RU2398224C1

RU2398224C1 - Method for laboratory monitoring fibre parametres in mass

Info

Publication number: RU2398224C1
Application number: RU2009122763/28A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Федорович Костюков (RU); Анатолий Федорович Костюков
Original assignee: Анатолий Федорович Костюков
Priority date: 2009-06-15
Filing date: 2009-06-15
Publication date: 2010-08-27

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: several fibres are combed. A given number of samples of given mass and configuration are taken from the fibrous web. A packet of given configuration, size and mass is created by piling the samples. The packet is placed between radiating and receiving acoustic oscillation sensors, with the plane of the packet normal to the direction of propagation of the oscillations. Parametres of the fibres are determined from the value of the transmitted acoustic signal. Initially, the measurement base between the sensors is measured, achieving antinodes or nodes of a standing acoustic wave on the receiving sensor in the absence of a sample in between. A standard packet of fibres is then placed between the sensors and where parametres of the said packet are predetermined using standard methods. By varying the measurement base, antinodes or nodes of the standing wave are obtained on the receiving sensor. The ratio of bases with the standard sample and without a sample is used to determine the coefficient of proportionality. Further, by putting the test sample between the sensors and changing the base, antinodes or nodes of standing waves are obtained at the receiving sensor and parametres of fibres of the test sample are determined from the value of the measurement base multiplied by the coefficient of proportionality.

EFFECT: increased accuracy, objectiveness and efficiency of monitoring average parametres of fibres in a mass in laboratory conditions.

2 dwg

Description

Изобретение относится к неразрушающим методам производственного контроля и может найти применение при анализе различных материалов в промышленности.The invention relates to non-destructive methods of production control and may find application in the analysis of various materials in industry.

Известен способ контроля параметров волокон (ГОСТ 3274.2-72), по которому образец компактного множества волокон прочесывают ручным методом, раскладывают на предметные стекла, пересчитывают, подвергают воздействию проникающего монохроматического оптического излучения, по окрашенности волокон в поляризованном свете судят о параметрах каждого волокна и, после статистической обработки результатов просвечивания, судят о средних параметрах исследуемого множества волокон.A known method of controlling the parameters of the fibers (GOST 3274.2-72), according to which a sample of a compact set of fibers is combed manually, laid out on a glass slide, counted, exposed to penetrating monochromatic optical radiation, the fiber dye in polarized light is used to judge the parameters of each fiber and, after statistical processing of the results of transmission, judged on the average parameters of the studied set of fibers.

Способ чрезвычайно длителен и трудоемок, требует напряженного внимания и высокой квалификации технического персонала, предопределяя субъективность оценки результатов.The method is extremely long and laborious, requires intense attention and high qualification of technical personnel, predetermining the subjectivity of the assessment of results.

Известен способ определения параметров волокон, по которому разрыхленное множество волокон помещают в замкнутый цилиндрический объем, с одного торца которого подается сжатый воздух, а на другом торце измеряется давление воздушного потока, прошедшего через множество волокон. О средних параметрах волокон судят по перепаду давления воздушного потока на входе и выходе цилиндрической камеры (ГОСТ 9679.3-72).A known method for determining the parameters of the fibers, in which the loosened many fibers are placed in a closed cylindrical volume, from one end of which compressed air is supplied, and the pressure of the air flow passing through the many fibers is measured at the other end. The average fiber parameters are judged by the pressure drop of the air flow at the inlet and outlet of the cylindrical chamber (GOST 9679.3-72).

Недостатком данного технического решения является низкая точность контроля, вызванная изменением объемной плотности образца вследствие активного воздействия инструмента контроля - воздушного потока.The disadvantage of this technical solution is the low accuracy of control caused by a change in bulk density of the sample due to the active influence of the control tool - air flow.

Наиболее близким, по технической сущности, к изобретению является способ определения зрелости хлопковых волокон (а.с. СССР №792127), по которому множество волокон прочесывают, из прочеса выделяют заданное количество образцов установленной массы и конфигурации, накладывая образцы друг на друга, создают пакет заданной конфигурации, размера и массы, пакет помещают между излучающим и принимающим датчиками акустических колебаний плоскостью пакета нормально к направлению распространения колебаний, а о параметрах волокон судят по величине прошедшего акустического сигнала.The closest, in technical essence, to the invention is a method for determining the maturity of cotton fibers (a.s. USSR No. 792127), in which many fibers are combed, a predetermined number of samples of established weight and configuration are isolated from the fabric, superimposing samples on top of each other, create a packet of a given configuration, size and mass, the packet is placed between the emitting and receiving sensors of acoustic vibrations by the plane of the packet normal to the direction of propagation of the vibrations, and the fiber parameters are judged by the value of acoustic signal

Способ не обеспечивает коррекции величины, прошедшего через образец сигнала, при изменении окружающих условий. Кроме того, при изменении амплитуды сигнала вследствие изменения количества волокон в направлении прозвучивания, при электрической нестабильности усиления принятого сигнала, даже в режиме насыщения, неизбежны фазовые искажения, снижающие точность контроля.The method does not provide correction of the value that has passed through the signal sample when changing environmental conditions. In addition, when changing the amplitude of the signal due to changes in the number of fibers in the direction of sounding, with electrical instability of amplification of the received signal, even in saturation mode, phase distortions are inevitable, which reduce the accuracy of the control.

Задачей изобретения является повышение точности, объективности и оперативности контроля средних параметров волокон в массе в лабораторных условиях.The objective of the invention is to improve the accuracy, objectivity and efficiency of control of the average parameters of the fibers in the mass under laboratory conditions.

Решение настоящей задачи достигается тем, что в способе лабораторного контроля параметров волокон в массе, заключающемся в том, что множество волокон прочесывают, из прочеса выделяют заданное количество образцов установленной массы и конфигурации, накладывая образцы друг на друга, создают пакет заданной конфигурации, размера и массы, пакет помещают между излучающим и принимающим датчиками акустических колебаний плоскостью пакета нормально к направлению распространения колебаний, а о параметрах волокон судят по величине прошедшего акустического сигнала первоначально изменяют мерную базу между датчиками, добиваясь пучности или узла стоячей акустической волны на приемном датчике в отсутствии образца между ними, затем помещают между датчиками эталонный пакет волокон, параметры которых определены ранее стандартными методами, изменяя мерную базу, добиваются пучностй или узла стоячей акустической волны на приемном датчике, по отношению баз с эталонным образцом и без образца определяют коэффициент пропорциональности, после чего, поместив между датчиками испытуемый образец и изменяя базу, добиваются пучности или узла акустических колебаний на приемном датчике, а о параметрах волокон испытуемого образца судят по величине базы измерения умноженной на коэффициент пропорциональности.The solution to this problem is achieved by the fact that in the method of laboratory control of the parameters of the fibers in the mass, consisting in the fact that many fibers are combed, a predetermined number of samples of installed mass and configuration are isolated from the fabric, superimposing the samples on top of each other, create a package of a given configuration, size and weight , the packet is placed between the emitting and receiving acoustic vibration sensors by the plane of the packet normal to the direction of propagation of the vibrations, and the fiber parameters are judged by the value of the transmitted of the acoustic signal, the measured base between the sensors is initially changed, achieving an antinode or a node of the standing acoustic wave at the receiving sensor in the absence of a sample between them, then a reference packet of fibers is placed between the sensors, the parameters of which were determined previously by standard methods, changing the measured base, they achieve the antinode or node of the standing acoustic waves at the receiving sensor, in relation to the bases with the reference sample and without the sample, determine the proportionality coefficient, after which, placing the test subject between the sensors azets and changing the base node or antinode achieve acoustic vibrations at the receiving transducer, and on the parameters of the test specimen fiber is judged by measuring the magnitude base multiplied by the proportionality factor.

Основными факторами, влияющими на изменение сигнала, являются: количество волокон в единице массы в канале прозвучивания, которое несет полезную информацию о параметрах волокон, температура, относительная влажность и барометрическое давление окружающей среды, которые искажают величины полезного сигнала. Погрешность, вызываемая нестабильностью амплитуд принимаемых колебаний, а также влиянием климатических факторов устраняется тем, что фазовый сдвиг, вызванный изменением пути распространения вследствие огибания волокон, регистрируется по смещению пучности или узла стоячей акустической волны с помощью подстройки базы измерения. Это исключает погрешность, вызванную неидентичностью излучателей, нестабильностью амплитуд принимаемых колебаний, а также дает возможность получать относительный, не зависящий от дестабилизирующих факторов, калиброванный эталонным образцом сигнал.The main factors influencing the signal change are: the number of fibers per unit mass in the sounding channel, which carries useful information about the parameters of the fibers, temperature, relative humidity and barometric pressure of the environment, which distort the values of the useful signal. The error caused by the instability of the amplitudes of the received oscillations, as well as the influence of climatic factors, is eliminated by the fact that the phase shift caused by the change in the propagation path due to fiber bending is detected by the displacement of the antinode or node of the standing acoustic wave by adjusting the measurement base. This eliminates the error caused by the non-identity of the emitters, the instability of the amplitudes of the received oscillations, and also makes it possible to obtain a relative signal, independent of destabilizing factors, calibrated by the reference sample.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства, реализующего способ, где: 1 - генератор колебаний, 2 - излучатель акустических колебаний, 3 - приемный акустический датчик, 4 - усилитель, 5 - устройство отображения информации, 6 - пакет волокон.Figure 1 shows a block diagram of a device that implements the method, where: 1 - oscillation generator, 2 - emitter of acoustic vibrations, 3 - receiving acoustic sensor, 4 - amplifier, 5 - information display device, 6 - fiber packet.

На фиг.2 дана зависимость сигнала от среднего количества волокон в единице массы контролируемого образца.Figure 2 shows the dependence of the signal on the average number of fibers per unit mass of the controlled sample.

Способ реализуется следующим образом. Образец эталонного волокна исследуется стандартным методом. Затем из этого волокна на установке Шерли или серийной чесальной машине приготавливается прочесом настил заданной массы. Из прочеса выделяют заданное количество образцов установленной массы и конфигурации, накладывая образцы друг на друга, создают пакет заданной конфигурации, размера и массы. По этой же методике подготавливают испытуемый образец. Подбором расстояния между дачниками, в отсутствие образца, добиваются пучности или узла стоячей акустической волны. Эталонный пакет помещают между излучающим и принимающим датчиками акустических колебаний плоскостью пакета нормально к направлению распространения колебаний и, изменяя мерную базу, добиваются пучности или узла стоячей акустической волны. Затем по отношению баз с эталонным образцом и без образца определяют коэффициент пропорциональности, после чего, поместив между датчиками испытуемый образец и изменяя базу, добиваются пучности или узла акустических колебаний на приемном датчике, а о параметрах волокон испытуемого образца судят по величине базы измерения умноженной на коэффициент пропорциональности.The method is implemented as follows. A sample of the reference fiber is examined by the standard method. Then, from this fiber, a flooring of a given mass is prepared by combing on a Shirley installation or a serial carding machine. A specified number of samples of the established mass and configuration is isolated from the weave, laying samples on top of each other, creating a package of a given configuration, size and mass. A test sample is prepared using the same technique. By selecting the distance between summer residents, in the absence of a sample, an antinode or a node of a standing acoustic wave is achieved. The reference packet is placed between the emitting and receiving sensors of acoustic vibrations by the plane of the packet normal to the direction of propagation of the vibrations and, changing the measuring base, they achieve an antinode or a node of a standing acoustic wave. Then, according to the ratio of the bases with the reference sample and without the sample, the proportionality coefficient is determined, after which, placing the test sample between the sensors and changing the base, they achieve the antinode or acoustic vibration unit at the receiving sensor, and the fiber parameters of the test sample are judged by the value of the measurement base multiplied by the coefficient proportionality.

Claims

The method of laboratory control of the parameters of the fibers in the mass, which consists in the fact that many fibers are combed, a predetermined number of samples of a set mass and configuration are isolated from a comb, laying samples on top of each other, a packet of a given configuration, size and mass is created, the packet is placed between the emitting and receiving sensors acoustic vibrations by the plane of the packet is normal to the direction of propagation of the vibrations, and the parameters of the fibers are judged by the magnitude of the transmitted acoustic signal, characterized in that, first Initially change the measuring base between the sensors, achieving an antinode or a node of a standing acoustic wave at the receiving sensor in the absence of a sample between them, then place a reference packet of fibers between the sensors, the parameters of which were determined previously by standard methods, changing the measuring base, achieve an antinode or node of a standing acoustic wave by the receiving sensor, in relation to the bases with the reference sample and without the sample, determine the proportionality coefficient, after which, placing the test sample between the sensors and changing the base, finishing Antinodes or unit of acoustic vibrations at the receiving sensor are given, and the fiber parameters of the test sample are judged by the value of the measurement base multiplied by the proportionality coefficient.