SU1758531A1

SU1758531A1 - Method of determining orientation of fibers in materials

Info

Publication number: SU1758531A1
Application number: SU904879170A
Authority: SU
Inventors: Михаил Васильевич Курнаев; Виталий Михайлович Поляков; Юрий Григорьевич Тищенко
Original assignee: Институт Радиотехники И Электроники Ан Ссср
Priority date: 1990-11-02
Filing date: 1990-11-02
Publication date: 1992-08-30

Abstract

Изобретение относитс к технике изготовлени лентопрот жных материалов, а именно к методам определени направленности волокон в хлопковых лентах. Цель изобретени - определение ориентации волокон в непрерывных хлопковых лентах и повышение точности за счет учета влажности . Дл определени степени ориентации волокон хлопковую ленту прот гивают через СВЧ-резонатор и измер ют зависимость частоты минимума амплитудно-частотной характеристики резонатора от влажности хлопка, измер ют зависимость коэффициента отражени электромагнитных волн от прот гиваемых через резистор хлопковых лент с заданными значени ми влажности от ориентации волокон в них и стро т калибровочные графики. Затем прот гивают через резонатор исследуемую хлопковую ленту, измер ют частоту минимума амплитудно- частотной характеристики резонатора и коэффициент отражени электромагнитных волн, по первому калибровочному графику определ ют влажность ленты, а по второму - ориентацию волокон в ней. 2 ил. (Л СThe invention relates to a technique for the manufacture of tape materials, namely methods for determining the directionality of fibers in cotton tapes. The purpose of the invention is to determine the orientation of the fibers in continuous cotton ribbons and to increase accuracy by taking moisture into account. To determine the degree of orientation of the fibers, the cotton ribbon is pulled through the microwave resonator and the frequency dependence of the minimum amplitude-frequency characteristic of the resonator on cotton moisture is measured, the dependence of the reflection coefficient of electromagnetic waves on the cotton ribbons with given humidity values measured on the orientation of the fibers is measured calibration charts are constructed in them. Then, the cotton band under study is pulled through the resonator, the frequency of the minimum amplitude-frequency characteristic of the resonator and the reflection coefficient of electromagnetic waves are measured, the humidity of the tape is determined by the first calibration curve, and the orientation of the fibers in it is measured by the second. 2 Il. (Ls

Description

Изобретение относитс к технике производства (изготовлени ) лентопрот жных материалов, более конкретно, к методам определени направленности волокон в хлопковых лептах.The invention relates to a technique for the production (manufacture) of tape materials, more specifically, to methods for determining the directionality of fibers in cotton mites.

Известен радиоволновой метод определени ориентации волокон в бумаге и лесоматериалах , однако он непригоден дл определени ориентации волокон в непрерывных хлопковых лентах.A radio wave method is known for determining the orientation of fibers in paper and timber, but it is unsuitable for determining the orientation of fibers in continuous cotton ribbons.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату вл етс способ определени ориентации волокон в материалах в виде листов и полотна, который включает помещение исследуемого материала в резонатор и зондирование его электромагнитными волнами СВЧ-диапазона . Недостатками данного способа вл ютс невозможность определени ориентации волокон в непрерывных хлопковых лентах в технологических лини х пр дильно-ткацко- ю производства, а также невысока точность определени из-за отсутстви контрол влажности исследуемых материалов,The closest in technical essence and the achieved result is a method for determining the orientation of fibers in materials in the form of sheets and cloth, which involves placing the material under study into a resonator and probing it with electromagnetic waves in the microwave range. The disadvantages of this method are the impossibility of determining the orientation of the fibers in continuous cotton ribbons in the production lines of the weaving and weaving industry, as well as the low accuracy of determination due to the lack of moisture control of the studied materials

Цель изобретени - определение ориентации волокон в непрерывных хлопковых лентах при одновременном повышении точности за счет учета влажности материала.The purpose of the invention is to determine the orientation of the fibers in continuous cotton ribbons while improving the accuracy by taking into account the moisture content of the material.

Поставленна цель достигаетс тем, что в способе определени ориентации волокон в материалах, заключающемс в размещении материала в резонаторе, зондировании его электромагнитными волнами СВЧ-диа- пазона и измерении параметров резонатоThe goal is achieved by the fact that in the method of determining the orientation of fibers in materials, which consists in placing the material in the resonator, probing it with electromagnetic waves in the microwave range and measuring the parameters of the resonator.

елate

со елcoke

СА)SA)

«д“D

pa, Б качестве измер емого параметра выбирают частоту минимума амплитудно-частотной характеристики резонатора, по которой с помощью градуировочных зависимостей определ ют влажность прот ги- еаемой через резонатор хлопковой ленты, измер ют коэффициент отражени электромагнитных волн и затем с помощью градуи- ровочных зависимостей по величине влажности и коэффициенту отражени оп- редел ют ориентацию волокон в хлопковой ленте.pa, B as the measured parameter, choose the frequency of the minimum amplitude-frequency characteristic of the resonator, which is used to determine the moisture content of the cotton ribbon through the resonator using calibration curves, measure the reflection coefficient of electromagnetic waves, and then use calibration curves to determine the magnitude the humidity and the reflection coefficient determine the orientation of the fibers in the cotton ribbon.

Использование измерени зависимости частоты минимума fmln амплитудно-частотной характеристики резонатора с хлопковой лентой, прот гиваемой через резонатор , от ее влажности W, а также измерени зависимости коэффициента отражени R электромагнитных волн СВЧ- диапазона от хлопковых лент с различным значением влажности W от ориентации N волокон в этих лентах, и построени калибровочных графиков, позвол ет получить при реализации способа по первому калибровочному графику влажность W прот гивав- мой через резонатор исследуемой хлопковой ленты, а по второму калибровочному графику - ориентацию волокон в исследуемой хлопковой ленте.The use of measurement of the dependence of the minimum frequency fmln of the amplitude-frequency characteristic of a cotton tape resonator through a resonator on its humidity W, as well as measuring the dependence of the reflection coefficient R of microwave electromagnetic waves on cotton tapes with different humidity values W on the orientation of N fibers in These tapes, and the construction of calibration graphs, makes it possible to obtain, when implementing the method according to the first calibration graph, the humidity W through the resonator of the cotton wool under investigation nty, and according to the second calibration schedule - the orientation of the fibers in the cotton belt under study.

Это обусловлено тем, что, как показали проведенные экспериментальные исследовани , частота минимума амплитудно-частотной характеристики резонатора с хлопковой лентой, прот гиваемой через резонатор , практически не зависит от ориен- тации волокон в этой ленте дл значений N: 0,5 N 0.8 (N 1 - волокна в хлопковой ленте направлены вдоль ленты, N 0 - волокна в ленте направлены перпендикул рно ), а измен ютс лишь при изменении влажности хлопковой ленты дл значений влажности W: 0 W 10%. Указанные значени N и W вл ютс характерными дл условий пр дильно-текстильного производства . Поэтому, построив по измеренным данным зависимость частоты минимума амплитудно-частотной характеристики резонатора с контрольной хлопковой лентой, прот гиваемой через резонатор, от ее влажности , можно определить по построенному калибровочному графику влажность исследуемой хлопковой ленты. Проведенные экспериментальные исследовани показали так же, что коэффициент отражени R электромагнитных волн диапазона СВЧ (с длиной волны от 1 до 30 см) от хлопковых лент измен етс при изменении ориентации волокон в хлопковой ленте (0,5 N 0,8) и изменении ее влажности (0 W :Ј 10%),This is due to the fact that, as shown by experimental studies, the frequency of the minimum of the amplitude-frequency characteristic of a resonator with cotton ribbon through a resonator is practically independent of the orientation of the fibers in this ribbon for values of N: 0.5 N 0.8 (N 1 - the fibers in the cotton ribbon are directed along the ribbon, N 0 - the fibers in the ribbon are directed perpendicularly), and change only when the moisture content of the cotton ribbon changes for moisture values W: 0 W 10%. The indicated values of N and W are characteristic of the spin-textile manufacturing conditions. Therefore, using the measured data, the dependence of the frequency of the minimum of the amplitude-frequency characteristic of a resonator with a control cotton tape, pulled through a resonator, on its humidity, can be determined from the constructed calibration graph of the humidity of the cotton band under study. Experimental studies have also shown that the reflection coefficient R of the electromagnetic waves of the microwave range (with a wavelength of 1 to 30 cm) from cotton ribbons changes when the orientation of the fibers in the cotton ribbon changes (0.5 N 0.8) and its humidity changes (0 W: Ј 10%),

причем растет при увеличении N и W. Поэтому , построив по измеренным данным зависимость коэффициента отражени электромагнитных волн диапазона СВЧ от прот гиваемых через резонатор контрольных хлопковых лент с различным значением влажности от ориентации волокон в этих лентах, можно определить по построенному калибровочному графику ориентацию волокон в исследуемой хлопковой ленте, прот гиваемой через резонатор, определив предварительно по первому калибровочному графику ее влажность и измерив коэффициент отражени от нее электромагнитных волн, Таким образом дл определени ориентации волокон в непрерывной хлопковой ленте ее прот гивают через резонатор, по первому калибровочному графику определ ют ее влажность, а по второму - ориентацию волокон в хлопковой ленте. При этом одновременно повышаетс точность определени ориентации волокон за счет контрол влажности материала.moreover, it grows with increasing N and W. Therefore, by constructing the measured data of the dependence of the reflection coefficient of electromagnetic waves in the microwave range on the control cotton ribbons with different humidity values across the resonator and the fiber orientation in these ribbons, one can determine the orientation of the fibers in the constructed calibration curve the cotton tape through the resonator, having previously determined its humidity according to the first calibration curve and measuring the electroma reflectivity from it netic waves, thus to determine the orientation of the fibers in the continuous cotton tape it is drawn through the cavity, the first calibration graph determined by its moisture, and the second - the orientation of fibers in the cotton belt. This simultaneously improves the accuracy of determining the orientation of the fibers by controlling the moisture content of the material.

Сущность изобретени по сн етс чертежами . На фиг. 1 изображена измеренна зависимость частоты минимума fmin амплитудно-частотной характеристики резонатора с хлопковой лентой, прот гиваемой через резонатор, от ее влажности W, на которой введены следующие обозначени :. соответствует результатам измерени с хлопковой лентой при N 0,65, N 0,5,х - N 0,8. На фиг. 2 изображена измеренна зависимость коэффициента отражени R электромагнитных волн диапазона СВЧ от хлопковых лент с различным значением влажности W, прот гиваемых через резонатор , от ориентации волокон N в этих лентах.The invention is illustrated in the drawings. FIG. Figure 1 shows the measured frequency dependence of the minimum fmin of the amplitude-frequency characteristic of a resonator with a cotton band through a resonator, on its humidity W, on which the following designations are introduced:. corresponds to the measurement results with a cotton ribbon with N 0.65, N 0.5, x - N 0.8. FIG. Figure 2 shows the measured dependence of the reflection coefficient R of the electromagnetic waves of the microwave range on cotton ribbons with different values of humidity W drawn through the resonator on the orientation of the N fibers in these ribbons.

Пример. Через резонатор, настроенный на возбуждение СВЧ колебаний с длиной волны около 3 см, прот гивалась хлопкова лента. По цифровому табло блока индикаторного, на экране электроннолучевой трубки которого фиксировалась амплитудно-частотна характеристика резонатора с хлопковой лентой, включенного в измерительную цепь измерител КСВН типа Р2-102, проводилс отсчет частоты минимума амплитудно-частотной характеристики резонатора с хлопковой лентой fmln 9,180 ГГц. По первому калибровочному графику была определена влажность хлопковой ленты W 4%. Одновременно с отсчетом fmin проводилась фиксаци значени сигнала, пропорционального коэффициенту отражени электромагнитных волн, R 0,4. По второму калибровочному графику с учетом определенной по первому калибровочному графику влажности былаExample. A cotton ribbon was pulled through a resonator tuned to excite microwave oscillations with a wavelength of about 3 cm. On the digital display panel of the indicator block, on the screen of the cathode-ray tube of which the amplitude-frequency characteristic of the resonator with cotton band was recorded, included in the measuring circuit of the KSVN meter of type P2-102, the frequency of the minimum of the amplitude-frequency characteristic of the resonator with the cotton band fmln 9.180 GHz was read. According to the first calibration schedule, the moisture content of the cotton belt W 4% was determined. Simultaneously with the reading fmin, the value of the signal proportional to the reflection coefficient of electromagnetic waves, R 0.4, was fixed. According to the second calibration schedule, taking into account the humidity determined by the first calibration schedule

определена ориентаци волокон в исследуемой хлопковой ленте N 0,75.The orientation of the fibers in the studied cotton ribbon N 0.75 was determined.

Таким образом, по сравнению с прототипом использование данного изобретени дает возможность определ ть ориентацию волокон в непрерывных хлопковых лентах при одновременном повышении точности определени за счет контрол влажности хлопка, что может быть применено в технологических лини х пр дильно-ткацкого производства .Thus, in comparison with the prototype, the use of this invention makes it possible to determine the orientation of the fibers in continuous cotton tapes while at the same time improving the accuracy of determination by controlling the moisture content of the cotton, which can be used in spinning-weaving production lines.

Claims

The invention of the method of determining the orientation of the fibers in materials, which consists in placing the material in the resonator and probing it with electromagnetic waves.

0

five

Microwave, measuring the parameters of the resonator and determining the orientation of the fibers, characterized in that, in order to determine the orientation of the fibers in continuous cotton ribbons and to increase the accuracy by taking into account the humidity, the frequency of the minimum amplitude-frequency characteristic of the resonator, according to which moisture is determined by means of calibration dependences, the reflection coefficient is measured, and the orientation of the fibers is determined by the magnitude of moisture and the reflection coefficient using grad tripping dependencies.

9,190 „

9J80.

TO

V

W

0.2

Ofi0.5 0.60.7 0.8

2

6% 4%

ABOUT