Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Ziel des Projektes war es, zwei neuartige Messverfahren auf ihre prinzipielle Eignung zur Messung der Restfeuchte beim Schlichten von Filamentgarnen hin zu untersuchen sowie die Zusammenh\u00e4nge der Verfahrensparameter zu bestimmen. Bei den beiden Messverfahren handelt es sich zum einen um eine kapazitive Messung und zum anderen um die Messung eines Entladestromes \u00fcber das Garn.
\nHintergrund ist, dass die Trocknungsvorg\u00e4nge an modernen, feinen Filamentgarnen bislang nicht praxisgerecht gesteuert werden k\u00f6nnen, da eine entsprechende Messung der Restfeuchte w\u00e4hrend der Produktion nicht m\u00f6glich ist. Ein unn\u00f6tig hoher Energieverbrauch muss hier akzeptiert werden, um ein Verkleben der feinen Filamente auf den Kettb\u00e4umen f\u00fcr die Weberei zu vermeiden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenAufbau eines Einzelfadenpr\u00fcfstandes, an dem die Messanordnungen installiert werden k\u00f6nnen.
\n\tInstallation des Kapazitivsensors in der anfangs vorliegenden Form als Einzelfadenmessger\u00e4t.
\n\tMessungen mit dem Kapazitivsensor am Einzelfaden.
\n\tInstallation der Anordnung zur Messung der Restfeuchte durch den Entladestrom \u00fcber das Garn.
\n\tMessungen mit dieser Anordnung und Variation der Parameter des Garnes.
\n\tVariation der Geometrie der Anordnung zur Messung der Restfeuchte durch den Entladestrom.
\n\tEntwicklung eines offenen kapazitiven Sensors.
\n\tEntwicklung einer Referenzmessung zur Kalibrierung der Messverfahren.
\n\tDurchf\u00fchrung der Referenzmessung und Kalibrierung der Messanordnungen.
\n\tDetaillierte Messungen der Abh\u00e4ngigkeiten des Messsignals von den Parametern des Garns.
\n\tIntegration und Messung an der Filamentschlichtmaschine.
\n\tMessung mit verschiedenen Garnen und Einstellungen.
\n\tAuswertung der Messungen und Bewertung Messverfahren und der Messanordnungen.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Ein Einzelfadenpr\u00fcfstand f\u00fcr die Analyse der Restfeuchtesensorik wurde aufgebaut und die Messanordnungen integriert. Allerdings stellte sich bei den Messungen mit dem kapazitiven Sensor heraus, dass der Auftrag an Schlichtemittel und Feuchte sehr ungleichm\u00e4\u00dfig war. Au\u00dferdem ist das Messsignal bei der Messung des Entladestroms an einem Faden zu schwach und zu instabil, so dass es weder reproduzierbar noch sinnvoll auswertbar war. An der Fadenschar der Filamentschlichtmaschine konnten wesentlich stabilere Signale gemessen werden. Die Abh\u00e4ngigkeit des Messsignals bei beiden Messverfahren von der Feuchtigkeit des Garns war deutlich zu erkennen. Nachdem die Ergebnisse der Messungen an der Schlichtmaschine wesentlich aussagekr\u00e4ftiger waren als diejenigen des Einzelfadenpr\u00fcfstandes, wurde beschlossen, dass beide Messverfahren weiterhin untersucht und entwickelt werden. Daraufhin wurde eine Aufstellung der Vor- und Nachteile beider Verfahren erstellt. Dabei wurde auch der sp\u00e4tere Einsatz an Industriemaschinen ber\u00fccksichtigt.
\nZu Beginn des Projektes stand ein kapazitiver Sensor zur Verf\u00fcgung, der am Einzelfaden den Auftrag an Pr\u00e4paration beim Spinnprozess bestimmen konnte. Dieser Sensor ist aber zur Messung an einer Fadenschar nicht geeignet. Deshalb wurde im Rahmen des Projektes ein neuer, offener Sensor entwickelt, bei dem die beiden Kondensatorplatten nebeneinander liegen und die Fadenschar daran vorbeil\u00e4uft.
\nParallel zur Entwicklung des offenen Sensors musste die Datenerfassungssoftware und das Programm zur Auswertung der Messsignale aktualisiert werden.
\nFerner wurde ein Messverfahren entwickelt, das als Referenz zur Kalibrierung eingesetzt werden kann. Dabei wird die Feuchte des Garnes \u00fcber die Luftfeuchte in einem Klimaschrank variiert. Eine Garnprobe wird so aufgewickelt, dass sie m\u00f6glichst viel Kontakt zur umgebenden Luft hat. Diese Probe steht auf einer Waage, so dass der Feuchtegehalt des Garns gravimetrisch bestimmt werden kann. Gleichzeitig misst der kapazitive Sensor ebenfalls die Garnfeuchte im Klimaschrank.
\nDurch Vergleich der beiden Messungen kann der kapazitive Sensor kalibriert werden. Allerdings kann durch die Messungen mit dem Referenzverfahren keine Aussage dar\u00fcber getroffen werden, ob der kapazitive Sensor sensibel genug ist, um die eigentliche Messaufgabe an der Schlichtmaschine zu erf\u00fcllen. Dies kann nur an der Schlichtmaschine bestimmt werden. Das Messverfahren \u00fcber den Entladestrom konnte wegen der Hochspannung an der Elektrode nicht im Klimaschrank kalibriert werden. Dies muss an der Schlichtmaschine durch Vergleich mit dem kapazitiven Sensor geschehen.
\nNach der Integration des kalibrierten kapazitiven Sensors an der Schlichtmaschine stellte sich heraus, dass das Ausgangssignal des Sensors nicht ausreicht, um ein Verkleben der Garne auf dem Kettbaum vollst\u00e4ndig zu verhindern. Die Zielgr\u00f6\u00dfe Verkleben l\u00e4sst sich nicht einfach nur durch die Restfeuchte des Garnes beschreiben. Es spielen auch nichtlineare Oberfl\u00e4cheneffekte eine Rolle, die dazu f\u00fchren, dass die Wassermolek\u00fcle sehr fest in die Oberfl\u00e4che eingebunden sind. Das Messverfahren beruht aber gerade auf der Beweglichkeit der Molek\u00fcle. Das Verkleben der Garne wurde durch Aufschneiden des Kettbaumes am Tag nach dem Schlichten gepr\u00fcft. Das Messverfahren mit dem Entladestrom war noch unsensibler. Die Praxistests an den Produktionsmaschinen des Textilpartners wurden aufgrund dieses Ergebnisses nicht durchgef\u00fchrt. Der Gesamtarbeitsaufwand im Projekt war aber mindestens so gro\u00df wie der geplante, da die Untersuchungen im Technikum – bis das Ergebnis abgesichert war – umfangreicher waren als geplant. Die Versuche, die urspr\u00fcnglich an den Produktionsmaschinen des Textilspartners durchgef\u00fchrt werden sollten, wurden quasi im Technikum des ITV durchgef\u00fchrt.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Der Sensor wurde auf der ITMA 2008 in M\u00fcnchen ausgestellt. Dazu wurde ein kleiner Demonstrationsstand zur Messung der Feuchte mit entsprechender Visualisierung und dazu passender Pr\u00e4sentation gefertigt und aufgebaut.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die beiden untersuchten Messverfahren, das kapazitive und das zur Messung des Entladestroms, sind nach den Ergebnissen des Projektes nicht sensibel genug, um die Feuchtigkeit von Filamentgarnen nach dem Schlichten empfindlich genug messen zu k\u00f6nnen und um ein Verkleben der Garne zu verhindern.
\nSie eigenen sich jedoch f\u00fcr h\u00f6here Restfeuchten. Insbesondere kann das kapazitive System zus\u00e4tzlich den Produktionsauftrag bestimmen. Die Firma Dr. Weiss GmbH arbeitet nun an einer Weiterentwicklung des Sensors, die auch eine Erh\u00f6hung der Empfindlichkeit des Sensors mit sich bringen soll. In diese Entwicklung flie\u00dfen die Ergebnisse aus diesem Projekt sowie aus anderen Anwendungen des Sensors mit ein.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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