Главная | Обратная связь

ИК ОЭП переноса уточных нитей в тканях.

В процессе отделки, крашения, печати, заключительной отделки ткани, ее транспортировки, а также размотки и намотки рулонов ткани возникают переносы уточных нитей ПУН относительно основных, т. е. нарушение взаимоперпендикулярного их расположения. Для различных артикулов тканей максимально допустимый угол a переноса лежит в пределах от 3° до 4°. Превышение допустимого переноса приводит к снижению сортности ткани. Для исправления переноса уточных нитей необходимо в первую очередь обнаружить перенос, далее распознать вид переноса (диагональный, дуговой, S-образный и др.). С этой целью используется датчик ПУН, содержащий несколько чувствительных к переносу ИК ОЭП, расположенных на определенном расстоянии друг от друга по ширине ткани.

На рис. 6.31 представлена структурная схема одного из ИК ОЭП ПУН, содержащая импульсный генератор ИГ, импульсный усилитель мощности ПУМ, инфракрасный светодиод СД, излучающий щелевой световод ИЩСВ, излучающий цилиндрический световод ИСВ, приемный щелевой световод ПСВ, фотодиоды ФД1 и ФД2, фотоусилители ФУ1 и ФУ2, усилитель с регулируемым коэффициентом усиления УСР, выпрямитель с сглаживающим фильтром ВФ и компаратор К.

Излучающий щелевой световод ИЩСВ формирует ИК поток излучения светодиодом СД в узкий плоский луч, ширина которого соизмерима с толщиной уточной нити. Приемный щелевой световод ПЩСВ воспринимает прошедший через ткань ИК поток от излучающего щелевого световода ИЩСВ,
т. к. второй под тканью, а также развернуты на максимально допустимый угол перекоса a. Таким образом, при достижении уточными нитями угла перекоса a при движении ткани каждая из них вызывает ослабление ИК потока, воспринимаемого приемным щелевым световодом ПЩСВ, т. е. модуляция потока будет максимальна и, соответственно, амплитуда модулированного напряжения на выходах фотодиода ФД2 и усилителя УС2.

Рис. 6.31. Структура ИК ОЭП переноса уточных нитей

Чувствительность ИК ОЭП зависит от ширины потока излучения, т. е. ширины торцов излучающего и воспринимающего световодов ИЩСВ и ПЩСВ. На рис. 6.32 представлена зависимость напряжения U_вых на выходе усилителя УС2 от ширины d щели торца световодов для артикула ткани 12012, из которой видно, что с увеличением d чувствительность k максимально допустимому перекосу a = 3° уменьшается.

Рис. 6.32. Зависимость выходного
сигнала ИК ОЭП от ширины щели световода

Для корректировки ширины плоского луча в зависимости от артикула ткани, а именно от толщины уточной нити, излучающий и приемный световоды выполнены секционированными шириной порядка 0,1 мм (рис. 6.33). В этом случае при наличии 3-х световодов секции могут работать независимо или совместно, т. е. ширина плоского луча может изменяться в 2 – 3 раза.

Рис. 6.33. Конструкция световодов

В связи с тем, что контролируемые на ПУН ткани имеют различную поверхностную плотность r и соответствующее ослабление проходящего через нее ИК-потока излучения возникает необходимость для обеспечения достаточной чувствительности ИК ОЭП корректировка усиления информационного сигнала по плотности ткани. С этой целью вводится канал измерения плотности ткани, выполненный на световодах ИСВ и ПСВ, имеющих круглое сечение, которое перекрывает на ограниченном по ширине ткани участок ткани с множеством уточных нитей. В этом случае даже при наличии перекоса уточных нитей контролируется только плотность ткани. Ослабленный в соответствии с этим поток излучения воспринимается фотодиодом ФД1, усиливается усилителем УС1, выходной сигнал которого поступает на управляющий вход усилителя УСР с регулируемым коэффициентом усиления. На рис. 6.34 приведены экспериментально полученные зависимости напряжения на выходе УС2 (характеристики 1 и 2) без коррекции и с коррекцией (кривая 3) по плотностям тканей, отличающихся для артикулов 12012 и 4407 почти в 6 раз, а по толщине уточных нитей почти в 13 раз. Корректирующий сигнал позволяет при сохранении чувствительности преобразователя получить практически единую характеристику 3 для любого артикула ткани.

Излучающий щелевой световод ИЩСВ формирует ИК поток излучения светодиодом СД в узкий плоский луч, ширина которого соизмерима с толщиной уточной нити. Приемный щелевой световод ПЩСВ воспринимает прошедший через ткань ИК поток от излучающего щелевого световода ИЩСВ,
т. к. второй под тканью, а также развернуты на максимально допустимый угол перекоса a. Таким образом, при достижении уточными нитями угла перекоса a при движении ткани каждая из них вызывает ослабление ИК потока, воспринимаемого приемным щелевым световодом ПЩСВ, т. е. модуляция потока будет максимальна и, соответственно, амплитуда модулированного напряжения на выходах фотодиода ФД2 и усилителя УС2.

Рис. 6.34

Модулированный сигнал, амплитуда которого увеличивается с увеличением угла a перекоса уточных нитей, после выпрямления и сглаживания в блоке ВФ подается на вход компаратора К, настроенного по входу U_оп на заданный максимальный угол a_max. Таким образом, до момента обнаружения a_max на выходе компаратора К имеет место минимальный уровень выходного напряжения, т. е. «ноль», а при достижении a_max уровень выходного напряжения максимальный, т. е. «единица».

Число чувствительных к перекосу уточных нитей ИК ОЭП в датчике ПУН в зависимости от ширины контролируемой ткани лежит в пределах 10 – 14, причем половина из них имеет щелевые световоды, установленные на угол +a_max, а вторая на –a_max. В соответствии с этим при установке 12‑ти ИК ОЭП с выходов 12-ти компараторов при наличии, например, дугового перекоса в блок логического распознавания вида перекоса будет поступать код 111000 и 000111. Для других видов перекосов уточных нитей комбинации кодов будут также строго определенными.

6.8. Измерение и контроль концентрации
и уровня красителей и рабочих растворов

6.8.1. Особенности производственного контроля
концетрации и уровня красителей и рабочих растворов

Технические красители и соли, поступающие в красильно-отделочное производство, не являются химически чистыми веществами. Это обстоятельство следует учитывать при моделировании производственного крашения в лабораторных условиях и при решении обратной задачи – переносе результатов лабораторного эксперимента в производство. Наличие неконтролируемых примесей в технических красителях может существенно изменять их свойства, в том числе активность, что является одной из причин расхождения результатов крашения у разных исследователей даже при использовании идентичной аппаратуры.

Технические красители и соли выпускают в виде порошков (пылящие и непылящие), гранул, паст, жидких форм.

Примеси, присутствующие в выпускных формах технических красителей, представляют собой совокупность промежуточных продуктов синтеза, непрореагировавших веществ, добавок (оттеночные красители), вносимых для подгонки оттенка красителя под стандарт, солей, выполняющих функции средоустановителей. Гидрофобные красители, поступающие в виде порошков и паст, содержат большое количество смачивателей, диспергаторов, антифризов. Минимальное количество примесей содержит жидкая выпускная форма, поэтому при ее использовании получают более ровные окраски, чем при применении других форм.

При жидкостной обработке и крашении материала в настоящее время существует два принципа (алгоритма) управления процессами: следящее терморегулирование по жесткой температурно-временной программе при периодической обработке и программное дозирование подкрепляющего раствора при непрерывной обработке.

Несовершенство этих алгоритмов управления проявляется в отсутствии текущей достоверной информации (обратной связи) о достижении цели управления, т.е. об изменении концентрации раствора в ванне. Это приводит к тому, что процесс обработки не наблюдаем по важнейшему технологическому параметру, в значительной мере определяющему результат крашения или отделки текстильных материалов.

В то же время, зная начальное состояние физико-химической системы «раствор – текстильный материал» и ее последующие переходные состояния (кинетику фиксации), можно получить математическую модель процесса, в целях ее использования для управления процессом. Наличие модели позволяет прогнозировать ход крашения и его конечный результат.

Известно также, что в процессе данной технологической операции происходит понижение уровня рабочих растворов, контроль которого также необходим.

В настоящее время для контроля указанных технологических параметров используются первичные преобразователи, построенные на использовании различных физических принципах, краткий анализ которых приводится ниже.

На примере контроля указанных технологических параметров покажем возможность использования для решения данной задачи одного ОЭП, построенного с использованием плоского световода.