емкостный способ определения неравномерности линейной плотности продуктов прядения

Классы МПК:G01N33/36 текстильных материалов 
G01N27/22 путем измерения электрической емкости 
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный политехнический университет" (ИВГПУ) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2011-12-08
публикация патента:

Изобретение относится к текстильной промышленности и представляет собой емкостный способ определения неравномерности линейной плотности продуктов прядения. Образец пропускают между двумя пластинами конденсатора, измеряют реактивное сопротивление конденсатора, определяют изменение емкости, которое пропорционально изменениям диэлектрической проницаемости образца и регистрируют их как коэффициент вариации по линейной плотности или коэффициент неровноты по линейной плотности. Измерение реактивного сопротивления конденсатора производят в интервале частот от 1 кГц до 10 мГц, рассчитывают массу влаги в образце, а затем массу «сухого» материала в образце. На основании полученных значений массы сухого продукта производят расчет показателей неравномерности по линейной плотности продукта прядения. Способ позволяет ускорить процесс измерения показателей неравномерности по линейной плотности продуктов прядения путем компенсации влияния влажности материала на результат измерения. 3 табл., 1 ил., 1 пр.

емкостный способ определения неравномерности линейной плотности   продуктов прядения, патент № 2496107

Формула изобретения

Емкостный способ определения неравномерности линейной плотности продуктов прядения, заключающийся в пропускании образца между двумя пластинами конденсатора, измерении реактивного сопротивления конденсатора, определении изменения емкости, которое пропорционально изменениям диэлектрической проницаемости образца и регистрации их как коэффициента вариации по линейной плотности или коэффициента неровноты по линейной плотности, отличающийся тем, что измерение реактивного сопротивления конденсатора производят в интервале частот от 1 КГц до 10 МГц, определяют массу влаги в образце по формуле

емкостный способ определения неравномерности линейной плотности   продуктов прядения, патент № 2496107

где k1 - коэффициент, зависящий от конструкции устройства;

fmax - максимальная частота, на которой производилось измерение, Гц;

f min - минимальная частота, на которой производилось измерение, Гц;

емкостный способ определения неравномерности линейной плотности   продуктов прядения, патент № 2496107 (f) - значение диэлектрической проницаемости на текущей частоте;

емкостный способ определения неравномерности линейной плотности   продуктов прядения, патент № 2496107 (fmax) - значение диэлектрической проницаемости на максимальной частоте, массу «сухого» материала в образце вычисляют по формуле

емкостный способ определения неравномерности линейной плотности   продуктов прядения, патент № 2496107

где k2 - коэффициент, зависящий от геометрических размеров конденсатора, коэффициента передачи устройства и плотности волокна;

k3 - коэффициент пропорциональности, зависящий от вида волокна, коэффициента передачи устройства и рассматриваемого диапазона частот, на основании полученных значений массы сухого продукта производят расчет показателей неравномерности по линейной плотности продукта прядения по известным зависимостям.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к текстильной промышленности и может быть использовано при определении неравномерности по линейной плотности текстильных материалов в прядении (холста, ленты, ровницы, нити и т.п.).

Известен способ определения показателей неравномерности весовым методом [ГОСТ 6611.1-73 (ИСО 2060-72) Нити текстильные. Метод определения линейной плотности. - Введ. 1976-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 1976. - 28 с. - ил.], заключающийся в отматывании нити определенной длины в виде пасмы или отрезка и определении ее массы. Единицы продукции или пучки нитей перед испытанием должны быть освобождены от наружной упаковки и выдержаны в климатических условиях по ГОСТ 10681-75. В этих же условиях должны проводиться испытания. Продолжительность выдерживания в климатических условиях нитей всех видов в единицах продукции (початках, шпулях, катушках, бобинах, куличах, мотках) должна быть не менее 10 ч, кроме льняной пряжи и искусственных комплексных нитей, для которых продолжительность выдерживания устанавливается не менее 24 ч. Для определения неравномерности по линейной плотности нитей применяют пасмы длиной нити 200, 100, 50, 25, 20, 10 и 5 м и отрезки нитей длиной 1 и 0,5 м. Перед определением массы отрезки нитей должны быть дополнительно выдержаны в климатических условиях по ГОСТ 10681-75 не менее 2 ч. Каждую пасму или каждый отрезок в отдельности взвешивают с погрешностью не более 0,5% от взвешиваемой массы. По результатам измерений вычисляют коэффициент вариации.

Недостатком данного способа является большая трудоемкость и длительность испытаний.

За прототип принят способ определения неравномерности емкостным методом [ГОСТ Р ИСО 16549-2008. Материалы текстильные. Метод определения неравномерности продуктов прядения. Емкостный метод. - Введ. 2010-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 2010. - 8 с.], заключающийся в пропускании образца между двумя пластинами конденсатора, что вызывает изменение емкости, которая пропорциональна изменениям диэлектрической проницаемости образца. Измеряют реактивное сопротивление конденсатора на определенной частоте, определяют изменения емкости и регистрирует их как коэффициент вариации по линейной плотности или коэффициент неровноты по линейной плотности.

Диэлектрическая постоянная волокна является фактором, определяющим изменение емкости. Пока диэлектрическая постоянная не меняется (идеально равномерное распределение влаги по длине продукта), диэлектрическая постоянная не влияет на показания неравномерности, которые зависят исключительно от изменения массы. Если диэлектрическая постоянная изменяется (при неравномерном распределении влаги), то тогда показания неравномерности превышают их истинные значения. Таким образом, на результат измерения значительное влияние оказывает влажность материала. Для уменьшения этого влияния, а так же для обеспечения равномерного распределения влаги по длине материала, перед началом измерения производят кондиционирование образца в течение не менее 24 часов при нормальных условиях.

Недостатком данного способа является длительность этапа подготовки образца, который, однако, полностью не устраняет влияние влажности материала на результат измерения.

Техническим результатом заявляемого изобретения является ускорение процесса измерения показателей неравномерности по линейной плотности продуктов прядения путем компенсации влияния влажности материала на результат измерения.

Указанный технический результат достигается тем, что в емкостном способе определения неравномерности линейной плотности продуктов прядения, заключающемся в пропускании образца между двумя пластинами конденсатора, измерении реактивного сопротивления конденсатора, определении изменения емкости, которое пропорционально изменениям диэлектрической проницаемости образца и регистрации их как коэффициента вариации по линейной плотности или коэффициента неровноты по линейной плотности, согласно изобретению, измерение реактивного сопротивления конденсатора производят в интервале частот от 1 кГц до 10 мГц, определяют массу влаги в образце по формуле:

емкостный способ определения неравномерности линейной плотности   продуктов прядения, патент № 2496107

где k1 - коэффициент, зависящий от конструкции устройства;

fmax - максимальная частота, на которой производилось измерение, Гц;

fmin - минимальная частота, на которой производилось измерение, Гц;

емкостный способ определения неравномерности линейной плотности   продуктов прядения, патент № 2496107 (f) - значение диэлектрической проницаемости на текущей частоте;

емкостный способ определения неравномерности линейной плотности   продуктов прядения, патент № 2496107 (fmax) - значение диэлектрической проницаемости на максимальной частоте,

массу «сухого» материала в образце вычисляют по формуле:

емкостный способ определения неравномерности линейной плотности   продуктов прядения, патент № 2496107

где k2 - коэффициент, зависящий от геометрических размеров конденсатора, коэффициента передачи устройства и плотности волокна;

k3 - коэффициент пропорциональности, зависящий от вида волокна, коэффициента передачи устройства и рассматриваемого диапазона частот,

на основании полученных значений массы сухого продукта производят расчет показателей неравномерности по линейной плотности продукта прядения по известным зависимостям.

Указанный результат достигается за счет использования для расчета неравномерности массы сухого продукта, что устраняет влияние влажности на результат измерения и позволяет исключить этап кондиционирования перед измерением.

На чертеже показаны зависимости диэлектрической проницаемости конденсатора с диэлектриком из влагосодержащего хлопкового волокна от частоты для постоянной массы пробы и различных значений влажности.

Пример практического осуществления способа

Способ был реализован на примере хлопковой нити линейной плотностью 13 текс. Образец исследуемого продукта заправляют между обкладками емкостного датчика. Устанавливают наименьшую частоту генератора из заданной сетки частот и измеряют диэлектрическую проницаемость материала для данной частоты. Измеренное значение сохраняют для последующих вычислений. Затем устанавливают следующую частоту из заданной сетки и вновь измеряют значение диэлектрической проницаемости. В результате перебора большого количества частот получают зависимость диэлектрической проницаемости хлопковой нити от частоты (таблица 1).

Таблица 1
f, кГц23 45 678 910 20 30 40
емкостный способ определения неравномерности линейной плотности   продуктов прядения, патент № 2496107 1,1261,120 1,1171,115 1,1121,1091,109 1,1091,109 1,1021,1021,098
емкостный способ определения неравномерности линейной плотности   продуктов прядения, патент № 2496107
f, кГц 506070 8090100 200300400 500600 700
емкостный способ определения неравномерности линейной плотности   продуктов прядения, патент № 2496107 1,0981,098 1,0931,095 1,0951,0931,088 1,0891,089 1,0871,0871,085
емкостный способ определения неравномерности линейной плотности   продуктов прядения, патент № 2496107
f, кГц 800 900 1000 20003000 400050006000 70008000 900010000
емкостный способ определения неравномерности линейной плотности   продуктов прядения, патент № 2496107 1,0821,085 1,0831,081 1,0781,0781,079 1,0761,074 1,0741,0731,073

Зависимости диэлектрической проницаемости конденсатора с диэлектриком из влагосодержащего хлопкового волокна от частоты для постоянной массы пробы и различных значений влажности показаны также на чертеже.

По формуле (1) вычисляют массу влаги, сорбированной нитью, затем по формуле (2) вычисляют массу «сухого» материала, находящегося между пластинами емкостного датчика. Разделив данное значение на длину пластин, получают линейную плотность нити. В таблице 2 приведены сравнительные данные массы сухого материала и влаги, измеренные способами заявляемым и по прототипу (для значений коэффициентов k1=3,8; k2=8; k3=1,1).

Таблица 2
По заявляемому способуПо способу прототипа
Масса воды, mв, гМасса сухого материала mмат, гЛинейная плотность, г/м2Масса воды, mв , гМасса сухого материала, mмат , гЛинейная плотность, г/м2
0,0209 0,33913,30,021 0,413

Полученное значение сохраняют для вычисления неравномерности по линейной плотности. Затем нить сдвигают на величину длины пластин и измерения повторяют для следующего участка нити, вычисления производят с использованием средств вычислительной техники.

Сравнение времени проведения испытаний емкостным способом по прототипу и заявляемым способом приведено в таблице 3.

Таблица 3
Время испытанийПо прототипу, часов По заявляемому способу, часов
Этап кондиционирования 240
Этап измерения0,12 0,3
Суммарное 24,120,3

Результаты показывают, что происходит значительное ускорение (почти в 80 раз) процесса измерения показателей неравномерности по линейной плотности продуктов прядения за счет компенсации влияния влажности материала на результат измерения.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2496107

patent-2496107.pdf

Класс G01N33/36 текстильных материалов 

способ определения драпируемости материалов для одежды -  патент 2528876 (20.09.2014)
способ определения закрепленности петли в структуре трикотажного полотна -  патент 2526112 (20.08.2014)
способ бесконтактной полиполяризационной идентификации и определения состава и качества шерсти и растительных волокон -  патент 2524553 (27.07.2014)
устройство для оценки раздвигаемости нитей текстильных материалов -  патент 2519028 (10.06.2014)
способ оценки токсичности продукции из полимерных и текстильных материалов -  патент 2518306 (10.06.2014)
устройство для оценки повреждаемости нитей текстильных материалов при шитье -  патент 2516894 (20.05.2014)
способ измерения геометрических параметров структуры текстильных материалов -  патент 2508537 (27.02.2014)
способ определения силы трения текстильных полотен -  патент 2502982 (27.12.2013)
устройство для измерения продольной и поперечной деформации легкодеформируемых трикотажных полотен -  патент 2499257 (20.11.2013)
способ оценки миграции пухо-перовой смеси и устройство для его осуществления -  патент 2497113 (27.10.2013)

Класс G01N27/22 путем измерения электрической емкости 

способ и устройство для определения доли адсорбированного вещества в адсорбирующем материале, применение устройства для определения или мониторинга степени насыщения адсорбирующего материала, а также применение устройства в качестве заменяемой вставки для поглощения влаги в технологическом приборе -  патент 2529237 (27.09.2014)
анализатор газожидкостного потока -  патент 2518855 (10.06.2014)
способ определения количества цемента в грунтоцементном материале конструкции -  патент 2513567 (20.04.2014)
способ и система управления компаундированием товарных бензинов -  патент 2498286 (10.11.2013)
способ неразрушающего контроля теплотехнических качеств ограждающих конструкций зданий -  патент 2497106 (27.10.2013)
способ определения водонасыщенности керна -  патент 2484453 (10.06.2013)
устройство и способ измерения содержания воды и концентрации соли в потоке многофазного флюида -  патент 2478943 (10.04.2013)
детектор воды -  патент 2476868 (27.02.2013)
устройство контроля влажности -  патент 2471178 (27.12.2012)
способ мониторинга почвенной структуры -  патент 2469302 (10.12.2012)
Наверх