Способ определения ворсистости текстильных материалов и устройство для его осуществления

(53 ) Ч. Кл, а 01 И ЗЗ 26 Гасударственный квинтет по данаи изобретений н открытий(72) Авторы , изобретения Московский ордена Трудового Красного Знамени текс тиль ныи институт(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 ворсистости5 текстильных материалов, заключающийся в закреплении образца материала, его просвечивании и выделении рассеянного и нерассеянного излучений с последую 1 цей оценкой ворсистости (11.О Способ осуществляется устройством, содержащим источник светового излучения и расположенную перед ним оптическую систему, выпол. пенную из собирающей линзы, приемника излу 15 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 иэобрете 1 птя 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 цент. ре светочувствительной поверхности приемника излучений, а две другие - по обе стороны, причем центр первой ловушки совпадает с фокусом собирающей линзы, а две другие расположены диаметральнопротивоположно по обе стороны ох ее фокуса.7411 Несколько исследуемых образцов материала. пряжи закрепляются в держателе вертикалъно,55 параллельно один другому. Перемешал держатель б в вертикальном направлении, исследуют ворсистость на различных участках какого-либо образца пряжи, Переместив держатель 6 в гори. 3На 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. О следовательно расположенных линз, квадратной диафрагмы 5, За последней устанавливается держатель 6 образцов исследуемого материала 7. Излучение, рассеянное волокнамиа также нерассеянное излучение, пройдя через линзу 8, направляется к приемнику 9 излучения, Для предотвращения попадания на приемник излуче. ния постороннего света предусмотрена цилиндрическая насадка 10. Непосредственно перед светочув. ствительной 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 нами остова пряжи, Создаваемый приемником излучения электрический сигнал поступает на регистрирующий прибор 14.Устройство работает следующим образом. Лазер 1 формирует узкий, плоскопараллельный ЗО 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 . 55 прибором 14., Расширитель 4 пучка представляет собой афокальную оптическую систему, предназначен. ную для расширения пучка лазера, При большой ширине пучка за одно измерение охватывается 40 более длинный участок исследуемого материала, а следовательно и более число ворсинок. Зто позволяет сократить число измерений, необхо.димых для получения заданной погрешности.За расширителем 4 перед держателем б образца материала располагается диафрагма 5 с прямоугольным или квадратным отверстием.При такой форме отверстия становится необязательным строгая центровка образца относительно оптической оси системы. Держатель б образцов 5 О снабжен электроприводом и может перемещаться в вертикальном и горизонтальном направлениях. 56зонтальном направлении, переходят к измерениюна другом образце пряжи. Особенности установки образцов материала - ткани состоят в том,что вырезается полоска ткани постоянной ширины и закрепляется в держателе 6 вертикальнотак, чтобы поверхность ткани была параллельнаоптической оси установки.Излучение, попавшее на выступающие из материала волокна - ворс, рассеиваются ими, Сечение рассеяния для таких больших по сравнению с длиной световой волны объектов, какволокна равна д, где д - диаметр поперечника волокна; 6 - его длина. Вследствие этогопоток светового излучения А, рассеянный всемивыступающими волокнами исследуемого участкаматериала 7 пропорционален суммарной длиневорсинок на этом участке и, зарегистрировав зтоизлучение, можно получить информацию о норсистости. Излучение, не взаимодействующее свыступающими волокнами материала, проходитнерассеянным, Величина светового потока рассеянного излучения А довольно мала по сравнению со световым потоком нерассеянного излучения В. Для того, чтобы обеспечить достаточноуверенную и точную регистрацию рассеянногопотока излучения А, необходимо предотвратитьпопадание нерассеянного излучения В на светочувствительную поверхность приемника 9 излучения,Для этого в фокиной плоскости длинного.кусной 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 уста.новлена центральная ловушка 12. Параллельныйпучок нерассеянного излучения В собираетсялинзой 8 в ее фокусе и таким образом задерживается ловушкой 12. Ход нерассеянных лучейза исследуемым образцом материала 7 схематически показан прямыми линиями (фиг. 1), ходлучей рассеянного излучения - штриховымилиниями, Эти лучи попадают на светочувстви.тельную поверхность 11 приемника 9 излучения,что позволяет проводить их уверенную регистрацию Кроме рассеяния излучения выступающими волокнами происходит рассеяние излучения поверхностными невыступаюшими волокнами материала. При вертикальном расположении материала это излучение собирается в фокальной плоскости в виде горизонтальной полоски, проходящей через фокус, Регистрация этого излуче. ния привела бы к систематической ошибке в определении показателя ворсистости. В связи с этим для задержания излучения, рассеянного поверхностными невыступаюшими волокнами, используются две боковые ловушки 13, вылол 741156 6(1)гдев - суммарная длина ворсинок на участке пряжи длиной 1 .Для определения величины Ь 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 1, извлеченных из пряжи. При вертикаль ном расположении пряжи волокна в градуировочном опыте располагаются горизонтально.Значение Ь рассчитывается на основании полученных данных по формуле срв 1- го Ргр 1- г ЗО(2) При одинаковьх длинах исследуемых участков пряжи и волокон, что обеспечивается квадратной диафрагмой 5, формула для расчета Ь принимает видфв Фгр (3)При линейной световой характеристике регистрирующего прибора вместо Фв и Фгр можно подставить в формулы (2) и (3) непосредственно соответствуюцпе показатели прибора, скорректировав их предварительно на величину фона.Для характеристики ворсистости тканей цечесообразно использовать показатель, называемый удельной поверхностной ворсистостью Н. Изме. рения для тканей проводятся так же, как и для пряжи, затем по формулам (2) и (3) оп. ределяется величина Ь, которая используется для ахождения поверхностной ворсистости - НН=Ь Д, (4) где и - число нитей по основе и утку по ширине исследуемой полоски ткани,г - плотность тех же нитей в ткани,Описанный способ измерения ворсистости и устройство для его осуществления позволяют определить показатели ворсистости Ь 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 поверх. ностью 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 лищей ворсистостью Ь. Удельная ворсистость представ. ляет собой суммарную длину ворса на единицу длины пряжи Показатели ворсистости Ь 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 матералов, чем показатели, определенные по известному способу,Использование в оптической системе первой 1 Пафрагмь, отсекающей вредное фоновое излучение, поляооина 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 уменьшеню числа измерений, необходимых для получения заданной погрешности, и тем самым к повышению проиэводтельности устройства. Формула изобретения1. Способ определения ворсистости текстильных материалов и устройство для его осущест.вления, заключаощийся в закреплении образцаматериала, его просвечивании и выделенийрассеянного и нерассеянного излучений с послеующей оценкой ворсистости, о т л и ч а ющ и Й с я тем, что, с целью уменьшения ло.грешности при анализе ворсистости, дополнительно просвечивают по кращей мере одну ворсинку образца и измеряют иттенсивость светово.го потока рассеянногоизлучения одной ворсин.ки, и целого образна, а оценку ворсистостипроизводят по отношению интенсивности рассе-янного светового потока образна и ворсинки.2. Устройство для осуществлещя способапо и. 1, содержащее источник светового излучения и расположенную перед иим оттичсскуюсстелу, выполненную иэ собираощсй лииза,приемника излучения и регистратора излучения,о т л и ч а ю щ с е с я тем,что оптическая системаимеет последовательно расположенные передсобирающей линзой диафрагму, поляроид,расширитель пучка, квадратную диафрагму, априемник снабжен световыми ловуцпсами,выполненными из светонепроницаемого матерна.ла, одна из которых размещена в центре светочувствительной поверхности приемника излу.чения, а две другие - по обе его стороны,причем центр первой ловушки совпадает с фокусом собираемой линзы, а две другие расположены диаметрально противоположно по обестороны ее фокуса.Источники информации,принятые во внилание при экспертизе1, Франция, "Меацге се а роатеев1 аа", "1. зстатге техте" й 842. 1957,7415 б Составитель В, ТюркинРедактор Г. Трубченко Т ехред Я.Бирчак Корректор М. Вигула Заказ 3194/44 ЦНИИП по дел 113035, Тираж 1019 И Государственного ко ам изобретений и откр Москва, Ж, Раутдская ное ПодР тета С и 4/5 аб., д Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул. Проектная