آرایش منسوجات بی بافت ۵ بافته‌های حقیقی

آرایش منسوجات بی بافت ۵ بافته‌های حقیقی – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه  نساجی

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

چگونگی سفارش مقاله

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.

اندازه گیری آرایش یافتگی الیاف در منسوجات بی بافت

قسمت ۵:  بافته‌های حقیقی

چکیده

این مقاله ادامه دهنده چهار قسمت اول از این سری از مقالات می‌باشد که روشهای آنالیز تصویری توسعه یافته از سوی ما جهت توصیف آرایش یافتگی لیفی مرتبط با الیاف نبافته واقعی را تشریح می‌کند. پارچه های «واقعی» که در این مبحث بعنوان انواع متعارف برگزیده شده‌اند عبارتند از شبکه الیاف مجعد کاردی، دو پارچه نسبتا متراکم یا منسوجات دارای پیوند کلی و منطقه‌ای، یک الگو یا منسوج اسپان باند- بی‌بافت – اسپان باند پیوندی و در نهایت یک پارچه سبک وزن بی‌بافت. به منظور کار با بافته‌های واقعی ضروری است تا یک سیستم نور پردازی توسعه داده شود تا بتوان تصاویری با کنتراست مطلوب همراه با یک روش آستانه سازی مناسب را بدست آورده تا از این طریق داده‌های متناسب برای انجام آنالیز حاصل شوند. نتایج نشان می‌دهند که روش پیگیری تار، به هنگامی که یک برآورد دقیق مورد نیاز می‌باشد، می‌تواند بصورت مطمئن آرایش یافتگی را توصیف نموده و بنابر این می‌توان از این اطلاعات جهت مشخص ساختن  و مقایسه فرآیندهای مرتبط با طراحی منسوجات بی‌بافت استفاده کرد.

در قسمت های گذشته یعنی ۷، ۸، ۹ و۱۰ راههایی را برای شبیه سازی مدل تصاویر بی‌بافت و روش های آنالیز گوناگون اندازه گیری شده، برای استخراج تابع توزیع آرایش یافتگی لیف (ODF)، گزارش نمودیم. ،  بعنوان تابع زاویه آلفا از این تصاویر می‌باشد. مقدار صحیح ساختار   از زاویه آلفا ۱ تا آلفا ۲ برابر با این امکان است که لیف آرایش یافتگی بین زوایای آلفا ۱ و آلفا ۲ قرار داشته باشد. از نتایج اینگونه استنباط می‌شود که برای تصاویر مدل شبیه سازی شده روش پیگیری تار، تکنیک اندازه گیری مستقیم، می‌تواند دقیق باشد، چرا که این روش توزیع آرایش یافتگی لیف برای نمونه را با دنبال نمودن بخش های کوچک و ثابت از لیف امکان پذیر می‌سازد. در یک تلاش برای اصلاح استفاده از تکنیک های گزارش شده قبلی، ما سری جدید را ادامه داده و در این راه مراحل ضروری برای آنالیز بعضی از شبکه های بی‌بافت واقعی را نشان می‌دهیم. بدین منظور ما یک روش نور پردازی مخصوص را بکار گرفتیم که توانایی تصاویر برداری مناسب با کیفیت و رزولوشن بالا را برای ما فراهم آورده است و از اینرو این سیستم برای پردازشهای متعاقب مناسب خواهد بود. علاوه بر این، ما نسبت به توسعه تکنیکهای آستانه‌ای لازم و فیلترینگ اقدام نمودیم تا آنکه بتوان به پردازش اتوماتیک و آنالیز تصاویر دست یافت.

آرایش منسوجات بی بافت ۵ بافته‌های حقیقی

روش های آزمایشگاهی

تصویر برداری

چندین مشکل در رابطه با دیجیتال نمودن تصاویر واقعی در مقایسه با تصاویر شبیه سازی شده‌ای که ما قبلاً توصیف کردیم وجود دارد. الیاف نبافته واقعی به طور کلی از چندین لایه از الیاف تشکیل شده اند و وقتی که تصاویر با بزرگ شدگی بالایی تحت فرآیند دیجیتال سازی قرار می‌گیرند،  عمق فیلد ناچیز است که خود باعث بوجود آمدن قسمت های تیره و تار و ریش مانند در الیاف شده و نهایتا کیفیت تصاویر نامطلوب می‌گردد. بعلاوه، بازتابهای مخصوص از سطح الیاف همراه با شفافیت آنها باعث می‌شوند که تصاویر، به هنگامی که از نور از پشت با استفاده از سیستم نورپردازی یا ذره بین تابش می‌یابد، کنتراست بسیار ضعیفی یابند. ما با تعداد زیادی از سیستم های نورپردازی را مورد آزمایش قرار دادیم که عبارتند از نورپردازی الیاف از پشت، میکروسکوپ های نوری گوناگون با مقاطع تاریک و روشن و فیلترهای پلاریزه گوناگون. این تلاشها به طور کلی نتایج ضعیفی را در برداشتند، تصاویر هنوز فاقد کنتراست مکفی بودند و اغلب نیز حالت غیر یکنواخت داشتند که باعث عدم استفاده از آنها برای فرآیندهای بعدی می‌گردید.

آرایش منسوجات بی بافت ۵ بافته‌های حقیقی

پردازش

آستانه سازی

الگوریتم پیگیری تار که برای مشخص نمودن صفات آرایش یافتگی لیف توسعه یافته است به یک تصویر باینری بعنوان ورودی خود نیاز دارد. بنابر این، چنین تصاویری در ابتدا باید برای جداسازی الیاف از زمینه (سیاه از سفید)  تحت فرآیند آستانه‌سازی قرار گیرند. این یک مرحله حساس می‌باشد زیرا روش آستانه‌سازی انتخاب شده به طور عمده ای بر روی نتایج تأثیر می‌گذارد. مرحله آستانه‌سازی (که همچنین تحت عنوان تفکیک سازی نیز خوانده می‌شود) رویه ای است که بر اساس آن سطوح خاکستری به دو بخش می‌شوند که هدف از آن جداسازی اجزای مد نظر از زمینه می‌باشد. این مورد، یک مرحله حساس در آنالیز تصویر است. بطور مثال، یک تصویر را می‌توان بر مبنای سطح خاکستری آن از طریق طبقه بندی پیکسل ها به تیره و روشن، در یک تلاش برای تمایز اجزای تیره از زمینه روشن‌تر یا اجزای روشن از زمینه تیره، تحت فرآیند آستانه سازی قرار داد. رایج ترین روش آستانه سازی هنگامی ‌است که پیکسل ها به طور ساده به دو قسمت تقسیم گشته اند که بر پایه آستانه از پیش تعیین شده یا مقدار کوتاه شده می‌باشند. مهم ترین مشکل چگونگی تصمیم گیری در امتداد آستانه بهینه می‌باشد، بگونه‌ای که به طبقه بندی دلخواه اجزا دست یافت…

آرایش منسوجات بی بافت ۵ بافته‌های حقیقی

اسکلت بندی

اسکلت بندی (یا باریک سازی) به استخراج ستون فقرات یا پیکره اجزا (الیاف در پارچه‌های بی بافت) اشاره دارد،  هر جاییکه سعی در کاهش ضخامت عکس و تبدیل آن به تصویری با پیکسل های داشته باشد را می‌توان در این مبحث جای داد. تصویر ۶ کارکرد الگوریتم اسکلت بندی که این عمل را نشان می‌دهد. تصویر ۶ الف نشان می‌دهد که حتی در تصاویر ایده‌آل «شاخه سازی» می‌تواند با توجه به اسکلت بندی رخ دهد اما شاخه سازی می‌تواند با عمل شاخه زنی که تمام شاخه های کوچک را از بین می‌برد محدود گردد. به هر حال با یک تصویر خش دار اسکلت بندی یا همان باریک سازی، با توجه به متغیرهای کوچک لایه‌های نمونه، می‌تواند حساس باشد و ویژگی های ناخواسته‌ای را بدست دهد. همانطور که در شکل ۶ ب ملاحظه می‌نمایید. این موضوع حتی بعد از باریک سازی و شاخه زنی هم ممکن است رخ دهد. یک فیلتر شکلی یا مورفولوژیکی می‌تواند ناحیه‌های مشکی کوچک ایزوله شده را در تصویر اصلی از بین ببرد و سوراخ های کوچک را پر نماید تا باعث بهبود تصاویر گردد. نتایج برای تصویر خش دار که فیلتر بندی نیز شده اند در تصویر ۶c نشان داده شده اند.

آرایش منسوجات بی بافت ۵ بافته‌های حقیقی

مواد و روش ها

ما ۵ پارچه از انواع مختلف  بی بافت واقعی را در این آزمایش مورد بررسی قرار داده ایم. اولین نمونه که به عنوان پارچه a معرفی می‌شود یک منسوج نایلون کاردی است که شامل الیاف مجعد زیادی می‌باشد. پارچه های b و c  بعنوان منسوجات دارای خصیصه‌های بی‌بافت پلی پروپیلن پیوندی بطور کلی یا  دارای این خصیصه‌ها در برخی از نواحی پارچه‌ها بشمار می‌آیند. پارچه d یک منسوج بی بافت پلی پروپیلن اسپان باند- بی‌بافت – اسپان باند (SMS) می‌باشد، در حالیکه پارچه e یک منسوج بی‌بافت کم وزن پلی استر با اسپان باند پیوندی در کلیه بخشها یا تنها در برخی از مناطق آن است. جزئیات شناخته شده این پنج پارچه در جدول ۱ داده شده است.

…

به منظور مقایسه، ما همچنین ODF پارچه های a,b,c و e را به طور دستی برای هر تصویر، با آزمایش پیگیری ۵۰۰ قطعه، که هر کدام ۲۴ پیکسل در طول الیاف داشتند، اندازه گیری نمودیم و آرایش یافتگی آن ها را ضبط کردیم. برای ۳۰ تصویر مشابه، این مورد ۱۵۰۰۰ قطعه دستی را شامل شده بود. برای پارچه d، ما به داده‌های استحکام کششی صفر دست یافتیم. که این کار توسط تستر کششی ایسترون برای ۵ قطعه استخراج شده از فواصل اختلاف ۱۸ درجه حاصل شد. این موارد می‌بایست تخمین های مستقلی را فراهم آوردند، چرا که zero-span بعنوان تابع ODF مد نظر بوده و اغلب برای تهیه رتبه بندیهای  ناهمسان مورد استفاده قرار می‌گیرد.

آرایش منسوجات بی بافت ۵ بافته‌های حقیقی

نتایج و مباحث

نتایج ODF در شکلهای ۸ تا ۱۲ خلاصه گردیده‌اند و فرکانس های میانگین و خطاهای استاندارد برای هر میزان یا محدوده لاوک را نشان می‌دهد برای وضوح بیشتر، ما فقط اطلاعات مربوط به روش پیگیری تار را گزارش کرده ایم.

پارچه e یک توزیع پیک مستقل را نشان می‌دهد، در حالیکه دیگر پارچه ها پیکهای دوقلو دارند. برای پارچه a (شکل ۸) این توزیع دووجهی تقریبا به این خاطر است که الیاف مجعد می‌باشند، همانطور که در قسمت دوم توضیح داده شد، و همچنین ممکن است بدین علت باشد که روی هم قرار گیری عرضی وجود دارد. پارچه های b و c همچنین در شکلهای ۹ و ۱۰ به صورت دو وجهی مشاهده می‌شوند در مورد پارچه b فیلامتها مستقیم یا صاف هستند، بنابراین فرآیند تعدیلی مسئول حالت دو وجهی خواهد بود. برای پارچه c، تعدادی از الیاف باریک مجعد شده و فرآیند تعدیلی توزیع دو وجهی را حاصل می‌آورد.

پارچه d هم همچنین حالت دو وجهی قابل توجهی را در شکل ۱۱ نشان می‌دهد که ممکن است بواسطه فرآیند تعدیل یا یک عکس العمل بین الگوی پیوند و فرآیند پیوند باشد. به نظر این موضوع بازتاب دهنده الگوی نقطه پیوند داشته باشد و ممکن است مربوط به آرایش یافتگی مجددا گرمایی ساختار در محل پیوند باشد.

شکل ۷ به طور واضح کنتراست بین ساختار های پارچه های a و e را نشان می‌دهد. پارچه e در شکل ۱۲ علیرغم وجود بعضی از تجعدهای با فرکانس پایین در الیاف، تک وجهی است.

آرایش منسوجات بی بافت ۵ بافته‌های حقیقی

نتیجه گیری

در این مقاله ما نشان دادیم که روش پیگیری تار، که قبلاً بر روی تصاویر شبیه سازی شده الیاف بی بافت ها مورد استفاده قرار گرفته بود، می‌تواند بر روی الیاف بی‌بافت حقیقی کاملا ضخیم نیز کاربرد داشته باشد، البته در صورتی که کیفیت تصاویر به اندازه کافی خوب باشد. بدین منظور ما نشان دادیم که نور پردازی مستقیم برای بهبود کیفیت تصاویر الیاف بی‌بافت دیجیتالی توسط افزایش کنتراست بین الیاف و زمینه ضروری می‌باشد و از این طریق نسبت به ساخت یک شکل دو بعدی از تصویر، در جایی که الیاف متمرکز به نظر می‌رسد، اقدام شد.  برای آستانه سازی قابل اعتماد و اتوماتیک تصاویر الگوی الیاف بی‌بافت پیوندی، ما می‌بایست قبل از آستانه سازی، یک روش افزایش کنتراست محلی (ترمیم) را مورد استفاده قرار می‌دادیم. برای تصاویر الیافی که بطور کلی بصورت بی بافت پیوندی می‌باشند، آستانه سازی لبه‌ای بعنوان روش انتخابی برای ایزوله کردن یا جداسازی الیاف از زمینه انتخاب گردید.

اطلاعات ما به طور واضح نشان می‌دهد که الگوریتم پیگیری تار مناسبترین روش برای بدست آوردن یک ساختار توزیع آرایش یافتگی لیف بصورت دقیق و صحیح می‌باشد. در مقابل روش FFT برای کنترل کیفیت و جاییکه بتوان روش های غیر مستقیم را بکار برد مناسب تر می‌باشد. این اطلاعات معرف توافق مناسب بین نتایج تار، پیگیری دستی، و داده‌های کششی می‌باشند، همانطور که توسط مقادیر x² نشان داده شده است. آنها همچنین تفاوت های آشکاری را بین روش های مختلف تولید الیاف بی‌بافت از خود نشان دادند. ما کاربرد کلی این روشها با استفاده از بافته‌های واقعی را به اثبات رساندیم و این اطلاعات رویه‌های پیشنهادی توسط شبیه سازی در قسمت های گذشته را نیز تایید می‌کند.