Исследование спектрально-оптических свойств тканей в терагерцовом диапазоне излучения

• Автор: Шампаров, Евгений Юрьевич
• Шифр специальности: 05.19.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 127 с. : ил.

Оглавление
Введение

1 Оптические измерения в терагсрцовом диапазоне спектра

электромагнитных излучений

1.1 Позиционирование терагерцовых измерений среди других бесконтактных неразрушающих методов контроля свойств тканей

1.2 Особенности терагерцового излучения. Равновесное тепловое

излучение

1.3 Оптические характеристики среды. Измерения показателей преломления и поглощения

1.4 Свойства материалов в терагерцовом диапазоне излучения

2 Структура и гигроскопические свойства тканей

2.1 Влияние воды на свойства тканей

2.2 Смачиваемость тканей. Капиллярный подъм воды в тканях
2.3 Капиллярная конденсация воды в параллельной структуре волокон нити
2.4 Характеристики исследуемых образцов тканей
3 Установка для спектральных измерений
3.1 Механическая конструкция детектора терагерцового излучения
3.2 Электромагнит
3.3 Оптический тракт
3.4 Характеристики примного кристалла
3.5 Электрическая схема детектора
3.6 Характеристики детектора терагерцового излучения
3.7 Спектральноизмерительная установка. Получение терагерцовых спектров образцов материалов
3.8 Характеристики спектрометра
4 Спектральные исследования тканей
4.1 Спектральные характеристики тканей
4.2 Терагерцовое поглощение тканей при увлажнении
4.3 Физические особенности взаимодействия терагерцового
излучения с веществом и их приложения к измерениям в тканях Выводы
Список литературы


В разработке методик и проведении измерений коэффициентов пропускания, отражения и рассеяния терагерцового излучения образцами материалов. В разработке и проведении экспериментов по поглощению терагерцового излучения при разной влажности тканей, по измерению водной абсорбции материалов, а также по определению поляризационной анизотропии поглощения терагерцового излучения тканью. Апробация работы. Результаты работы апробированы и внедрены на предприятиях ФГУП «НИИФП им. Ф.В. Лукина», ООО «Геотекс», ООО «ИНТЦ Поиск», ОАО «МОНТЕМ» (Московский завод нетканых материалов); научно исследовательском институте ИНЭПХФ РАН, а также в учебный процесс МГУДТ при проведении курсовых и дипломных работ. Публикации. Основные положения проведённых исследований опубликованы в 5 статьях в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Структура диссертации: Диссертация состоит из введения, четырёх глав, выводов, списка литературы и приложения. Объём диссертации составляет 1 страницу, включая рисунков и 7 таблиц. Список цитированной литературы содержит 5 наименования российских и зарубежных авторов. Позиционирование терагерцовых измерений среди других бесконтактных неразрушающих методов контроля свойств тканей. В рыночной экономике для обеспечения конкурентоспособности выпускаемой продукции необходим строгий контроль технологических процессов и качества изделий. Для достижения надлежащего качества текстильных материалов особенно важны современные инновационные методы, контроля, позволяющие оперативно получать надёжную и достоверную информацию о многочисленных характеристиках свойств исходного сырья, полуфабрикатов и готовой продукции. Наиболее приемлемы бесконтактные неразрушающие, имеющие высокую точность, и быстродействие методы измерений, к которым относят и спектрально-оптические измерения в терагерцовом диапазоне электромагнитного излучения. По физическому принципу получения информации все методы измерений можно разделить на механические, акустические и электромагнитные. Имеющие в настоящее время« наибольшее распространение механические методы контроля свойств тканей [1-6] не являются бесконтактными и, как правило, обладают малым быстродействием. Они не дают возможность достаточно оперативно получать информацию и препятствуют интенсификации технологических процессов, вследствие чего требуют замены, на более быстрые методы контроля. Тем не менее, механическими методами выполняют прямые измерения характеристик тканей и получают надёжную и достоверную информацию. В первом случае сочетаются быстрота и отсутствие контакта аппаратуры с материалом. Однако поглощение ультразвука сложным образом связано с механическими релаксационными свойствами материала и зависит от множества факторов. Поэтому такие измерения недостаточны для прямого получения достоверной информации о свойствах материала. Электромагнитные методы контроля можно разделить на методы, использующие электрическое или магнитное поле, или электромагнитные волны. Электрическое поле применяют для измерения диэлектрической проницаемости ткани [-], помещаемой в ёмкостной датчик, или для измерения её проводимости []. Последний метод не может быть бесконтактным. Измерения с помощью ёмкостных датчиков хотя и являются бесконтактными, но для них точность измерений- обратнопроиорциональна-расстоянию между обкладками конденсатора. Следовательно, необходим компромисс между чувствительностью измерений и вмешательством в технологический процесс. Измерения диэлектрической проницаемости несут информацию только о распределённых характеристиках ткани, таких как поверхностная плотность и влажность. Так как магнитная восприимчивость текстильных материалов мала, магнитные измерения в тканях практически не применяют. Для измерений в тканях используют электромагнитное излучение видимого[-], ближнего инфракрасного [, , ] и СВЧ'диапазонов []. В' СВЧ. Исключение составляет вода, хорошо поглощающая такое излучение. Поэтому в СВЧ диапазоне эффективны только методы контроля влажности тканей. Оборудование для СВЧ измерений достаточно громоздкое. Чем меньше длина волны и соответственно выше частота излучения, тем меньше размеры аппаратуры и удобней измерения.