Способ определения натяжения движущегося длинномерного материала

 

<>682776

ОГ1ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ

Coma Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 13.11.?5 (21) 2189908/18-12 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.08.79. Бюллетень № 32 (45) Дата опубликования описания 19.10.79

151) Ч.Кл G 01 L 5 04

Государственный комнтет СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 531.781 (088.8) (72) Авторы изобретения P.-И. Ю. Кажис, К.-В. Ю. Бернатоиис, Ю. К. Стравинскас и Ю.-А. Ю. Сташкявичюс (71) Заявитель

Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАТЯЖЕНИЯ

ДВИЖУЩЕГОСЯ ДЛИННОМЕРНОГО МАТЕРИАЛА

1 2 макс — K> з 1 т (макс

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть,использовано для контроля качества и определения натяжения движущегося длинномерного материала, в частности бумаги, картона, искусственных мягких кож, полимерных пленок и других листовых материалов.

Известен способ определения натяжения движущегося длинномерного материала, заключающийся в возбуждении в мате. риале акустических колебаний и измерений их амплитуды (I).

Недостатком этого способа является недостаточная точность измерения натяжения длинномерного материала, движущегося с большой скоростью, и определения его м а к си м а ль ного н атяжени я.

Целью изобретения является повышение точности определения максимального натяжения быстродвижущегося длинномерного материала.

Поставленная цель достигается тем, что акустические колебания в материале возбуждают в ультразвуковом диапазоне частот, устанавливают точку максимальной амплитуды колебаний в материале в контролируемой зоне, измеряют время прохождения ультразвукового сигнала от излучателя до точки максимальной амплитуды колебаний, а максимальное натяжение материала определяют по формуле где G,„„„„„„— максимальное натяжение материала;

С вЂ” скорость распространения ультразвуковых колебаний в материале;

U...,, — электрический сигнал, пропорциональный максимальной амплитуде ультразвуковых колебаний в материале в контроl5 лируемой зоне;

Кi, A4 — коэффициент пропорциональности.

На чертеже приведена экспериментально полученная зависимость амплитуды А

20 ультразвуковых колебаний, излучаемых длинномерным материалом, от расстояния

Х в продольном направлении между излучателем и приемным преобразователем, установленным на расстоянии l в месте изги25 ба материала.

Предлагаемый способ заключается в следующем.

В движущемся листовом материале излучателем возбуждают импульсы ультраЗ0 звуковых волн Лэмба. Импульс ультразву682776 ковых волн распространяется по листовому материалу и частично излучается в окружающую среду. В плоской части длинномерного материала амплитуда, излучаемых волн относительно мала, но в зоне изгиба на расстоянии l от излучателя (см. чертеж) амплитуда излучаемых в окружающую среду ультразвуковых волн значительно возрастает.

Явление увеличения амплитуды излучаемого сигнала в зоне изгиба материала объясняется следующим. Во-первых, длинномерные материалы (типа бумаги) являются негомогенными средствами, поэтому без заметного поглощения через такой материал будут распространятся только ультразвуковые волны, длины которых больше размеров негомогенностей, Это ограничивает диапазон применяемых частот до 100—

150 кГц. Толщина типографской бумаги

d=0,09 — 0,11 м>я. При этом соотношение

2d/л=0,005 — 0,006<< 1, где Х. длины возбуждаемых ультразвуковых волн в бумаге. бракс =- KyC + г(макс >

Способ определения натяжения движущегося длинномерного материала преимущественно бумажного полотна, заключающийся в возбуждении в материале акустических колебаний и измерений их амплитуды, отлич а ющийс я тем, что, с целью повышения точности определения

45 максимального натяжения быстродвижущегося материала, акустические колебания в материале возбуждают в ультразвуковом диапазоне частот, устанавливают точку

50 максимальной амплитуды колебаний в материале в контролируемой зоне, измеряют время прохождения ультразвукового сигнала от излучателя до точки максимальной амплитуды колебаний, а максимальное натяжение материала определяют по формуле

55 где р плот ность материала; у — коэффициент Пуансона;

Š— модуль Юнга.

Натяжение в месте изгиба листового материала определяется выражением

G„,= еЕ, где в — относительное удлинение волокон на .выпуклой стороне листа, прп изгибе. Поэтому в зоне изгиба скорость ультразвуковых волн:

С=

G„„ г (1 — тг) макс K C + K>U>

Uìàêñ б5

При указанном частотном диапазоне в полотне могут существовать только две моды волн Лэмба симметричная Sz u асимметричная d<>. Однако, учитывая особенности распространения указанных волн при 2d/ë (1, практически в полотне возбуждается только симметричная волна So.

Групповая скорость симметричной нулевой моды волны Лэмба приближенно выражается формулой

Из этого следует, что в зоне изгиба листа получается скачок скорости моды волны типа So.

Следовательно, в зоне изгиба скачком меняется акустическое сопротивление листа, что вызывает отражение акустической волны от зоны изгиба. Из-за этого увеличивается нормальная составляющая колебательного смещения листа и, следовательно, повышается амплитуда излучаемого в окружающую среду сигнала. Экспериментально установлено, что между максимальной амплитудой U,„,„, принятого сигнала, излученного длинномерным материалом в зоне изгиба, и натяжением изгиба G „ материала существует тесная связь с коэффициентом линейной корреляции 0,98.

Излучаемые листовым материалом ультразвуковые колебания принимают с IIOмощью бесконтактного приемного преобразователя, плавным перемещением которого устанавливают точку,и абсолютное значение максимальной амплитуды Ugaкс колебаний в материале в контролируемой зоне. По абсолютному значению U,, однозначно определяют натяжение изгиба

C„=KU,,. где К вЂ” коэффициент пропорциональности. При известной точке расположения U,rar

Формула изобретения максимальное натяжение материала; скорость распространения ультразвуковых колебаний в материале; электрический сигнал, пропорциональный максимальной амплитуде ультразвуковых коле682776 х,м

Составитель В. Тальянский

Техред А. Камышникова

Корректор С. Файн

Редактор H. Тимоннна

Заказ 765/968 Изд, ЛЬ 485 Тираж 1090 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва ж 35, Раушская иаб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» баний в материале в контролируемой зоне;

Кь К2 — коэффициенты пропорциональности.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

Ма 427248, кл. G 01 1 5/04, 1972.