CS267121B1

CS267121B1 - A method for determining the thickness of thin glass fibers

Info

Publication number: CS267121B1
Application number: CS878470A
Authority: CS
Inventors: Jiri Ing Drsc Kvitek; Miroslav Cidlinsky
Original assignee: Jiri Ing Drsc Kvitek; Miroslav Cidlinsky
Priority date: 1987-11-24
Filing date: 1987-11-24
Publication date: 1990-02-12
Also published as: CS847087A1

Abstract

Způsob je zaměřen na oblast sklářského průmyslu zabývající se výrobou tenkých skleněných vláken určených pro zhotovení sklotextilu. Odstraňuje nedostatky současného způsobu stanovení tlouštky vláken v intervalu 5 až 12 mikrometrů, který se provádí vážením určité délky vláken. Tento destruktivní způsob se provádí ve velkých časových intervalech na hQtovýoh výrobcích. Nové řešení umožňuje měřit tlouštku skleněnýoh vláken průběžně a nedestruktivně bezprostředně při jejich výrobě. Měří se rozdíl energie záření alfa po průchodu vlákna a mimo ně, přičemž záření alfa působí kolmo na rovinu skleněných vláken, a tento rozdíl je úměrný tlouštce skleněných vláken.The method is focused on the area of the glass industry dealing with the production of thin glass fibers intended for the production of glass textiles. It eliminates the shortcomings of the current method of determining the thickness of fibers in the interval of 5 to 12 micrometers, which is carried out by weighing a certain length of fibers. This destructive method is carried out in large time intervals on finished products. The new solution allows measuring the thickness of glass fibers continuously and non-destructively immediately during their production. The difference in the energy of alpha radiation after passing through the fiber and outside it is measured, with alpha radiation acting perpendicular to the plane of the glass fibers, and this difference is proportional to the thickness of the glass fibers.

Description

Vynález se týká způsobu stanoveni tloušlky tenkých skleněných vláken, který lze využit ve sklářské* průmyslu·The invention relates to a method for determining the thickness of thin glass fibers which can be used in the glass industry.

Stanoveni tloušlky skleněných vláken se v současné době provádí vážením nitě o definované délce obsahující 400 nebo 800 vláken.Tím se určuje střední průměr vláken. Rozptyl průměrů kolem střední hodnoty se určuje opticky pomoci mikroskopu. Tyto způsoby se realizuji na hotovém výrobku odvinutím potřebné délky nitě. To vSak nedovoluje určovat průběžnou hodnotu tloušlky vláken při jejich taženi a zabraňuje dosaženi menšího rozptylu průřezu vláken řízením procesu taženi. Dále jsou známy různé způsoby bezkontaktního měřeni tenčích nebo tlustKťeh vláken, které však pro obor požadovaných tlouštík 5 až 12 mikrometrů nelze z principiálních důvodů aplikovat. Z těchto způsobů je k praktickému využiti nejblíže laserová metoda měření tloušlky, která se aplikuje například pro optoelektronické vlákno o průměru 100 až 200 mikrometrů. Tato metoda však také není použitelná pro Dožadované tloušlky, například pro špatné rozlišeni tlouštěk cca 10 mikrometrů. Také průhlednost vláken, jejich značný počet a nestacionární poloha v prostoru při taženi znemožňuje využité laseru.The determination of the thickness of the glass fibers is currently carried out by weighing a yarn of a defined length containing 400 or 800 fibers. This determines the mean diameter of the fibers. The variance of the diameters around the mean value is determined optically with the aid of a microscope. These methods are implemented on the finished product by unwinding the required length of thread. However, this does not allow to determine the continuous value of the thickness of the fibers during their drawing and prevents a smaller dispersion of the cross-section of the fibers by controlling the drawing process. Furthermore, various methods are known for non-contact measurement of thinner or thicker fibers, which, however, cannot be applied for the reasons of the required thicknesses of 5 to 12 micrometers. Of these methods, the closest practical application is the laser thickness measurement method, which is applied, for example, to an optoelectronic fiber with a diameter of 100 to 200 micrometers. However, this method is also not applicable for the required thicknesses, for example for a poor resolution of thicknesses of about 10 micrometers. Also, the transparency of the fibers, their considerable number and the non-stationary position in the space during drawing make it impossible to use the laser.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje způsob stanovení tloušlky tenkých skleněných vláken podle vynálezu.The above-mentioned drawbacks are eliminated by the method for determining the thickness of thin glass fibers according to the invention.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že«emíří rozdíl energie zářeni alfa po průchodu vlákny a mimo ně, přičemž zářeni alfa působí kolmo na rovinu skleněných vláken, a tento rozdíl je úměrný tloušťce skleněných vláken· i - 2 267 121 Výhodou způsobu podle vynálezu je to, že je možné provádět kontinuální nedestruktivní měřeni tloušťky skleněných vláken v průběhu jejich tažení. Důsledkem je vyšší efektivita výroby, poněvadž nedochází k prostojům a přerušení vláken za účelem měření tloušťky starým způsobem. Další výhodou je možnost automatizovat proces tažení skleněných vláken, protože průběžná hodnota tloušlky vláken měřená způsobem podle vynálezu může být použita k řízení teploty skloviny a rychlostí odvíjení vláken, což může podstatně zlepSit dosavadní nepříznivý rozptyl hodnot tloušlky vláken.The essence of the invention lies in the fact that it measures the difference in energy of alpha radiation after passing through and outside the fibers, the alpha radiation acting perpendicular to the plane of the glass fibers, and this difference is proportional to the thickness of the glass fibers. that it is possible to perform continuous non-destructive measurements of the thickness of glass fibers during their drawing. The result is higher production efficiency, as there are no downtimes and fiber breaks in order to measure the thickness in the old way. Another advantage is the possibility to automate the glass fiber drawing process, since the continuous fiber thickness value measured by the method according to the invention can be used to control the glass temperature and the fiber unwinding speed, which can substantially improve the unfavorable scattering of fiber thickness values.

Při výrobě jsou skleněná vlákna tažena z otvorů oícky ve sklářské vaně přes válec smáčející vlákna lubrikační tekutinou a dále přes kladku na navíjecí cívku. V části mezi válcem a kladkou skleněná vlákna probíhají ve svislé rovině přibližně ekvidistantně. Podle vynálezu je z jedné strany blízko této roviny umístěn plošný radioaktivníDuring production, the glass fibers are drawn from the eyelet openings in the glass bath through a roller wetting the fibers with a lubricating fluid and further through a roller on a winding spool. In the part between the cylinder and the pulley, the glass fibers run approximately equidistant in the vertical plane. According to the invention, a planar radioactive is arranged on one side close to this plane

239 241 zářič alfa Pu nebo Am tak, že částice alfa z něj dopadají kolmo na rovinu s vlákny, tedy náhodně procházejí vlákny nebo mezi nimi. Při průchodu záření alfa průřezu vlákna dochází ke ztrátě energie úměrné tloušťce vlákna v intervalu tlouStek cca 5 až 12 mikrometrů. Z druhé strany blízko roviny skleněných vláken je umístěn detektor zaznamenávájicí energie záření alfa prošlého vlákny nebo mimo ně. Jako detektoru energie je výhodné použít křemíkový polovodičový detektor s povrchovou barierou. Detektor a radioaktivní zářič jsou umístěny v pouzdře ve tvaru U, kterým ve výřezu pouzdra procházejí skleněná vlákna. Pouzdro tohoto tvaru může být nastaveno do měřící polohy bez přerušení skleněných vláken. Detektor je připojen k elektronické aparatuře, umožňují ci zpracovat a zaznamenat údaje z detektoru. Standardní aparatura sestává z nábojového zesilovače, spektrometrického impulsního zesilovače, amlitudovaného převodníku a paměti pro záznam a zpracováni informace. Z mnoha případů záření alfa se vyhodnocuje střední rozdíl energií239 241 alpha emitter Pu or Am so that the alpha particles fall from it perpendicular to the plane with the fibers, i.e. they pass randomly through the fibers or between them. During the passage of alpha radiation of the fiber cross-section, there is a loss of energy proportional to the thickness of the fiber in the thickness range of about 5 to 12 micrometers. On the other hand, near the plane of the glass fibers, a detector is located which records the energy of the alpha radiation transmitted through or outside the fibers. It is advantageous to use a silicon semiconductor detector with a surface barrier as the energy detector. The detector and the radioactive emitter are housed in a U-shaped housing through which glass fibers pass in the recess of the housing. A housing of this shape can be set to the measuring position without interrupting the glass fibers. The detector is connected to an electronic apparatus, enabling or processing and recording data from the detector. The standard equipment consists of a charge amplifier, a spectrometric pulse amplifier, an amlituded converter and a memory for recording and processing information. From many cases of alpha radiation, the mean energy difference is evaluated

267121 po průchodu vlákny a mino ni. Tento rozdíl energii alfa odpovídá střednímu průměru skleněných vláken. Při použiti 241 radioaktivního zářiče Am s energii 5 486 keV a křemíkového polovodičového detektoru ve vzdálenostech 5 mm od roviny skleněných vláken rozdíly enerii pro vlákna o průměru 6 ^tm typ 6/400/026 tex 34 činí 1253 keV, pro průměr 7 typ 7/800/026 tex 88 je 1544 keV, pro průměr 9 ^um_ztyp 9/400/026 tex 100 je 1985 keV a pro průměr 11 <um, typ 11/800/316 tex 200 je 2300 keV.267121 after passing through the fiber and mino ni. This difference in alpha energy corresponds to the mean diameter of the glass fibers. When using 241 radioactive emitter Am with energy of 5 486 keV and silicon semiconductor detector at distances of 5 mm from the plane of glass fibers, energy differences for fibers with diameter 6 μm type 6/400/026 tex 34 is 1253 keV, for diameter 7 type 7 / 800/026 tex 88 is 1544 keV, for diameter 9 μm _from type 9/400/026 tex 100 is 1985 keV and for diameter 11 μm, type 11/800/316 tex 200 is 2300 keV.

Claims

A method for determining the thickness of thin glass fibers, characterized in that the difference in alpha radiation energy is measured after and outside the fibers, the alpha radiation acting perpendicular to the plane of the glass fibers _, and this alpha radiation energy difference is proportional to the thickness of the glass fibers.