SU684072A1

SU684072A1 - Method of determining the anisotropy of mechanical strength of fibrous materials

Info

Publication number: SU684072A1
Application number: SU772538149A
Authority: SU
Inventors: Алексей Дмитриевич Касаткин
Original assignee: Рязанский Радиотехнический Институт
Priority date: 1977-10-26
Filing date: 1977-10-26
Publication date: 1979-09-05

Description

1one

Изобретение относитс к области контрол качества готовых листовых волокнистых материалов типа бумаги или картона и, в частности, позволит контролировать их механические свойства, например, анизотропию разрывной длины бумаги и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности .The invention relates to the field of quality control of finished sheet fibrous materials such as paper or cardboard and, in particular, will allow to control their mechanical properties, for example, the anisotropy of the breaking length of paper and can be used in the pulp and paper industry.

Известен способ определени анизотропии механической прочности волокнистых материалов бумаги преимущественно путе.м воздействи на образец пол ризованным СЕЧ излучением, направленным нормально к поверхности образца и вычислени анизотропии по изменению параметров СВЧ волн, прошедших сквозь образецш.The known method for determining the anisotropy of the mechanical strength of the fibrous materials of paper is mainly by affecting the sample with polarized SEC radiation directed normally to the surface of the sample and calculating the anisotropy by changing the parameters of the microwave waves transmitted through the sample.

Указанный способ имеет низкую точность измерений из-за наличи «фона отраженных , переотраженных и дифракционных золн а также депол ризации волн в исследуемом материала.This method has a low measurement accuracy due to the presence of the “background of reflected, re-reflected and diffraction grains, as well as the depolarization of waves in the material under study.

Целью изобретени вл етс повышение точности определени анизотропии механической прочности и обеспечение непрерывного неразрушаюшего контрол светонепроницаемых волокнистых материалов.The aim of the invention is to improve the accuracy of determining the anisotropy of mechanical strength and ensure continuous non-destructive testing of opaque fiber materials.

Поставленна цель достигаетс тем, что на образец воздействуют круго-пол ризованными волнами СВЧ, измер ют коэффициент пол ризации и угол ориентации эллипса пол ризованных волн, прошедших сквозь образец, а анизотропию материала вычисл ют по измеренным значени м коэффициента пол ризации и угла ориентации эллипса.The goal is achieved by the effect of circularly polarized microwave waves on the sample, the polarization coefficient and orientation angle of the ellipse of polarized waves passing through the sample are measured, and the material anisotropy is calculated from the measured values of the polarization coefficient and ellipse orientation angle.

Сущность способа состоит в том, что у прошедшей через образец волны большую и малую оси эллипса пол ризации, а также его ориентацию измер ют, враша линейно пол ризованную антенну вокруг оси, совпадающей с направлением распространени волн, и по результатам измерений определ ют анизотропию разрывной длины. Св зь The essence of the method is that the polarization of the wave passing through the sample has a large and a small axis of polarization ellipse, as well as its orientation, measuring a linearly polarized antenna around the axis coinciding with the direction of wave propagation, and measuring the anisotropy of breaking length . Connection

5 анизотропии с параметрами прошедшей волны можно по снить следующим образом.The 5 anisotropies with the parameters of the transmitted wave can be interpreted as follows.

Известно, что волну круговой пол ризации , излучаемую источником (передатчиком) It is known that a circular polarization wave emitted by a source (transmitter)

0 можно представить в виде двух линейно пол ризованных волн одинаковой частоты, (фиг. 1, пунктир), амплитуды которых равны (Ео1 Ёог), плоскости пол ризации взаимно перпендикул рны, а фазы сдвинуты на ± -jr, т. е. ЕХ EOI cos(a) t - ;S,z) Ey Eorcos(w t - ± -f) где ;в, коэффициенты фазы. Знак перед определ ет направление вращени вектора Е круто пол ризованной волны . Если на пути распространени рассматриваемой (круго пол ризованной) волны излучател установить (перпендикул рно направлению распространени ) контролируемый листовой материал толщины d, то услови распространени волн Е и Е (вследствие анизотропии материала) будут различными . В результате на выходе образца окажетс , что ЕО, EOJ., Дё ;9id, т. е. вместо круговой буде.т иметь место эллиптическа пол ризаци (фиг. 1), причем Eo, tuAt- . EOI ««-t-tg- «f ь -С1-эе1) ««ч-tg. коэффициент пол ризации (отгдеэе | . -но1иение малой и большой осей эллипса); Ду J3id-(;92d± ) - разность фаз составл ющих пол . Таким образом, отнощение амплитуд и разность фаз составл ющих волн в двух взаимно-перпендикул рных (характерных) направлени х (одна волна совпадает с направлением волокон, а друга перпендикул рна им) полностью характеризуют анизотропию механической прочности волокнистых материалов. На фиг. 2 изображена схема устройства, использующего рассматриваемый способ, где 1 - генератор модулированных СВЧколебаний ,- 2 - передающа антенна, излучающа поле круговой пол ризации, 3 - контролируемый материал, 4 - приемна антенна линейной пол ризации; 5 - вращающеес сочленение с углоотсчетным устройством , 6 - детектор, 7 - индикатор.0 can be represented as two linearly polarized waves of the same frequency (Fig. 1, dotted line), whose amplitudes are equal (Ео1 ЕЁg), the polarization planes are mutually perpendicular, and the phases are shifted by ± -jr, i.e. EX EOI cos (a) t -; S, z) Ey Eorcos (wt - ± -f) where; in, the phase coefficients. The sign in front determines the direction of rotation of vector E of a sharply polarized wave. If, in the propagation path of the considered (circularly polarized) radiator wave, we establish (perpendicular to the propagation direction) controlled sheet material of thickness d, then the propagation conditions of the E and E waves (due to material anisotropy) will be different. As a result, the output of the sample will be that EO, EOJ, De; 9id, i.e. instead of circular, there will be elliptical polarization (Fig. 1), with Eo, tuAt-. EOI "" -t-tg- "f '-C1-eE1)" "h-tg. the coefficient of polarization (from | | - the lapse of the small and large axes of the ellipse); Doo J3id - (; 92d ±) is the phase difference of the components of the field. Thus, the amplitude ratio and the phase difference between the component waves in two mutually perpendicular (characteristic) directions (one wave coincides with the direction of the fibers, and the other is perpendicular to them) completely characterize the anisotropy of the mechanical strength of the fibrous materials. FIG. 2 shows a diagram of a device using the method in question, where 1 is a generator of modulated microwave oscillations, 2 is a transmitting antenna emitting a field of circular polarization, 3 is a controlled material, 4 is a receiving antenna of linear polarization; 5 - rotating articulation with angular contact device, 6 - detector, 7 - indicator.

Claims

. The device works as follows. Rotating the linearly polarized receiving antenna 4 around the axis removes the polarized characteristics (polarization ellipse) without a sample and with the sample. Then, by the parameters x and p of the polarization ellipse, the ratio of the amplitudes and the phase difference of the constituent waves is determined by formulas (2), which unambiguously characterize the anisotropy of the mechanical strength of the fibrous material. The banning can be used to develop automatic devices for the continuous non-destructive control of the mechanical properties of fibrous materials. The use of this method will improve the accuracy and speed measurements. Claims The method of determining the anisotropy of the mechanical strength of fibrous materials, mainly paper, by acting on a sample by polarized SECH radiation, directed normally to the sample surface and calculating the anisotropy by changing the parameters of the microwave waves, passing through the sample, characterized in that, , the sample is affected by circularly polarized microwave waves, the polarization coefficient and the orientation angle of the polarized ellipse are measured. brazets, and anisotropy of the material is calculated from the measured values of coefficient m polarization angle and orientation of the ellipse. Sources of information taken into account in the examination 1. Copyright certificate № 507684, cl. D 21 F 1/64, 1976.

2