Застосування ультразвукового пристрою для визначення поверхневої густини текстильної волоконної маси

Abstract

Мета роботи – забезпечення визначення поверхневої густини текстильної волоконної маси безпосередньо під час технологічного процесу виготовлення із застосуванням ультразвукового пристрою, оснащеного безконтактними ультразвуковими датчиками. Зокрема, показати вплив поверхневої густини текстильної волоконної маси на амплітуду зондуючих коливань у вимірювальному каналі ультразвукового пристрою. Запропоновано амплітудний метод контролю, який покладений в основу роботи ультразвукового пристрою. Він полягає в опроміненні текстильної волоконної маси, яка переміщується відносно скануючої скоби з датчиками, та визначенні поверхневої густини волоконної маси за допомогою ослаблення амплітуди ультразвукових хвиль у вимірювальному каналі. Результати вимірювань оброблюються з їх подальшим оцифровуванням і комп’ютерним аналізом. Отримані аналітичні вирази, які пов’язують між собою поверхневу густину текстильної волоконної маси та цифровий код, який пропорційний амплітуді зондуючих хвиль та утворюється за допомогою внутрішнього АЦП мікроконтролера, що входить до складу запропонованого пристрою. За допомогою цифрових кодів та запропонованої сучасної системи контролю поверхневої густини текстильної волоконної маси можна проводити оперативний моніторинг технологічного параметру в режимі реального часу. Це дозволить забезпечити в процесі виробництва однорідність текстильної волоконної маси у визначених межах. Встановлено, що завдяки проходженню та перевідбиттю ультразвукових хвиль, які потрапляють до двох приймачів з різною затримкою коливань, можна підвищити точність вимірювань середніх значень поверхневої густини текстильної волоконної маси. Запропонована структурна схема ультразвукового пристрою для визначення поверхневої густини текстильної волоконної маси та описана його робота. Також наведені основні залежності, за якими система пристрою буде визначати поверхневу густину текстильної волоконної маси.

Цель работы – обеспечение определения поверхностной плотности текстильной волоконной массы непосредственно во время технологического процесса изготовления с применением ультразвукового устройства, оснащенного бесконтактными ультразвуковыми датчиками. В частности, показать влияние поверхностной плотности текстильной волоконной массы на амплитуду зондирующих колебаний в измерительном канале ультразвукового устройства. Предложен амплитудный метод контроля, который положен в основу работы ультразвукового устройства. Он заключается в облучении текстильной волоконной массы, которая перемещается относительно сканирующей скобы с датчиками, и определении поверхностной плотности волоконной массы за счет ослабления амплитуды ультразвуковых волн в измерительном канале. Результаты измерений обрабатываются с их последующей оцифровкой и компьютерным анализом. Полученные аналитические выражения, связывающие между собой поверхностную плотность текстильной волоконной массы и цифровой код, который пропорционален амплитуде зондирующих волн и образуется с помощью внутреннего АЦП микроконтроллера, который входит в состав предлагаемого устройства. С помощью цифровых кодов и предложенной современной системы контроля поверхностной плотности текстильной волоконной массы можно проводить оперативный мониторинг технологического параметра в режиме реального времени. Это позволит обеспечить в процессе производства однородность текстильной волоконной массы в определенных пределах. Установлено, что благодаря прохождению и переотражению ультразвуковых волн, которые попадают на два приемника с разной задержкой колебаний, можно повысить точность измерений средних значений поверхностной плотности текстильной волоконной массы. Предложена структурная схема ультразвукового устройства для определения поверхностной плотности текстильной волоконной массы и описана его работа. Также приведены основные зависимости, по которым система устройства будет определять поверхностную плотность текстильной волоконной массы.

Ensuring the determination of the basis weight of the textile fiber mass directly during the manufacturing process using an ultrasonic device equipped with non-contact ultrasonic sensors. In particular, show the effect of the basis weight of a textile fiber mass on the amplitude of probing vibrations in the measuring channel of an ultrasonic device. An amplitude control method is proposed, which is the basis of the operation of the ultrasonic device. It consists in irradiating the textile fiber mass, which moves relative to the scanning bracket with the sensors, and determining the basis weight of the fiber mass by reducing the amplitude of the ultrasonic waves in the measuring channel. The measurement results are processed with their subsequent digitization and computer analysis. It has been established that due to the passage and re-reflection of ultrasonic waves, which fall on two receivers with different vibration delays, it is possible to increase the accuracy of measurements of the average values of the basis weight of the textile fiber mass. In the general case, it is established that by passing and reflecting ultrasonic waves entering two receivers with different delay of oscillations, it is possible to increase the accuracy of measurements of average values of basis weight of textile fiber mass. The block diagram of the ultrasonic device for determination of basis weight of textile fiber mass is shown and its work is described. The main dependences on which the device system will determine the basis weight of the textile fiber mass are also given.