Способ измерения прочности льняной тресты

Авторы патента:

G01N21/35 - с использованием инфракрасного излучения (G01N 21/39 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2525598:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Костромской государственный технологический университет" (RU)

Изобретение относится к стандартизации льняного сырья и может быть использовано на предприятиях первичной обработки льна для определения прочности льняной тресты. Способ основан на измерении процентного содержания лигнина и пектиновых веществ в стебле льняной тресты, для чего проводятся измерения абсолютной величины инфракрасного спектра льняной тресты в области 8333 см^-1. Изобретение обеспечивает бесконтактное и неразрушающее стебель определение, а также сокращение времени на проведение измерения. 1 ил.

Изобретение относится к стандартизации льняного сырья и может быть использовано на предприятиях первичной обработки льна для определения прочности льняной тресты. Положительный эффект достигается за счет применения бесконтактного и неразрушающего стебель способа измерения, а также за счет сокращения времени на проведение измерения. В связи с тем, что отбор проб льнотресты для проведения измерений значительно затрудняет анализ и требует значительных временных затрат, то экспресс-способ измерения параметра прочности льняной тресты является наилучшим.

Прочность льняной тресты является необходимым показателем качества сырья, поступающего на льнозаводы. Бесконтактный способ контроля прочности льняной тресты в потоке позволит оперативно собирать информацию о состоянии слоя уже на раскладочном столе мяльно-трепального агрегата. Оперативный контроль прочности в потоке решит задачу дифференцированного управления технологическими режимами и обеспечит условия обработки, адекватные изменяющимся свойствам льнотресты [1]. Экспресс-метод измерения прочности значительно упростит оценку качества льняной тресты в рулонах.

Известен способ измерения прочности льняного волокна, заключающийся в определении наибольшего усилия, выдерживаемого образцами до разрыва. Разрывная нагрузка прядей волокна выражает его прочность и определяется на динамометре или разрывной машине. Вычисление значения разрывной нагрузки льняного волокна является одним из критериев для оценки его качества [2]. Недостатком этого способа является высокая трудоемкость при проведении опытов и заготовке проб, невозможность поточного использования.

К известным способам определения прочности волокнистых материалов относится способ определения прочности волокна хризотил-асбеста. Сущность метода следующая: волокна хризотил-асбеста нагревают, измеряют электрическое сопротивление, а по полученной зависимости lgR=f(1/T) определяют энергию активации в области собственной проводимости. По величине энергии судят о прочности волокна хризотил-асбеста. Однако при использовании этого способа определения прочности применительно к стланцевой льняной тресте объективность и точность оценки является невысокой [3].

Существуют разработки по определению параметров качества слоя стеблей льна с использованием его цифровых изображений. Недостатком метода является невысокая точность оценки, коэффициент корреляции измерения по данному методу составляет порядка 0,6 согласно [4].

Известен также способ неразрушимого контроля физико-механических параметров волокон растительного и искусственного происхождения по средствам сопоставления акустических колебаний, прошедших через эталонный образец и образец сравнения. При этом образцы попеременно помещаются между излучающим и принимающим датчиками акустических колебаний, а о параметрах волокон испытуемого образца судят по величине базы измерения умноженного на коэффициент пропорциональности. Однако данный способ является лабораторным и служит лишь для контроля средних параметров волокон в массе [5]. Бесконтактный метод контроля параметров волокна в массе по средствам измерения колебаний акустических волн является наиболее близким к способу измерения прочности льняной тресты по средствам анализа инфракрасных спектров. Данный метод мы возьмем за прототип способа измерения прочности льняной тресты.

Технологической задачей заявленного изобретения является сокращение временных затрат на определение прочности льнотресты при сохранении высокой точности измерений.

Технологический результат согласно изобретению достигается за счет того, что измерения прочности льнотресты проводятся бесконтактным неразрушающим способом и базируются на химическом составе льнотресты. В противопоставлении лабораторному методу, основанному на сравнении акустических колебаний.

В связи с особенностями рулонной технологии приготовления стланцевой тресты ее прочность при поступлении на льнозавод значительно изменяется как от рулона к рулону, так и внутри одного рулона. Это требует постоянного контроля прочности льняной тресты в ходе ее обработки. Использование лабораторного метода в такой ситуации невозможно из-за необходимости значительных временных затрат.

Отличием предлагаемого способа от прототипа является использование ближней инфракрасной (БИК) спектрометрии для определения прочности льнотресты. Способ основывается на измерении процентного содержания лигнина и пектиновых веществ в стебле льняной тресты.

Лигнин представляет собой сетчатый трехмерный полимер нерегулярного строения. В бензольном кольце фенилпропановые структуры содержат метоксильные группы -ОСН₃ и фенольные гидроксилы -ОН. Они представляют собой целую группу соединений, поэтому область их проявления в инфракрасном (ПК) спектре является размытой и определяется границами 8700-8000 см^-1.

Пектиновые вещества первичных клеточных стенок представляют собой сложный разветвленный полиуглеродный комплекс. Карбоксильные группы полигалактуроновой кислоты, цепи которой образуют комплекс, частично этерифицированы и содержат метоксильные группы. В природных растениях растворимый пектин, находящийся в соке растений, и нерастворимый протопектин, расположенный в растительных тканях, проявляют себя в области инфракрасного спектра в границах 8700-8000 см^-1.

Содержание лигнина в стеблях льна колеблется в широких пределах и зависит от степени зрелости, условий выращивания, сорта льна. В лубяной части зрелого стебля содержится 2,5-6% лигнина, в древесной части - 20-30%. Содержание пектиновых веществ в лубяной части стебля льна изменяется от 3 до 10%, а в древесной части от 1 до 3%. Пектиновые вещества взаимосвязаны с лигнином, так на месте повышенного содержания пектинов в стебле льна на поздних стадиях вегетации происходит накопление лигнина. При отсутствии низкомолекулярных углеводов пектиновые вещества являются главными предшественниками лигнина [6].

В растениях лигнин выполняет опорную функцию, он придает клеточным стенкам устойчивость к механическим воздействиям, жесткость. Кроме того, лигнин внутри клеточной стенки химически связан с углеводами и образует редко сшитую лигноуглеводную сетку. Наличие лигноуглеводной сетки в конечном счете влияет на прочность льняной тресты. Чем сильнее связь, тем прочнее льняная треста и тем меньше площадь отраженного ИК-спектра. Таким образом, лигнин и пектин в сочетании выступают в роли индикатора прочности льняной тресты [6].

Проведенный анализ ИК-спектров в области 8700-8000 см^-1 показал, что между интенсивностью отраженного спектра и прочностью льнотресты имеет место высокая корреляция (см. фиг.1). По всей ширине диапазона влияние влажности минимально. Кроме того, при сравнении образцов льняной тресты разных сортов, а также контрастных степеней вылежки удалось выделить длину волны 8333 см^-1, на которой интенсивность спектра определяется только метоксильными группами характерными для пектиновых веществ и лигнина. Оценка интенсивности спектров на данной длине волны позволяет измерять прочность льняной тресты с высокой точностью. В связи с этим предложено использовать этот диапазон для построения калибровочной модели оценки прочности льнотресты.

На основании полученной калибровочной модели составлено линейное уравнение для расчета прочности льняной тресты при известной интенсивности инфракрасного излучения в области 8333 см^-1:

П=32.5-46.4·I₈₃₃₃,

где I₈₃₃₃ - интенсивность отраженного спектра в области 8333 см^-1.

Источники информации

1. Мозохин А.Е., Дроздов В.Г., Ефремов А.С. Оптимизация и управление режимами процесса трепания в зависимости от свойств льнотресты // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности, Иваново, 2011. - №5. - С.39-43.

2. ГОСТ 10330-76 «Лен трепаный. Технические условия». - М: Издательство стандартов, 1982.

3. Бахтерев В.В. Способ определения прочности волокна хризотил-асбеста // RU 2241218, G01N 27/04. - Опубл. 27.11.2004.

4. Куликов А.В. Разработка инструментальной системы определения технологического качества трепаного льна: Дис… канд.техн.наук / Костромской гос.технол. ун-т. - Кострома, 2004. - 148 с.

5. Костюков А.Ф. Способ лабораторного контроля параметров волокон в массе // RU 2398224, G01N 29/00. - Опубл. 27.08.2010.

6. Гурусова А.А. Влияние химического состава и структуры льняных волокон на их качество и основные принципы построения технологии получения тресты с применением химических реагентов: Дис… канд.техн.наук / Костромской гос.технол. ун-т. - Кострома, 1989. - 251 с.

Способ измерения прочности льняной тресты, включающий неразрушающий контроль посредством сравнения волновых сигналов, отличающийся тем, что значение прочности определяется на основе анализа абсолютной величины инфракрасного спектра льняной тресты в области 8333 см^-1 по формуле:
П=32.5-46.4·I₈₃₃₃,
где I₈₃₃₃ - интенсивность отраженного спектра в данной области.

Похожие патенты:

Светоизлучающий модуль // 2516032

Изобретение относится к светоизлучающему модулю для газового детектора, который содержит источник (110) линейно поляризованного светового излучения (111) и корпус с выходным окном (120), при этом длина волны испускаемого источником (110) света светового излучения (111) может регулироваться.

Система визуализации для получения комбинированного изображения из полноцветного изображения в отраженном свете и изображение в ближней инфракрасной области // 2510235

Изобретение относится к медицине, а именно к способам и системам для получения изображения в видимой и инфракрасной областях спектра. Способ заключается в непрерывном освещении наблюдаемой области синим/зеленым светом, а также красным светом и светом ближней ИК-области спектра.

Анализ субстратов, на которые нанесены агенты // 2505798

Настоящее изобретение относится к медицине и описывает Способ измерения in situ нанесения орального агента из средства для ухода за зубами на субстрат, содержащий: (а) контакт субстрата с оральным агентом для нанесения некоторого количества орального агента на субстрат, причем субстрат покрыт слюной, и (b) анализ субстрата с использованием содержащегося в зубной щетке зонда, применяющегося для спектроскопии в ближней инфракрасной (БИК) области или спектроскопии в ультрафиолетовой (УФ) области, причем длина волны, используемая на этапе b), является характерной для упомянутого орального агента, при этом опорный сигнал средства для ухода за зубами без орального агента вычитается из результата анализа для определения количества орального агента.

Способ прогнозирования устойчивости технологического потока углеводородов с использованием ближних инфракрасных спектров // 2502984

Изобретение относится к прогнозированию устойчивости технологического потока углеводородов. Способ включает получение проб из одного или более технологических потоков и измерение фактической устойчивости и оптической плотности указанных проб в ближней инфракрасной области спектра.

Способ оптического обнаружения и устройство для оптического обнаружения состояния суставов // 2501515

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам для оптического обнаружения состояния суставов. Способ заключается в облучении светом части тела, содержащей сустав, и детектирования локального ослабления света частью тела в месте расположения сустава и на еще одном участке части тела.

Система и способ анализа процесса алкилирования // 2498274

Изобретение относится к области химического анализа и может быть использовано для контроля процесса алкилирования нефтепродуктов. Согласно заявленному изобретению обеспечивают способ и оборудование для определения концентрации по меньшей мере одного компонента в кислотном катализаторе для конверсии углеводородов, содержащем неизвестную концентрацию кислоты, растворимого в кислоте масла (ASO) и воды.

Система и способ онлайнового анализа и сортировки свойств свертывания молока // 2497110

Изобретение относится к анализу свойств свертывания молока и заключается в способе сортировки молока в режиме онлайн на основании прогнозируемых свойств коагуляции.

Ик-спектроскопический экспресс-способ определения качества лекарственного растительного сырья // 2493555

Изобретение относится к области фармакологии и медицины, в частности к методам экспресс-анализа с определением подлинности лекарственного сырья методом Фурье-ИК спектроскопии.

Датчик с полосовыми фильтрами // 2493554

Изобретение относится к газовым датчикам, в частности для измерения СО в ИК диапазоне. Датчик снабжен фильтрующим устройством, за которым размещено детекторное устройство, к которому подключено устройство оценки.

Способ управления технологическим процессом паровой конверсии // 2491532

Изобретение относится к управлению технологическим процессом паровой конверсии. .

Антенна терагерцового частотного диапазона // 2528243

Изобретение относится к антенне терагерцового частотного диапазона, в частности к перестраиваемой антенне терагерцового частотного диапазона на основе полупроводникового материала. Антенна содержит полупроводниковую пленку (3) на пьезоэлектрическом материале (10), имеющую поверхность, приспособленную для проявления поверхностных плазмонов в терагерцовом частотном диапазоне. Поверхность полупроводниковой пленки (3) структурируется с помощью конструкции антенны (4), выполненной с возможностью поддержки локализованных поверхностных плазмонных резонансов в терагерцовом частотном диапазоне. Изобретение позволяет повысить чувствительность и избирательность. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ определения палеотемператур катагенеза безвитринитовых отложений по оптическим характеристикам микрофитофоссилий // 2529650

Изобретение относится к геологии и может быть использовано для определения палеотемператур катагенеза, что характеризует степень катагенетической зрелости органического вещества (OВ) пород. Из исследуемых пород производят отбор образцов осадочных пород, выделяют из них нерастворимое органическое вещество микрофитофоссилий и исследуют его оптическим методом с установлением палеотемпературы. Исследование оптическим методом проводят в два этапа. На первом этапе в проходящем свете из морфологических групп микрофитофоссилий выделяют преобладающую группу микрофитофоссилий, в ней выделяют группы толстостенных и тонкостенных микрофитофоссилий. Для каждой выделенной группы определяют индекс окраски. На втором этапе исследования уточняют количественные характеристики на основе спектральных характеристик выделенных групп микрофитофоссилий в инфракрасном диапазоне света. Результирующие оценки палеотемпературы микрофитофоссилий определяют на основе сопоставления результатов исследований первого и второго этапов. Технический результат - повышение достоверности определения палеотемператур катагенеза безвитринитовых отложений. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Обнаружение минерала в материале // 2533774

Предложенное изобретение относится к способу обнаружения минерала в целевом материале, способу сортировки сырьевого потока материла и устройству для определения присутствия целевого минерала в материале. Способ обнаружения минерала в сырьевом продукте предусматривает облучение фрагментов породы материала электромагнитным излучением, например, микроволновым излучением, и регистрацию тепловой реакции материала фрагментов породы в ходе или сразу после облучения для обнаружения минерала в материале по скорости его нагрева или его части на зарегистрированном излучении. Предложенный способ основан на том, что скорость изменения температуры при нагреве кристаллов излучением СВЧ в целевом материале различна, что позволяет повысить эффективность и точность сортировки фрагментов породы для определения присутствия или отсутствия минерала в материале при снижении энергозатрат. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 20 ил.

Способ определения концентрации диэтиленгликоля в промысловых диэтиленгликолевых растворах // 2535285

Изобретение относится к области исследования состава и свойств многокомпонентных углеводородных систем в процессе разработки нефтегазоконденсатных месторождений, а именно к фотометрическим способам определения концентрации диэтиленгликоля в насыщенном (после поглощения влаги из газа) диэтиленгликоле (нДЭГ) и регенерированном диэтиленгликоле (рДЭГ). Концентрацию ДЭГ в промысловых диэтиленгликолевых растворах измеряют ИК- спектрометрическим методом, включающим определение их оптической плотности и определение содержания ДЭГ по предварительно созданной градуировочной зависимости оптической плотности от концентрации ДЭГ в растворителе, которым является диэтиленгликоль марки СОП (99,9%), используемый также в качестве холостой пробы при градуировке и измерениях. При этом перед измерением оптической плотности градуировочных растворов, холостой и исследуемой пробы предварительно осуществляют сканирование их спектров и фиксируют значение длины волны, соответствующей максимальному сигналу в измеренном спектре, а измерение оптической плотности холостой, градуировочной и исследуемой пробы производят на длинах волн, соответствующих зафиксированному максимальному значению сигнала каждой пробы. Изобретение позволяет оперативно, с высокой точностью и без пробоподготовки определять содержание ДЭГ. 2 ил., 1 табл.

Способ определения элементного состава полимеров и олигомеров на основе 3,3 бис (азидометил) оксетана (бамо) методом ик-спектроскопии // 2537387

Изобретение относится к физико-химическому анализу и может быть использовано при определении элементного состава полимеров и олигомеров на основе 3,3-бис(азидометил)оксетана (БАМО) методом ИК-спектроскопии. Способ определения содержания элементного состава олигомеров на основе 3,3-бис(азидометил)оксетана (БАМО) состоит в том, что определение элементного состава олигомеров на основе БАМО проводят по оптическим плотностям полос поглощения ИК-спектра образцов в виде пленки, приготовленной из расплава олигомера или его раствора в диметилформамиде, в области 400-4000 см-1, который обуславливает содержание азота, углерода, водорода, кислорода и хлора в исследуемых образцах. Определение проводят по интенсивности полос поглощения N3-группы, CCl-групп по отношению к оптическим плотностям СН2- или C-O-C-групп, при этом азот определяют по графику зависимости величины отношения оптической плотности полосы N3 к оптической плотности полосы СОС от содержания азота в олигомере, углерод - по графику зависимости величины отношения оптической плотности полосы N3 к оптической плотности полосы COC от отношения содержания азота и углерода, водород - по графику зависимости величины отношения оптической плотности полосы N3 к оптической плотности полосы СН2 от отношения содержания азота и водорода, кислород - по графику зависимости величины отношения оптической плотности полосы N3 к оптической плотности полосы СОС от отношения содержания азота и кислорода, хлор - по графику зависимости величины отношения оптической плотности полосы ССl к оптической плотности полосы СН2 от содержания остаточного хлора. Технический результат - расширение ассортимента определяемых групп. 7 ил, 1 табл.

Способ восстановления температурно-временных условий генезиса алмаза // 2539904

Изобретение относится к физико-химическим методам анализа и может быть использовано при исследовании алмазов. Заявлен способ восстановления температурно-временных условий генезиса алмазов типа IaAB, либо смешанного типа Ib-IaA, основанный на вычислении по локальным концентрациям примесного азота в формах C, A и B в кристалле, измеренным, например, методом ИК-микроспектроскопии, локальных значений интегрального параметра Knt кинетики агрегации n-го порядка соответствующих азотных центров. При этом дополнительно регистрируют изменение значений интегрального параметра агрегации соответствующих азотных центров Δ(Knt) по слоям роста кристалла. Например, в какой-либо области тонкой алмазной пластины, пересекающей ростовые слои. Определение температуры T и времени Δt генезиса осуществляют из уравнения Arexp(-Ea/kBT)×Δt=Δ(Knt), где: kB - постоянная Больцмана, Ar и Ea - постоянная Аррениуса и энергия активации процесса агрегации С-, либо А-центров, соответствующие порядку кинетики агрегации n. Технический результат - повышение достоверности восстановления истории генезиса кристалла алмаза. 4 з.п. ф-лы, 8 табл., 26 ил.

Способ измерения заполняющей способности // 2541148

Изобретение относится к способу измерения заполняющей способности измельченного табака. Для осуществления способа облучают образец табака лучом в ближнем инфракрасном диапазоне и измеряют спектр пропускания и поглощения или спектр диффузного отражения. Измеренный спектр пропускания и поглощения или спектр диффузного отражения используют, чтобы вычислить оценочное значение заполняющей способности по заранее построенной калибровочной кривой. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ обнаружения радиоактивного загрязнения приземного слоя атмосферы // 2547002

Изобретение относится к области мониторинга радиационной обстановки и установления факта появления в атмосфере облака радиоактивных веществ. С помощью спектрорадиометра инфракрасного излучения определение присутствия в воздухе радиоактивных газов и аэрозолей осуществляется путем установления повышения в воздухе содержания озона, образующегося из кислорода под действием ионизирующих излучений радионуклидов. Изобретение позволяет снизить дозовые нагрузки за счет принятия защитных мер, обеспечивающих исключение ингаляционного поступления радионуклидов внутрь организмов, до подхода радиоактивного облака в район расположения людей. 5 ил.

Способ определения аммонийных соединений в атмосфере животноводческих комплексов // 2548744

Изобретение относится к экологии, а именно мониторингу состояния окружающей среды методом биоиндикации. Способ определения аммонийных соединений в атмосфере животноводческих комплексов включает сбор образцов лишайника с деревьев, растущих в фоновой зоне, не имеющей выбросов поллютантов в атмосферу. Данные для образцов лишайника, собранных в зоне выброса поллютантов в атмосферу, сравнивают с данными для лабораторных стандартов методом ИК-спектроскопии. Для получения стандартов в лабораторных условиях моделируют процесс взаимодействия лишайника фоновой зоны с выбросами поллютантов, способствующих образованию сульфата аммония. В качестве биоиндикатора используют лишайник Parmelia sulcata. Изобретение позволяет определять уровень аммонийных соединений в атмосфере животноводческих комплексов. 2 табл, 1 ил.

Способ высокочувствительного контроля долгоживущего глобального радионуклида 14с в газовой фазе технологического процесса переработки отработавшего ядерного топлива в режиме реального времени // 2550378

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в атомной энергетике, охране окружающей среды для высокочувствительного контроля долгоживущего глобального радионуклида 14C в газовой фазе технологического процесса переработки отработавшего ядерного топлива в режиме реального времени. Способ заключается в измерении коэффициента поглощения инфракрасного излучения анализируемой смесью газов, содержащей 14CO2 или 14CO, пропускаемой через однопроходную или многопроходную кювету, при этом измерение коэффициента поглощения излучения проводится в диапазоне длин волн от 1,94 до 2,18 мкм, или от 2,50 до 2,80 мкм, или от 4,00 до 4,50 мкм, или от 14,00 до 17,00 мкм для молекул 14СО2, и в диапазоне длин волн от 2,30 до 2,50 мкм или от 4,50 до 5,10 мкм для молекул 14СО. Выбор указанных диапазонов, спектральной точности и типа кюветы обусловлен наличием других основных газовых компонент, образующихся в процессах переработки отработавшего ядерного топлива, а также концентрацией молекул 14CO2 или 14СО и значением общего давления в кювете.7 з.п. ф-лы, 5 ил.