آرایش منسوجات بی بافت 5: بافته‌های حقیقی

آرایش یافتگی الیاف در منسوجات بی بافت 5: بافته‌های حقیقی– ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه  نساجی

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات رایگان

مطالعه 20 الی 100% رایگان مقالات ترجمه شده

1- قابلیت مطالعه رایگان 20 الی 100 درصدی مقالات 2- قابلیت سفارش فایل های این ترجمه با قیمتی مناسب مشتمل بر 3 فایل: pdf انگیسی و فارسی مقاله همراه با msword فارسی -- تذکر: برای استفاده گسترده تر کاربران گرامی از مقالات آماده ترجمه شده، قیمت خرید این مقالات بسیار کمتر از قیمت سفارش ترجمه می باشد.  

چگونگی سفارش

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه (شماره حساب) ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.com شامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر -- مقالات آماده سفارش داده شده عرفا در زمان اندک یا حداکثر ظرف مدت چند ساعت به ایمیل شما ارسال خواهند شد. در صورت نیاز فوری از طریق اس ام اس اطلاع دهید.

آرایش منسوجات بی بافت 5: بافته‌های حقیقی

آرایش منسوجات بی بافت 5: بافته‌های حقیقی

اندازه گيري آرايش يافتگي الياف در منسوجات بي بافت

قسمت 5:  بافته‌هاي حقيقي

چکيده

اين مقاله ادامه دهنده چهار قسمت اول از اين سري از مقالات مي‌باشد كه روشهاي آناليز تصويري توسعه يافته از سوي ما جهت توصيف آرايش يافتگي ليفي مرتبط با الياف نبافته واقعي را تشريح مي‌كند. پارچه هاي «واقعي» كه در اين مبحث بعنوان انواع متعارف برگزيده شده‌اند عبارتند از شبکه الياف مجعد كاردي، دو پارچه نسبتا متراکم يا منسوجات داراي پيوند كلي و منطقه‌اي، يك الگو يا منسوج اسپان باند- بي‌بافت – اسپان باند پيوندي و در نهايت يك پارچه سبك وزن بي‌بافت. به منظور كار با بافته‌هاي واقعي ضروري است تا يک سيستم نور پردازي توسعه داده شود تا بتوان تصاويري با کنتراست مطلوب همراه با يک روش آستانه سازي مناسب را بدست آورده تا از اين طريق داده‌هاي متناسب براي انجام آناليز حاصل شوند. نتايج نشان مي‌دهند که روش پيگيري تار، به هنگامي كه يك برآورد دقيق مورد نياز مي‌باشد، مي‌تواند بصورت مطمئن آرايش يافتگي را توصيف نموده و بنابر اين مي‌توان از اين اطلاعات جهت مشخص ساختن  و مقايسه فرآيندهاي مرتبط با طراحي منسوجات بي‌بافت استفاده كرد.

در قسمت هاي گذشته يعني 7، 8، 9 و10 راههايي را براي شبيه سازي مدل تصاوير بي‌بافت و روش هاي آناليز گوناگون اندازه گيري شده، براي استخراج تابع توزيع آرايش يافتگي ليف (ODF)، گزارش نموديم. ،  بعنوان تابع زاويه آلفا از اين تصاوير مي‌باشد. مقدار صحيح ساختار   از زاويه آلفا 1 تا آلفا 2 برابر با اين امکان است که ليف آرايش يافتگي بين زواياي آلفا 1 و آلفا 2 قرار داشته باشد. از نتايج اينگونه استنباط مي‌شود كه براي تصاوير مدل شبيه سازي شده روش پيگيري تار، تكنيك اندازه گيري مستقيم، مي‌تواند دقيق باشد، چرا كه اين روش توزيع آرايش يافتگي ليف براي نمونه را با دنبال نمودن بخش هاي کوچک و ثابت از ليف امكان پذير مي‌سازد. در يک تلاش براي اصلاح استفاده از تکنيک هاي گزارش شده قبلي، ما سري جديد را ادامه داده و در اين راه مراحل ضروري براي آناليز بعضي از شبکه هاي بي‌بافت واقعي را نشان مي‌دهيم. بدين منظور ما يك روش نور پردازي مخصوص را بكار گرفتيم که توانايي تصاوير برداري مناسب با کيفيت و رزولوشن بالا را براي ما فراهم آورده است و از اينرو اين سيستم براي پردازشهاي متعاقب مناسب خواهد بود. علاوه بر اين، ما نسبت به توسعه تكنيكهاي آستانه‌اي لازم و فيلترينگ اقدام نموديم تا آنكه بتوان به پردازش اتوماتيك و آناليز تصاوير دست يافت.

آرایش منسوجات بی بافت 5: بافته‌های حقیقی

روش هاي آزمايشگاهي

تصوير برداري

چندين مشکل در رابطه با ديجيتال نمودن تصاوير واقعي در مقايسه با تصاوير شبيه سازي شده‌اي که ما قبلاً توصيف کرديم وجود دارد. الياف نبافته واقعي به طور کلي از چندين لايه از الياف تشکيل شده اند و وقتي که تصاوير با بزرگ شدگي بالايي تحت فرآيند ديجيتال سازي قرار مي‌گيرند،  عمق فيلد ناچيز است که خود باعث بوجود آمدن قسمت هاي تيره و تار و ريش مانند در الياف شده و نهايتا کيفيت تصاوير نامطلوب مي‌گردد. بعلاوه، بازتابهاي مخصوص از سطح الياف همراه با شفافيت آنها باعث مي‌شوند که تصاوير، به هنگامي كه از نور از پشت با استفاده از سيستم نورپردازي يا ذره بين تابش مي‌يابد، كنتراست بسيار ضعيفي يابند. ما با تعداد زيادي از سيستم هاي نورپردازي را مورد آزمايش قرار داديم که عبارتند از نورپردازي الياف از پشت، ميکروسکوپ هاي نوري گوناگون با مقاطع تاريک و روشن و فيلترهاي پلاريزه گوناگون. اين تلاشها به طور کلي نتايج ضعيفي را در برداشتند، تصاوير هنوز فاقد کنتراست مكفي بودند و اغلب نيز حالت غير يكنواخت داشتند که باعث عدم استفاده از آنها براي فرآيندهاي بعدي مي‌گرديد.

پردازش

آستانه سازي

الگوريتم پيگيري تار که براي مشخص نمودن صفات آرايش يافتگي ليف توسعه يافته است به يک تصوير باينري بعنوان ورودي خود نياز دارد. بنابر اين، چنين تصاويري در ابتدا بايد براي جداسازي الياف از زمينه (سياه از سفيد)  تحت فرآيند آستانه‌سازي قرار گيرند. اين يک مرحله حساس مي‌باشد زيرا روش آستانه‌سازي انتخاب شده به طور عمده اي بر روي نتايج تأثير مي‌گذارد. مرحله آستانه‌سازي (كه همچنين تحت عنوان تفكيك سازي نيز خوانده مي‌شود) رويه اي است که بر اساس آن سطوح خاکستري به دو بخش مي‌شوند كه هدف از آن جداسازي اجزاي مد نظر از زمينه مي‌باشد. اين مورد، يک مرحله حساس در آناليز تصوير است. بطور مثال، يک تصوير را مي‌توان بر مبناي سطح خاکستري آن از طريق طبقه بندي پيکسل ها به تيره و روشن، در يک تلاش براي تمايز اجزاي تيره از زمينه روشن‌تر يا اجزاي روشن از زمينه تيره، تحت فرآيند آستانه سازي قرار داد. رايج ترين روش آستانه سازي هنگامي ‌است که پيکسل ها به طور ساده به دو قسمت تقسيم گشته اند که بر پايه آستانه از پيش تعيين شده يا مقدار كوتاه شده مي‌باشند. مهم ترين مشکل چگونگي تصميم گيري در امتداد آستانه بهينه مي‌باشد، بگونه‌اي كه به طبقه بندي دلخواه اجزا دست يافت. البته انجام چنين امري غالبا مشکل مي‌باشد، مخصوصاً در حضور يك مضمون روشن سازي غير يکنواخت يا سطوح خاکستري محلي ناصاف. در يک آستانه سازي ساده (روش استفاده شده به طور گسترده) يک پيکسل بدون داشتن هيچ ملاحظه‌اي از همسايه هاي خود در آستانه قرار مي‌گيرد. به طور کلي شدت ميانگين به عنوان مقدار قطع آستانه انتخاب مي‌شود. اين روش وقتي که هيستوگرام تصوير بصورت دو وجهي باشد، همراه با تفكيك مكفي اشياي تيره و روشن، به خوبي کار مي‌کند. به شکل 2 و هيستوگرام سطح خاکستري توجه کنيد. اگرچه کنتراست در تصوير در سطح بالايي به نظر مي‌رسد، آستانه سازي با شدت ميانگين بعنوان مقدار منقطع، باعث از دست رفتن برخي از قسمت هاي کوچکتر ليف مي‌گردد.

آرایش منسوجات بی بافت 5: بافته‌های حقیقی

اسکلت بندي

اسکلت بندي (يا باريك سازي) به استخراج ستون فقرات يا پيكره اجزا (الياف در پارچه‌هاي بي بافت) اشاره دارد،  هر جاييكه سعي در کاهش ضخامت عکس و تبديل آن به تصويري با پيکسل هاي داشته باشد را مي‌توان در اين مبحث جاي داد. تصوير 6 کارکرد الگوريتم اسکلت بندي که اين عمل را نشان مي‌دهد. تصوير 6 الف نشان مي‌دهد که حتي در تصاوير ايده‌آل «شاخه سازي» مي‌تواند با توجه به اسکلت بندي رخ دهد اما شاخه سازي مي‌تواند با عمل شاخه زني که تمام شاخه هاي کوچک را از بين مي‌برد محدود گردد. به هر حال با يک تصوير خش دار اسکلت بندي يا همان باريک سازي، با توجه به متغيرهاي کوچک لايه‌هاي نمونه، مي‌تواند حساس باشد و ويژگي هاي ناخواسته‌اي را بدست دهد. همانطور که در شکل 6 ب ملاحظه مي‌نماييد. اين موضوع حتي بعد از باريک سازي و شاخه زني هم ممكن است رخ دهد. يک فيلتر شکلي يا مورفولوژيكي مي‌تواند ناحيه‌هاي مشکي کوچک ايزوله شده را در تصوير اصلي از بين ببرد و سوراخ هاي کوچک را پر نمايد تا باعث بهبود تصاوير گردد. نتايج براي تصوير خش دار که فيلتر بندي نيز شده اند در تصوير 6c نشان داده شده اند.

مواد و روش ها

ما 5 پارچه از انواع مختلف  بي بافت واقعي را در اين آزمايش مورد بررسي قرار داده ايم. اولين نمونه که به عنوان پارچه a معرفي مي‌شود يک منسوج نايلون كاردي است که شامل الياف مجعد زيادي مي‌باشد. پارچه هاي b و c  بعنوان منسوجات داراي خصيصه‌هاي بي‌بافت پلي پروپيلن پيوندي بطور كلي يا  داراي اين خصيصه‌ها در برخي از نواحي پارچه‌ها بشمار مي‌آيند. پارچه d يک منسوج بي بافت پلي پروپيلن اسپان باند- بي‌بافت – اسپان باند (SMS) مي‌باشد، در حاليکه پارچه e يک منسوج بي‌بافت کم وزن پلي استر با اسپان باند پيوندي در كليه بخشها يا تنها در برخي از مناطق آن است. جزئيات شناخته شده اين پنج پارچه در جدول 1 داده شده است.

همانطور كه قبلا تشريح شده، مجموع سي عکس براي هر پارچه با استفاده از سيستم نورپردازي شده تحت فرآيند ديجيتال قرار گرفتند. سه عکس معمول از هر سري در شکل 7 نشان داده شده است. براي بدست آوردن نتايج آناليز تصوير ما تمامي‌تصاوير را با استفاده از رويه هاي ذکر شده در بالا تحت فراوري قرار داديم و ODFS را با استفاده از روش پيگيري- تار اندازه گيري نموديم. براي هر عکس، ما آرايش يافتگي را از طريق 1500 بخش 24 پيکسله اندازه گيري کرديم، که معرف کمتر از نيمي‌از اجزاي الياف بوده است. با توجه به 45000 مورد از مسيرها يا بخشهاي بكار گرفته شده هر يك از الياف‌ها موفق به توضيح آرايش يافتگي شديم. يک مسير يا تراك معمولي در شکل 7 نشان داده شده است.

در تمامي‌حالات ما داده هاي ODF را براي مقادير مخازن واحد در محدوده 18 درجه يا 10 مقطع در 180 درجه محاسبه نموديم. ما همچنين ODF را براي هر پارچه با استفاده از روش تبديل فوريه محاسبه نموديم اگر چه تبديل فوريه به طور مستقيم بر روي تصاوير خاکستري قابل كاربرد است، اما ما از تصاوير آستانه سازي بکار رفته براي روش پيگيري نيز استفاده نموديم تا مطمئن شويم که تفاوت ها مربوط به مرحله آستانه سازي نمي‌باشد.

به منظور مقايسه، ما همچنين ODF پارچه هاي a,b,c و e را به طور دستي براي هر تصوير، با آزمايش پيگيري 500 قطعه، که هر کدام 24 پيکسل در طول الياف داشتند، اندازه گيري نموديم و آرايش يافتگي آن ها را ضبط کرديم. براي 30 تصوير مشابه، اين مورد 15000 قطعه دستي را شامل شده بود. براي پارچه d، ما به داده‌هاي استحکام کششي صفر دست يافتيم. که اين کار توسط تستر کششي ايسترون براي 5 قطعه استخراج شده از فواصل اختلاف 18 درجه حاصل شد. اين موارد مي‌بايست تخمين هاي مستقلي را فراهم آوردند، چرا كه zero-span بعنوان تابع ODF مد نظر بوده و اغلب براي تهيه رتبه بنديهاي  ناهمسان مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

آرایش منسوجات بی بافت 5: بافته‌های حقیقی

نتايج و مباحث

نتايج ODF در شكلهاي 8 تا 12 خلاصه گرديده‌اند و فرکانس هاي ميانگين و خطاهاي استاندارد براي هر ميزان يا محدوده لاوک را نشان مي‌دهد براي وضوح بيشتر، ما فقط اطلاعات مربوط به روش پيگيري تار را گزارش کرده ايم.

پارچه e يک توزيع پيک مستقل را نشان مي‌دهد، در حاليکه ديگر پارچه ها پيکهاي دوقلو دارند. براي پارچه a (شکل 8) اين توزيع دووجهي تقريبا به اين خاطر است که الياف مجعد مي‌باشند، همانطور که در قسمت دوم توضيح داده شد، و همچنين ممكن است بدين علت باشد كه روي هم قرار گيري عرضي وجود دارد. پارچه هاي b و c همچنين در شکلهاي 9 و 10 به صورت دو وجهي مشاهده مي‌شوند در مورد پارچه b فيلامتها مستقيم يا صاف هستند، بنابراين فرآيند تعديلي مسئول حالت دو وجهي خواهد بود. براي پارچه c، تعدادي از الياف باريك مجعد شده و فرآيند تعديلي توزيع دو وجهي را حاصل مي‌آورد.

پارچه d هم همچنين حالت دو وجهي قابل توجهي را در شکل 11 نشان مي‌دهد که ممکن است بواسطه فرآيند تعديل يا يک عکس العمل بين الگوي پيوند و فرآيند پيوند باشد. به نظر اين موضوع بازتاب دهنده الگوي نقطه پيوند داشته باشد و ممکن است مربوط به آرايش يافتگي مجددا گرمايي ساختار در محل پيوند باشد.

شکل 7 به طور واضح کنتراست بين ساختار هاي پارچه هاي a و e را نشان مي‌دهد. پارچه e در شکل 12 عليرغم وجود بعضي از تجعدهاي با فرکانس پايين در الياف، تک وجهي است.

آرایش منسوجات بی بافت 5: بافته‌های حقیقی

نتيجه گيري

در اين مقاله ما نشان داديم که روش پيگيري تار، که قبلاً بر روي تصاوير شبيه سازي شده الياف بي بافت ها مورد استفاده قرار گرفته بود، مي‌تواند بر روي الياف بي‌بافت حقيقي كاملا ضخيم نيز کاربرد داشته باشد، البته در صورتي كه کيفيت تصاوير به اندازه کافي خوب باشد. بدين منظور ما نشان داديم که نور پردازي مستقيم براي بهبود کيفيت تصاوير الياف بي‌بافت ديجيتالي توسط افزايش کنتراست بين الياف و زمينه ضروري مي‌باشد و از اين طريق نسبت به ساخت يک شکل دو بعدي از تصوير، در جايي که الياف متمرکز به نظر مي‌رسد، اقدام شد.  براي آستانه سازي قابل اعتماد و اتوماتيك تصاوير الگوي الياف بي‌بافت پيوندي، ما مي‌بايست قبل از آستانه سازي، يک روش افزايش کنتراست محلي (ترميم) را مورد استفاده قرار مي‌داديم. براي تصاوير اليافي كه بطور كلي بصورت بي بافت پيوندي مي‌باشند، آستانه سازي لبه‌اي بعنوان روش انتخابي براي ايزوله کردن يا جداسازي الياف از زمينه انتخاب گرديد.

اطلاعات ما به طور واضح نشان مي‌دهد که الگوريتم پيگيري تار مناسبترين روش براي بدست آوردن يک ساختار توزيع آرايش يافتگي ليف بصورت دقيق و صحيح مي‌باشد. در مقابل روش FFT براي کنترل کيفيت و جاييكه بتوان روش هاي غير مستقيم را بكار برد مناسب تر مي‌باشد. اين اطلاعات معرف توافق مناسب بين نتايج تار، پيگيري دستي، و داده‌هاي کششي مي‌باشند، همانطور که توسط مقادير x² نشان داده شده است. آنها همچنين تفاوت هاي آشکاري را بين روش هاي مختلف توليد الياف بي‌بافت از خود نشان دادند. ما كاربرد کلي اين روشها با استفاده از بافته‌هاي واقعي را به اثبات رسانديم و اين اطلاعات رويه‌هاي پيشنهادي توسط شبيه سازي در قسمت هاي گذشته را نيز تاييد مي‌كند.