Устройство для определения ориентации текстильных волокон

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистическии

Республик (11) 532667 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву(22) Заявлено 29.01.74 (21) 1995356/12 с присоединением заявки №(23) Приоритет (43) Опубликовано25 l0 76 Бюллетень № 39 (45) Дата опубликования описания 2l.02.77

{51) М. Кл.т

1) 0l H 13/26

Государственный комитет

Совета Мииистроа СССР оо делам юаоретений и открытий (53) УДК 677.179 (088.8) И. Г. Ворзунов, Т. A. Коршохина и И. П. Корнюхин (72) Авторы изобретения

Московский ордена Грудового Красного Знамени текстильный институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОРИЕНТАЦИИ

ТЕКСТИЛЬНЫХ ВОЛОКОН

Изобретение относится к подготовитель- но-прядильному производству и может быть использовано для определения ориентации волокон:в полупродуктах этого производства, обладающих небольшой оптической 5 плотностью (в описании полупродукты названы образцами, их поверхности параллельны, а волокна располагаются не только параллельно поверхности, но и под некоторым углом к ней}. 10

Известны приборы, состоящие из источника света, линзы, направляющей лучи перпендикулярно к плоскости образца, и двух приеьптиков излучения, включенных в плечи, измерительного моста и расположенных под 15 прямым углом один к другому.

Известен также прибор, который позволяет определить ориентацию волокон в образце по рассеянию излучения назад, то есть в заднюю полусферу, причем для опре- 20 деления ориентации волокон используется свойство направленности излучения, рассеянного цилиндрическими волокнами.

В указанном приборе используется явление рассеяния света назад, которое позво- 25 ляет регистрировать излучение, рассеянное волокнами или их частями, расположенными у поверхности образца, обращенной к ис точнику света, и только теми волокнами, которые параллельны поверхности образца.

Излучение, рассеянное волокнами, наклонеными к поверхности образца, может не по пасть в приемник излучения.

Кроме того, этот прибор позволяет полу чить данные об относительной ориентации волокон лишь в двух взаимно перпендикулярных направлениях и не дает сведений об ориентации волокон в промежуточных направлениях.

Целью изобретения является получение информации об ориентации волокон и их частей в виде непрерывной функции угла ориентации независимо от месторасположения волокна в образце и наклона волокна к плоскости поверхности образца.

Это достигается тем, что для определе ния ориентации волокон используется явле ние однократного рассеяния излучения вперед под малыми углами. В устройстве пр дусмотрен узел, позволяющий определить

53 )667 непр)рывную функцию, херекте))изуюп ую углобвое распределение волокон в образцах, Формирование направленного нлоскопереллельного светового пучка осуществляется оптическим квантовым генератором (лазе- ром). Перед образцом установлена диефрег ме для честичнОй задержки фоновОГО излучения. Д,ля повышения разрешающей способНОсти устройства за обрезцОМ имеется со биреющая линза, в фокельной плоскости кото-Я рой находится приемник излучения, На фиг. 1 изображена схема Описываемого устройстве, на фиг. 2 — схема, поясняющая принцип работы устройстве; на фиг. 3 - диск со щелью; на фиг. 4 - гре- 35 б ,фик расчета характеристик ориентации волокон.

Устройство состоит из Оптического ква),тового генератора 1, формирующего узкий, направленный пучок, излучения, диафрагмы

2, частично отсекающ и фоновое излучение источника, образца 3, собирающей линзы 4, цилиндрической наседки 5, светочувствительного приемнике излучения .6, Относительно

t которого может вращаться диск 7 с помощью электродвигателя 8 и привода 9. В качестве светочувствительного приемнике

1 излучения 6 можно использовать фотоумно ркитель, фотоэлемент или фотосопротивление.,:

Выдаваемый приемником излучения электри36 ческий сигнал поступает В регистрирунхпий прибор 1Î.

При падении луча света перпендикулярно к поверхностямб 11 и 12 îí рассеиваетТ Я ся вперед под мелыми углами волокнами

13, параллельными поверхности образца, и волокнами 14, наклоненными к поверхности Образца под некоторым углом (оба волокна расположены в плоскости чертежа) р 4О

При произвольном угле падения луче на цилиндрическое волокно 14 лучи, рассеянные волокном,направлены вдоль образующей конической поверхности 15 (конус рас= сеяния), ось симметрии которой совпадает 45 с осью волокне, а угол при вершине равен

Т

8 e. ц>

Рассеянные лучи дают в плоскости приемб ника излучения 6 светящийся след в виде прямой линии 16-16 . Свет, рассеянный,)9

)вперед под малыми углами r)L, волокном 14 образует в зависимости от угла падения т !

След 17-17 в виде одного из конических ,сечений - гиперболы, параболы или эллипса. ,Для волокна 13 конус рассеяния вырождает 66 ся в плоскость 18. Форма следа 17-17 в

33pGl1GrI6x cBG r)G rr H0A поверхности приемника излучения будет тем ближе к пря молинейной, чеМ меньше угол d рассеяния лучей (oL), регистрируемых приемником 59 излучения. Выбранное расстояние от Образ-це до приемника излучения обеспечивает малое Ы. и создает условие, когда интенсивность света, рассеянного волокном, будет регистрироваться независимо r=.. :,. .. .."-..клона к поверхности образца., При ре:;.:: -. :, .э назад будут регистрироваться В,::.О:.Не. -a-ИЛОНЕННЫЕ ТОЛЬКО BOP, С)Н)ЕДЕДЯПаЫМ, ГббобМб к поверхности cорезце

При повороте волокна относитльно Оси„. проходящей через падающий луч, не неко=". торый угол бб (угол ориенте)бии), след в плоскости приемника излучения повернется на тот же угол р . Таким Образом, волок-= нам, ориентированным под резличньбми уг= лами в члоскости приемника излучения„ Зубб t дут соответствовать следы Ориентированные BQg угпеми (+у. Угол ff/2 добвв ляется из=за того,, что след повернут отно=

) сительно волокна на 7/2,, Пренебрегая многократным рассеянием в образце, полу)чаем, что интенсивность света, рассеянно го различными волокнами в плоскости при= ! емника излучения, будет складываться, При ом распределение интенсивности рассея но.-:.о света в этой плоскости в зевисимос= ти отугла (P), т, е, индикетрисе рассеяния х

Ir P ), будет соответствовать плотности уг-(лового распределения длин участков ) . (P )) в Образце. В устройстве предусмотрен узел

:позволяющий Определять интенсивность кек ,непре))ывную функцию угла P . Зтот узел (см. фиг, 3) представляет собой устанавливаемый перед приемником излучения не= прозрачный диск 7 с узкой щелью . .! 8, ширина которой может регулироваться. Нент ральная часть щели закрыта непрозрачным экраном 20, который задерживает лучи, прошедшие через образец, не рассеявшись.

При вращении диска 7 относительно приемника излучения 6, регистрируя поступающий с него сигнал, получаем угловое распределение величины этого сигнала U ($), б б . Йля, увеличения разрешающей способностти устройстве за образцом установлена линза. В ее фокальной плоскости расположена светочувствительная поверхность приемника излучения 6. Прошедший через образец параллельный пучок нерассеянных лучей соби рается при этом в фокусе и задерживается ,непрозрачны) экраном 20, Рассеянные лучи проходят через-щель 18 и регистируются приемником излучения. Так как реальный световой луч имеет конечную ширину, то при отсутствии линзы след от света, рассеянного отдельным волокном, получается в плоскости приемника достато но широким. о

7 !2

Фиг.Ф

Составитель М. Ахмеджанов

Редактор А. Бер Техред М. Ликович,Корректор Н 3олотовска, Заказ 5438/198 Тираж 575 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", гэ Уж4 <Ород, ул* Проектная, 4