Non-contact Ultrasound Method of Thread Tension Determination for Light Industry Machinery

Abstract

It has been established that with the help of a pulsed ultrasonic signal of complex shape, it is possible to determine the tension of a filament with a high linear density in a special waveguide with a rectangular crosssection. It has been proved that the amplitude ratios of ultrasonic waves that interact with different textile filaments are influenced by their linear density, the angle between the passage direction of part of the waves enveloping the fibers in the middle and the surface of these fibers, as well as the angle between the direction of wave propagation enveloping the thread itself the outside, and the surface of the whole material. It should be noted that the corresponding bypass angles of the ultrasonic waves of the textile depend on the material porosity, frequency of the ultrasonic waves, and their power. To enable non-contact control of the change in the tension of the thread branch, it is advisable to use a pulsed ultrasonic signal with two different peaks of the waves, amplitudes, which are adjusted to the linear density of the thread and its conditional radius. It has also been shown that the use of this method will provide operational technological control in the production of textile fabrics.

Установлено, что с помощью импульсного ультразвукового сигнала сложной формы можно определять натяжение нити с большой линейной плотностью в специальном волноводе с прямоугольным сечением. Доказано, что на амплитудные соотношения ультразвуковых волн, которые взаимодействуют с различными текстильными нитями, влияют их линейная плотность, угол между направлением прохождения части волн, огибающих волокна нити в ее середине, и поверхностью этих волокон, а также угол между направлением распространения части волн, огибающих нить с внешней ее стороны, и поверхностью всего материала. Следует отметить, что соответствующие углы обхода ультразвуковых волн текстиля зависят от пористости материала, частоты ультразвуковых волн и их мощности. Приведены графики полученных зависимостей амплитудных соотношений ультразвуковых волн от натяжения нити и их сравнение с экспериментальными данными. Для возможности бесконтактного контроля изменения натяжения ветви нити целесообразно применять импульсный ультразвуковой сигнал с двумя различными пиками амплитуд волн, которые настраиваются под линейную плотность нити и ее условный радиус. Показано, что использование этого метода позволит обеспечить оперативный технологический контроль в процессе производства текстильных полотен. Данный бесконтактный ультразвуковой метод поможет улучшить систему регулирования натяжения нитей на трикотажных машинах, а также определять их обрывность в процессе производства. Это, в свою очередь, уменьшит простой технологического оборудования, повысит качество готовой продукции и обеспечит ее конкурентоспособность на рынке.