladungs
änderung kann dann als Stromfluß detektiert werden.
Besonders empfindliche und schnelle Meßverfahren werden durch
Hochfrequenzimpedanzmessungen ermöglicht, wobei jedes kapazitive
Meßorgan zusammen mit Normalinduktivitäten einen elektrischen
Schwingkreis bildet, der mit einem an sich bekannten, sogenannten
Grid-Dip-Oszillator oder, falls anstelle einer Röhre ein Transi
stor zur Erregung verwendet wird, mit einem an sich bekannten
Transistor-Dipper gekoppelt ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt zur Überwachung der
Beschichtung von Kunstfasern, beispielsweise von Polyamiden, wie
Polyamid 6 oder Polyamid 66 eingesetzt. Als polares Lösungsmittel
wird bevorzugt Wasser verwendet, da Wasser die sehr hohe Dielek
trizitätskonstante von 80 besitzt. Es können jedoch auch andere
polare Lösungsmittel verwendet werden, beispielsweise Alkohole
oder wäßrig-alkoholische Lösungsmittel.
Als Hilfsstoffe kommen unterschiedlichste Zusammensetzungen in
Frage. Besonders bevorzugt wird das Verfahren zur Überwachung der
Beschichtung von Textilfasern mit sogenannten Präparationsölen,
beispielsweise mit Spulölen verwendet. Typischerweise ist dabei
das Spulöl in einer Konzentration von 5 bis 10% in Wasser ge
löst. Die frisch gesponnenen Polyamidfäden sind nach der Verfes
tigung im Blasschacht zunächst feuchtigkeitsfrei. Vor der Aufwic
kelung werden sie durch eine Präparationswalze mit dem System
Wasser/Spulöl beaufschlagt. Das Wasser verdunstet später oder
wird von der Faser absorbiert. Das Präparationsöl bleibt schließ
lich auf der Faser zurück.
Es wurde gefunden, daß das erfindungsgemäße Verfahren besonders
einfach mit herkömmlichen auf dem Markt befindlichen Ungleichmä
ßigkeitsmeßgeräten, wie dem oben bereits erwähnten USTER®-TESTER
durchgeführt werden kann.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demnach auch die Ver
wendung einer Vorrichtung zur kapazitiven Ungleichmäßigkeitsmes
sung von Fasern, insbesondere einer Vorrichtung nach Art des
USTER®-TESTERs, in dem oben bezeichneten Verfahren zur Überwa
chung der Beschichtung eines fadenartigen dielektrischen Materi
als mit Hilfsstoffen.
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf
ein in den beigefügte Zeichnungen dargestelltes Ausführungsbei
spiel ausführlicher beschrieben.
In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 Eine Polyamid-Faser im Längsschnitt unmittelbar nach dem
Auftragen des Präparationsöls;
Fig. 2 Eine schematische Darstellung einer Meßanordnung zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 3 Eine schematische Darstellung einer kapazitiven Meßzelle
der Anordnung der Fig. 2;
Fig. 4 Eine typische Schaltung eines Grid-Dip-Oszillators;
Fig. 5 Die Schaltung eines zweistufigen Transistor-Dippers; und
Fig. 6 Ein typisches Meßsignal der zeitlichen Kapazitätsände
rung, wobei in Fig. 6a) die Meßwerte der vorgeschalteten
Meßzelle, in Fig. 6b) die Meßwerte der nachgeschalteten
Meßzell und in Fig. 6c) das Differenzsignal der Meßwerte
aus Fig. 6a) und der um Δt verschobenen Meßwerte aus Fig.
6b) schematisch dargestellt sind.
Fig. 1 zeigt einen Teillängsschnitt eines frisch gesponnenen Po
lyamidfadens 10. Nach Verfestigung im Blasschacht ist der Faden
10 praktisch feuchtigkeitsfrei. Vor dem Aufwickeln wird der Faden
durch eine Präparationswalze 12 mit einem Wasser/Präparationsöl-
Gemisch beaufschlagt, das einen Flüssigkeitsfilm 11 auf der Fase
roberfläche bildet (Fig. 2). Das Wasser verdunstet später oder
wird zumindest teilweise von der Faser absorbiert. Das Präparati
onsöl verbleibt als dünner Belag auf der Faser.
Gemäß einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah
rens wird mittels einer der Präparationswalze 12 unmittelbar
nachgeschalteten kapazitiven Meßzelle 30 die Ungleichmäßigkeit
des Präparationsölauftrags registriert. Die Messung findet also
zu einem Zeitpunkt statt, an dem das Wasser noch nicht verdunstet
ist, sondern sich vielmehr ein relativ dicker polarer Flüssig
keitsfilm auf der Faseroberfläche befindet.
Erfindungsgemäß wird zur Durchführung der Ungleichmäßigkeitsmes
sung die Verwendung einer kapazitive Messzelle vorgeschlagen, wie
sie in Fig. 3 für die Meßzelle 20 prinzipiell dargestellt ist;
die Meßzelle 30 kann entsprechend aufgebaut sein. Die Meßzelle 20
wird im wesentlichen von einem offenen Kondensator 21 gebildet,
durch den der mit dem Präparationsöl beaufschlagte Faden 10 ge
führt wird. Die Kapazität des Kondensators hängt von der Dielek
trizitätskonstante des Mediums zwischen den Kondensatorflächen
22, 23 ab und setzt sich additiv aus folgenden Beiträgen zusam
men: Der Dielektrizitätskonstante der Luft (ε0), der Dielektrizi
tätskonstante der Polyamidfaser (εF) und der Dielektrizitätskon
stante der aufgetragenen Schicht (εS). Änderungen der Dicke der
Polyamidfaser 10 oder der Dicke der Flüssigkeitsschicht 11 äußern
sich in einer Änderung der Gesamt-Dielektrizitätskonstanten und
damit auch in einer Änderung der Kapazität des Kondensators 20.
Legt man beispielsweise eine konstante Spannung an den Kondensa
tor 20 an, so machen sich Änderungen der Kapazität durch Lade-
bzw. Entladeströme bemerkbar, die durch eine Messung der Strom
stärke registriert werden können.
Für präzise und trägheitsfreie Messungen an einem schnell durch
laufenden Faden 10, dessen Geschwindigkeit 5.000 m/min und mehr
betragen kann, wird jedoch eine Hochfrequenz-Impedanzmessung be
vorzugt. Dazu bildet der Kondensator 20 mit dem durchlaufenden
Faden den kapazitiven Teil eines Schwingkreises. Er kann bei
spielsweise, wie in Fig. 3 angedeutet, mit einer Normalinduktivi
tät 24 zusammengeschaltet werden. Dieser Schwingkreis kann bei
spielsweise mit einem sog. Grid-Dip-Oszillator 40 gekoppelt wer
den, dessen typische Schaltung in Fig. 4 dargestellt ist. Der zu
messende Schwingkreis aus Fig. 3 stellt den Absorptionskreis dar,
während ein durch eine Röhre 41 erregter Schwingkreis mit geeich
tem Frequenzverlauf die erforderliche Energie liefert. Im Fall
der Resonanz beider Kreise wird dem Messkreis Energie entzogen,
was sich durch eine Abnahme des Gitterstroms der Röhre 41 äußert.
Messkreis und Prüfkreis werden entweder direkt oder über eine
Linkleitung 42 miteinander gekoppelt. Es ist aber auch eine kapa
zitive Kopplung über den in Fig. 4 dargestellten Kondensator 43
möglich. Über einen einstellbaren Kondensator 44 des Oszillators
lassen sich beide Kreise auf dieselbe Frequenz abstimmen. Die
durch den durchlaufenden Faden hervorgerufenen Kapazitätsänderun
gen machen sich nun in einer Änderung des Gitterstroms bemerkbar.
Eine ähnliche Schaltung kann auch mit Transistoren aufgebaut wer
den, wie in Fig. 5 schematisch dargestellt ist. Dadurch ist man
vor allem unabhängiger von der Stromversorgung. Primäre Messgröße
ist hier zunächst der Kollektorstrom am Transistor 45. Der Dip
ist aber zu gering, als daß er sicher registriert werden kann.
Daher wird vorteilhaft die am Schwingkreis liegende HF-Spannung
benutzt und über einen kleinen Kondensator einer Kristalldiode 46
zugeführt. Die entsprechende Gleichspannung wird zur Ansteuerung
eines zweiten Transistors 47 verwendet. Messgröße ist dann die
Steuerspannung an der Basis des nachgeschalteten Transistors, die
im Resonanzfall minimal ist und bei Verstimmung der beiden
Schwingkreise durch eine Änderung der Dielektrizitätskonstante
der Messzelle ansteigt.
Bei einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird sowohl vor als auch nach dem Präparationsölauftrag die Un
gleichmäßigkeit der Faser kapazitiv bestimmt. Dazu sind, wie in
Fig. 2 dargestellt, zwei Messzellen 20, 30 vorgesehen. Die Mess
werte beider Messzellen werden digitalisiert und von einem Mikro
prozessor 13 ausgewertet. Der Mikroprozessor 13 ermittelt ein
zeitlich verschobenes Differenzsignal aus den Messwerten beider
Messzellen. Die zeitliche Verschiebung hängt ab vom Laufweg Δs
des Fadens zwischen beiden Messzellen und der Geschwindigkeit des
Fadens. Die Verschiebung wird so gewählt, daß ein Messwert in der
nachgeschalteten Messzelle 30 von dem Messwert der vorgeschalte
ten Messzelle 20 abgezogen wird, der am gleichen Faserabschnitt
gemessen wurde.
In Fig. 6 sind ist der zeitliche Verlauf der Kapazitäten in den
Meßzellen 20, 30 dargestellt. Bei bekannter Fadengeschwindigkeit
läßt sich die Zeitachse auch als Längenachse darstellen, so daß
letzlich der "Kapazitätsbelag" eines Fadenabschnitts gezeigt ist.
Dabei zeigt Fig. 6a die Meßwerte Cv der vor dem Präparationsölauf
trag angeordneten Messzelle 20, während in Fig. 6b die Kapazi
tätswerte Cn der nach dem Präparationsölauftrag angeordneten Mess
zelle 30 dargestellt sind. Fig. 6c zeigt das Differenzsignal aus
beiden Messungen.
In Fig. 6a erkennt man, daß der zeitliche Verlauf der Kapazität Cv
um einen Mittelwert Cv schwankt. In einem mit (I) bezeichneten Be
reich steigt die Kapazität stark an, was auf eine lokale Verdic
kung der Faser hindeutet.
In dem in Fig. 6b dargestellten Messdiagramm der nachgeschalte
ten Messzelle findet man ebenfalls den Anstieg der Kapazität Cn im
Bereich (I). Darüber hinaus stellt man im Bereich (II) einen deut
lichen Abfall der Kapazität fest. Aus Fig. 6b wird deutlich, daß
man aus einer einzigen Kapazitätsmessung nach dem Beschichten der
Faser nicht zuverlässig auf die Ursache eine gemessenen Ungleich
mäßigkeit schließen kann.
Erst das in Fig. 6c dargestellte Differenzsignal ΔC aus beiden
Messungen macht deutlich, daß lediglich der im Bereich (II) dar
gestellte Kapazitätsabfall auf eine unzureichende Beschichtung
zurückzuführen ist, während im Bereich (I) offenbar eine Unregel
mäßigkeit in der Faser selbst für die Kapazitätsänderung verant
wortlich ist.
Der in Fig. 6 dargestellte zeitliche Verlauf der Kapazität kann
durch den Mikroprozessor 13 auch statistisch ausgewertet werden
und, wie einleitend angedeutet, für einen bestimmten Messzeitraum
(d. h. für eine bestimmte Fadenlänge, durch eine Ungleichmäßigkeit
U oder einen Variationskoeffizienten CV charakterisiert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch durch die Verwendung von
kommerziell erhältlichen Gerät zur Ungleichmäßigkeitsmessung rea
lisiert werden, beispielsweise durch ein Ungleichmäßigkeits-Meß
gerät der Firma USTER. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Schema
werden dann die Messzellen 20 bzw. 30 von jeweils einem USTER-Ge
rät gebildet. Wird, wie in Fig. 2, mit einem vorgeschalteten und
einem nachgeschalteten Gerät gemessen, so kann man die Meßwerte
über eine an den kommerziellen Geräten meist vorhandene Schnitt
stelle in einen PC einlesen, wo auch die Differenzbildung beider
Messungen und eine eventuelle weitere statistische Auswertung er
folgt.
Claims (10)
1. Verfahren zur kontinuierlichen Überwachung der Beschichtung
eines fadenartigen dielektrischen Materials mit Hilfsstoffen,
wobei man
eine Lösung der in einem polaren Lösungsmittel gelösten Hilfsstoffe auf das fadenartige Material aufbringt,
das fadenartige Material anschließend zwischen den Elektroden eines nachgeschalteten kapazitiven Meßorgans hindurchlaufen läßt,
die Kapazitätsänderungen des nachgeschalteten kapazitiven Meßorgans bestimmt, und
aus den Kapazitätsänderungen die Ungleichmäßigkeit der Schichtdicke der aufgebrachten Lösung berechnet.
eine Lösung der in einem polaren Lösungsmittel gelösten Hilfsstoffe auf das fadenartige Material aufbringt,
das fadenartige Material anschließend zwischen den Elektroden eines nachgeschalteten kapazitiven Meßorgans hindurchlaufen läßt,
die Kapazitätsänderungen des nachgeschalteten kapazitiven Meßorgans bestimmt, und
aus den Kapazitätsänderungen die Ungleichmäßigkeit der Schichtdicke der aufgebrachten Lösung berechnet.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
zur Bestimmung der Kapazitätsänderungen von der in dem nach
geschalteten kapazitiven Meßorgan gemessenen Kapazität eine
zuvor für das unbeschichtete fadenartige Material ermittelte
Referenzkapazität subtrahiert.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man
als Referenzkapazität einen vorgegebenen, von dem Fadenmate
rial und der mittleren Fadendicke abhängigen, konstanten Wert
wählt.
4. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man
die Referenzkapazität kontinuierlich bestimmt, indem man das
fadenartige Material vor dem Aufbringen der Lösung zwischen
den Elektroden eines vorgeschalteten kapazitiven Meßorgans
hindurchlaufen läßt, die Kapazitätsänderungen des vorgeschal
teten kapazitiven Meßorgans bestimmt und von den mit dem
nachgeschalteten kapazitiven Meßorgan gemessenen Kapa
zitätsänderungen subtrahiert, wobei man die Meßwerte so kor
reliert, daß jeweils Meßwerte vom gleichen Fadenabschnitt von
einander subtrahiert werden.
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß man eine konstante Spannung an dem Kondensator
anlegt und Kapazitätsänderungen durch Messung von Lade- und
Entladeströmen registriert.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß jedes kapazitive Meßorgan in einem elektrischen
Schwingkreis angeordnet ist.
7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß das fadenartige Material eine Kunstfaser ist.
8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß das polare Lösungsmittel Wasser ist.
9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Hilfsstoffe Präparationsöle sind.
10. Verwendung einer Vorrichtung zur kapazitiven Ungleichmäßig
keitsmessung von Fasern, insbesondere einer Vorrichtung nach
Art des USTER® TESTERs, in einem Verfahren zur Überwachung
der Beschichtung eines fadenartigen dielektrischen Materials
mit Hilfsstoffen nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19839816A DE19839816A1 (de) | 1998-09-01 | 1998-09-01 | Verfahren zur kontinuierlichen Überwachung der Beschichtung eines fadenartigen dielektrischen Materials mit Hilfsstoffen |
US09/385,460 US6352739B1 (en) | 1998-09-01 | 1999-08-30 | Continuous monitoring of the coating of a filamentary dielectric material with assistants |
CA002281153A CA2281153A1 (en) | 1998-09-01 | 1999-08-30 | Continuous monitoring of the coating of a filamentary dielectric material with assistants |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19839816A DE19839816A1 (de) | 1998-09-01 | 1998-09-01 | Verfahren zur kontinuierlichen Überwachung der Beschichtung eines fadenartigen dielektrischen Materials mit Hilfsstoffen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19839816A1 true DE19839816A1 (de) | 2000-03-02 |
Family
ID=7879435
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19839816A Withdrawn DE19839816A1 (de) | 1998-09-01 | 1998-09-01 | Verfahren zur kontinuierlichen Überwachung der Beschichtung eines fadenartigen dielektrischen Materials mit Hilfsstoffen |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6352739B1 (de) |
CA (1) | CA2281153A1 (de) |
DE (1) | DE19839816A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005033697A1 (de) * | 2003-10-04 | 2005-04-14 | Saurer Gmbh & Co. Kg | Verfahren und vorrichtung zur überwachung eines fadens |
DE102007040940A1 (de) * | 2007-08-30 | 2009-03-05 | Plast-Control Gmbh | Verfahren zur berührungslosen kapazitiven Dickenmessung |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4836730B2 (ja) * | 2006-09-26 | 2011-12-14 | 株式会社東芝 | 半導体装置、およびその製造方法 |
IT1393470B1 (it) * | 2009-03-09 | 2012-04-20 | Microtec Srl | Metodo per determinare il grado di umidità di legname |
JP2010267673A (ja) * | 2009-05-12 | 2010-11-25 | Renesas Electronics Corp | 半導体装置の設計方法 |
RU2656292C1 (ru) * | 2017-05-10 | 2018-06-04 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Способ контроля сплошности диэлектрического покрытия металлической подложки |
CN113267541B (zh) * | 2021-06-30 | 2023-09-22 | 华中科技大学 | 一种混合连续纤维复合材料的电容式在线监测产品及方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3617795C2 (de) * | 1986-05-27 | 1989-08-10 | Gebrueder Sucker + Franz Mueller Gmbh & Co, 4050 Moenchengladbach, De |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3777127A (en) * | 1972-04-17 | 1973-12-04 | Celanese Corp | Analyzer apparatus and method |
US4066558A (en) * | 1974-02-11 | 1978-01-03 | Ici Americas Inc. | Low viscosity spin finish systems for neat finish application |
US4042724A (en) * | 1974-12-23 | 1977-08-16 | Western Electric Company, Inc. | Method for the selective on-line measuring and controlling of a geometrical parameter of elongated articles |
US3938955A (en) * | 1975-01-20 | 1976-02-17 | Glen Raven Mills | Nondestructive method for quickly determining amount of lubricant on textile |
US4300094A (en) * | 1978-04-27 | 1981-11-10 | Micro Sensors, Inc. | Finish measuring method and apparatus |
US4329750A (en) * | 1980-09-15 | 1982-05-18 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method for applying finish to a yarn |
US5352483A (en) * | 1983-03-24 | 1994-10-04 | Viscosuisse S.A. | Preadhered melt spun spin-drawn polyester filaments |
US4758968A (en) * | 1985-05-16 | 1988-07-19 | North Carolina State University | Method and apparatus for continuously measuring the variability of textile strands |
US4900496A (en) * | 1986-09-26 | 1990-02-13 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for making a tire cord using yarns containing a dip penetration regulator |
US5386195A (en) * | 1992-10-13 | 1995-01-31 | Corning Incorporated | Method and apparatus for monitoring an electrical property of a conductive coating |
KR0150102B1 (ko) * | 1995-08-22 | 1998-12-01 | 김주용 | 테스트 패턴 및 이를 이용한 절연막 두께 측정방법 |
US5912078A (en) * | 1996-05-02 | 1999-06-15 | Milliken & Company | Lubricant finish for textiles |
FR2752294B1 (fr) * | 1996-08-12 | 1998-11-27 | Lorraine Laminage | Procede et dispositif de mesure en continu d'epaisseur de revetement isolant |
-
1998
- 1998-09-01 DE DE19839816A patent/DE19839816A1/de not_active Withdrawn
-
1999
- 1999-08-30 CA CA002281153A patent/CA2281153A1/en not_active Abandoned
- 1999-08-30 US US09/385,460 patent/US6352739B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3617795C2 (de) * | 1986-05-27 | 1989-08-10 | Gebrueder Sucker + Franz Mueller Gmbh & Co, 4050 Moenchengladbach, De |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005033697A1 (de) * | 2003-10-04 | 2005-04-14 | Saurer Gmbh & Co. Kg | Verfahren und vorrichtung zur überwachung eines fadens |
DE102007040940A1 (de) * | 2007-08-30 | 2009-03-05 | Plast-Control Gmbh | Verfahren zur berührungslosen kapazitiven Dickenmessung |
DE102007040940B4 (de) * | 2007-08-30 | 2010-08-12 | Plast-Control Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur berührungslosen kapazitiven Dickenmessung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6352739B1 (en) | 2002-03-05 |
CA2281153A1 (en) | 2000-03-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3714306A1 (de) | Kapazitiver pegelanzeiger | |
DE2141830A1 (de) | Vorrichtung zum Erfassen von Infor mation über die Garnqualitat | |
WO2006069721A2 (de) | Messvorrichtung und -verfahren zur bestimmung einer dielektrischen eigenschaft, insbesondere der feuchte und/oder dichte, eines produkts | |
DE2166950C3 (de) | Verfahren zum Oberwachen und Messen von Titerschwankungen eines synthetischen Filamentgarnes | |
WO2006069720A2 (de) | Messvorrichtung und -verfahren zur erkennung von fremdkörpern in einem produkt, insbesondere in tabak, baumwolle oder einem anderen faserprodukt | |
DE3700366C2 (de) | ||
DE19839816A1 (de) | Verfahren zur kontinuierlichen Überwachung der Beschichtung eines fadenartigen dielektrischen Materials mit Hilfsstoffen | |
WO2010043065A1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur bestimmung einer dielektrischen eigenschaft einer kondensatoranordnung | |
DE19937387C1 (de) | Vorrichtung zur Überwachung eines Auftrags eines flüssigen bis pastenförmigen Mediums auf ein Substrat | |
DE3131669C2 (de) | ||
DE4040084C2 (de) | Berührungsloses Abstandsmeßgerät | |
DE102004006020A1 (de) | Schaltungsanordnung zur kapazitiven Feuchtemessung und Verfahren zum Betrieb derselben | |
WO2006133584A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur erkennung von fremdstoffen in einem bewegten, festen, länglichen prüfgut | |
DE19828207A1 (de) | Verfahren zur Ermittlung des Restfeuchtegehaltes der Wäsche in einem Wäschetrockner sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
DE3909851C2 (de) | ||
WO2012031924A1 (de) | Verfahren zur überwachung der alterung eines organischen stoffes und messanordnung mit einem kondensator | |
WO2007140639A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur detektion einer seele in einem coregarn | |
DE4413840C2 (de) | Vorrichtung zur berührungslosen Messung an einem Objekt | |
DE102017128472A1 (de) | Induktiver Näherungsschalter und Verfahren zum Betreiben eines induktiven Näherungsschalters | |
DE102017128471A1 (de) | Induktiver Näherungsschalter und Verfahren zum Betreiben eines induktiven Näherungsschalters | |
DE3824948C2 (de) | ||
EP1371979B1 (de) | Mikrowellenvorrichtung zur Qualitätsprüfung von strangförmigen Materialien | |
DE10134517B4 (de) | Verfahren zur quantitativen Erfassung von Eigenschaften einer Flüssigkeit, die das dielektrische Verhalten dieser Flüssigkeit beeinflussen | |
EP0347883B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Auswuchten von rotierenden Teilen | |
DE2849235C3 (de) | Meßeinrichtung zur Eliminierung von auf Inhomogenitäten der Permeabilität und der elektrischen Leitfähigkeit zurückführenden Störeffekten bei der Schwingungsmessung an einem rotierenden, schwingenden Element |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8130 | Withdrawal |