Спосіб визначення властивостей текстильних матеріалів

1. Спосіб визначення властивостей текстильних матеріалів, який полягає у тому, що волокнистий зразок закріплюють з попереднім навантаженням, реєструють ступінь паралелізації та розпрямленості волокон і оцінюють структуру текстильних матеріалів за формулою, який відрізняється тим, що реєстрацію ступеня паралелізації та розпрямленості волокон здійснюють двома резонаторами з різною чутливістю, яку попередньо визначають до встановлення між ними зразка текстильного матеріалу, визначають чутливість резонаторів під час контакту із зразком текстильного матеріалу та визначають зміни чутливостей кожного з резонаторів. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що попередньо визначають чутливості за резонансними частотами f01 першого та f02 другого резонаторів до контакту з зразком текстильного матеріалу, визначають резонансну частоту f11 першого та Корисна модель належить до текстильного матеріалознавства і призначена для визначення властивостей текстильних матеріалів (стрічки, рівниці, пряжі тощо). Відомий спосіб визначення властивостей текстильних матеріалів (оцінки розпрямленості волокон), який полягає у тому, що волокнистий зразок закріплюють з попереднім навантаженням для покращення його орієнтації і, в подальшому, оцінюють розпрямленість волокон. Зразок стрічки встановлюють за передніми та задніми кінчиками волокон з врахуванням напрямку виходу з машини. Один з кінців фіксують з зусиллям, яке зменшується від зовнішніх шарів до внутрішніх, вилу чають останні в напрямку осі зразка, після чого вимірюють зусилля вилучення залишених волокон, за яким оцінюють розпрямленість волокон [Патент РФ №2027992 МПК: G 01 N 33/34, 1995]. Дослідженню підлягають зразки чесаної або гребінної стрічок після стрічкових переходів. Цей спосіб є механічним. Він досить трудомісткий - на підготовку зразка, один вимір і розрахунок витрачається 10-15хв., та обмеженим для визначення оцінки розпрямленості волокон тільки в зразках чесаної або гребінної стрічок після стрічкових переходів. Відомий спосіб визначення властивостей текстильних матеріалів, який полягає у тому, що воло D Q1 / Q01 × Q1 . Df2 / Q02 × Q2 (13) (19) UA (11) hQ = 1 34897 а оцінюють структуру текстильних матеріалів h f за формулою: Df / f h f = 1 - 1 01 . Df2 / f02 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що попередньо визначають чутливості за добротностями Q 01 першого та Q02 другого резонаторів до контакту з зразком текстильного матеріалу, визначають добротність Q1 першого та Q 2 другого резонаторів під час контакту з зразком текстильного матеріалу та визначають зміну добротності першого DQ1 = Q01 - Q1 та др угого DQ2 = Q 02 - Q 2 резонаторів, а оцінюють структур у текстильних матеріалів hQ за формулою: U f12 другого резонаторів під час контакту з волокнистим зразком текстильного матеріалу та визначають зміну резонансної частоти першого Df1 f01 - f11 та другого Df2 = f02 - f12 резонаторів, = 3 34897 книстий зразок закріплюють з попереднім навантаженням, і в подальшому піддають розтягненню. Спосіб дозволяє визначити деформаційні властивості текстильних матеріалів при їх розтягненні з заданою частотою та амплітудою при постійній попередній деформації за допомогою тензорезисторів. Оцінюють деформаційні властивості текстильних матеріалів за величиною коефіцієнтів жорсткості та в'язкості матеріалу при багаторазовому розтягненні [патент РФ №2040792, МПК G01N33/34, 1995]. Відомий спосіб є також механічним. Він не дозволяє враховувати вплив структури текстильного матеріалу на його деформаційні властивості та є досить трудомістким. Відомий спосіб визначення властивостей текстильних матеріалів (оцінки кута орієнтації волокон), який полягає у тому, що волокнистий зразок розміщують з попереднім навантаженням між скельцями, закріпленими на предметному столику [Авторське свідоцтво СРСР №1302189, МПК G 01 N 33/34, 1987]. Закріплений таким чином зразок освітлюють і приймають віддзеркалений світловий потік фотоприймачем. Кут орієнтації волокон визначають за формулою a = arctgæ K1 ö ç K ÷ è 2ø де K1 та K 2 - число волокон відповідно, паралельному та перпендикулярному напрямках волокнистого матеріалу. Величина кута орієнтації фіксується індикатором. Цей спосіб є оптичним, але досить трудомістким, на один вимір і розрахунок витрачається 510хв., та обмеженим для плоских волокнистих продуктів (прочосу), а також забезпечення визначення кута орієнтації здійснюється тільки зовнішніх волокон, що не може характеризувати загальну (внутрішню та зовнішню) структуру та властивості текстильного матеріалу. Відомий також спосіб визначення властивостей текстильних матеріалів, який полягає у тому, що волокнистий зразок закріплюють з попереднім навантаженням, реєструють ступінь паралелізації та розпрямленості волокон, та оцінюють структуру текстильних матеріалів за формулою [Стаття «Оптический метод измерения коэффициента распрямленности волокон в волокнистых материалах», журнал Технология текстильной промышленности, №4, 1987, стор. 9-10]. У відомому оптичному способі оцінюють кут орієнтації волокон волокнистого зразка, розміщеного між двома плоскими паралельно розташованими скельцями в тримачі. Світло від вольфрамової лампи накалювання проходить крізь діафрагму, фокусується об'єктивом на диску модулятора і падає на поверхню зразка. При цьому вимірюються кутові діаграми розсіювання світла від поверхні волокнистого матеріалу. За критерій оцінки анізотропії h розсіювання світла, що характеризує ступінь паралелізації та розпрямленості волокон, прийняте наступне співвідношення: h = 1 - V = 1- (U min/ U max) де V = U m in/ U m ax - ступінь ізотропності розсіювання; U min - мала піввісь еліпса розсіювання; 4 U max - величина великої півосі розсіювання. Спосіб використовується для порівняльних досліджень. За відомим способом визначають ступінь паралелізації та розпрямленості тільки тих волокон, які розташовані на поверхні зразка, що не може достатньо повно характеризувати загальну (внутрішню та зовнішню) структуру та властивості текстильного матеріалу. В основу корисної моделі покладено задачу створення такого способу визначення властивостей текстильних матеріалів, в якому зміною умов виконання операцій, забезпечувалось підвищення точності визначення властивостей текстильних матеріалів. Поставлена задача вирішена тим, що в способі визначення властивостей текстильних матеріалів, який полягає у тому, що волокнистий зразок закріплюють з попереднім навантаженням, реєструють ступінь паралелізації та розпрямленості волокон, та оцінюють структур у текстильних матеріалів за формулою, згідно з корисною моделлю, реєстрацію ступеня паралелізації та розпрямленості волокон здійснюють двома резонаторами з різною чутливістю, яку попередньо визначають до встановлення між ними зразка текстильного матеріалу, визначають чутливість резонаторів під час контакту із зразком текстильного матеріалу та визначають зміни чутливостей кожного з резонаторів. При цьому попередньо визначають чутливості за резонансними частотами f01 першого та f02 другого резонаторів до контакту із зразком текстильного матеріалу, визначають резонансну частоту f11 першого та f12 другого резонаторів під час контакту із волокнистим зразком текстильного матеріалу та визначають зміну резонансної частоти першого Df1 = f01 - f11 та другого Df2 = f02 - f12 резонаторів, а оцінюють структур у текстильних матеріалів h f за формулою D f1 / f01 Df2 / f02 Крім того попередньо визначають чутливості за добротностями Q 01 першого та другого Q02 резонаторів до контакту із зразком текстильного матеріалу, визначають добротність Q1 , першого hf = 1 та Q 2 друго го резонаторів під час контакту із зразком текстильного матеріалу та визначають зміну добротності першого DQ1 = Q01 - Q1 та другого DQ2 = Q 02 - Q 2 резонаторів, а оцінюють структуру текстильних матеріалів hQ за формулою D Q1 / Q01 × Q1 . Df2 / Q02 × Q2 Реєстрація ступеня паралелізації та розпрямленості волокон двома резонаторами з різною чутливістю, яку попередньо визначають до встановлення між ними зразка текстильного матеріалу, після чого визначають чутливість резонаторів під час контакту із зразком текстильного матеріалу та визначають зміни чутливостей кожного з резонаhQ = 1 5 34897 торів, з допомогою яких за заявленою формулою оцінюють структуру текстильних матеріалів, яка дозволяє визначити їх зовнішню та внутрішню структур у, що забезпечує підвищення точності визначення властивостей текстильних матеріалів. Ступінь розпрямленості та паралелізації волокон оцінюють за відносною зміною резонансної частоти або добротності резонатора пропорційно зміні ступеня розпрямленості та паралелізації волокон у зразку волокнистого матеріалу, що також забезпечує підвищення точності визначення властивостей текстильних матеріалів. На Фіг. 1 представлено схему реалізації способу, на Фіг. 2 та Фіг. 3 представлені приклади графіків залежностей властивостей волокнистих ниток з використанням резонатора з асиметричним розподілом електромагнітного поля в апертурі. Спосіб полягає у тому, що із волокнистої стрічки формують зразок, закріплюють його на спеціальній рамці (або затискачу) з зусиллям попереднього навантаження, із забезпеченням розміщення його між двома резонаторами з різною чутливістю до зміни структури стрічкоподібного волокнистого продукту. Визначаються чутливості резонаторів за резонансними частотами f01 та f02 відповідно першого та другого резонаторів до контакту з волокнистим продуктом. Під час контакту з волокнистим продуктом визначаються резонансні частоти f11 та f12 відповідно першого та другого резонаторів. Потім визначається зміна резонансних частот Df1 = f01 - f11 та Df2 = f02 - f12 відповідно першого та другого резонаторів. Можна також визначати чутливості резонаторів за добротністю Q 01 та Q02 відповідно першого та другого резонаторів до контакту з волокнистим продуктом. Під час контакту з волокнистим продуктом визначається добротність Q1 та Q 2 відповідно першого та другого резонаторів. В подальшому визначається зміна добротності DQ= Q01 - Q1 та DQ2 = Q 02 - Q 2 відповідно пер1 шого та др угого резонаторів. Оцінка структури волокнистих продуктів здійснюється за ступенем розпрямленості та паралелізації волокон h f або hQ за формулами D f1 / f01 ; Df2 / f02 D Q1 / Q01 × Q1 hQ = 1. Df2 / Q02 × Q2 Ступінь розпрямленості та паралелізації волокон h f або hQ відповідно за наведеними вище формулами може бути розрахований автоматично. Для оцінки ступеню розпрямленості та паралелізації волокон текстильний матеріал 1 закріплюють на рамці 2 з попереднім навантаженням, для його орієнтації. Рамку з матеріалом розміщуhf = 1 6 ють між двома резонаторами 3, в яких збуджуються надвисокочастотні коливання. Часова відстань між початком лінійної зміни частоти генератора (Г), який подає імпульси до резонаторів, та імпульсами на виходах відповідних компараторів (K1, K 2 ) , які сприймають ці імпульси, буде прямо пропорційна величині резонансних частот f01 та f02 відповідно першого та другого резонаторів до контакту з волокнистим продуктом, так само і резонансних частот f11 та f12 під час контакту з волокнистим продуктом, а часова відстань між імпульсами на виходах відповідних компараторів до контакту з волокнистим продуктом і під час контакту з волокнистим продуктом буде прямо пропорційна зміні відповідних резонансних частот Df1 = f01 - f11 та Df2 = f02 - f12 відповідно першого та другого резонаторів. За допомогою аналогічних інтегруючи х перетворювачів, прямокутні імпульси, сформовані компараторами, тривалість яких пропорційна ширині полоси пропускання відповідних резонаторів, буде перетворена у постійні напруги, величини яких пропорційні ширині смуг пропускання відповідних резонаторів. Оскільки добротність резонатора визначається відношенням величини резонансної частоти до ширини смуги пропускання резонатора, то, використовуючи множильно-добуткові перетворювачі, можна реалізувати алгоритм перемноження відповідних постійних напруг і знаходження добутку відповідних постійних напруг. Таким чином, використання згаданих вище електронних функціональних елементів і перетворювачів, дозволяє сформувати електричний сигнал, величина якого буде визначати ступінь розпрямленості та паралелізації волокон h f або hQ відповідно за наведеними вище формулами. Отриманий електричний сигнал може бути подано на індикаторний прилад з відповідно відградуйованою шкалою. Для врахування анізотропії властивостей ниток використовувався резонатор з асиметричним розподілом електромагнітного поля в апертурі, а положення рамки з досліджуваними нитками змінювалось в процесі експерименту за полярними координатами. Результати вимірювання були опрацьовані з використанням ЕОМ за допомогою програми MCad та Origin. Приклади отриманих залежностей наведені на представлених графіках (Фіг. 2, 3). Також визначалися параметри методики проведення експерименту. Для цього визначалася найбільш оптимальна кількість волокнистого матеріалу, з якої доцільно готувати елементарну пробу. Так з результатів видно, що для волокнистої стрічки достатньо одного шару. Для рівниці більш доцільно брати 3 шари, а для пряжі 5 шарів. 7 Комп’ютерна в ерстка І.Скворцов а 34897 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601