RU2501005C1

RU2501005C1 - Method for laboratory control of medium parameters of fibres in fibre mass

Info

Publication number: RU2501005C1
Application number: RU2012130749/28A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Федорович Костюков
Original assignee: Анатолий Федорович Костюков
Priority date: 2012-07-17
Filing date: 2012-07-17
Publication date: 2013-12-10

Abstract

FIELD: measurement equipment.

SUBSTANCE: three packets of fibre web are prepared; two packets of fibre assumed as a reference, and one - controlled fibre, besides, one packet of the reference fibre shall have the number of layers, providing for maximum, and the second one - providing for minimum variation of an acoustic signal in the control range, from the packets of reference and controlled fibre they cut the necessary quantity of samples of the specified size and configuration, all produced samples are maintained during the required time under identical climatic conditions, laid into a cassette with two cells, the first of which serves for laying of the reference sample, and the second one, having acoustically transparent cover liners of the air capacitor, for laying of the controlled sample, a reference sample with maximum number of layers is laid into the first cell, into the second one they lay the reference sample with minimum number of layers, the first and second cells are scanned in series, the range of acoustic signal control is calibrated, then the reference fibre from the second cell is replaced for the controlled one, scanned, according to the readings of impedance and available characteristic of impedance of the air capacitor from weight, the produced acoustic signal is normalised by weight to the normative one, and the result is found as the ratio of signals via the maximum reference sample to the signal via the control sample.

EFFECT: higher accuracy, objectivity and efficiency of control under laboratory conditions.

3 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 динамометрический способ, по которому отбирают пробу волокон, прочесывают ее, пересчитывают количество волокон в пробе, формируют волокна в штапелек, разрывают штапелек на динамометрической машине, а о средней разрывной прочности волокон судят по отношению разрывной нагрузки к количеству волокон в штапельке (ГОСТ 3274.1-72).There is a known dynamometric method by which a fiber sample is taken, combed, the number of fibers in the sample is counted, the fibers are formed into a staple, the staple is torn on a dynamometer, and the average tensile strength of the fibers is judged by the ratio of the breaking load to the number of fibers in the staple (GOST 3274.1- 72).

Способ длителен, кропотлив и принципиально не может быть применен к оценке свойств волокон больших объемов, а так же к оперативному контролю в процессе технологической переработки больших масс волокон.The method is long, painstaking and fundamentally can not be applied to the assessment of the properties of fibers of large volumes, as well as to operational control in the process of processing large masses of fibers.

Известен способ определения зрелости хлопковых волокон (А.с. СССР №792127), по которому множество волокон прочесывют, 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.A known method for determining the maturity of cotton fibers (AS USSR No. 792127), in which many fibers are combed, a predetermined number of samples of a set weight and configuration are isolated from the fabric, laying samples on top of each other, creating a packet of a given configuration, size and weight, the bag is placed between the emitting and receiving sensors of acoustic vibrations, the plane of the packet is normal to the direction of propagation of the vibrations, and the fiber parameters are judged by the magnitude of the transmitted acoustic signal.

Способ не обеспечивает коррекции величины сигнала, прошедшего через образец, при изменении окружающих условий. Кроме того, при электрической нестабильности усиления принятого сигнала неизбежны искажения, снижающие точность контроля.The method does not provide correction of the magnitude of the signal passing through the sample when changing environmental conditions. In addition, with electrical instability of amplification of the received signal, distortions are inevitable, which reduce the accuracy of the control.

Наиболее близким по своей сущности является способ определения параметров волокон (Патент РФ №2418297), по которому пакет прочеса волоконной массы помещают между акустически прозрачными, например сетчатыми, обкладками воздушного конденсатора, строят зависимости импеданса конденсатора от веса пакета между обкладками конденсатора и значения акустического сигнала от количества волокон в направлении прозвучивания, находят для контролируемого волокна значение акустического сигнала, определяют импеданс конденсатора с испытуемым волокном, по ним находят количество волокон в образце, вес образца и вычисляют требуемый параметр.The closest in essence is the method of determining the parameters of the fibers (RF Patent No. 2418297), according to which the fiber mass comb package is placed between acoustically transparent, for example mesh, plates of an air condenser, the dependences of the capacitor impedance on the packet weight between the capacitor plates and the value of the acoustic signal from the number of fibers in the direction of sounding, find the value of the acoustic signal for the controlled fiber, determine the impedance of the capacitor with the test fiber, they find the number of fibers in the sample, the weight of the sample and calculate the required parameter.

Способ не обеспечивает необходимую точность контроля, вследствие того, что волоконные массы обладают повышенной тепло-влажностной инерционностью и потому, полученные ранее зависимости, могут не отражать новые условия контроля.The method does not provide the necessary accuracy of control, due to the fact that the fiber masses have increased heat-moisture inertia and therefore, the previously obtained dependencies may not reflect the new control conditions.

Технической сущностью изобретения является повышение точности, объективности и оперативности контроля в лабораторных условиях.The technical essence of the invention is to increase the accuracy, objectivity and efficiency of control in the laboratory.

Техническая сущность достигается тем, что в способе лабораторного контроля средних параметров волокон в волоконной массе по которому пакет прочеса волоконной массы помещают между акустически прозрачными, например сетчатыми, обкладками воздушного конденсатора, строят зависимости импеданса конденсатора от веса пакета между обкладками конденсатора и значения акустического сигнала от количества волокон в направлении прозвучивания, находят для контролируемого волокна значение акустического сигнала, определяют импеданс конденсатора с испытуемым волокном, по ним находят количество волокон в направлении прозвучивания, вес образца и вычисляют требуемый параметр, подготавливают три пакета прочеса волокна: два пакета волокна, принятого за эталон, и один - контролируемого волокна, причем, один пакет из эталонного волокна должен иметь количество слоев, обеспечивающий максимальное, а второй - обеспечивающий минимальное изменение акустического сигнала в диапазоне контроля, из пакетов эталонного и контролируемого волокна вырезают требуемое количество образцов заданного размера и конфигурации, все полученные образцы выдерживают необходимое время в одинаковых климатических условиях, закладывают в кассету с двумя ячейками, первая из которых служит для закладки эталонного образца, а вторая, имеющая акустически прозрачные крышки-обкладки воздушного конденсатора, для закладки контролируемого образца, закладывают в первую ячейку эталонный образец с максимальным количеством слоев, во вторую закладывают эталонный образец с минимальным количеством слоев, прозвучивают последовательно первую и вторую ячейки, калибруют диапазон контроля акустического сигнала, затем эталонное волокно из второй ячеки заменяют на контролируемое, прозвучивают, по показаниям импеданса и известной характеристике импеданса воздушного конденсатора от веса, полученный акустический сигнал нормируют по весу до нормативного, а результат находят как отношение сигналов через максимальный эталонный образец к сигналу через контрольный образец.The technical essence is achieved by the fact that in the method of laboratory control of the average parameters of the fibers in the pulp according to which the packet of the fiber mass is placed between acoustically transparent, for example mesh, plates of the air condenser, the dependences of the capacitor impedance on the weight of the packet between the plates of the capacitor and the value of the acoustic signal on the number of fibers in the direction of sounding, find the value of the acoustic signal for the controlled fiber, determine the impedance of the capacitor with with the test fiber, they are used to find the number of fibers in the direction of sounding, the weight of the sample and the required parameter is calculated, three packets of fiber are prepared: two packets of fiber, taken as the standard, and one - of the controlled fiber, and one packet of the reference fiber must have the number of layers providing the maximum, and the second - providing the minimum change in the acoustic signal in the control range, from the packets of the reference and controlled fiber cut the required number of samples for a given time Measure and configuration, all samples obtained can withstand the necessary time in the same climatic conditions, put into a cassette with two cells, the first of which serves to bookmark the reference sample, and the second, which has acoustically transparent covers, covers of the air condenser, to bookmark the controlled sample, put in the first cell is the reference sample with the maximum number of layers, the second cell is laid the reference sample with the minimum number of layers, the first and second cells are played sequentially, as the control range of the acoustic signal is tested, then the reference fiber from the second cell is replaced by the controlled one, sound according to the impedance readings and the known characteristic of the air condenser impedance versus weight, the received acoustic signal is normalized by weight to the standard one, and the result is found as the ratio of signals through the maximum reference sample to signal through a control sample.

Способ реализуется следующим устройством.The method is implemented by the following device.

На фиг.1 - Ультразвуковая камера.Figure 1 - Ultrasonic camera.

На фиг.2 - Кассета.Figure 2 - Cassette.

На фиг.3 - Прижимная рамка.Figure 3 - Clamping frame.

Устройство содержит излучающий датчик 1 ультразвука, принимающий датчик 2 ультразвука, корпус ультразвуковой камеры 3, кольца 4, фиксирующие датчики, корпус кассеты 5, рамка 6, фиксирующую объем образца, акустически прозрачную обкладку 7 конденсатора, первую ячейку 8, вторую ячейку 9, прижимную рамку 10.The device contains an emitting ultrasound transducer 1, an ultrasound transducer 2, an ultrasonic chamber body 3, rings 4, fixing sensors, a cartridge case 5, a frame 6, a specimen fixing volume, an acoustically transparent capacitor plate 7, a first cell 8, a second cell 9, a pressure frame 10.

Для реализации способа волоконную массу прочесывают, с выходом на барабан, многослойный навой разрезают поперечно направлению прочеса, получая прямоугольный пакет прочеса. Таким образом подготавливают несколько пакетов с различным количеством слоев прочеса. Последовательно помещают пакеты между акустически прозрачными обкладками воздушного конденсатора. Прозвучивают пакеты волокна. Строят зависимость импеданса воздушного конденсатора от веса прочесанных волокон между обкладкам конденсатора и зависимость величины акустического сигнала, прошедшего через пакеты, от количества волокон в образце. Тогда, при отклонении веса контролируемого образца между обкладками конденсатора от нормативного, акустический сигнал, пришедший на приемный датчик, корректируется с приведением к нормативному весу. Для нейтрализации влияния температуры, относительной влажности и барометрического давления окружающей среды на результаты контроля используются относительные единицы. Для этого, подготавливаются три пакета прочеса волокна: два пакета волокна, принятого за эталон, и один - контролируемого волокна. Причем, один пакет из эталонного волокна должен иметь количество слоев, обеспечивающий максимальное, а второй - обеспечивающий минимальное изменение акустического сигнала в диапазоне контроля. Из пакетов эталонного и контролируемого волокна вырезают требуемое количество образцов заданного размера и конфигурации. Все полученные образцы выдерживают необходимое время в одинаковых климатических условиях. После чего, образцы закладывают в кассету с двумя ячейками первой 8 и второй 9 (Фиг.1), первая из которых служит для закладки эталонного образца, а вторая, имеющая акустически прозрачные крышки-обкладки воздушного конденсатора, для закладки контролируемого образца. Для калибровки акустического диапазона контроля в первую ячейку закладывают эталонный образец с максимальным количеством слоев навоя, а во вторую закладывают эталонный образец с минимальным количеством слоев навоя. Прозвучивают последовательно первую и вторую ячейки, калибруют диапазон контроля акустического сигнала. Затем, эталонное волокно из второй ячейки заменяют на контролируемое и повторяют процесс. По показаниям импеданса и известной характеристике импеданса воздушного конденсатора от веса, полученный акустический сигнал корректируют по весу контрольного образца до нормативного, а результат находят как отношение сигналов через эталонный максимальный образец к сигналу через контрольный образец.To implement the method, the fiber mass is combed, with access to the drum, a multilayer bulk is cut transversely to the direction of weaving, receiving a rectangular package of webs. In this way, several bags with a different number of carding layers are prepared. Sequentially place the packages between the acoustically transparent plates of the air condenser. Sound packets of fiber. The dependence of the impedance of the air condenser on the weight of the combed fibers between the capacitor plates and the dependence of the magnitude of the acoustic signal transmitted through the packets on the number of fibers in the sample are built. Then, when the weight of the controlled sample between the plates of the capacitor deviates from the standard, the acoustic signal that arrives at the receiving sensor is corrected with reference to the standard weight. Relative units are used to neutralize the effects of temperature, relative humidity and barometric pressure on the environment. For this, three packets of fiber comb are prepared: two packets of fiber, taken as a standard, and one packet of controlled fiber. Moreover, one packet of the reference fiber should have the number of layers that provides the maximum, and the second - providing the minimum change in the acoustic signal in the control range. From the packets of the reference and controlled fiber, the required number of samples of a given size and configuration is cut out. All samples obtained withstand the necessary time in the same climatic conditions. After that, the samples are placed in a cassette with two cells of the first 8 and second 9 (Figure 1), the first of which serves to bookmark the reference sample, and the second, which has acoustically transparent covers, covers of the air condenser, to bookmark the controlled sample. To calibrate the acoustic control range, a reference sample with a maximum number of navoi layers is laid in the first cell, and a reference sample with a minimum number of Navoi layers is laid in the second cell. The first and second cells are played sequentially, the control range of the acoustic signal is calibrated. Then, the reference fiber from the second cell is replaced with a controlled one and the process is repeated. According to the impedance readings and the known characteristic of the air condenser impedance by weight, the resulting acoustic signal is adjusted according to the weight of the control sample to the standard one, and the result is found as the ratio of signals through the maximum reference sample to the signal through the control sample.

Практически единовременный контроль эталонного и контролируемого образцов одной и той же системой акустических колебаний «излучающий датчик 1 - принимающий датчик 2», выдержка образцов в одинаковых климатических условиях, приведение акустического сигнала, прошедшего через контролируемый образец, с помощью емкостной характеристики, к нормативному по весу, замена абсолютных значений акустического сигнала на относительное значение, позволяют устранить все основные дестабилизирующие факторы, влияющие на погрешность контроля, что дает возможность исключить субъективный фактор, автоматизировать процесс контроля и, за счет этого, повысить статистическую точность и достоверность результатов.Almost simultaneous control of the reference and controlled samples by the same system of acoustic oscillations “emitting sensor 1 - receiving sensor 2”, exposure of the samples in the same climatic conditions, reduction of the acoustic signal transmitted through the controlled sample using the capacitive characteristic to the standard weight replacing the absolute values of the acoustic signal with a relative value allows eliminating all the main destabilizing factors affecting the control error, which gives the ability to exclude the subjective factor, automate the control process and, due to this, increase the statistical accuracy and reliability of the results.

Claims

A method of laboratory control of the average parameters of the fibers in the fiber mass, according to which the fiber weight comb pack is placed between acoustically transparent, for example mesh, plates of an air condenser, the dependences of the capacitor impedance on the packet weight between the plates of the capacitor and the value of the acoustic signal on the number of fibers in the sounding direction are found for the controlled fiber, the value of the acoustic signal, the impedance of the capacitor with the test fiber is determined; in the fibers in the direction of sounding, the weight of the sample and calculate the required parameter, characterized in that they prepare three packets of fiber fiber: two packets of fiber, taken as a standard, and one - controlled fiber, and one packet of a reference fiber should have the number of layers that provides the maximum and the second one provides the minimum change in the acoustic signal in the control range; from the packets of the reference and controlled fibers, the required number of samples of a given size and configuration is cut, the obtained samples withstand the necessary time in the same climatic conditions, put in a cassette with two cells, the first of which serves to bookmark the reference sample, and the second, which has acoustically transparent covers, covers of the air condenser, to lay the controlled sample, lay the reference sample in the first cell with with the maximum number of layers, in the second lay a reference sample with a minimum number of layers, the first and second cells are played sequentially, the control range is calibrated For an acoustic signal, then the reference fiber from the second cell is replaced by a controlled one, sound according to the impedance readings and the known characteristic of the air condenser impedance versus weight, the resulting acoustic signal is normalized by weight to the standard one, and the result is found as the ratio of signals through the maximum reference sample to the signal through control sample.