Способ определения натяжения движущегося длинномерного материала

6827 ПИСАНО БР ЕТЕ НВТОР СКОМУ СВ ИДЕТЕ Соаз Советск Социалистически РеспубликЛЪСТВ св,и 61) Дополнительное 51) Ч.Кл. 6 01 1. 5 22) Заявлено 13.11.5 (21) 2189908/18-12присоединвнием заявки-23) Приоритет -43) Опубликовано 30,08.79, Бюллетень3 сударственный комитет СССРлам изобретений оЗ) УДК 531 781(45) Дата опубликования описания 19.10.79(72) Авторыизобретения Р,-И, Ю, Кажис, К.-В, Ю. Бернатонис,и Ю,-А. Ю. Сташкявичю инскас аунасский политехнический инсти им, Антанаса Снечкуса 1 Заявител(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАТЯЖЕНИЯДВИЖУЩЕГОСЯ ДЛИННОМЕРНОГО МАТЕРИА 1 2 тся к контрольно- и может быть,ися качества и опрежущегося длинночастности бумаги, мягких кож, полих листовых матеИзобретение относи измерительной технике пользовано для контрол деления натяжения дви мерного материала, в картона, искусственных мерных пленок и други риалов. т 2(макс уль. мапорционал Известен способ определения натяжения движущегося длинномерного материала, заключающийся в возбуждении в мате риале акустических колебаний и измерений их амплитуды 111.Недостатком этого способа является недостаточная точность измерения натяжения длинномерного материала, движущегося с большой скоростью, и определения его максимального натяжения.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 колебании, а максимальное натяжение материала определяют по формуле где 6- максимальное натяжение ма.тсриала;С - скорость распространениятразвуковых колебаний в О териале;Уак, - электрический сигнал, пропорциональный максимальной ам.плятуде ультразвуковых колебаний в материале в контро лируемой зоне;Кь К. - коэффициент про ьности.На чертеже приведена экспериментальнополученная зависимость амплитуды А 2 О ультразвуковых колебаний, излучаемыхдлинномерным материалом, от расстояния Х в продольном направлении между излучателем и приемным преобразователем, установленным на расстоянии Е в месте изги 25 ба материала.Предлагаемый способ заключается вследующем.В движущемся листовом материале излучателем возбуждают импульсы ультра- ЗО звуковых волн Лэмба. Импульс ультразву682776 ковых волн распространяется по листовому материалу и частияно излучается в окружающую среду. В плоской части длинно- мерного материала амплитуда, излучаемых волн относительно мала, но в зоне изгиба на расстоянии 1 от излучателя (см. чертеж) амплитуда излучаемых в окружающую среду ультразвуковых волн значительно возрастает.Явление увеличения амплитуды излучаемого сигнала в зоне изг 11 ба материала объясняется следующим. Во-первых, длинно- мерные 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 д=0,09 - 0,11 ми. При этом соотношение 2 йл=0,005 - 0,0061, где Х, длины возбуждаемых ультразвуковых волн в бумаге. бракс - 1 1 С + 1 г(макс где К, - коэффициент пропорциональноности.35Формула изобретения Е/ Р(1 1 г)Способ определения натяжения движущегося длинномерного материала преимущественно бумажного полотна, заключающийся в возбуждении в материале акустических колебаний и измерений их амплитуды, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения 45максимального натяжения быстродвижущегося материала, акустические колебания в материале возбуждают в ультразвуковом диапазоне частот, устанавливают точку 50максимальной 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 плотность материала;у - коэффициент Пуансона;Е - модуль Юнга.Натяжение в месте изгиба листового материала определяется выражением 6= еЕ, где в - относительное удлинение волокон на выпуклой стороне листа, прн изгибе. Поэтому в зоне изгиба скорость ультразвуковых волн: С= г 6 Ю(1 - 1 )Из этого следует, что в зоне изгиба листа получается скачок скорости моды волны типа 5 о 6 макс К 1 С + К(макс где 6 льакс бО с макс При указанном частотном диапазоне в полотне могут существовать только две моды волн Лэмба симметричная 5 и асимметричная до. Однако, учитывая особенности распространения указанных волн при 2 д/л 1, практически в полотне возбуждается только симметричная волна 5 О,Групповая скорость симметричной нулевой моды волны Лэмба приближенно выражается формулой 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 Екс принятого сигнала, излученного длинномерным материалом в зоне изгиба, и натяжением изгиба 65 материала существует тесная связь с коэффициентом линейноЙ корреляции 0,98. Излучаемые листовым материалом ультразвуковые колебания принимают с помощью бесконтактного приемного преобразователя, плавным перемещением которого устанавливают точку,и абсолютное значе- НИЕ МаКСИМаЛЬНой аМПЛИТУДЫ Умакс КО- лебаний в материале в контролируемой зо- НЕ. ПО абСОЛЮтНОМу ЗналЕНИ 1 О К 1 акс, ОДНО- значно определяют натяжение изгиба См КгУмакс ГдЕ Кг КозффИцИЕнт ПРО- порциональности. Г 1 ри известной точке расположения Умакс (в данном случае расстояние 1),измеряют время прохождения ультразвукового сигнала от излучателя до точки максимальной амплитуды колебаний и определяют скорость распространения С ультразвуковых колебаний в листовом материале. По абсолютном значении С устанавливают линейное натяжение длиномерного материала 6, =К 1 С, а максимальное натяжение 6 м;, материала определяют по формулезо 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 Н, Тимоннна Заказ 765/968 Изд. ЛЪ 485 Тираж 1090 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва Ж, Раушская иаб., д. 4/5 Тип, Харьк. фил. пред, Па 1 ент баний в материале в контролируемой зоне;Кь К, - коэффициенты пропорциональности,Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:1, Авторское свидетельство СССР Ма 427248, кл. 6 01 1. 5/04, 1972.