СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОНИНЫ ВОЛОКОН
METHOD OF DETERMINING FIBRE FINENESS

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля волокнистых материалов и может быть использовано при анализе их параметров в процессах заготовки и переработки.
Известен способ определения тонины волокон овечьей шерсти (ГОСТ 17514-93), по которому из основных частей руна случайным образом отбирают точечные штапельные пробы и формируют контрольную пробу из 10 точечных проб, промывают, прочесывают и нарезают контрольные волокна длиной не более 2 мм и массой 0,2 г. Нарезанные волокна помещают в бюксу, добавляют несколько капель глицерина и на предметное стекло наносят 1-2 капли смеси, устанавливают на предметном столике микроскопа либо ланометра и измеряют тонину в мкм не менее 300 отрезков волокон, разделяют на классы тонины и общую тонину определяют как среднее арифметическое всех результатов измерений. Способ очень длителен, трудоемок, кропотлив и принципиально не может быть применен к оперативному контролю и оценке свойств волокон больших объемов в процессах заготовки и переработки волокон.
Известен способ определения тонины волокон шерсти, заключающийся в том, что разрыхленную массу волокон контрольной пробы помещают в цилиндрический стакан, продувают воздухом и измеряют перепад давления в четырех повторностях трех или четырех проб, среднее арифметическое показаний переводят в микрометры в соответствии с калибровочной таблицей прибора с учетом поправки на температуру и влажность воздуха в помещении [Хлопок сырец. Методы определения сорта. Гост 9679, 3-71].
Недостатком этого технического решения является низкая точность контроля, вызванная изменением объемной плотности волокнистой массы от активного воздействия на нее проходящего воздуха.
Наиболее близким по механической сущности к изобретению является способ определения зрелости (тонины) хлопковых волокон (а.с. №1013842), заключающийся в том, что подвергают образец из хлопковых волокон сжимающей нагрузке, прозвучивают его, измеряют амплитуду прошедших колебаний и учитывают ее при расчете зрелости хлопковых волокон. Нагрузку прикладывают вдоль направления прозвучивания, а зрелость волокон определяют из отношения излученного и принятого акустических сигналов. [2].
Недостатком известного способа является то, что различная средняя длина и тонина волокон, вызванная различием климатическим и биолого-почвенным, обуславливают низкую точность контроля.
Технической сущностью настоящего изобретения является повышение точности измерения за счет прозвучивания образца с четырех сторон.
Эта сущность достигается тем, что в способе определения тонины волокон, заключающемся в том, что подвергают образец из волокон сжимающей нагрузке, прозвучивают его, измеряют амплитуду прошедших акустических колебаний и учитывают ее при расчете тонины волокон, сжимающей нагрузке образец подвергают перед прозвучиванием, а затем помещают в акустически-прозрачный держатель, выдерживают до полной релаксации упругой составляющей, помещают в канал датчика и последовательно прозвучивают с четырех продольных граней образца перпендикулярно сжатию, при этом тонину рассчитывают как среднее арифметическое амплитуд прошедших акустических колебаний по четырем граням образца.
На фиг.1 - блок-схема устройства, реализующего способ.
На фиг.2 - схема держателя волокон.
Устройство для определения тонины (фиг.1) содержит корпус 1, измерительный датчик 2, вид сбоку вдоль формирующего канала, с держателем испытуемого материала.
Соосно установленные на противоположных сторонах канала модуль пьезоизлучателя 3 и модуль пьезоприемника 4. К пьезоэлементу излучателя подключен генератор электрических колебаний 5 и к пьезоэлементу 4 - измеритель акустического сигнала 6.
Держатель волокон показан на фиг.2 и представляет собой сварную клетку из упругих стержней.
Способ реализуется следующим образом.
Образец волокон заданной массы порядка 0,2 г, предварительно сжимают и устанавливают в держатель волокно, выдерживают до релаксации, затем помещают в канал датчика и подвергают прозвучиванию, прошедший акустический сигнал фиксируют, держатель волокон с образцом извлекают из канала, последовательно поворачивают и прозвучивают четыре грани держателя волокон, фиксируя прошедшие акустические колебания при постоянном уровне сигнала излучателя, а среднюю тонину рассчитывают как среднеарифметическое от прошедших колебаний.
Таблица 1
Данные измерений при прозвучивании тонкорунной шерсти
Номер опыта
Показания
Среднее значение
Лабораторное значение
% отклонение величин
1 грань
ср. знач.
1
20,473
19,396
20,833
19,396
20,025
19,745
3,687
1,416
2
18,335
19,276
22,473
19,276
19,840
7,141
0,481
3
20,855
19,037
18,354
19,516
19,441
5,622
1,542
4
19,995
19,276
20,593
19,396
19,815
1,266
0,355
5
19,995
19,396
20,473
19,156
19,755
1,266
0,051
Таблица 2
Данные измерений при прозвучивании полутонкорунной шерсти
Номер опыта
Показания
Среднее значение
Лабораторное значение
% отклонение величин
1 грань
ср. знач.
1
40,652
38,512
41,365
38,512
39,760
39,245
1,407
1,313
2
40,988
38,275
40,652
38,275
39,547
1,743
0,770
3
42,266
37,799
40,414
38,750
39,807
3,021
1,433
4
44,001
38,275
38,000
38,512
39,697
4,755
1,151
5
46,001
38,512
36,000
38,037
39,637
6,755
1,000
Опытные измерения показали, что одностороннее прозвучивание образца дает погрешность до 8-9%, а среднеарифметическое от прозвучивания этих же образцов в четырех плоскостях дает погрешность измерения не более 2%, что удовлетворяет требованиям точности промышленного контроля.