Способ определения анизотропии механической прочности волокнистых материалов

Способ определения анизотропии механической прочности волокнистых материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

t :о -„. -,,1 (OllM ИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

Союз Соввтских

Социалистиивскин

Реслублнк (и) 684072

К АВТОРСКОМУ СВЯДЕТЕЛЬСЕВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.10.77 (21) 2538149/29-12 с присоединением заявки №вЂ” (51) М Кл 2

D 21 F 1/64

Государственный комитет

СССР но делам нэоорвтвний и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 05.09.79. Бюллетень № 33

Дата опубликования описания 15.09.79 (53) УД К 620.! 7 (088.8) (72) А втор изобретения

А. Д. Ка с атк и н (71) Заявитель

Рязанский радиотехнический институт (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АНИЗОТРОПИИ

МЕХАНИЧЕСКОИ ПРОЧНОСТИ ВОЛОКНИСТЫХ

МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области контроля качества готовых листовых волокнистых материалов типа бумаги или картона и, в частности, позволит контролировать их механические свойства, например, анизотропию разрывной длины бумаги и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности.

Известен способ определения анизотропии механической прочности волокнистых материалов бумаги преимущественно путем воздействия на образец поляризованным СВЧ излучением, направленным нормально к поверхности образца и вычисления анизотропии по изменению параметров СВЧ волн, прошедших сквозь образец(1).

Указанный способ имеет низкую точность измерений из-за наличия «фона» отраженных, переотраженных и дифракционных волн а также деполяризации волн в исследуемом материала.

Целью изобретения является повышение точности определения анизотропии механической прочности и обеспечение непрерывного неразрушающего контроля светонепроницаемых волокнистых материалов.

Поставленная цель достигается тем, что на образец воздействуют круго-поляризованными волнами СВЧ, измеряют коэффициент поляризации и угол ориентации эллипса поляризованных волн, прошедших сквозь

5 образец, а анизотропию материа1а вычисляют по измеренным значениям коэффициента поляризации и угла ориентации эллипса.

Сущность способа состоит в том. что у прошедшей через образец волны большую и малую оси эллипса поляризации, а также его ориентацию измеряют, вращая линейно поляризованную антенну вокруг оси, совпадающей с направлением распространения волн, и по результатам измерений определяют анизотропию разрывной длины. Связь анизотропии с параметрами прошедшей волны можно пояснить следуюLLlèм образом.

Известно, что волну круговой поляризации, излучаемую источником (передатчиком) можно представить в виде двух линейно поляризованных волн одинаковой частоты, (фиг. 1, пунктир), амплитуды которых равны (Ео, =- Eo ), плоскости поляризации взаим684072 но перпендикулярны, а фазы сдвинуты на угол + - -, т. е.

Х

Е» = Ер, cos(u t — А й)

E „— = Ео, cos(v t — Я z + — ) (1) где Я, = ф — коэффициенты фазы.

Знак перед —" определяет направление вращения вектора Е круто поляризованной волны.

Если на пути распространения рассматриваемой (круго поляризованной) волны излучателя установить (перпендикулярно направлению распространения) контролируемый листовой материал толщины d, то условия распространения волн Е и Е (вследствие анизотропии материала) будут различными. В результате на выходе образца окажется, что Е, У Ерг., ф,d у Яг,4, т. е. вместо круговой будет иметь место эллиптическая поляризация (фиг. 1), причем Å !+ха< «>» ах

a it a ь (Т-М ВП Й9 ф бьат = где ee.=- - — коэффициент поляризации (отношение малой и большой осей эллипса); zo

Д ) = (Д с1 — (,бг,д» )) — разность фаз составляющих поля.

Таким образом, отношение амплитуд и разность фаз составляющих волн в двух взаимно-перпендикулярных (характерных) направлениях (одна волна совпадает с направлением волокон, а другая перпендикулярна им) полностью характеризуют анизотропию механической прочности волокнистых материалов.

На фиг. 2 изображена схема устройства, использующего рассматриваемый способ, где 1 — генератор модулированных СВЧколебаний, 2 — передающая антенна, излучающая поле круговой поляризации, 3— контролируемый материал, 4 — приемная антенна линейной поляризации; 5 — вращающееся сочленение с углоотсчетным устройством, 6 — детектор, 7 — индикатор.

Устройство работает следующим образом.

Вращая линейно поляризованную приемную антенну 4 вокруг оси снимают поляризованные характеристики (эллипс поляризации) без образца и с образцом. Затем, по параметрам х и <р эллипса поляризации определяют отношение амплитуд и разность фаз составляющих волн по формулам (2), которые однозначно характеризуют анизотропию механической прочности волокнистого материала.

Изобретение может быть использовано для разработки автоматических устройств непрерывного неразрушающего контроля механических свойств волокнистых материалов. Применение этого способа позволит повысить точность и быстродействие измерений. формула изобретения

Способ определения анизотропии механической прочности волокнистых материалов, преимущественно бумаги, путем воздействия на образец поляризованным СВЧ излучением, направленным нормально к поверхности образца и вычисления анизотропии по изменению параметров СВЧ волн, прошедших сквозь образец, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, на образец воздействуют круго поляризованными волнами СВЧ, измеряют коэффициент поляризации и угол ориентации эллипса поляризованных волн, прошедших сквозь образец, а анизотропию материала вычисляют по измеренным значениям коэффициента поляризации и угла ориентациии элл и пса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство № 507684, кл. D 21 F 1/64, 1976.

684072

Составитель И. Хан амирян

Редактор В. Большакова Техред О. Луговая Корректор Н. Стец

Заказ 5232/17 Тираж 443 Подписное

ЦН И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открнтий

1!:- 35, Москва, 7K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филин.: П П П кПатент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4