Устройство для определения ориентации текстильных волокон

ОП ИКАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветсееСоциалистическииРеспублик) щ. цл,т 201 Н 13/ дннением заявки-осударстеенный комитетСовета Мииистров СССРоо делам иэаоретенийи открытий 23) Приоритет43) Опубликовано 25 10 76 Бюллетень345) Дата опубликования описания 21,02.7(72) Авторы изобретен осковский ордена Грудового Кинститут о Знамени текстильный 71) Заявител ОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОРИЕНТАЦИ ТЕКСТИЛЬНЫХ ВОЛОКОН(54) ляет регистрировать излучение, рассеянноеволокнами или их частями, расположенными у поверхности образца, обращенной к исъточнику света, и только теми волокнами,б которые параллельны поверхности образда.Излучение, рассеянное волокнами, наклоненными к поверхности образца, может не попасть в приемник излучения.Кроме того, этот прибор позволяет полу10 чить данные об относительной ориентацииволокон лишь в двух взаимно перпендикулярных направлениях и не дает сведений обориентации волокон в промежуточных направлениях,5 Целью изобретения является получениеинформации об ориентации волокон и ихчастей в виде непрерывной функции углаориентации независимо от месторасположения волокна в образце и наклона волокна20 к плоскости поверхности образча,Это достигается тем, что для определения ориентации волокон используется явление однократного рассеяния излучения вперед под малыми углами. В устройстве пре 25 дусмотрен узел, позволяюший определить Изобретение относится к подготовитель- но-прядильному производству и может быть использовано для определения ориентации волокон.в полупродуктах этого производства, обладаюших небольшой оптической плотностью (в описании полупродукты названы образцами, их поверхности параллельны, а волокна располагаются не только параллельно поверхности, но и под некоторым углом к ней).Известны приборы, состоящие из источника света, линзы, направляющей лучи перпендикулярно к плоскости образца, и двух приеьликов излучения, включенных в плечи, измерительного моста и расположенных под 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 определения ориентации волокон используется свойство направленности излучения, рассеяиного цилиндрическими волокнами.В указанном приборе используется явление рассеяния света назад, которое позвоКорнюхина и И. П, Корнюхинепрерывную функцию, характедизуюндую удлевое распределение волокон в образцах,Формирование направленного 1 длоскопараллельного светового пучка осуществляетсяоптическим квантовым генератором (лазе-ром), Перед образцом установлена диафрадма для частичнОЙ задержки фонового излучения, Для повышения разрешающей способности устройства за Образцом имеется собщдающая линза, в фокальной плоскости кото-Ярой находится приемник излучения,На фиг. 1 изображена схема Описываемого устройства; на фиг. 2 - схема, поясняющая принцип работы устройства; нафиг. 3 - диск со щелью; на фиг. 4 - гра- дб9,фик расчета характеристик ориентации волокон,Устройство состоит из оптического квад,тового генератора 1, формирующего узкий,направленный пучок;излучения, диафрагмы ЙО2, частично отсекаюш й фоновое излучениеисточника, образца 3, собирающей линзы 4,цилиндрической насадки 5 светочувствительного приемника излучения .6, относительнокоторого может вращаться диск 7 с помощью электродвигателя 8 и привода 9, Вкачестве светочувствительного приемникаизлучения 6 можно использовать фотоумнаркитеддь, фотоэлемент или фотосопротивление.,:Выдаваемый приемником излучения электриЗОческий сигнал поступает в регистрируахддийприбор 10.При падении луча света перпендикулярно к поверхностям 1 1 и 12 он рассеивает М ся вперед под мальдми углами волокнами 13, параллельными поверхности образца, и волокнами 14, наклоненными к поверхностиобразца под некоторым углом (оба волокдда расположены в плоскости чертежа) 4 О При произвольном угле падения луча на цилиндрическое волокно 14 лучи, рассеянные волокном, направлены вдоль образующей конической поверхности 1 5 (конус рассеяния), ось симметрии которой совпадает И с осью волокна, а угол при вершине равен.88 К чРассеянньде лучи дают в плоскости приемника излучения 8 светящийся след в виде прямой линии 16-18. Свет, рассеянный,9 вперед под малыми углами Ю.волокном 14 образует в зависимости от угла падения УСлед 17-17 в виде одкого из конических ,сечений - гиперболы, параболы или эллипса. ,Для волокна 13 конус рассеяния вырождает ИВ ся в плоскость 18, Форма следа 17-17 в иредедах светочувствительной поверхности приемника излучеддия будет тем ближе к прямолинейной, чеМ меньше угол Ы. рассеяния лучей (А), регистрируемых приемником 69 излучения, Выбранное расстояние от Образ ца до приемника излучения обеспечивает малое д. и создает условие, когда интенсивность света, рассеянного волокном, будетрегистрироваться независимо о- :, даклонак поверхности Образца., При ра ;:.; .:, эназад будут регистрироваться л.".=:,На в .а=ИЛОН 8 ННЬДЕ ТОЛЬКО ПОД СПОЕДЕЛЕНЫЫМ;ГЛОМк поверхности ооразца. При повороте волокна относит лько оси. проходящей через падающий луч, на некод торый угол(угол ориентации), след в плоскости приемника излучешдя повернется на тот же угол. Таким образом, волок= нам, ориентированным под различньдми уг-. лами в члоскости приемника излучения буадут соответствовать следы ориентирован 1 тные нод угпамиу. Угол й/2 добавцдяется из=за того что след повернут отно:сительно волокна на 7/2Пренебрегая многократным рассеянием в образце, полуием что интенсивность света, рассеянло го различными волокнами в плоскости при=емника излучения, будет складываться, Приом распределение интенсивности рассеян,коодд света в этой плоскости Б зависимОС- ти отугла , т, е, индикатриса рассеяния х), будет соответствовать плотности углового распределения длин участков Ь () в Образце, В устройстве предусмотрен узел, позволяющий Определять интенсивность как :непрерьдвную функцию угла. Зтот узел ( см. фиг, 3) представляет собой устанавливаемый перед приемником излучения не= прозрачный диск 7 с узкой щелью 18, 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 Ы ,щ3д,для, увеличения разрешающей способнос. ти устройства за образцом установлена линза. В ее фокальной плоскости расположена светочувствительная поверхность приемника излучения 6. Прошедший через образец параллельный пучок нерассеянных лучей собирается при этом в фокусе и задерживается ,непрозрачныь 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.Использование собирающей линзы 4 позволяет уменьшить ширину этого следа. Ширина щели .9 при этом регулируется в соответствии с шириной следа.Степень ориентации волокон в образце характеризуется плотностью углового распределения долей длин, участков волокон 1 , которая52 Н=1дОпределяет длину участков волокон, ориентированных под некоторым угломк оси. Зная 4 , можно подучить среднее значение угла ориентациии среднее значение косинуса угла Ориентации ссай Р.Цл+ЦМС 0фСОь 03ЖР/ДУстановлено, что Вместо угла , можнопри экспрессоценке испольэовать угол ),определяемый как полуширина кривой наполувысоте 1 (см, фиг, 4). ф о р мс и а и э с б о е т е н я я й ст)опство для определения ориентяпли,фо ТЕКСТИЛЬБзх ВОЛОКО 1 Е СОДЕРЖАЛАЕЕ ИСТОЧНИКизлучения, приемнпк излучеия и регистри-руощий прибор, О т л и ч а ьа щ е ес я теме что,. с целью повышения точности определения Ориентации Волокон, оноимеет расположенный ежду исто пшкомизлучения и регстрируОНям е 1 рибором узелДЛЯ СКЯЯЩЗОЯаНИЯ У 1, ссЬ", РЗССЕЯЕЕИЯ сЭЛУЧЕНИЯ ВЫПОЛЕЕННЬ В ь сэ ИЕПООЗРОЧНЬ ОсрИВОДНОГО ДИСКа СО щэ.;Ь 1 О,. расОЛОХ(8 ННОЙ, ПО ДиаМЕТРУ Его. ЕсьсЕ,; ссстоссЕЦК ИЗЛ 1 ЧЕния представляет собой оптическей квантовый генератор,Составитель М. Ахмеджановехред М. Ликович, Корректор Н. 3 олотовска 38/3,98 Тираж 575 ПодписноеИПИ Государственного комитета Советапо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская в СССР наб., д. 4 ал ППП "Патент" ) Гэ Ужгород, ул Проектная 4