Устройство для оценки свойств текстильных материалов



Устройство для оценки свойств текстильных материалов

 


Владельцы патента RU 2542422:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Владивостокский государственный университет экономики и сервиса" (ВГУЭС) (RU)

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для оценки деформационных свойств и раздвигаемости нитей текстильных материалов при механическом нагружении, в частности при шитье. Устройство содержит средства фиксации исследуемого образца, средства его нагружения, включающие мотор-редуктор с приводом, который связан посредством винтовой передачи и упругих элементов с подвижной кареткой, несущей гребенку с набором игл, зажим и опорную подложку для исследуемого образца, при этом каретка выполнена с возможностью вариативного положения рабочих органов. Устройство содержит также средства регистрации и оценки информативных параметров, выполненные в виде трех оптически активных элементов и веб-камеры, скоммутированных с процессором, который посредством блока сопряжения и микроконтроллера связан с мотором-редуктором. Заявленное устройство позволяет повысить информативность, объективность и достоверность оценки деформационных свойств, а также упростить процедуру их измерения. 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к приборостроению для легкой и текстильной промышленности, в частности к техническим средствам для оценки деформационных свойств и раздвигаемости нитей текстильных материалов при механическом нагружении, в частности при шитье.

Известно устройство (патент РФ №2429448, опубл. 2011.09.20) для измерения продольной и поперечной деформации текстильных материалов, которое содержит зажимы, монтажный столик для установки образцов материала, механизм задания управляемого одномерного нагружения, содержащий винтовую передачу и упругие элементы, стрелку-расправитель образующейся на образце при его продольном нагружении спиралеобразной кромки, выполненную с возможностью ее поперечного и продольного движения относительно испытуемого образца, а также регистрирующий блок с процессором, обеспечивающий преобразование величины перемещения стрелки-расправителя в значения деформации. Известное устройство обладает ограниченными технологическими возможностями, поскольку обеспечивает оценку только деформационных свойств текстильных материалов. Кроме того, процедура поочередного измерения продольных, а затем поперечных деформаций вносит дополнительные погрешности в результаты измерений и приводит к недостаточно точной оценке измерения.

Раздвигаемость представляет собой смещение нитей в тканях под воздействием внешних сил, которое чаще всего происходит около швов, а также на участках, испытывающих значительные многократные напряжения (пройма, локтевые участки рукавов и т.п.), и возникает из-за недостаточного тангенциального сопротивления взаимному перемещению нитей ткани (недостаточного трения между нитями).

Наиболее близким к заявляемому является устройство для оценки раздвигаемости нитей текстильных полотен РТ-2, используемое в соответствии с ГОСТ 22730-87 «Полотна текстильные. Метод определения раздвигаемости», которое содержит средства фиксации и нагружения исследуемого образца, включающие приводимый в движение от электродвигателя через червячную передачу барабан, на котором закрепляют один конец пробы, плоские губки из твердой резины, между которыми пропускают исследуемый образец, резиновый ролик, поводок с грузом для фиксации образца материала и перемещения зоны деформирования посредством коромысла, при этом средством определения информативных параметров служит шкала нагрузок, расположенная на другом его конце, и пластмассовая пластинка, размещенная на расстоянии 6,0±1,0 мм от зажимающих губок.

Существенная погрешность измерения раздвигаемости нитей основы и утка текстильных материалов с помощью известного устройства определяется субъективностью фиксации момента считывания значений информативных параметров, а также их визуального считывания, при этом технологические возможности известного устройства ограничены возможностью оценки только раздвигаемости текстильных нитей, а процедура измерения является длительной и трудоемкой с учетом необходимости расчета среднего результата из 10 измерений.

Задачей изобретения является создание простого в использовании устройства, обеспечивающего объективную и достоверную комплексную оценку свойств текстильных материалов.

Технический результат изобретения заключается в расширении технологических возможностей устройства за счет обеспечения возможности оценки с его помощью деформационных свойств и раздвигаемости нитей текстильных материалов при одновременном упрощении процедуры измерения, а также в повышении объективности и достоверности оценки.

Технический результат достигается устройством для оценки свойств текстильных материалов, содержащим средства фиксации и нагружения исследуемого образца, а также средства регистрации и оценки информативных параметров, в котором, в отличие от известного, средства нагружения включают мотор-редуктор с приводом, связанный посредством винтовой передачи и упругих элементов с подвижной кареткой, несущей гребенку с набором игл, зажим и опорную подложку для исследуемого образца и выполненной с возможностью вариативного положения рабочих органов, а средства регистрации и оценки информативных параметров выполнены в виде трех оптически активных элементов и веб-камеры, скоммутированных с процессором, который посредством блока сопряжения и микроконтроллера связан с мотором-редуктором.

На чертеже представлена структурно-кинематическая схема устройства для определения свойств текстильных материалов: деформационных характеристик и степени раздвигаемости нитей.

Устройство содержит станину 1, привод 2, который через винтовую передачу 3 обеспечивает прямолинейное движение штанги 4, связанной через упругие элементы 5 с подвижной кареткой 6, несущей на себе зажим исследуемого образца 7, гребенку 8 с иглами 9 и опорную подложку 10; монтажный столик 11, неподвижный зажим 12, направляющую опору 13, на которой установлена регулируемая по длине штанга 14 с размещенной на ней веб-камерой 15; процессор 16, который посредством микроконтроллера 17 через блок сопряжения 18 управляет мотор-редуктором (МР); три оптически активные метки 19, 20 и 21, закрепленные на элементах конструкции, и оптически прозрачная ограничительная пластина 22. Для обеспечения необходимой чувствительности измерительной системы веб-камера 15 выполнена с возможностью вертикального и горизонтального перемещения на штативе 14 и на опорах 13 станины 1.

Устройство предназначено для работы в двух режимах: в режиме измерения деформационных характеристик и в режиме оценки раздвигаемости нитей текстильных материалов.

При использовании устройства в режиме измерения деформационных характеристик текстильных материалов в память процессора 16 вносят необходимые для формирования информации исходные данные (начальные параметры образца 23, вид материала, плотность, волокнистый состав и т.д.).

Располагают объект исследования перед объективом веб-камеры 15 (при этом образец можно не фиксировать) и поочередно в интерактивном режиме с помощью разработанной программы задают все характерные линии участков исследуемой области (участки А, В и С показаны на чертеже). Веб-камера считывает границы образца (материал или его отсутствие) в условно определенных местах, характеризующих продольную и поперечную деформацию образца. Для повышения чувствительности (веб-камеры и устройства в целом) перед началом измерения определяют цвет фрагментов поверхности условно фиксированных областей А, В и С. В зависимости от цветовой гаммы исследуемого образца возможны два варианта выбора подложки: для образца светлой гаммы подложка под ним должна быть темной, преимущественно черной, а для темного образца - белой.

После этого образец фиксируют при помощи зажимов 7 и 12. При этом гребенка 8 с иглами 9 находится в нейтральном (выключенном) положении и не взаимодействует с образцом. Оптически прозрачная пластина 22, установленная над монтажным столиком параллельно его поверхности на расстоянии, сравнимом с толщиной образца, позволяет избежать присборивания последнего.

Затем, в соответствии с заложенной программой, от процессора 16 поступает команда мотор-редуктору МР и посредством привода 2 приводится в действие вся система нагружения, обеспечивающая деформацию образца 23.

В режиме реального времени процессор 16 на основании данных (информативных параметров), получаемых от оптических меток 19 и 20 и веб-камеры 15, и загруженной в его память информации по соответствующим алгоритмам производит расчет деформационных характеристик, а именно значения поперечной и продольной деформации образца, коэффициента сужения, условного коэффициента Пуассона, и осуществляет передачу информации в соответствующий раздел электронной базы данных для различных видов текстильных материалов.

Перед началом работы устройства в режиме оценки раздвигаемости нитей текстильных материалов освобождают подвижный зажим среза образца материала перемещением пластинки зажима 7 в крайнее верхнее положение. После этого по всей ширине образца настраивают глубину опускания гребенки 8 с иглами 9 и их взаимное положение относительно друг друга в поперечном направлении в соответствии с видом волокнистой системы (структурой текстильного материала).

После подготовки образца текстильного материала 23 согласно требованиям ГОСТ 22730-87 испытуемый материал одним концевым срезом устанавливают в неподвижном зажиме 12, а другим концевым срезом помещают на подложку 10 неметаллического типа в подвижный зажим 7, кинематически связанный с игольчатой гребенкой 8, установленной на подвижной каретке 6.

После ввода исходных данных о виде материала и его волокнистом составе в память процессора оператор поворотом ручки, связанной с игольчатой гребенкой 8, насквозь прокалывает иглами 9 испытуемый материал с частичным внедрением игл в неметаллическую опорную подложку 10, при этом в интерактивном режиме процессор 16 дает знать о возможности начала измерения и оценки коэффициента раздвигаемости. При подтверждении соответствующей индикацией возможности начала эксперимента оператор включает МР с винтовой передачей 3 для перемещения подвижного зажима 7 с подложкой 10 и игольчатой гребенкой 8 по направляющим 13 станины 1.

Привод 2 через кинематические звенья и упругие элементы 5 перемещает неметаллическую подложку 10 вместе с подвижным зажимом 7, при этом усилие передается гребенке 8 с иглами 9, которые в ходе своего перемещения деформируют и раздвигают пакет нитей волокнистой системы материала относительно линии его прокола.

Информация о начале движения каретки 8 с иглами 9 и деформации упругих элементов фиксируется посредством оптических меток 20, 21 и веб-камеры 15 и в виде соответствующего количества пикселей передается в процессор 16, который определяет коэффициент раздвигаемости пакета нитей под действием нагружения с использованием предварительно установленной калибровки «перемещение-нагрузка».

В экспресс-режиме в момент достижения гребенкой 8 с иглами 9 величины перемещения 2 мм фиксируется приложенное усилие (P).

Затем посредством расчетной процедуры определяется коэффициент раздвигаемости (K) исходя из следующих соотношений:

P=CX, мм, K = X P , м м H ,

где C - жесткость упругого элемента, X - деформация (перемещение границы упругого элемента), H - размерность единицы нагружения (в ньютонах).

При K=2 в соответствии с информацией, поступающей от процессора 16 через микроконтроллер 17 и блок сопряжения 18, формируется команда останова МР и винтовой передачи 3.

После остановки привода, поворота вручную игольчатой гребенки 8 в исходное положение и установки нового образца цикл измерения повторяется с записью информации в электронную базу данных.

Устройство для оценки свойств текстильных материалов, содержащее средства фиксации и нагружения исследуемого образца, также средства регистрации и оценки информативных параметров, отличающееся тем, что средства нагружения включают мотор-редуктор с приводом, связанный посредством винтовой передачи и упругих элементов с подвижной кареткой, несущей гребенку с набором игл, зажим и опорную подложку для исследуемого образца и выполненной с возможностью вариативного положения рабочих органов, а средства регистрации и оценки информативных параметров выполнены в виде трех оптически активных элементов и веб-камеры, скоммутированных с процессором, который посредством блока сопряжения и микроконтроллера связан с мотором-редуктором.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к текстильному материаловедению, а точнее к обеспечению формоустойчивости одежды на любом участке, и может найти применение в швейной и текстильной промышленности при проектировании одежды и оценке свойства формоустойчивости готовой одежды.

Изобретение относится к области исследований и анализа физических свойств изделий и материалов и может быть использовано преимущественно для определения физических свойств текстильных изделий путем приложения сжимающих нагрузок.

Группа изобретений относится к легкой промышленности, в частности к определению механических характеристик швейных материалов и соединений деталей одежды (ниточных, сварных, клеевых и других швов и строчек).

Изобретение относится к области испытаний текстильных материалов, главным образом трикотажных полотен, с целью определения деформационных характеристик полотна, необходимых для определения величин конструктивных прибавок и пределов заужения при проектировании плотно облегающих изделий за счет определения малых значений деформаций при двухосном растяжении.

Группа изобретений относится к измерительной технике. В способе определения интенсивности конвективного теплообмена в биотехнической системе «человек - одежда -окружающая среда» для определения массового расхода воздуха скорость его движения измеряется в нескольких точках по трем характерным сечениям, рассчитывается расход воздуха и проверяется выполнение закона его сохранения.

Изобретение относится к текстильной промышленности и может быть использовано при расчете параметров строения тканых текстильных материалов под действием любых нагрузок.

Изобретение относится к области аналитики и может быть использовано для исследования и оптимизации режимов формования изделий из полимерных композиционных материалов.

Изобретение относится к легкой промышленности Способ заключается в подготовке образца материала в форме круга, закреплении его на держателе, выполненном в виде полусферы с иглой и жестко закрепленном на основании, выполненном в виде полой камеры, с круговыми отверстиями, направленными в сторону полусферы, без возможности вертикального перемещения и при соотношении диаметров образца и полусферы 4:1, обеспечении предварительного движения образца материала за счет вертикального прерывистого потока воздуха, подаваемого через отверстия камеры, определении коэффициента драпируемости материала, который рассчитывают как процент отношения разницы площадей исходного образца и его горизонтальной проекции после деформации к площади исходного образца и определении анизотропии драпируемости материала в долевом и поперечном направлениях по соотношению длин осевых линий на горизонтальной проекции образца, проведенных через центр проекции.

Изобретение относится к текстильному материаловедению и предназначено для объективной оценки свойств трикотажных полотен для одежды в текстильной и легкой промышленности.

Изобретение относится к области оптико-физических исследований состава естественных материалов, таких как шерсть и растительные волокна (лен, хлопок, шелк и др.), и может быть использован в текстильной промышленности, в зоотехнике, при археологических исследованиях, при определении качества сырья и изготовленной из него продукции.

Изобретение относится к легкой промышленности и может быть использовано для определения драпируемости материалов для одежды. Для этого пробу материала в форме круга с заранее размеченными осями в продольном и поперечном направлениях фиксируют на основном диске в центре с иглой. Сверху накладывают грузовой диск и фиксируют сверху за иглу трехлепестковым зажимом. Затем пробу материала поднимают и опускают пять раз вдоль жестко закрепленного стержня, максимально приближают срезы свисающей части материала к поверхности планшетного сканера и фиксируют положение кронштейна с помощью винта. Площадь горизонтальной проекции пробы материала и длины осевых линий после деформации определяют с помощью планшетного сканера, подключенного к компьютеру. Полученную цифровую информацию обрабатывают с помощью программ ЭВМ. Коэффициент драпируемости определяют как отношение разницы площадей пробы материала и ее горизонтальной проекции после деформации к площади пробы материала. Способ позволяет повысить точность искомых параметров за счет получения четкой проекции срезов свешивающейся части пробы материала в натуральную величину, при минимальных затратах времени. Изобретение позволяет определить анизотропию свойств материала. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.

Изобретение относится к текстильному материаловедению и предназначено для объективной оценки свойств материалов в текстильной и легкой промышленности. Согласно способу образец из испытуемого материала подвергают сдвигу до появления диагональной складки и возвращают в исходное состояние, определяют усилие и работу сдвига в процессе нагружения, причем после сдвига образец выдерживают 15 минут в нагруженном состоянии, определяют падение усилия в образце и после возвращения в исходное состояние определяют резильянс. Достигается повышение информативности и надежности определения. 1 табл., 3 ил.

Изобретение относится к области легкой промышленности и может быть использовано для определения раздвигаемости нитей текстильных материалов. Устройство для измерения параметров раздвигаемости нитей текстильных материалов содержит неподвижный и условно подвижный зажимы для фиксации исследуемого образца, средства его нагружения в виде мотора-редуктора с приводом, управляемого процессором посредством микроконтроллера и блока сопряжения, подвижную каретку, несущую игольчатую гребенку, средства измерения величины перемещения нитей образца, которые включают оптически активные элементы и веб-камеру, связанную с процессором, а также средства измерения величины нагружения. Средства измерения величины нагружения выполнены в виде тензометрической измерительной системы диафрагменного типа, которая связана с процессором через микроконтроллер и блок сопряжения. Изобретение обеспечивает повышение надежности работы устройства и увеличение точности оценки параметров раздвигаемости нитей, а также повышает срок эксплуатации. 1 ил.

Группа изобретений относится к оценке функционирования адсорбирующего гигиенического изделия. Представлен способ определения содержания влаги в адсорбирующем гигиеническом изделии, в частности в подгузнике, используемой при недержании прокладке или подгузнике, женской прокладке, причем гигиеническое изделие предварительно, предпочтительно при заданных условиях, загружают влагой и затем плоско расправляют, при этом на плоской протяженности расправленного гигиенического изделия определяют множество зонированных участков измерений и на соответствующих участках измерений или в отношении соответствующих участков измерений производят отбор соответствующей измеряемой величины в виде количества жидкости, содержащегося в соответствующем участке измерений. Также описано устройство для осуществления вышеуказанного способа. Достигается повышение надежности оценки. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к легкой промышленности и может быть использовано для комплексной оценки свойств соединений деталей швейных изделий, полученных механическими и физико-химическими способами, а также для выбора оптимальных параметров их образования. Способ заключается в построении многомерного чертежа и определении оптимизирующей области изменения технологических параметров для заданных значений показателей качества соединений путем нахождения пересечения гиперповерхности с гиперплоскостью уровня, при этом гиперповерхность задают экспериментальными данными механических свойств швов, а гиперплоскости уровня - оптимальными значениями показателей качества, причем в процессе поиска особенностей пересечения указанных гиперповерхности с гиперплоскостью уровня вначале выделяют наиболее значимые характеристики механических швов исследуемого соединения, а также технологические параметры его образования, варьируя которыми задают режимы такого соединения, затем определяют механические свойства последнего стандартными методами, получая искомый набор точек, характеризующих зависимость механических свойств исследуемого соединения от технологических параметров его образования. Достигается получение объективной оценки свойств соединений деталей швейных изделий по нескольким показателям качества одновременно, а также возможность выбора оптимальных технологических параметров их образования. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 табл.

Группа изобретений относится к текстильной промышленности и может быть использована текстильными предприятиями для определения показателей толщины и засоренности текстильных нитей. Способ определения показателей толщины и засоренности текстильных нитей включает в себя направление текстильной нити в зону фокусировки объектива цифровой видеокамеры, получение цифрового изображения движущейся нити, формирование статичных кадров и их анализ. При этом цифровое изображение получают на фоне, имеющем эффект абсолютно черного тела. Анализ включает определение значений средних интенсивностей по столбцам пикселей, определение значений средних интенсивностей по строкам пикселей, выявление координат строки с максимальным значением средней интенсивности, построение диаграммы изменения мгновенных диаметров и диаграммы изменения сглаженных диаметров и анализ построенных диаграмм на наличие признаков, характеризующих дефекты нити. Также раскрывается устройство для определения показателей толщины и засоренности текстильных нитей. Способ и устройство для определения показателей толщины и засоренности текстильных нитей позволяют повысить точность и объективность оценки свойств текстильной нити. 2 н.п. ф-лы, 11 ил., 2 табл.

Изобретение относится к легкой промышленности и касается способа определения анизотропии свойств ткани. Сущность способа заключается в том, что на образце из испытуемого материала в форме круга радиусом 100±1 мм размечают линии в различных направлениях, например под углами 0°, 15°, 30°, 45°, 60°, 75°, 90°… 345° к продольному направлению. Образец подвергают эксплуатационным воздействия (мокрым обработкам или химической чистке), помещают на горизонтальную поверхность, расправляют, высушивают при комнатной температуре, подвергают влажно-тепловой обработке, после чего измеряют в размеченных направлениях линейные размеры образца и длину бахромы, образовавшейся по краям среза. Использование способа позволяет определять характеристики двух свойств ткани одновременно. 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способам оценки драпируемости меховых и кожевенных полуфабрикатов. Способ включает закрепление образца на держателе с возможностью вертикального перемещения, определение параметров проекций образца, общей драпируемости, драпируемости в продольном и поперечном направлениях. При этом в качестве испытуемого образца берется шкура без выкраивания точечной пробы, на которой определяется продольное и поперечное направление. Способ включает размещение образца на держателе; определение параметров проекции, драпируемости, которая оценивается коэффициентом драпируемости (Кдр), а также драпируемости в продольном и поперечном направлениях, которая оценивается коэффициентами (Кдр.γ и Кдр.β), рассчитанными по формулам: Кдр.γ=((180-γ)/180)*100, Кдр.β=((180-β)/180)*100, Кдр=(Кдр.γ+Кдр.β)/2; где γ - угол, сторонами которого являются проекции сторон образца в продольном направлении, β - угол, сторонами которого являются проекции сторон образца в поперечном направлении. Данный способ позволяет снизить материалоемкость, а также увеличить точность и информативность получаемых характеристик. 5 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения суммарного теплового сопротивления текстильных материалов. Предложен контрольно-измерительный прибор для определения теплотехнических параметров текстильных материалов, включающий тепловой аккумулятор, состоящий из геля в герметической упаковке, термопары с электроиндикатором и сам образец исследуемых материалов. Герметической упаковке теплового аккумулятора придана форма полого цилиндра, вокруг вертикальных стенок которого оборачивается лента, выполненная из исследуемых материалов. Тепловой аккумулятор вводится в пакет из теплозащитной пленки, размещаемый в свою очередь в прямоугольном прозрачном корпусе со съемной или открывающейся крышкой, дополнительно оснащенном системой подогрева, а также системой определения суммарного теплового сопротивления образца исследуемых материалов, устроенной из двух термопар, переключателей, проводников и электроиндикатора, в роли которого используется измеритель ЭДС. Прибор также оснащен секундомером и портативным трехфункциональным контрольно-измерительным прибором, обеспечивающим дефиницию местных метеорологических данных, в том числе барометрического давления, влажности и температуры воздуха. Технический результат - обеспечение точности и надежности результатов измерений. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способу определения водостойкости материалов, таких как текстильные изделия, натуральные и искусственные кожи, ткани, нетканые материалы и покрытия, а также тестирования гидрофильности материалов, водоотталкивающих составов и пропиток, применяемых для придания им водостойкости. Осуществляют определение привеса массы образца материала после экспозиции его поверхности действию статического слоя воды или водно-солевого раствора. Воздействие отмеренным объемом жидкости проводится в пределах участка, ограниченного гидрофобным материалом, в частности тефлоновым кольцом. Обеспечивается упрощение процесса тестирования и получение высокой оценки водостойкости материала. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 пр.
Наверх