ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕФЕКТОВ ПОВЕРХНОСТИ ТЕКСТИЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

АННОТАЦИЯ

Освещается актуальная на сегодняшний день проблема контроля технологических параметров текстильных изделий при их первичной обработке. Приведены структурные схемы и принцип действия визуально-оптических и радиационных методов и устройств для контроля внутри пятнистости оболочки ткани. Установлено что оптоэлектронные методы и устройств контроля технологических параметров ко­конов является более перспективным.  

ABSTRACT

The current problem of controlling the technological parameters of the fabric during their primary processing is highlighted. The structural diagrams and the principle of operation of visual-optical and radiation methods and devices for controlling the intraspot of the tissue shell are presented. It has been established that optoelectronic methods and devices for monitoring technological parameters of co-cones are more promising.

Ключевые слова: отражения, ткани, дефект, фотоприёмник, размер, импуль, многоканальная схема.

Keywords: reflections, tissues, defects, photodetector, size, pulse, multichannel scheme.

Введение

Фотоэлектрические методы обнаружения дефектов поверхности ткани (пятен, загрязнений, полосатости, нарушений целостности и т.д.) основаны на том, что коэффициент отражения поверхности ткани в области дефекта, как правило, отличается от коэффициента отражения поверхности ткани без дефектов[1].

Постановка задачи. Обозначив поток излучения, падающий на поверхность ткани, Фо и коэффициенты отражения поверхности ткани без дефектов и с дефектом соответственно ρ_о и ρ_д, можно представить ткани, при переходе от участка поверхности ткани без дефектов к участку поверхности с дефектом как

Ф=Ф_о (1- ρ_д/ ρ_о) ρ_о.

Таким образом появление в поле зрения фотоприёмника достаточно значительного дефекта сопровождается изменением освещенности фотоприёмника, и, следовательно, изменением уровня напряжения на выходе цепи последнего[3].

Уровень этого напряжения, как и у фотоприёмника, освещаемого потоком, проходящим через движущуюся ткань, даже в случае полного отсутствия дефектов на контролируемом отрезке ткани не может оставаться строго постоянным, т.к. при движении ткани условия отражения потока излучения от её поверхности периодически изменяется вследствие того, что ткань является более или менее сложной периодической структурой, состоящей из множества нитей, спектральный состав переменной составляющей выходного напряжения цепи фотоприёмника при отсутствии дефектов в ткани, которую можно рассматривать как шум, определяется скоростью движения ткани и её структурой[4].

Методы. Соотношение между переменной и постоянной составляющими существенно зависит от соотношения между поперечными размерами уточных нитей, а при сложных переплетениях –между размером неоднородности структуры ткани и полем зрения фотоприёмника по длине. Чем меньше поле зрения фотоприёмника, тем слабее этот шум. С другой стороны, изменения, вызываемое дефектом в уровне выходного сигнала фотоприёмника, остается одинаковым при увеличении последнего, пока их размеры не станут близкими друг другу. При дальнейшем увеличении поля зрения влияние того же дефекта на выходной сигнал фотоприёмника уменьшается. Следовательно, правильный выбор поля зрения фотоприёмника имеет важное значение.

Экспериментальная часть.

Рисунок 1. Случаи работы фотоприемника

На рис. 1 показаны при возможных случаях:

1) Если поле зрения фотоприёмника слишком мало, то уровень сигнала, возникающего при прохождении дефекта  перед фотоприёмником, близок к уровню шумов F, причём оба они выше порога чувствительности схемы;

2) Если слишком большое поле зрения как уровня шумов, так и уровня сигнала, то оно лежит ниже порога чувствительности системы;

3) При надлежащем выборе  поля зрения фотоприёмник уровень сигнала лежит выше порога чувствительности, а уровень шумов- ниже порога чувствительности сигнала.

Многоканальные устройства для обнаружения дефектов поверхности ткани.  Движение ткани в направлении Х можно контролировать, установив ряд фотоэлектрических первичных преобразователей, расположенных на прямой, перпендикулярной оси Х и параллельной плоскости ткани. При этом каждый фотоэлектрический преобразователь просматривает сравнительно узкую полосу движущейся перед ним ткани. Такая многоканальная схема, несмотря на большое число используемых первичных преобразователей, достаточно проста, не содержит движущихся элементов, и её применение для контроля ткани любой ширины не связано с какими-либо особыми трудностями.

Простейшим многоканальным устройством для обнаружения дырок в ткани является устройство, состоящее из осветителя и ряда фотоприёмников.  Контролируемая ткань движется между ними так, что поток излучения от осветителя, пройдя через ткань, поступает на фотоприёмник. Поэтому освещенность фотоприёмников периодически изменяется в зависимости от того, сколько нитей и промежутков между нитями находится в данный момент перед входной щелью фотоприёмника. При появлении перед этой щелью отверстия в ткани освещённость соответствующего фотоприёмника резко возрастает и устройство даёт сигнал. Для снижения уровня шума на выходе фотоприёмника, обусловленного структурой ткани, входные щели фотоприёмников ориентированы под углом к направлению уточных нитей ткани.

В этой установке используется ряд германиевых фотодиодов расположенных на прямой, перпендикулярной направлению движения ткани. Каждый из них, принимая отражённый от ткани поток света, контролирует узкую полоску её поверхности. В качестве осветителя используется электролюминесцентная лампа, равномерно освещающая ткань по всей её ширине.

Результаты. Дефекты контролируемой ткани различаются по размерам и коэффициенту отражения. Для отнесения ткани к той или другой группе необходимо учитывать число и вид обнаруженных дефектов, поэтому к выходу каждого фотодиода подключено по 4 различных канала обработки выходного сигнала для выявления дефектов определенного вида.

Для обнаружения дефектов, дающих импульсы большой амплитуды дискриминатор, за которым следует формирователь импульсов. Для обнаружения дефектов, дающих слабые, периодически повторяющиеся импульсы, к фотоприёмнику подключён оптимальный фильтр, за которым следует пороговое устройство, вырабатывающее  стандартный выходной импульс при определённой величине напряжения на его входе.

Для обнаружения дефектов, дающих импульсы небольшой амплитуды, но значительной длительности (дефекты с большой площадью, но с мало изменённым коэффициентом отражения), к выходу фотоприёмника подключают интегратор, за которым следует амплитудный дискриминатор и формирователь импульсов.

Для обнаружения дефектов, дающих разрозненные импульсы (случайно разбросанные мелкие пятна, некоторое количество которых считается допустимым на определенном отрезке длины ткани), к выходу фотоприёмника подключают амплитудный дискриминатор, за которым следует накопительный счётчик НС и формирователь импульсов.

По сочетанию сигналов на выходах этих четырёх тканалов возможно принципиально оценить качество ткани с помощью соответствующей логической схемы.

Для одновременного контроля нарушений целостности ткани и дефектов поверхности по обе её стороны устанавливают ряд фотоприёмников и направлении, перпендикулярном направлению движения ткани. По всей ширине ткани на неё направлен поток излучения от излучателя, длина которого равна ширине ткани. Ткань отраженные от потока лучи попадают соответственно на группу фотоприёмников, один из которых служит дляобнаружения целостности, а другой- для обнаружения поверхностных дефектов ткани. [4].

В пределах каждой из двух групп фотоприёмники разбиты на пары, и с выхода каждой из этих пар снимается разностный сигнал. При появлении в поле зрения одного из фотоприёмников дефекта на выходе соответствующей пары разностный сигнал принимает значение, отличное от нуля. Отклонение от нулевого значения выходного сигнала любой пары фотоприёмников приводит к действию реле, сигнализирующего о дефекте. Наибольшая протяжённость дефекта определяется расстоянием между фотоприёмниками, образующими пару, на выходе которой появляется сигнал, обусловленный этим дефектом, поэтому пары составляются не из соседних фотоприёмников, а из разложенных на достаточном расстоянии друг от друга.

Обсуждение. Устройство состоит из ряда идентичных каналов, распологаемых один за другим по ширине контролируемой ткани. В каждом канале имеется источник излучения 4, от которого на контролируемую ткань 5 направлены три потока излучения. Первый из них на участке ткани  в месте где она проскальзывает, перегибаясь через опору 10, образует освещунное петно длинной 1 мм в направлении движения ткани. Излучение, отражённое этим участком ткани, поступает на фотоприемник 2, в качестве которого используется кадмиево -селеновый фотоэлемент. Этот фотоприемник служит для измерения коэффициента отряжения ткани.

Второй поток излучения от источника 4 направлен на зеркало 6, от которого он отражается на зеркало 12, отбрасывающее его на фотоприёмник 1. На пути между зеркалами 6 и 12 этот поток излучения проходит через узкую щель между опорой 10 и перегородкой 3, по нормали к плоскости этой щели, частично перекрываемой тканью 11 на величину её толщины, поэтому выходной сигнал фотоприёмника 1 можно использовать для измерения толщины ткани. [5].

a)

б)

Рисунок 2. Функциональная (а) и принципиальная (б) схема устройства

Третий поток излучения от источника 4 проходит через ткань и поступает через щель на фотоприёмник. Экран можно установить наклонно к плоскости сечения потока излучения под различными углами, поворачивая его вокруг точки 8 с помощью рукоятки управления 7. Измерения таким образом эффективную площадь щели в экране, можно настраивать аппаратуру для контроля тканей с весьма различной прозрачностью.

К выходу каждого из фотоприёмников подключенные идентичных схемы.

Питание фотоэлемента 1 постоянным током производится через делитель из сопротивлений R₁ и R₂. Выходной сигнал с сопротивления R₂ поступает на вход усилителея УС.

Заключение. К выходу усилителя подключено нагрузочное сопротивление R₃, за которым следуют две ветви, представляющие собой встречно-параллельное включение двух диодов, в цеп каждого из которых подается смешение, позволяющее, изменяя величины сопротивлений R₄ и R₅, устанавливать порог его отпирания.

Такая схема позволяет задавать пределы поля допусков по параметру ткани.

Список литературы:

1. Ахмедов Н.А. и др. Основы шелководство. Ташкент: Фан, 2008. 274 с.
2. Мирсаатов Р.М. Бурханов  Ш.Д., Кадиров Б.Х. Способ определения шелконосности живых коконов без их вырезки. //Достижения науки и образования, Москва, 2017, № 5,с. 6-9.
3. Мирсаатов Р.М., Бурханов Ш.Д. Определение шелконосности через  жесткость оболочки коконов. //Научная дискуссия: вопросы  технических  наук . сб. ст. по материалам XLVI междунар. науч.-практ. конф.  – № 5 (35). –М., Изд. «Интернаука», 2016. – 136 с. 77-83.
4. Mamasodikov Y., Qipchaqova G. M. Optical and radiation techniques operational control of the cocoon and their evaluation //ACADEMICIA: An International Multidisciplinary Research Journal. – 2020. – Т. 10. – №. 5. – С. 1581-1590.
5. Kipchakova G.M. Measurement of physical parameters of a thread//EPRA International Journal of Multidisciplinary Research (IJMR) - Peer Reviewed Journal Volume: 6. Issue: 8 August 2020. –PP. 80-83.
6. Мамасадыков Ю. Оптоэлектронное устройство для автоматичес­кого контроля и сортировки коконов по плотности оболочки //Тез.докл. ХII Всесоюзной научной конференции по текстильному материа­ловедению. "Надежность, экономичность и качество текстильных материалов". /Киевский технологический инс-т легкой промышлен­ности. 1988 - Т.З., –С. 110—111.
7. G.M. Qipchaqova. Basic errors of optical moisture meters. //ACADEMICIA An International Multidisciplinary Research Journal. Vol. 11, Issue 3, March 2021. – pp. 686-690.