name: Разработка экспресс-метода определения теплозащитных свойств нетканых материалов
keyword_list: экспресс-метод тепловизионные приборы инфракрасные изображения теплозащитные свойства Нетканые материалы
abstract: Актуальность темы
  Рынок нетканых текстильных материалов на сегодняшний день является одним из динамично развивающихся в секторе легкой промышленности. В Стратегии развития текстильной и лёгкой промышленности до 2025 года четко обозначены перспективные направления развития нетканых материалов и изделий на их основе для текстильной и лёгкой промышленности, что говорит о возрастающем внимании к этой отрасли производства. Нетканые материли прочно вошли в нашу жизнь и с каждым годом расширяются сферы их применения. Это связано, в том числе, и с преимуществами нетканых материалов по сравнению с классическим текстилем растительного происхождения: улучшенные характеристики на разрыв, сжатие, загрязнение, воздействие химически активных веществ, светостойкость, светопропускные способности, теплозащитные характеристики, стойкость к воздействию биологических факторов (плесень, грибок) и т.д. На данный момент нетканые материалы применяют в кораблестроении, строительстве, энергетике, космонавтике, швейной промышленности, автомобилестроении, мебельной промышленности и многих других сферах и возможности дальнейшего развития этого списка колоссальные. Поэтому расширению ассортимента текстильных материалов уделяется все большее внимание. Требуются новые модификации материалов с определённым набором параметров и характеристик для разных сфер применения, а также новые методы исследования параметров нетканых материалов.   
  Также нельзя не отметить и растущую конкуренцию на ранке производителей нетканых материалов. В связи с этим одной из важнейших задач на предприятиях текстильной и легкой промышленности становится задача качества выпускаемой продукции. Только качественная продукция и по доступным ценам активно продается в условиях мирового экономического кризиса. Современные предприятия вынуждены постоянно обновлять и совершенствовать свою производственную базу, оперативно менять ассортимент и технологические параметры производства, совершенствовать сырьевую базу. При этом цены на сырье неуклонно растут. Россия импортирует полиэфирные волокна, не подвергнутые подготовке для прядения, в основном из Белоруссии, Китая и Кореи. 
  В подобных условиях резко повышается актуальность оперативного контроля качества готовой продукции. Традиционные лабораторные испытания могут потребовать достаточно много времени. Поэтому параллельно с лабораторными исследованиями возможность проводить экспресс-анализ качества материалов актуальна. Экспериментальных установок по проведению экспресс-анализа теплозащитных свойств нетканых материалов очень ограниченное количество, многие из них так и не нашли широкого практического применения, это связано в первую очень с отсутствием единых алгоритмов в проведении расчетной части и сложностью автоматизации процессов.
  На основании вышесказанного можно утверждать, что для современного материаловедения задача оперативного, качественного исследования теплозащитных свойств материалов и пакетов одежды является актуальной. Важно проводить исследования в кратчайшие сроки с помощью методов неразрушающего контроля.
  Объектами исследования в данной работе являются современные виды нетканых материалов с разными структурами.
  Предмет исследования – определение и оценка теплозащитных свойств нетканых материалов.
  Целью работы является разработка экспресс-метода определения теплозащитных свойств нетканых материалов различных видов, базирующийся на оригинальной обработке инфракрасных изображений, полученных при прохождении теплового потока через исследуемые образцы.
   Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи: 
  -  анализ теплозащитных свойств нетканых материалов; 
  -  анализ существующих методов определения показателей теплозащитных свойств нетканых материалов; 
  - анализ методов обработки цифровых инфракрасных изображений, полученных с тепловизионных приборов; 
  - разработка и создание экспериментальной установки для определения теплозащитных свойств нетканых материалов при воздействии теплового потока; 
  - разработка концепции метода определения теплозащитных свойств нетканых материалов на основе обработки инфракрасных изображений, полученных с тепловизионных приборов;
  - выявление закономерностей зависимости предлагаемых теплозащитных показателей со стандартными;
  - выбор адекватной математической модели для описания и оценки теплозащитных свойств нетканых материалов;
   - создание программы для ЭВМ, основанной на алгоритмах обработки цифровых изображений, полученных с тепловизионных приборов. 
  Научная новизна работы состоит в том, что: 
  1.	Предложен экспресс-метод определения теплозащитных свойств нетканых материалов.
  2.	Разработан метод получения и обработки инфракрасных изображений для исследования теплозащитных свойств нетканых материалов
  3.	Предложен ряд новых показателей оценки теплозащитных свойств нетканых материалов на базе обработки инфракрасных изображений. 
  4.	Проведена адаптация математических методов для решения задач исследования теплозащитных свойств нетканых материалов.
  Теоретическая значимость работы: 
  Исследованы различные методы обработки инфракрасных изображений, полученные при исследовании нетканых полотен. Предложены оптимальные алгоритмы обработки и их комбинации для решения задач текстильной и легкой промышленности. В результате экспериментов выработаны дополнительные показатели, позволяющие оперативно оценить теплозащитные свойства нетканых материалов.
  Практическая значимость работы:
  1.	Разработана и изготовлена экспериментальная установка для экспресс-анализа теплозащитных свойств нетканых материалов различной плотности. 
  2.	Выявлены оптимальные сочетания источников и приёмников теплового потока, применяемых в экспериментальной установке. 
  3.	Внедрена методика экспресс-анализа, реализованная программно, что подтверждено свидетельством о государственной регистрации программы для ЭВМ №2021660192 от 23.06.2021г.
  4.	Разработана методика обработки инфракрасных изображений для решения задач контроля качества нетканых материалов.
  5.	Установлена закономерность изменения предлагаемых показателей теплозащитных свойств нетканых материалов от основных параметров структуры.
   Основные методы исследования
         В работе использовались методы математической обработки изображений, экспериментальные методы исследования теплозащитных свойств материалов, методы регрессионного и корреляционного анализа экспериментальных данных, численные методы. Исследования теплозащитных свойств образцов материала проводились на разработанной экспериментальной установке. Полученные экспериментальные значения обрабатывались при помощи ЭВМ.
  В ходе выполнения работы использовалось программное обеспечение: Microsoft Office, MATLAB, Adobe Photoshop. При разработке программного обеспечения был использован язык программирования Phyton.
  Основные положения, выносимые на защиту: 
  1.	Конструкция экспериментальной установки для исследования теплозащитных свойств нетканых материалов.
  2.	Методика получения и обработки инфракрасных изображений нетканых материалов, полученных с тепловизионных приборов, при прохождении теплового потока через исследуемые образцы.
  3.	Целесообразность использования дополнительных к традиционным показателей теплозащитных свойств нетканых материалов.
  Апробация работы
  Апробация диссертационной работы проведена в условиях действующего предприятия по выпуску нетканого материала ООО «Термопол».
chairman_dissertation_council.name: Сергей
chairman_dissertation_council.surname: Юхин
chairman_dissertation_council.patronymic: Семенович
chairman_dissertation_council.position: Заведующий кафедрой проектирования и художественного оформления текстильных изделий
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: Б3371-2014
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 6603260899
chairman_dissertation_council.rinc_id: 488023
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Валерий
organization_supervisor.surname: Белгородский
organization_supervisor.patronymic: Савельевич
organization_supervisor.position: Ректор
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 64.29.81
rubrics.name: Свойства, измерения, испытания и контроль качества текстильных материалов и изделий
rubrics.code: 64.01.81
rubrics.name: Измерения, испытания, контроль и управление качеством
oecds.code: 02.05.QJ
oecds.name: MATERIALS SCIENCE, TEXTILES
speciality_codes.name: Материаловедение производств текстильной и легкой промышленности
speciality_codes.code: 05.19.01
supervisors.fio: Новиков Александр Николаевич
supervisors.scientific_degree: Доктор технических наук
supervisors.speciality_code: Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Киселев Михаил Владимирович
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Материаловедение производств текстильной и легкой промышленности
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Шарапова Марина Владимировна
opponents.scientific_degree: Кандидат технических наук
opponents.speciality_code: Материаловедение производств текстильной и легкой промышленности
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ФГБОУ ВО "РГУ ИМ. А.Н. КОСЫГИНА"
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. А.Н. КОСЫГИНА (ТЕХНОЛОГИИ. ДИЗАЙН. ИСКУССТВО)"
protection_organization.ogrn: 1027739119561
protection_organization.supervisor_name: ВАЛЕРИЙ
protection_organization.supervisor_surname: БЕЛГОРОДСКИЙ
protection_organization.supervisor_patronymic: САВЕЛЬЕВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: ФГБОУ ВО "РГУ ИМ. А.Н. КОСЫГИНА"
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. А.Н. КОСЫГИНА (ТЕХНОЛОГИИ. ДИЗАЙН. ИСКУССТВО)"
author_organization.ogrn: 1027739119561
author_organization.supervisor_name: ВАЛЕРИЙ
author_organization.supervisor_surname: БЕЛГОРОДСКИЙ
author_organization.supervisor_patronymic: САВЕЛЬЕВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения