Способ определения неровноты смешивания компонентов в многокомпонентном волокнистом продукте

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕРАВНОТЫ СМЕШИВАНИЯ КОМПОНЕНТОВ В МНОГОКОМПОНЕНТНОМ ВОЛОКНИСТОМ ПРОДУКТЕ(71) Заявитель Учреждение образования Витебский государственный технологический университет(72) Авторы Рыклин Дмитрий Борисович Авсеев Александр Евгеньевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Витебский государственный технологический университет(57) Способ определения неравноты смешивания компонентов в многокомпонентном волокнистом продукте, в котором образец исследуемого продукта заданной длины перемещают между обкладками предварительно откалиброванного основного емкостного датчика, выполненного в виде конденсатора с известной исходной емкостью 0, внутри которого создают электромагнитное поле с частотой не менее 5 МГц, и многократно измеряют текущее значение Сосн емкости этого конденсатора путем оцифровки снятого с него сигнала в процессе перемещения образца, а также перемещают указанный образец между обкладками дополнительного емкостного датчика, выполненного в виде такого же конденсатора,внутри которого создают электромагнитное поле с частотой не более 10 КГц, и многократно измеряют текущее значение Сдоп емкости этого конденсатора путем оцифровки снятого с него сигнала в процессе перемещения образца, для каждой пары текущих значений Сосн и Сдоп, соответствующих одному и тому же положению образца в обоих датчиках, вычисляют величину промежуточного показателяв соответствии с выражением 0,допосн 0 рассчитывают с учетом полученной совокупности значений указанного параметра его среднее значениеи квадратическую неравноту , выраженную в процентах, а затем определяют искомую неравноту смешивания Ссм в соответствии с выражением где- значение показателя , определенное заранее аналогичным образом для такого же образца эталонного волокнистого продукта, содержащего только -й компонент из полного числакомпонентов, присутствующих в исследуемом образце. Изобретение относится к области текстильного производства, в частности к способам оценки качества пряжи и полуфабрикатов прядильного производства, полученных из смеси неоднородных волокон. 17839 1 2013.12.30 Известен способ определения неравноты смешивания компонентов в многокомпонентной пряже 1, который предполагает рассмотрение специальным образом полученных изображений срезов пряжи с подсчетом количества волокон каждого из компонентов и дальнейшим определением показателей неравноты пряжи по составу. Способ проведения исследований заключается в следующем. Исследуемый полуфабрикат зажимают между пальцами левой руки. При этом волокна должны быть одинаково распрямлены и натянуты. Затем пучок волокон проклеивают коллодием, подсушивают и вырезают участок длиной 10-15 мм. Из корковой пробки вырезают четырехугольный столбик, надрезают его сверху и в полученную щель вставляют проклеенный коллодием вырезанный участок пучка волокон. Затем лезвием срезают тонкие слои пробки с расположенным в ней пучком волокон, осторожно перекладывают с лезвия на предметное стекло,накрывают покровным стеклом, просматривают под микроскопом и определяют количество волокон каждого компонента в сечении пряжи. Затем рассчитывается среднее массовое содержание волокон каждого компонента и неравнота по доле компонента в сечении пряжи. Квадратическая неравнота смешивания волокон в многокомпонентном продукте рассчитывается по формуле 2, где- квадратическая неравнота доли -того компонента, ,- количество компонентов в составе волокнистого продукта. Этот способ характеризуется высокой трудоемкостью и позволяет определять неравноту пряжи по составу только на коротких отрезках. В то же время применение данного метода для оценки качества смешивания на ранних этапах технологического процесса затруднено в связи со значительным количеством волокон в сечении полуфабрикатов прядильного производства. Также известен способ определения неравноты волокнистых продуктов по линейной плотности 3 с использованием датчика, который представляет собой конденсатор, между пластинами которого генерируется электромагнитное поле высокой частоты. Перед проведением испытания для определения влияния на его результаты характеристик окружающей среды осуществляется калибровка датчика без помещения в него волокнистого продукта. Согласно данному способу через заранее откалиброванный датчик проходит отрезок волокнистого продукта заданной длины. При изменении объема продукта между пластинами конденсатора происходит соответствующее изменение электрического сигнала, исходящего из датчика. При этом считается, что изменение электрического сигнала датчика пропорционально изменению массы продукта, проходящего между пластинами конденсатора. Благодаря высокой частоте электрического поля практически полностью исключаются погрешности оценки неравноты многокомпонентных волокнистых продуктов, связанные с неровномерностью смешивания волокон компонентов и различием их свойств. Получаемый аналоговый сигнал переводится в цифровой вид и анализируется компьютером прибора, в результате чего определяется комплекс параметров неравноты волокнистого продукта по линейной плотности. Недостатком данного способа является то, что он в силу присущих ему приемов осуществления может быть использован только для оценки неравноты волокнистых продуктов по линейной плотности, но не пригоден для определения неравноты продуктов по составу. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ определения неоднородности многокомпонентных текстильных материалов 4, предусматривающий отбор проб, укладывание каждой пробы в датчик-конденсатор и измерение емкости конденсатора, отличающийся тем, что после отбора проб определяют массу каждой пробы при кондиционной влажности, по результатам серии испытаний определяют квадратическую неравноту по изменению емкости конденсатора и квадратическую неравноту по массе пробы, а затем осуществляют расчет критериев качества смешивания по формулам 2 222 ,где С - квадратическая неравнота по изменению емкости конденсатора,- квадратическая неравнота по массе образца, . Существенными недостатками данного способа являются его высокая трудоемкость и необоснованность предлагаемых критериев для оценки качества смешивания разнородных компонентов. Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является создание способа определения неравноты продуктов прядения, позволяющего расширить комплекс исследуемых качественных показателей продуктов прядения за счет включения в него неравноты смешивания компонентов, то есть неравноты по составу продукта. Поставленная задача достигается тем, что при использовании существенных признаков, характеризующих известный способ определения неравноты смешивания компонентов в многокомпонентном волокнистом продукте, основанный на использовании емкостного датчика и включающий расчет критериев качества смешивания на основе результатов измерения емкости конденсатора, в соответствии с изобретением образец исследуемого продукта заданной длины перемещают между обкладками предварительного откалиб-рованного основного емкостного датчика, выполненного в виде конденсатора с известной исходной емкостью 0, внутри которого создают электромагнитное поле с частотой не менее 5 МГц, и многократно измеряют текущее значение С осн емкости этого конденсатора путем оцифровки снятого с него сигнала в процессе перемещения образца. Указанный образец также перемещают между обкладками дополнительного емкостного датчика, выполненного в виде такого же конденсатора, внутри которого создают электромагнитное поле с частотой не более 10 кГц и многократно измеряют текущее значениедоп емкости этого конденсатора путем оцифровки снятого с него сигнала в процессе перемещения образца. Для каждой пары текущих значений осн и Сдоп, соответствующих одному и тому же положению образца в обоих датчиках, вычисляют величину промежуточного показателяв соответствии с выражением 0 доп, осн 0 рассчитывают с учетом полученной совокупности значений указанного показателя его среднее значениеи квадратическую неравноту , выраженную в процентах, а затем определяют искомую неравноту смешивания см в соответствии с выражением где- значение показателя , определенное заранее аналогичным способом для того же образца эталонного волокнистого продукта, содержащей только -й компонент из полного числакомпонентов, присутствующих в исследуемом образце. Сопоставительный анализ показал, что предлагаемый способ отличается от прототипа сокращением количества ручных операций и использованием дополнительного емкостного датчика, что свидетельствует о наличии отличительных признаков заявляемого изобретения. В данном случае применение дополнительного датчика с меньшей рабочей частотой по сравнению с основным датчиком в сочетании с известными существенными признаками прототипа позволяет определять неравноту смешивания компонентов в многокомпонентном волокнистом продукте, что свидетельствует о достижении нового, более высокого технического результата и промышленной применимости изобретения. Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Для реализации способа применяются два датчика, представляющих собой одинаковые конденсаторы с известной исходной емкостью 0, между пластинами которых генесм( ) 17839 1 2013.12.30 рируется электромагнитное поле различной частоты. Значение емкости 0 определяется в процессе предварительной калибровки, которая осуществляется непосредственно перед проведением испытания. Предлагаемый способ основан на том, что повышение рабочей частоты конденсатора ведет к существенному снижению диэлектрической проницаемости текстильных волокон. Частота поля, создаваемого в основном датчике - не менее 5 МГц, в дополнительном датчике - не более 10 кГц. В процессе испытания образец, представляющий собой отрезок волокнистого продукта заданной длины, проходит последовательно через каждый из датчиков. При изменении объема образца между пластинами конденсаторов происходит соответствующее изменение электрических сигналов, исходящих из датчиков. При высокой рабочей частоте основного датчика изменение электрического сигнала осн пропорционально изменению массы образца, проходящего между пластинами конденсатора. Получаемый аналоговый сигнал переводится в цифровой вид и анализируется компьютером прибора, в результате чего определяется комплекс параметров неравноты волокнистого продукта по линейной плотности (квадратическая и линейная неравнота,градиент и спектр неравноты, диаграмма и гистрограмма масс отрезков и т.д.). Сигнал доп, исходящий из дополнительного датчика, используется для получения информации о неравноте испытываемого продукта по линейной плотности. Для определения неравноты смешивания компонентов используется промежуточный показатель, рассчитываемый по формуле 0.допосн 0 На основе множества текущих значений показателяопределяются его среднее значениеи квадратическую неравноту данного показателя , которые используются для расчета неравноты смешивания компонентов по следующей формуле 1 1 см( )2 ,где- значение показателя , определенное заранее для волокнистого продукта, содержащего только -й компонент. Данный способ позволяет существенно расширить комплекс показателей для оценки качества многокомпонентных волокнистых продуктов, включив в него неравноту смешивания компонентов. Применение данного способа позволяет осуществлять оперативную оценку эффективности процесса смешивания компонентов и их совместной переработки при производстве многокомпонентной пряжи и в случае возникновения дефектов полуфабрикатов или пряжи вносить изменение в ход технологического процесса, направленные на повышение качества выпускаемой продукции. Источники информации 1. Рашкован И.Г. Методы оценки распределения волокон по поперечным сечениям пряжи. - М. Легкая индустрия, 1970. - 199 с. 2. Севостьянов А.Г. Методы и средства исследования механико-технологических процессов текстильной промышленности Учебник для вузов. - М. Легкая индустрия, 1980. - 392 с. 3.5. - , 2007. 4. Заявка 20090622, 2010 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.