Поиск


ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №37

                    ( читать ... )

ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №36

                    ( читать ... )

Ссылки партнеров

Оборудование и ПО


Технический текстиль/Оборудование и ПО/Компьютерная программа для оценки свойств нетканого материала

Компьютерная программа для оценки свойств нетканого материала

27 марта 2003
Технический текстиль №7, 2003

Гетманский Виталий Иванович

К некоторым материалам специального назначения (фильтровальным, геотекстильным и др.) предъявляются требования по размерам пор и их количеству. Измерения производится визуально, под микроскопом, что требует большого напряжения, вследствие неоднородности пор и большого количества измерений, необходимых для набора достоверной статистической информации.

В институте разработана компьютерная программа, позволяющая автоматизировать измерения пор полотна и обработку результатов измерения. Необходимость разработки собственной программы была обоснована следующими причинами: ■ неприспособленностью существующих программ обработки изображений специально для нетканых материалов, что не всегда позволяет учесть специфику их исследования; ■ высокой стоимостью таких программ, обусловленной наличием большого количества функций, не требующихся для исследования нетканых материалов; ■ необходимостью большого количества визуальных измерений и ручного ввода данных при использовании статистических программных пакетов.

Стандартная методика измерения пор предполагает прокачку жидкости с кварцевым песком через образец полотна и, затем, измерение прошедших через материал частиц.

Существует упрощённая методика измерения пор нетканого полотна по фотографии микросреза. Для этого делается серия фотографий образцов материала под микроскопом (рис. 1). На рисунке чётко видны переплетения волокон и поры. Методика оценки пористости заключается в измерении пор и - на основании этих измерений - построении статистических таблиц и графиков, по которым можно судить о свойствах материала. Измерения проводятся по горизонтальным линиям, отстоящим друг от друга примерно на величину вертикального размера пор. Это расстояние выбирается для того, чтобы одна пора не измерялась несколько раз. Для получения достоверной информации требуется обработка не менее десяти фотографий однотипного материала. Эта методика позволяет делать выводы о свойствах определённого слоя полотна.

Программа работает с фотографиями, полученными как по первой, так и по второй методикам. Работа программы основана на поточечном сканировании фотографии, с целью определения цвета каждой точки. Для упрощения задачи фотографии приводятся к двухбитному (чёрно-белому) изображению. Исследования показали, что после преобразования цветной фотографии в чёрно-белую, можно без потери точности считать чёрные точки принадлежащими волокнам (или подложке), а  белые - порам (или частицам кварца).  Для некоторых фотографий может потребоваться настройка яркости и чёткости.

Работа с программой (рис. 2) не требует никаких особенных навыков и доступна любому пользователю.

В поле «Наименование образца» вводится идентификатор, который будет присутствовать на распечатках результатов. Фотографии вводятся в компьютер непосредственно с микроскопа или путём сканирования, и помещаются в отдельную папку, местоположение которой нужно указать в соответствующем окне.

В поле «Шаг сканирования» вводится значение отрезка, через которое будет производиться сканирование фотографии программой. Оно выбирается визуально и примерно равно минимальному размеру пор. Этот же параметр служит для отсечения «шума» - мелких белых точек, которые не являются порами.

Поле «Шаг измерения» содержит значение отрезка по вертикали, через которое производится измерение диаметра пор. Выбирается примерно равным среднему размеру пор по вертикали.

После ввода значений и нажатия кнопки «Расчёт» открывается окно Microsoft Exсel с готовыми результатами. Расчёт занимает времени от нескольких секунд до нескольких минут, в зависимости от быстродействия компьютера, количества обрабатываемых фотографий и значений шага сканирования и шага измерения.

Результаты расчётов включают: ■ максимальный размер пор, мкм ■ минимальный размер пор, мкм ■ средний размер пор, мкм ■ стандартное отклонение ■ дисперсию ■ общую площадь поверхности, кв.мм ■ площадь пор, кв.мм ■ площадь пор, % ■ площадь волокон, кв.мм ■ площадь волокон, % ■ диаграмму зависимости количества пор от размера (рис. 3).

Повернув фотографии того же образца на 90 градусов и получив результаты расчета, можно оценить вытянутость пор (в случае упрощенной методики). Кроме полотен таким образом можно исследовать любую пористую структуру, например волокнистый слой.

Использование программы позволяет значительно упростить и ускорить исследования характеристик нетканого материала с целью оценки его свойств.

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ