Способ определения ворсистости текстильных материалов и устройство для его осуществления

 

п 741156

Сонзз Советских

Социалистических

Ресттублик (6t ) Дополнительное к акт. свил-ву (22) à« WHO 30.12.77 (2! ) 2S61S28/2З 12 с присоединением заявки ¹ (23) Приорип т

Опубликовано 15.06.80. Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 15-06.80 (51 } Ч. Кл. а 01 И ЗЗ/26

Государственный квинтет по ленам изобретений н открытий (53} УДК 620.017. .32.002.S (088 8) И. Г. Борзунов, Т. А. Корнюхина, И. П. Корнюхин и А. В. Парамонов (72) Авторы, изобретения

Московский ордена Трудового Красного Знамени текстнльшяи институт (7l) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОРСИСТОСТИ ТЕКСТИЛЬНЫХ

МАТЕРИАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области текстильного материаловедения и может быть использовано для определения ворсистости пряжи и других текстильных материалов, имеющих ворс в виде выступающих из изделия волокон.

Известен способ определения ворсистости

5 текстильных материалов, заключающийся в закреплении образца материала, его просвечивании и выделении рассеянного и нерассеянного излучений с последую1цей оценкой ворсистости (1). О

Способ осуществляется устройством, содержащим источник светового излучения и расположенную перед ним оптическую систему, выполненную из собирающей линзы, приемника излу15 чения и регистратора излучения.

Недостатком известного способа и устройства является то, что определение внешнего диаметра пряжи по увеличенному изображению сопряжено с субъективными ошибками. Определяемый этим методом показатель дает неполную информацию о ворсистости пряжи — он характеризует лишь относительнуто длину ворсинок независимо от густоты ворса.

Целью иэобрете1птя является уменьшение погрешности при анализе ворсистости.

Цель достигается тем, что дополнительно просвечивают по крайней мере одну ворсинку образца и измеряют интенсивность светового потока рассеянного излучения одной ворсинки и целого образца, а оценку ворсистости произвоцят по отношению интенсивности рассеяного светового потока образца и ворсинки.

Такой способ может быть осуществлен устройством, отличающимся тем, что оптическая система имеет последовательно расположенные перед собирающей линзой диафрагму, поляроид, расширитель пучка, квадратную диафрагму, а приемник излучения снабжен световыми ловушками, выполненными из светонепроницаемого материала, одна из которых размещена в центре светочувствитепьнбй поверхности приемника излучений, а две другие — по обе стороны, причем центр первой ловушки совпадает с фокусом собирающей линзы, а две другие расположены диаметрально противоположно по обе стороны от ее фокуса.

7411

Несколько исследуемых образцов материалапряжи закрепляются в держателе вертикалъно, 55 параллельно один другому. Перемещая держатель

6 в вертикальном направлении, исследуют ворсистость на различных участках какого-либо образца пряжи. Переместив держатель 6 в гори3

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства для осуществления способа; на фиг. 2 — вид световых ловушек и приемника излучения со стороны источника излучения; на фиг. 3 — нид световых боковых ловушек.

Устройство состоит из источника излучения (гелий-неонового лазера 1), оптической системы, выполненной в виде последовательно расположенных ирисовой диафрагмы 2, поляроида 3, расширителя 4 пучка, выполненного в виде двух по- Io следовательно расположенных линз, квадратной диафрагмы 5, За последней устанавливается держатель 6 образцов исследуемого материала 7.

Излучение, рассеянное волокнами, а также нерассеянное излучение, пройдя через линзу 8, направляется к приемнику 9 излучения. Для предотвращения попадания на приемник излучения постороннего света предусмотрена цилиндрическая насадка 10. Непосредственно перед светочувствительной поверхностью 11 приемника 9 излучения установлены центральная круглая ловушка 12, задерживающая нерассеянное излучение, н две симметричные боковые ловушки 13, выполненные в виде полос или секторов, задерживающих излучение, рассеянное поверхностными волок- 25 нами остова пряжи. Создаваемый приемником излучения электрический сигнал поступает на регистрирующий прибор 14.

Устройство работает следующим образом. Лазер 1 формирует узкий, плоскопараллельный 30 пучок когерентных лучей, ирисовая диафрагма

2 отсекает вредное фоновое излучение лазера, поляроид 3 служит для плавной регулировки интенсивности пучка и градуировки приемника 9 излучения совместно с злектроизмерительным . 35 прибором 14., Расширитель 4 пучка представляет собой афокальную оптическую систему, предназначенную для расширения пучка лазера. При большой ширине пучка за одно измерение охватывается 40 более длинный участок исследуемого материала, а следовательно и более число ворсинок. Это позволяет сократить число измерений, необходимых для получения заданной погрешности.

3а расширителем 4 перед держателем 6 образца материала располагается диафрагма 5 с прямоугольным или квадратным отверстием.

При такой форме отверстия становится необязательным строгая центровка образца относительно оптической оси системы. Держатель 6 образцов снабжен электроприводом и может перемещаться в вертикальном и горизонтальном направлениях.

56 4 зонтальном направлении, переходят к измерению на другом образце пряжи. Особенности установки образцов материала — ткани состоят в том, что вырезается полоска ткани постоянной ширины и закрепляется в держателе 6 вертикально так, чтобы поверхность ткани была параллельна оптической оси установки.

Излучение, попавшее на выступающие из материала волокна — ворс, рассеиваются ими. Сечение рассеяния для таких больших по сравнению с длиной световой волны объектов, как волокна равна dl, где d — диаметр поперечника волокна; 6 — его длина. Вследствие этого поток светового излучения А, рассеянный всеми выступающими волокнами исследуемого участка материала 7 пропорционален суммарной длине ворсинок на этом участке и, зарегистрировав зто излучение, можно получить информацию о норсистости. Излучение, не взаимодействующее с выступающими волокнами материала, проходит нерассеянным. Величина снетоного потока рассеянного излучения А довольно мала по сравнению со световым потоком нерассеянного излучения В. Для того, чтобы обеспечить достаточно уверенную и точную регистрацию рассеянного потока излучения А, необходимо предотвратить попадание нерассеянного излучения В на светочувствительную поверхность приемника 9 излучения.

Для этого в фокиной плоскости длиннофокусной линзы 8 располагается светочувствительная поверхность 11 приемника 9 излучения так, чтобы ее центр совпадал с положением фокуса линзы. Непосредственно перед светочувствительной поверхностью 11 в фокусе линзы установлена центральная ловушка 12. Параллельный пучок нерассеянного излучения В собирается линзой 8 в ее фокусе и таким образом задерживается ловушкой 12. Ход нерассеянных лучей за исследуемым образцом материала 7 схематически показан прямыми линиями (фиг. 1), ход лучей рассеянного излучения — штриховыми линиями. Эти лучи попадают на светочувствительную поверхность 11 приемника 9 излучения, что позволяет проводить их уверенную регистрацию.

Кроме рассеяния излучения выступающими волокнами происходит рассеяние излучения поверхностными невыступающими волокнами материала. При вертикальном расположении материала это излучение собирается в фокальной плоскости в виде горизонтальной полоски, проходящей через фокус. Регистрация этого излучения привела бы к систематической ошибке в определении показателя ворсистости. В связи с этим для задержания излучения, рассеянного поверхностными невыступающими волокнами, используются две боковые ловушки 13, вылол741156 6

h = L,I L„, (1) где» в — суммарная длина ворсинок на участке пряжи длиной l „.

Для определения величины h с помощью данного устройства помимо основного опыта, в котором регистрируется световой поток — Фв,, создаваемый излучением, рассеянным ворсинками пряжи, проводится градуировочный опыт. В этих опытах определяется средний световой поток Фг, создаваемый участками волокон длиной L извлеченных из пряжи. При вертикаль- 25 ном расположении пряжи волокна в градуировочном опыте располагаются горизонтально.

Значение h рассчитывается на основании полученных данных по формуле с в 1- r»

1»=

РгР 1- п

30 (2) При одинаковых длинах исследуемых участков пряжи и волокон, что обеспечивается квадратной диафрагмой 5, формула для расчета

h принимает вид

+âE +ãð (з)

При линейной световой характеристике регистрирующего прибора вместо Фв и Фгр можно подставить в формулы (2) и (3) непосредственно соответствуюпп»е показатели прибора, скорректировав их предварительно на величину фона.

Зля характеристики ворсистости тканей цечесообразно использовать показатель, называемый удельной поверхностной ворсистостью H. Измерения для тканей проводятся так же, как и для пряжи, затем по формулам (2) и (3) определяется величина h, которая используется для нахождения поверхностной ворсистости — Н

H=h (4) где и — число нитей по основе и утку по ширине исследуемой полоски ткани, n — плотность тех же нитей в ткани.

Описанный способ измерения ворсистости и устройство для его осуществления позволяют определить показатели ворсистости h и Н, значения которых могут быть найдены на основании объективных показаний электроизмерительного прибора с достаточно высокой точностью. ненные и виде узких полос или секторов и располагающихся перед светочувствительной поверхностью 11 в горизонтальном направлении диаметрально противоположно относительно центральной ловушки 12. Все ловушки выполняются иэ светонепроницаемого материала с зачерненной матовой поверхностью. В качестве, приемника 9 излучения можно использовать фотоэлемент, фотосопротивлсние или фотоумножитель.

Для оценки ворсистости пряжи предлагается»о характеристика, называемая удельной ли»п»ей ворсистостью h. Удельная ворсистость представляет собой суммарную длину ворса на единицу длины пряжи

Показатели ворсистости h и Н пропорциональны суммарной длине ворсинок. Вследствие этого значения этих показателей зависят как от длины ворса, так и от густоты, и, тем самым. более полно характеризуют свойства материалов, чем показатели, определенные по известному способу.

Использование в оптической системе первой

»п»афрагмь», отсекающей вредное фоновое излучение, поляооида для регулирования интенсивности излучения источппка, расширителя светового пучка и второй диафрагмы для придания лучу определенной формы, позволяет определить за одно измерение ворсистость на более длинном участке исследуемого материала. Использование в устройстве ловушек поэволяет определить нерассеянное излучение и точнее рассеянное. Это приводит к уменьшению числа измерений, необходимых для получения заданной погрешности, и тем самым к повышению проиэвод»»тельности устройства.

Формула изобретени»»

1. Способ определения ворсистости текстильных материалов и устройство для его осуществления, заключающийся в закреплении образца материала, его просвечивании и выделений рассеянного и нерассеянного излучений с после»»ующей оценкой ворсистости, о т л и ч а ющ и Й с я тем, что, с целью уменьшения погрешности при анализе ворсистости, дополнительно просвечивают по кра»п ей мере одну ворсинку образца и измеряют и»ттенсив»»ость светового потока рассеянного излучения одной ворсинки, и целого образца, а оценку ворсистости производят по от»»ои»ению интенсивности рассе- янного светового потока образна и ворсинки.

2. Устройство для осуществлеEEHE» способа по и. 1, содержащее источник светового излучения и расположенную перед иим о»ттичсскую с»»стему, вьп»олненную иэ собира»ошей лиизь». приемника излучения и регистратора излучения, о т л и ч а ю щ с е с я тем,что оптическая система имеет последовательно расположенные перед собирающей линзой диафрагму, поляроид, расширитель пучка, квадратную диафрагму, а приемник снабжен световыми ловушками, выполненными из светонепроницаемого материала, одна из которых размещена в центре светочувствительной поверхности приемника излучения, а две другие — по обе его стороны, причем центр первой ловушки совпадает с фокусом собираемой линзы, а две другие расположены диаметрально противоположно по обе стороны ее фокуса.

Источники информации, принятые во внил»ание при экспертизе

1. Франция, "Mesure de la pilosite des

fals", "L industrie textile" N 842. 1957, !

ill. 123.

741!5б

Составитель В. Тюркин

Т expeg Я.Бирчак Корректор М. Вигула

Редактор Г. Трубченко

Филиал ППП "Патент", r. Óæãoðoä, ул. Проектная, 4

Заказ 3194/44 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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