基于介电谱的醋酸酯水刺非织造布含水率估算

发布时间：2021-08-31 15:39

　　为估算醋酸酯水刺非织造布含水率,测试了不同体积分数与不同含水率醋酸酯非织造布的介电谱,分析了干燥醋酸酯非织造布的体积分数以及非织造布中水分的体积分数对其介电常数的影响,并建立了单位质量醋酸酯非织造布介电常数变化率与含水率的关系。实验结果显示:在干燥状态下醋酸酯的介电常数对电场频率不敏感,醋酸酯的体积分数与其介电常数都存在显著的线性关系;在非织造布-水两相集合体中水分的体积分数与其介电常数呈指数函数关系,在电场频率为1 Hz和1×106Hz时含水率与其介电常数之间为指数函数关系,试样的含水率与其单位质量介电常数变化率之间存在幂函数关系。 

【文章来源】：纺织学报. 2020,41(06)北大核心EICSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

样品电容的结构与电容器

图2示出5片非织造布试样含水率分别为15.00%、12.77%、11.44%、8.97%、7.14%、5.76%及3.85%时的介电谱。可以看出非织造布-水两相集合体的介电常数随着测试频率的增大而减小，在低频段时，介电常数随着频率的增大而快速减小。在高频段时，介电常数随频率的变化幅度比较小。这种现象是由电容器内的材料和水产生介电弛豫现象而引起的[11]，由于偶极取向运动总是滞后于电场频率，当频率增加时，这种滞后会变得更加明显，因此在低频段，频率对介电常数的影响非常明显，而在高频段，频率对介电常数的影响变得不明显。同时由图2还可以看出，在相同频率下试样的介电常数随着含水率的增大而增大。在低频段，含水率越大，介电常数随频率变化越大，对于低含水率的试样，其介电常数随频率的变化不明显。在高频段，含水率对集合体介电常数的影响减弱。正如Donald等[12]指出的，当纤维的含水率接近于0时，介电常数与频率几乎无关。2.2 非织造布体积分数与介电常数的关系

图3示出不同体积分数的干燥非织造布的介电常数，其中体积分数7.42%、6.04%、4.31%、2.89%、1.49%分别对应5、4、3、2、1片干燥非织造布的体积分数。可以看出干燥试样的介电常数随干燥试样的体积分数增大而增大，并且在低频段增大的幅度更大。由图3中选取出频率为1×106Hz和1 Hz时非织造布体积分数与其介电常数的数据绘制成图，如图4所示。可以看出在电场频率为1 Hz和1×106Hz时，干燥试样的体积分数与介电常数之间存在线性关系，但是1 Hz比1×106Hz时直线的斜率大，这是由于在低频段介电常数增加的速率比高频段大产生的。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于电容传感器的醋酸纤维含油率检测[J]. 吕汉明,王晓叶,马崇启.  纺织学报. 2017(06)
[2]水刺非织造布烘燥工艺与优化[J]. 彭富兵,焦晓宁,叶小芳.  产业用纺织品. 2007(05)

博士论文
[1]检测木材含水率的电容传感器数学模型及其算法研究[D]. 国萃.哈尔滨工程大学 2014

硕士论文
[1]醋酸纤维含油率在线检测技术研究[D]. 王晓叶.天津工业大学 2017
[2]醋酸纤维集合体的介电常数测试及数学模型的建立[D]. 马丽.天津工业大学 2016
[3]新型纤维水分快速检测原理与方法的研究[D]. 李晓峰.湖南大学 2002



本文编号：3375155