УСТРОЙСТВО НЕПРЕРЫВНОГО КОНТРОЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СВЯЗУЮЩЕГО ПО СТРУКТУРЕ НАМАТЫВАЕМОГО ИЗДЕЛИЯ Российский патент 2012 года по МПК G05D11/00 

Предлагаемое изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для непрерывного контроля параметров распространения связующего по структуре изделия в процессе изготовления его методом намотки.

Известны радиоволновые приборы [Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник. Под редакцией В.В.Клюева. М.: «Машиностроение», 1986 г.] для определения внутренних свойств материала, содержащие излучающую антенну, источник энергии СВЧ, детектор и индикаторный прибор. Информационными сигналами являются амплитуда и фаза отраженного сигнала.

Недостатками таких приборов являются плохие метрологические свойства в условиях движения объекта контроля и высокая проводимость одного из компонентов материала (углеродный наполнитель).

Прототипом изобретения является устройство непрерывного контроля процентного состава пропитанной углеродной ленты [Патент №2358262], содержащее два акустических тракта с магнитострикционными преобразователями, включающими соответственно участки непропитанной и пропитанной ленты, выходами подключенные к вычислительному устройству, выходной сигнал которого пропорционален концентрации связующего в ленте.

Основной недостаток прототипа заключается в невозможности осуществлять с его применением контроль характера распределения связующего по структуре наматываемого изделия и параметров явлений в поверхностных слоях.

Задачей изобретения является разработка устройства непрерывного контроля распределения связующего по структуре наматываемого изделия.

Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности контроля технологического процесса изготовления изделий методом намотки и повышении тем самым качества изделия.

Технический результат достигается за счет устройства непрерывного контроля распределения связующего по структуре наматываемого изделия, содержащего концевые выключатели, блок временной развертки намотки изделия, блок контроля объемного распределения связующего, блок контроля параметров переноса связующего в структуре наматываемого изделия, блок контроля кинетических свойств связующего в поверхностном слое, блок сопряжения с устройством отображения информации и устройство отображения информации, при этом выходы концевых выключателей подключены соответственно к первому и второму входам блока временной развертки намотки изделия, третий вход его соединен с выходом устройства непрерывного контроля процентного состава пропитанной углеродной ленты, первый выход блока временной развертки намотки изделия подключен к входу Ти1 блока контроля объемного распределения связующего и блока контроля параметров переноса связующего в структуре наматываемого изделия, вход Ти2 которого подключен ко второму выходу блока временной развертки намотки изделия, третьим и четвертым выходами подключенного соответственно к входам Ти3 и Т4 блока сопряжения с устройством отображения информации, пятый выход блока временной развертки намотки изделия соединен с входом C устройства отображения информации, входами соединенного соответственно с выходами A, G, П, H блока сопряжения с устройством отображения информации. При этом групповой выход блока временной развертки намотки изделия ГР соединен с групповым входом ГР блока контроля объемного распределения связующего, групповые выходы которого РН₁, РН₂, …, РН_к соединены соответственно с аналогичными входами блока контроля параметров переноса связующего в структуре наматываемого изделия, групповые выходы последнего РП₁, PG₁, РП₂, PG₂, …, РП_к, PG_k соединены соответственно с одноименными входами блока контроля кинетических свойств связующего в поверхностном слое и с кроссированными входами РН₁, …, РН_к, РП₁, …, РП_к, PG₁, …, PG_k блока сопряжения с устройством отображения информации, а выход S соединен с одноименным входом блока контроля кинетических свойств связующего в поверхностном слое. Причем групповые выходы РА₁, РА₂, …, РА_к соединены с соответствующими входами РА₁, …, PA_к блока сопряжения с устройством отображения информации.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства непрерывного контроля распределения связующего по структуре наматываемого изделия:

1 - концевые выключатели;

2 - оправка намоточного станка;

3 - устройство непрерывного контроля процентного состава углеродной ленты;

4 - блок временной развертки намотки изделия;

5 - блок контроля объемного распределения связующего;

6 - блок контроля параметров переноса связующего в структуре наматываемого изделия;

7 - блок контроля кинетических свойств связующего в поверхностном слое;

8 - блок сопряжения с устройством отображения информации;

9 - устройство отображения информации;

10 - формирователь временных интервалов намотки слоя;

11 - счетчик слоев;

12 - блок временной разметки поверхности изделия;

13 - делитель частоты;

14 - схема И;

15 - схема не И;

16 - регистр;

17 - первая группа вентилей;

18 -блок формирования слоевого распределения связующего;

19 - блок контроля слоевых показателей намотки;

20 - поясовой модуль контроля параметров переноса связующего.

На фиг.2 представлены структурная схема блока формирования слоевого распределения связующего 18:

21 - вторая группа вентилей;

22 - первый регистр памяти;

23 - накопители.

На фиг.3 представлена структурная схема блока контроля слоевых показателей намотки 19:

24 - третья группа вентилей;

25 - второй регистр памяти;

26 - четвертая группа вентилей;

27 - первый кольцевой распределитель;

28 - пятая группа вентилей

29 - второй кольцевой распределитель;

30 - сумматор;

31 - вычитающее устройство;

32 - шестая группа вентилей;

33 - третий регистр памяти;

34 - седьмая группа вентилей;

35 - накопители седьмой группы вентилей;

36 - накопители шестой группы вентилей.

На фиг.4 представлена структурная схема поясового модуля контроля параметров переноса связующего 20:

37 - восьмая группа вентилей;

38 - девятая группа вентилей;

39 - десятая группа вентилей;

40 - первый делитель;

41 - второй делитель;

42 - третий делитель;

43 - одиннадцатая группа вентилей;

44 - накопители одиннадцатой группы вентилей.

На фиг.5 представлена структурная схема блока сопряжения с устройством отображения информации 8:

45 - каскад вентилей РН;

46 - регистр каскада РН;

47 - шина каскада РН;

48 - каскад вентилей РП;

49 - шина каскада РП;

50 - каскад вентилей PG;

51 - шина каскада PG;

52 - каскад вентилей РА;

53 - шина каскада РА.

На фиг.6 изображена временная диаграмма функционирования блока временной развертки поверхности изделия.

Устройство непрерывного контроля распределения связующего по структуре наматываемого изделия состоит из устройства непрерывного контроля процентного состава углеродной ленты 3, выходом подключенного к третьему входу блока временной развертки намотки изделия 4, первый и второй входы которого соответственно соединены с выходами концевых выключателей 1, установленных на оправке намоточного станка 2. Первый и второй входы блока временной развертки намотки изделия 4 параллельно подключены к входам формирователя временных интервалов намотки слоя 10 и счетчика слоев 11, выход последнего подключен к пятому выходу блока временной развертки намотки изделия 4, а выход формирователя временных интервалов намотки слоя 10 соединен с выходом (1) блока временной развертки намотки изделия 4, входом делителя частоты 13, выходом соединенного с выходом (2) блока временной развертки намотки изделия 4, и с первым входом схемы И 14, а его инверсный выход соединен с первым входом схемы не И 15, вторыми входами схема И 14 и схема не И 15 соединены с выходом блока временной разметки поверхности изделия 12, входом подключенного к выходу формирователя временных интервалов намотки слоя 10. Выходы схемы И 14 и схемы не И 15 подключены соответственно к прямому и реверсивному входам регистра 16 и выходам (3) и (4) блока временной развертки намотки изделия 4. Выходы ячеек регистра 16 соединены соответственно с управляющими входами первой группы вентилей 17, вторые входы которых подключены к третьему входу блока временной развертки намотки изделия 4, выходы первой группы вентилей 17 подключены соответственно к контактам группового выхода ГР первой группы вентилей 17. Групповой выход первой группы вентилей 17 блока временной развертки намотки изделия 4 соединен с групповым входом ГР блока контроля объемного распределения связующего 5. Контакты группового входа ГР блока контроля объемного распределения связующего 5, содержащего k [по числу поясов поверхности изделия) однотипных блоков формирования слоевого распределения связующего 18, соответственно соединены с первыми групповыми входами блоков формирования слоевого распределения связующего 18, вторые входы которых подключены к входу Ти1 блока контроля объемного распределения связующего 5, соединенного с первым выходом блока временной развертки намотки изделия 4. Причем первый групповой вход блока формирования слоевого распределения связующего 18 соединен с входами второй группы вентилей 21 (количеством = m (число слоев изделия)), при этом управляющие входы второй группы вентилей 21 подключены к выходам ячеек первого регистра памяти 22, сдвиговые входы ячеек которого соединены со вторым входом блока формирования слоевого распределения связующего 18, выходы второй группы вентилей 21 соединены через накопители 23 с соответствующими контактами разъемов PH₁, PH₂, …, PHк блока контроля объемного распределения связующего 5, подключенных к одноименным входным разъемам блока контроля параметров переноса связующего в структуре наматываемого изделия 6, блока контроля кинетических свойств связующего в поверхностном слое 7 и блока сопряжения с устройством отображения информации 8.

Блок контроля параметров переноса связующего в структуре наматываемого изделия 6 содержит k (по числу поясов поверхности изделия) однотипных блоков контроля слоевых показателей намотки 19. При этом контакты входного разъема PH_i блока контроля параметров переноса связующего в структуре наматываемого изделия 6 соединены с m входными контактами соответствующего блока контроля слоевых показателей намотки 19, подключенными соответственно к управляющим входам третьей группы вентилей 24, состоящей из m вентилей, вторыми входами подключенных к выходам соответствующих ячеек второго регистра памяти 25, сдвиговым входом подключенного к входу блока Ти1, выходы третьей группы вентилей 24 подключены к первым входам четвертой группы вентилей 26 и пятой группы вентилей 28, управляющие входы которых соответственно подключены к выходам соответствующих ячеек первого кольцевого распределителя 27 и второго кольцевого распределителя 29, сдвиговые входы которых соединены с входом Ти1 блока контроля слоевых показателей намотки 19, при этом выходы четвертой группы вентилей 26 подключены соответственно к первому, второму и третьему входам сумматора 30, а выходы ячеек пятой группы вентилей 28 подключены соответственно к первому и второму входам вычитающего устройство 31. Выход вычитающего устройства 31 подключен ко вторым входам седьмой группы вентилей 34, управляющие входы которых подключены к соответствующим выходам ячеек третьего регистра памяти 33, соединенныь также с выходом (S) блока контроля слоевых показателей намотки 19, а сдвиговый вход третьего регистра памяти 33 соединен с входом Ти2 блока контроля слоевых показателей намотки 19, соединенного через одноименный вход блока контроля параметров переноса связующего в структуре наматываемого изделия 6 с вторым выходом блока временной развертки намотки изделия 4, а выходы седьмой группы вентилей 34 через накопители седьмой группы вентилей 35 подключены к контактам разъема РП_i i-го блока контроля слоевых показателей намотки 19. Выход сумматора 30 соединен со вторыми входами шестой группы вентилей 32, управляющие входы которых подключены к соответствующим выходам ячеек третьего регистра памяти 33, выходы вентилей шестой группы вентилей 32 соединены через накопители шестой группы вентилей 36 с контактами разъема PG_i i-го блока контроля слоевых показателей намотки 19. Разъемы РП и PG блоков контроля слоевых показателей намотки 19 соединены с соответствующими разъемами блока контроля параметров переноса связующего в структуре наматываемого изделия 6, соединенными с аналогичными разъемами блока контроля кинетических свойств связующего в поверхностном слое 7. Контакты разъемов PH, РП, PG блока контроля кинетических свойств связующего в поверхностном слое 7, состоящем из k поясовых модулей контроля параметров переноса связующего 20, соединены с соответствующими групповыми входами поясовых модулей контроля параметров переноса связующего 20. При этом контакты группового разьема РП_i i-го поясового модуля контроля параметров переноса связующего 20 соответственно соединены с первыми входами восьмой группы вентилей 37, контакты группового разьема PG_i этого же модуля соединены с первыми входами девятой группы вентилей 38 и контакты группового разьема PH_i соединены с входами десятой группы вентилей 39, управляющие входы которых подключены к входу S поясового модуля контроля параметров переноса связующего 20, соединенного с одноименным выходом блока контроля параметров переноса связующего в структуре наматываемого изделия 6, при этом выходы восьмой группы вентилей 37 соединены со вторым входом первого делителя 40 и первым входом второго делителя 41, первый вход первого делителя 40 подключен к выходам девятой группы вентилей 38, второй вход второго делителя 41 соединен с выходами десятой группы вентилей 39, выходы первого делителя 40 и второго делителя 41 соединены соответственно с вторым и первым входами третьего делителя 42, выход которого подключен к первым входам одиннадцатой группы вентилей 43, управляющие входы которых подключены к входу S поясового модуля контроля параметров переноса связующего 20, выходы одиннадцатой группы вентилей 43 через накопители одиннадцатой группы вентилей 44 соединены с групповым выходом PA, контакты которого подключены к контактам разъема PA поясового модуля контроля параметров переноса связующего 20. Нечетные (1, 3, 5…) контакты разъемов PH блока сопряжения с устройством отображения информации 8 соединены соответственно с первыми входами нечетных групп вентилей каскада вентилей PH 45, управляющие входы их подключены к выходам ячеек регистров каскада PH 46 каскада вентилей PH 45 с нечетными номерами, соединенных в последовательную цепь связями - выход последней ячейки предыдущего регистра - вход первой ячейки следующего регистра, сдвиговые входы которых соединены с входом Ти3 блока сопряжения с устройством отображения информации 8, подключенным к выходу (3) блока временной развертки намотки изделия 4, выходы нечетных групп вентилей каскада вентилей PH 45 подключены к шине каскада PH 47, соединенной с выходом H блока сопряжения с устройством отображения информации 8. Четные контакты разъемов PH блока сопряжения с устройством отображения информации 8 соединены соответственно с первыми входами четных групп вентилей каскада вентилей PH 45, управляющие входы их подключены к выходам ячеек регистров каскада PH 46 с четными номерами, соединенных в последовательную цепь связями - выход последней ячейки предыдущего регистра - вход первой ячейки следующего регистра, сдвиговые входы которых соединены с входом Ти4 блока сопряжения с устройством отображения информации 8, подключенным к выходу (4) блока временной развертки намотки изделия 4, выходы четных групп вентилей подключены к шине каскада PH 47. Первые контакты разъемов РП блока сопряжения с устройством отображения информации 8 соединены соответственно с первыми входами группы вентилей каскада вентилей РП 48, управляющие входы их подключены к выходам ячеек регистра Рг2 каскада вентилей PH 45, выходы вентилей подключены к шине каскада РП 49, соединенной с выходом (П) блока сопряжения с устройством отображения информации 8. Вторые и последующие контакты разъемов РП блока сопряжения с устройством отображения информации 8 соединены соответственно с первыми входами второй и последующими группами каскада вентилей РП 48, управляющие входы их подключены к выходам ячеек третьего и последующих регистров каскада PH 46, выходы групп вентилей каскада вентилей РП 48 подключены к шине каскада РП 49. Первые контакты разъемов PG блока сопряжения с устройством отображения информации 8 соединены соответственно с первыми входами первой группы вентилей каскада вентилей PG 50, управляющие входы их подключены к выходам ячеек регистра Рг3 регистра каскада PH 46, выходы вентилей подключены к шине каскада PG 51, соединенной с выходом G блока сопряжения с устройством отображения информации 8. Вторые и последующие контакты разъемов PG блока сопряжения с устройством отображения информации 8 соединены соответственно с первыми входами второй и последующими группами вентилей каскада вентилей PG 50, управляющие входы их подключены к выходам ячеек третьего и последующих регистров каскада PH 46, выходы групп вентилей каскада вентилей PG 50 подключены к шине каскада PG 51.

Первые контакты разъемов PA блока сопряжения с устройством отображения информации 8 соединены соответственно с первыми входами первой группы вентилей каскада вентилей PA 52, управляющие входы их подключены к выходам ячеек регистра Рг3 регистра каскада PH 46, выходы групп вентилей подключены к шине каскада PA 53, соединенной с выходом A блока сопряжения с устройством отображения информации 8. Вторые и последующие контакты разъемов PA блока сопряжения с устройством отображения информации 8 соединены соответственно с первыми входами второй и последующих групп вентилей каскада вентилей PA 52, управляющие входы их подключены к выходам ячеек третьего и последующих регистров каскада PH 46, выходы групп вентилей подключены к шине каскада PA 53. Выходы A, G, П, H блока сопряжения с устройством отображения информации 8 соединены с соответствующими входами устройства отображения информации 9, на вход С которого подключен выход (5) блока временной развертки намотки изделия 4, соединенный с выходом счетчика слоев 11.

Работа устройства непрерывного контроля распределения связующего по структуре наматываемого изделия и обоснование новых технических признаков по сравнению с прототипом базируется на следующих теоретических предпосылках: физико-механические свойства изделий, получаемых методом намотки из композиционных материалов в определяющей степени, определяются такими технологическими операциями, как пропитка, намотка и термическая обработка (отверждение). При организации информационного отображения технологического процесса узким местом является получение информации об особенностях процесса массопереноса в наматываемом изделии. Вместе с тем известно, что процессы, протекающие на границе наполнитель - связующее, во многом определяют физико-химические свойства изделия. Параметры указанных процессов зависят от особенностей диффузионных явлений в поверхностном слое. Такие явления, в основном, описываются законами проникновения (закон диффузии Дарси, законы переноса Фика). Так, согласно первому закона Фика плотность потока частиц сорта A (плотность потока связующего) - J_mA в направлении оси x от большей концентрации к меньшей описывается выражением

J_mA=D_Adc_A/dx,

где D_A - коэффициент диффузии частиц сорта A;

c_A - концентрация частиц сорта A.

Второй закон Фика описывает зависимость производной концентрации по времени dc_A/dt диффундирующих частиц:

dc_A/dt=D_Ad²(c_A)/dx².

Приведенные законы свидетельствуют о том, что свойства массообмена в пограничном слое - плотность потока связующего J_mA, скорость изменения концентрации связующего dc_A/dt, его средняя концентрация c_A зависят от величины второй производной концентрации связующего в ленте по толщине наматываемого изделия G(r). Полагая величину Δr равной толщине слоя (ленты) h₀, величину G(r) можно выразить через номер наматываемого слоя:

где n - номер слоя;

, , - соответственно среднее содержание связующего в ленте по слоям с номерами n, n-1, n-2.

Таким образом, измерение функции G(n) в процессе намотки позволяет получить информацию об особенностях распределения потоков концентрации связующего по толщине наматываемого изделия.

Важную информацию о явлениях в поверхностном слое можно получить, если определить величину S_r как отношение производной по времени от содержания связующего в ленте к плотности потока:

Учитывая, что плотность диффузионного потока J_mA, определяемого как число частиц, прошедших в единицу времени через единичную поверхность, выражается как произведение скорости v на концентрацию диффундирующих частиц c_A, после преобразований с учетом введенных выше обозначений получим:

где

k=l₀/πr₀, l₀ - длина оправки;

r₀ - радиус оправки;

H_n - содержание связующего в ленте при намотке n-го слоя.

Обозначая П_n/H_n через δH_n, выражение (2) выпишем в форме

где

Величина а _n пропорциональна величине средней скорости частиц связующего в поверхностном слое.

Следовательно, для достоверного отображения процесса переноса связующего по объему в процессе намотки изделия необходимо организовать непрерывный контроль параметров: H(n), G(n), П(n), a_n.

В целях повышения точности контроля распределения связующего по объему поверхность изделия разбивается на k участков (поясов) и измеряется содержание связующего в ленте при намотке пояса и затем проводится его усреднение. В каждом поясе контролируется значение параметров H(in), G(in), П(in), a _in, где i - номер пояса, n - номер слоя.

Функционирование устройства происходит следующим образом: информационный сигнал, пропорциональный содержанию связующего в ленте, поступает с выхода устройства непрерывного контроля процентного состава углеродной ленты 3, установленного вблизи от поверхности оправки намоточного станка 2, на третий вход блока временной развертки намотки изделия 4. Для контроля распределения связующего по структуре изделия осуществляется пространственно-временная декомпозиция процесса намотки. С этой целью на выходе формирователя временных интервалов намотки слоя 10, на входы которого поступают сигналы с концевых выключателей 1, формируется импульсный сигнал, длительность которого пропорциональна времени намотки слоя изделия. Положительным фронтом импульса запускается блок временной разметки поверхности изделия 12, представляющий собой, например, мультивибратор, длительность положительного импульса выходного напряжения которого пропорциональна времени намотки пояса. Число поясов k выбирается при проектировании технологического процесса. Логическое произведение положительных значений выходных напряжений формирователя временных интервалов намотки слоя 10 и блока временной разметки поверхности изделия 12, формируемое схемой И 14 путем подключения ее входов соответственно к выходам формирователя временных интервалов намотки слоя 10 и блока временной разметки поверхности изделия 12, используется для сдвига содержимого ячеек регистра 16. При этом логическая 1, записанная в первой ячейке регистра 16, последовательно сдвигается по ячейкам регистра 16 и через первую группу вентилей 17, к первым входам которых подключен третий вход блока временной развертки намотки изделия 4, а управляющие входы соединены с выходами ячеек регистра 16, подключает выход устройства непрерывного контроля процентного состава углеродной ленты 3 к контактам группового выхода ГР при намотке первого и нечетных слоев. Временные интервалы, пропорциональные намотке второго и четных слоев изделия, образуются логическим произведением напряжения на инверсном выходе формирователя временных интервалов намотки слоя 10 и выходного напряжения блока временной разметки поверхности изделия 12, формируемым выходом схемы не И 15 путем подключения ее входов соответственно к соответствующим выходам формирователя временных интервалов намотки слоя 10 и блока временной разметки поверхности изделия 12. Выходное напряжение схемы не И 15 используется как тактовые импульсы для обратного сдвига содержимого ячеек регистра 16. При «обратной» развертке 1, записанная в k-й ячейке, сдвигается последовательно к первой ячейке регистра 16. Функционирование блока временной развертки намотки изделия 4 иллюстрируется фиг.6. Временная развертка процентного содержания связующего в наматываемом изделии по его поверхности формируется последовательностью значений группового сигнала, представляемого на контактах разъема ГР.

В целях контроля распределения связующего по объему изделия сигналы, поступающие с разъема ГР первой группы вентилей 17 блока временной развертки намотки изделия 4, разделяются в блоке контроля объемного распределения связующего 5 в соответствии с номером пояса и номером слоя. Для этого групповой сигнал разъема ГР блока контроля объемного распределения связующего 5 распределяется по первым групповым входам блоков формирования слоевого распределения связующего 18 числом, равным числу поясов поверхности изделия, что позволяет «вырезать» из группового сигнала слоевые составляющие данного пояса. Такая операция реализуется с помощью распределительной цепочки, содержащей первый регистр памяти 22, в первой ячейке которого при намотке первого слоя записывается 1. Для этого в его нулевой ячейке записана 1, которая при поступлении первого синхроимпульса сдвигает ее в первую ячейку. При этом состояния выходов его ячеек используются как управляющие сигналы для формирования состояний второй группы вентилей 21. На прямые входы второй группы вентилей 21 поступают сигналы, пропорциональные значениям связующего в одном и том же поясе, поэтому, изменяя положение 1 по ячейкам в соответствии с временными свойствами выходного сигнала формирователя временных интервалов намотки слоя 10, поступающего с первого выхода блока временной развертки намотки изделия 4 и пропорционального времени намотки одного слоя, что обеспечивается использованием в качестве синхроимпульсов положительных фронтов импульсного напряжения на первом выходе блока временной развертки намотки изделия 4 для нечетных ячеек первого регистра памяти 22 и отрицательных фронтов для его четных ячеек, выполняем коммутацию группового сигнала по номеру слоя намотки. Для усреднения значений процентного содержания связующего по поверхности слоя выходы второй группы вентилей 21 подключаются к контактам группового выхода блоков формирования слоевого распределения связующего 18 через накопители 23. Следовательно, на контактах разъемов PH блока контроля объемного распределения связующего 5 формируются сигналы, отображающие распределение связующего как по поясам поверхности изделия, так и по слоям внутри пояса. Для получения значений показателей характера процесса переноса связующего между слоями изделия сигналы с разъемов PH блока контроля объемного распределения связующего 5 поступают на одноименные разъемы блока контроля параметров переноса связующего в структуре наматываемого изделия 6, содержащего k однотипных блоков контроля слоевых показателей намотки 19, первыми групповыми входами соединенных с соответствующими разъемами PH блока контроля параметров переноса связующего в структуре наматываемого изделия 6. Для формирования напряжения, пропорционального величине , определяемой по (1) для выбранного пояса, групповые входы соответствующего однотипного блока контроля слоевых показателей намотки 19 соединяются с первыми входами вентилей третьей группы вентилей 24, управляющие входы их соединены с выходами ячеек второго регистра памяти 25. Выходы третьей группы вентилей 24 поочередно с помощью второго регистра памяти 25 подключаются к входам трех вентилей четвертой группы вентилей 26, управляющие входы которых соединены с выходами ячеек первого кольцевого распределителя 27, синхронизированного по сдвигам с вторым регистром памяти 25. Выходы вентилей четвертой группы вентилей 26 соединены соответственно непосредственно с первым входом, через коэффициент 2 - со вторым входом и непосредственно - с третьим входом сумматора 30. На выходе сумматора формируется величина . С помощью третьего регистра памяти 33, синхронизируемого через вход Ти 2 блока контроля слоевых показателей намотки 19 напряжением с выхода делителя частоты 13 блока временной развертки намотки изделия 4, вентилей шестой группы вентилей 32 и накопителей шестой группы вентилей 36 сигналы G(n) распределяются по контактам разъема PG(n) блока контроля слоевых показателей намотки 19. Таким же образом с помощью второго кольцевого распределителя 29, пятой группы вентилей 28 и вычитающего устройство 31 на выходе последнего формируются сигналы (формула (3)), которые с помощью третьего регистра памяти 33, седьмой группы вентилей 34 и накопителей седьмой группы вентилей 35 распределяются по контактам разъема РП(n) блока контроля слоевых показателей намотки 19. Разъемы PG и РП блоков контроля слоевых показателей намотки 19 соединены с соответствующими разъемами блока контроля параметров переноса связующего в структуре наматываемого изделия 6.

Информация о процессах переноса связующего в межслоевом пространстве формируется в блоке контроля кинетических свойств связующего в поверхностном слое 7. Для этого разъемы РП, PG блока контроля параметров переноса связующего в структуре наматываемого изделия 6 и разъемы PH блока контроля объемного распределения связующего 5 соединяются с аналогичными разъемами блока контроля кинетических свойств связующего в поверхностном слое 7, состоящего из k однотипных поясовых модулей контроля параметров переноса связующего 20, на групповые входы РН, РП, PG которых подаются сигналы с соответствующих разъемов блоков формирования слоевого распределения связующего 18, разъемов РП и PG блоков контроля слоевых показателей намотки 19. При этом сигналы с контактов разъема РП потактно через управляемые вентили восьмой группы вентилей 37 подаются в течение такта, определяемого номером слоя, на второй вход первого делителя 40, соединенного также с первым входом второго делителя 41, первый вход первого делителя 40 соединен с выходами девятой группы вентилей 38, входы которых подключены к контактам разъема PG поясового модуля контроля параметров переноса связующего 20, причем управляющие входы восьмой группы вентилей 37, девятой группы вентилей 38, десятой группы вентилей 39 и одиннадцатой группы вентилей 43 подключены к входу S поясового модуля контроля параметров переноса связующего 20. Второй вход второго делителя 41 через входы десятой группы вентилей 39 соединен с контактами разъема PH поясового модуля контроля параметров переноса связующего 20. Следовательно, на выходе второго делителя 41 формируется напряжение, пропорциональное величине δH_n (формула 4), а напряжение на выходе первого делителя 40 пропорционально величине S_n (формула 2). Выходное напряжения второго делителя 41 поступает на первый вход третьего делителя 42, на второй вход которого поступает выходное напряжение первого делителя 40, на выходе третьего делителя 42 формируется напряжение, пропорциональное величине a_n (формула 4). Выход третьего делителя 42 через вентили одиннадцатой группы вентилей 43 и накопители одиннадцатой группы вентилей 44 подключен к контактам разъема PA поясового модуля контроля параметров переноса связующего 20, на контактах которого формируются сигналы, отражающие кинетические свойства связующего, влияющие на процессы отверждения связующего и его адгезию с наполнителем.

В целях достижения наглядности и эффективности (сокращения каналов вывода информации) визуализации сигналов PH(n); РП(n); PG(n) и A(n) в блоке сопряжения с устройством отображения информации 8 применена линейная по времени намотки развертка указанных сигналов. Для этого контакты входных разъемов PH, РП, PG,PA блока сопряжения с устройством отображения информации 8 транспонируются по номерам поясовых слоев. При этом нечетные (1, 3, 5…) контакты разъемов PH блока сопряжения с устройством отображения информации 8 соединены соответственно с первыми входами нечетных групп вентилей каскада вентилей PH 45, управляющие входы их подключены к выходам ячеек регистров каскада PH 46 с нечетными номерами, соединенных в последовательную цепь связями - выход последней ячейки предыдущего регистра - вход первой ячейки следующего регистра, сдвиговые входы которых соединены с входом Ти3 блока сопряжения с устройством отображения информации 8, выходы нечетных групп вентилей подключены к шине каскада PH 47, соединенной с выходом H блока сопряжения с устройством отображения информации 8. Четные контакты разъемов PH блока сопряжения с устройством отображения информации 8 соединены соответственно с первыми входами четных групп вентилей каскада вентилей PH 45, управляющие входы их подключены к выходам ячеек регистров с четными номерами, соединенных в последовательную цепь связями - выход последней ячейки предыдущего регистра - вход первой ячейки следующего регистра, сдвиговые входы которых соединены с входом Ти4 блока сопряжения с устройством отображения информации 8, выходы четных групп вентилей каскада вентилей PH 45 подключены к шине каскада PH 47. В результате на выходе (H) блока сопряжения с устройством отображения информации 8 формируется последовательность сигналов, отражающих содержание связующего по участкам (поясам): первого слоя, второго слоя, …, m-го слоя.

Для формирования сигналов, отражающих изменение параметра П(n), первые контакты разъемов РП блока сопряжения с устройством отображения информации 8 соединены соответственно с первыми входами первой группы вентилей каскада вентилей РП 48, управляющие входы их подключены к выходам ячеек регистра Рг2 каскада вентилей PH 45, выходы вентилей подключены к шине каскада РП 49, соединенной с выходом (П) блока сопряжения с устройством отображения информации 8. Вторые и последующие контакты разъемов РП блока соединены соответственно с первыми входами второй и последующих групп вентилей каскада вентилей РП 48, управляющие входы их подключены к выходам ячеек третьего и последующих регистров каскада вентилей PH 45, выходы групп вентилей каскада вентилей РП 48 подключены к шине каскада РП 49. В результате на выходе П блока сопряжения с устройством отображения информации 8 формируется последовательность сигналов, отражающих изменение параметра П(n) по участкам (поясам): второго слоя, третьего слоя, …, m-го слоя.

Для формирования сигналов, отражающих изменение параметра G(n), первые контакты разъемов PG блока сопряжения с устройством отображения информации 8 соединены соответственно с первыми входами первой группы вентилей каскада вентилей PG 50, управляющие входы их подключены к выходам ячеек регистра Рг3 каскада вентилей PH 45, выходы вентилей подключены к шине каскада PG 51, соединенной с выходом G блока сопряжения с устройством отображения информации 8. Вторые и последующие контакты разъемов PG блока сопряжения с устройством отображения информации 8 соединены соответственно с первыми входами второй и последующими группами вентилей каскада вентилей PG 50, управляющие входы их подключены к выходам ячеек третьего и последующих регистров каскада вентилей PH 45, выходы групп вентилей каскада вентилей PG 50 подключены к шине каскада PG 51. В результате на выходе G блока сопряжения с устройством отображения информации 8 формируется последовательность сигналов, отражающих изменение параметра П(n) по участкам (поясам): первого слоя, второго слоя, …, m-го слоя.

Для формирования сигналов, отражающих изменение параметра A(n), первые контакты разъемов PA блока сопряжения с устройством отображения информации 8 соединены соответственно с первыми входами первой группы вентилей каскада вентилей PA 52, управляющие входы их подключены к выходам ячеек регистра Рг3 каскада вентилей PH 45, выходы вентилей подключены к шине каскада PA 53, соединенной с выходом A блока сопряжения с устройством отображения информации 8. Вторые и последующие контакты разъемов PA блока сопряжения с устройством отображения информации 8 соединены соответственно с первыми входами второй и последующих групп вентилей каскада вентилей PA 52, управляющие входы их подключены к выходам ячеек третьего и последующих регистров каскада PH 46 группы вентилей PH 45, выходы групп вентилей каскада вентилей PA 52 подключены к шине каскада вентилей PA 53. В результате на выходе A блока сопряжения с устройством отображения информации 8 формируется последовательность сигналов, отражающих изменение параметра A(n) по участкам (поясам): первого слоя, второго слоя, …, m-го слоя.

Выходы H, П, G, A блока сопряжения с устройством отображения информации 8 соединены с входами устройства отображения информации 9. Для формирования меток, отражающих номер слоя, на вход (C) устройства отображения информации 9 подается сигнал с выхода 5 блока временной развертки намотки изделия 4, пропорциональный номеру слоя. В качестве устройства отображения информации 9 может использоваться многовходовый самопишущий прибор или ЭВМ.

Устройство непрерывного контроля распределения связующего по структуре наматываемого изделия относится к измерительной технике и может быть применено для непрерывного контроля параметров распространения связующего по структуре изделия в процессе изготовления его методом намотки. Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности контроля технологического процесса изготовления изделий методом намотки и повышении, тем самым, качества изделия. Устройство содержит: устройство непрерывного контроля процентного состава пропитанной углеродной ленты; концевые выключатели; блок временной развертки намотки изделия; блок контроля объемного распределения связующего; блок контроля параметров переноса связующего в структуре наматываемого изделия; блок контроля кинетических свойств связующего в поверхностном слое; блок сопряжения с устройством отображения информации; устройство отображения информации и связи между ними. 6 ил.

Устройство непрерывного контроля распределения связующего по структуре наматываемого изделия, содержащее устройство непрерывного контроля процентного состава пропитанной углеродной ленты, отличающееся тем, что дополнительно содержит концевые выключатели, блок временной развертки намотки изделия, блок контроля объемного распределения связующего, блок контроля параметров переноса связующего в структуре наматываемого изделия, блок контроля кинетических свойств связующего в поверхностном слое, блок сопряжения с устройством отображения информации, устройство отображения информации, при этом выходы концевых выключателей подключены соответственно к первому и второму входам блока временной развертки намотки изделия, третий вход его соединен с выходом устройства непрерывного контроля процентного состава пропитанной углеродной ленты, первый выход блока временной развертки намотки изделия подключен к входу Ти1 блока контроля объемного распределения связующего и блока контроля параметров переноса связующего в структуре наматываемого изделия, вход Ти2 которого подключен ко второму выходу блока временной развертки намотки изделия, третьим и четвертым выходами подключенным соответственно к входам Ти3 и Т4 блока сопряжения с устройством отображения информации, пятый выход блока временной развертки намотки изделия соединен с входом С устройства отображения информации, при этом групповой выход блока временной развертки намотки изделия ГР соединен с групповым входом ГР блока контроля объемного распределения связующего, групповые выходы которого PH₁, РН₂, …, РН_к соединены соответственно с аналогичными входами блока контроля параметров переноса связующего в структуре наматываемого изделия, групповые выходы последнего РП₁, PG₁, РП₂, PG₂, …, РП_к, PG_k соединены соответственно с одноименными входами блока контроля кинетических свойств связующего в поверхностном слое и с кроссированными входами PH1, …, РН_к, РП₁, …, РП_к, PG₁, …, PG_к блока сопряжения с устройством отображения информации, а выход S соединен с одноименным входом блока контроля кинетических свойств связующего в поверхностном слое, причем групповые выходы PA₁, PA₂, …, РА_к соединены с соответствующими входами PA₁, …, РА_к блока сопряжения с устройством отображения информации, выходы A, G, П, Н которого подключены к устройству отображения информации.