Устройство для определения плотности ткани Советский патент 1983 года по МПК D03J1/20 

страции состоит из элемента выделения максимального сигнала, элемента ИЛИ-НЕ, элементов И-НЕ, инверторов, триггеров, формирователя импульсов по переднему фронту, формирователей импульсов по заднему фронту, хчетчика импульсов, вычислителя с индикацией и регистра с индикацией, при этом выход блока распознавания нитей основы и утка ткани связан с первыми входами первого, второго и третего элементов И-НЕ и через первый формирователь импульсов по заднему фронту - с R-входом первого . триггера, второй выход блока распознавания нитей основы и утка ткани соединен с первым входом четвертого элемента И-ИЕ и через первый инвертор - с R-входом второго триггера, выход блока выделения сигнала в момент перпендикулярности непрозрачных линий растрового диска направлению движения ткани подключен к первым входам элемента ИЛИ-НЕ и пятого элемента И-НЕ, измерительный фоточувствительный элемент через элемент выделения максимального сигнала соединен с вторыми входами первого и четвертого элементов И-НЕ, выход датчика скорости вращения растрового диска соединен с вторым входом третьего элемента И-НЕ, выход первого элемента И-НЕ связан с S-BXO|дом первого триггера и через второй

инвертор - с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ и первым входом шестого элемента И-НЕ, выход элемента ИЛИ-НЕ связан со счетным входом второго, тригера, прямой выход которого соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ и третьим входом третьего элемента И-НЕ,а инверсный - с вторыми входами пятого и шестого элементов И-НЕ, выходами, связанными соответственно с S- и R-входами третьего триггера, выход второго элемента И-НЕ через формирователь импульсов по переднему фронту подключен к установочному входу счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом третьего элемента И-НЕ, вход знакового разряда с выходом третьего триггера, а поразрядные выходы - с первыми поразрядными входами вычислителя с индикацией, вторыми поразрядными входами связанного с соответствующими поразрядными входами регистра с ий.дикацией и соответствующими поразрядными выходами датчика положения регулирующего элемента трансфокатора причем выход первого триггера через второй формирователь импульсов по заднему фронту связан с управляющим входом вычислителя с индикацией, а управляющий вход регистра с индикацией соединен с выходом четвертого элемента И-НЕ.

Изобретение относится к легкой промышленности, в частности к устройствам для измерения и контроля параметров ткани на ткацких станках и сушильно-ширильных агрегатах,

Известно устройство для определения плотности ткани, содержащее источник излучения, привод трансфокатора, привод вращения растрового диска,в центральной части которого нанесены параллельные непрозрачные линии, и блок регистрации, первым входом связанный с измерительным фоточувствительным элементом,вторым Q выходом датчика положения регулируацего элемента трансфокатора, а

третьим и четвертым - с соответствующими выходами блока распознавания нитей основы и утка { ОНедостатком известного решения является то, что в нем не учитываются изменения геометрии измерения, имеющие место вследствие перекоса уточных нитей, что приводит к ошибкам в измерении плотности ткани по утку .

Измеренное значение плотности Ткани по утку при наличии перекоса уточных нитей отличается от истинного значения плотности по утку (без перекоса) на множитель cos of,где oL угол перекоса уточных нитей. 3 1 Целью изобретения является повышение точности измерения путем коррекции по перекосу утка. Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее источник излучения, привод трансфокатора, привод вращения растрового диска, в центральной части которого нанесены параллельные непрозрачные линии., и блок регистрации, первымвходом связанный с измерительным фоточувствительным элементом, вторым входом - с выходом положения регулирующего элемента трансфокатора, а третьим и четвертым входами - с сответствующими выходами блока распознавания нитей основы и утка ткани, имеет датчик скорост вращения растрового диска и блок выделения сигнала в момент перпендикулярности непрозрачных линий рас рового диска направлению движения ткани, выходы которых связаны соответственно с пятым и шестым входами блока регистрации. Датчик скорости вращения растрового диска состоит из кольцевого растра, выполненного по периферии растрового диска и имеющего радиаль ные непрозрачные линии, стационарно установленного растра, расположенного над или под кольцевым растром и имеющего непрозрачные линии пара лельные непрозрачным ли:ниям кольцевого растра, источника излучежия и фоточувствительного элемента, между которыми расположены кольцево и стационарно установленный растры Блок выделения сигнала в момент перпендикулярности непрозрачных лин растрового диска направлению движения ткани состоит из стационарно установленного растра, расположенного над или под непрозрачными пара лельными линиями растрового диска и имеющего непрозрачные параллельные линии, расположенные перпендикулярн направлению движения ткани, источни ка излучения и фоточувствительного элемента, между которыми расположены растровый диск и стационарно уст новленный растр, при этом плотности нанесения непрозрачных линий стационарно установленного растра и раст рового диска одинаковы, а площадь неподвижного растра не превышает 0,3 площади, занимаемой непрозрачными линиями растрового диска. . 24 Блок регистрации состоит из элемента выделения .максимального сигнала, элемента ИЛИ-НЕ, элементов И-НЕ, инверторов, триггеров, формирователя импульсов по переднему фронту, формирователей импульсов по заднему фронту, счетчика импульсов, вычислителя с индикацией и регистра с индикацией, при этом выход блока распознавания нитей основы и утка ткани связан с. первыми входами первого, второго и третьего элементов И-НЕ и через первый формирова-. тель импульсов по заднему фронту с R-входом первого триггера, второй выход блока распознавания нитей основы и утка ткани соединен с первым входом четвертого элемента И-НЕ и через первый инвертор - с R-входом второго триггера, выход блока выделения сигнала в момент перпендикулярности непрозрачных линий растрового диска направлению движения ткани подключен к первым входам элемента ИЛИ-НЕ и пятого элемента И-НЕ, измерительный фоточувствительный элемент через элемент выделения максимального сигнала соединен с вторыми входами первого и четвертого элементов И-НЕ, выход датчика скорости вращения растрового диска соединен с вторым входом третьего элемента И-НЕ, выход первого элемента И-НЕ связан с S-входом первого триггера и через второй инвертор - с вторым входом элемента И-НЕ и первым входом шестого элемента И-НЕ, выход элемента ИЛИ-НЕ связан со счетным входом второго триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ и третьим входом третьего элемента И-НЕ, а инверсный с вторыми входами пятого и щестого элементов И-НЕ, .выходами, связанными соответственно с S- и R-входами третьего триггера, выход второго элемента И-НЕ через формирователь импульсов по переднему фронту подключен к установочному входу счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом третьего элемента И-НЕ, вход знакового разряде - с выходом третьего триггера, а поразрядные выходы - с первыми поразрядными входами вычислителя с индикацией, вторыми поразрядными входами связанного с соответствующими поразрядт ными входами регистра с индикацией и соответствующими поразрядными выходами датчика положения регулирующег элемента трансфокатора, причем выход первого триггера через второй формирователь импульсов по заднему фронту связан с управляющим входом числителя с индикацией, а управляю щий вход регистра с индикацией соед нен с выходом четвертого элемента И-НЕ. На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство; на фиг. .2 взаиморасположение основного и дополнительного растров, источников и лучения и фоточувствительных элемен тов; на фиг. 3 блок-схема узла ре гистрации; на фиг. Л- форма промоду лированного импульса, возникаиощего на выходе измерительного фоточувствительного Элемента; на фиг. 5 ци лограмма выходных сигналов элементов устройства. Устройство содержит (фиг. 1) источник 1 излучения, установленный под тканью 2, трансфокатор 3 с реверсивным приводом , датчик 5 поло жения регулирующего элемента трансфокатора, растровый диск 6, в центральной части которого нанесены параллельные непрозрачные линии, пр вод 7 вращения растрового диска 6, датчик 8 скорости вращения растрово диска 6, блок 9 выделения сигнала в момент перпендикулярности непроз рачных линий растрового диска 6 направлению движения ткани, блок 10 распознавания нитей основы и утка ткани, измерительный фоточувстви тельный элемент 1-1 и блок 12 регист рации. Блок 12 регистрации первым входом связан с фоточувствительным элементом 11, вторым входом - с выходом датчика 5 положения регулирующего элемента трансфокатора 3, а третьим и четвертым входами - с соответствующими выходами блока 10 распознавания нитей основы и утка ткани. Пятый вход блока 12 соединен с выходом датчика 8 скорости вращения,- а его .шестой вход - с выхо qoM блока 9 выделения. Диск 6 и фоточувствительный элемент 11 расположены на оптической оси устройств На периферии диска 6 (фиг.2) имеетс оптически непрозрачное кольцо 13 с двумя диаметрально расположенными о тически прозрачными окнами . Датчик 5 положения регулирующего 3;1смента трансфокатора выполнен в |:;и,це ()1азователя положения регулирующего Элемента трансфокатора 3 в код, поразрядные выходы которого соединены со входами блока 12 регистрации . Датчик 8 скорости вращения растрового диска состоит из кольцевого растра 15, выполненного по периферии растрового диска 6 и имеющего радиальные ,непрозрачные линии, стационарно установленного растра 16. расположенного над или под кольцевым растром и имеющего непрозрачные линии, параллельные непрозрачным линиям кольцевого растра 15, источника 17 излучения и фоточувствительного элемента 18, между которыми расположены кольцевой и стационарно установленные растры 15 и 16. Блок 9 выделения сигнала в момент перпендикулярности непрозрачных линий растрового диска 6 направлению движения ткани состоит из стационарно установленного растра 1Э, расположенного над или под непрозрачными . параллельными линиями растрового 1диска 6 и имеющего непрозрачные параллельные линии, расположенные перпендикулярно направлению движения ткани, источника 20 излучения и фоточувствительного элемента 21. Растровый диск 6 и стационарно установленный растр 19 расположены между источником 20 и элементом 21 . При этом плотности нанесения непрозрачных линий стационарно установленного растра 1У и растрового диска 6 одинаковы,а площадь неподвижного растра не превышает 0,3 площади, занимаемой непрозрачными линиями растрового диска 6. Блок 10 распознавания нитей основы и утка ткани содержит источник 22 излучения, расположенный под или над диском 6 в зоне непрозрачного кольца 13, и фоточувствительный элемент 23, расположенный над или под кольцом 13 напротив источника 22, второй источник излучения, расположенный под или над диском 6 в зоне непрозрачного кольца 13 с угловым сдвигом относительно источника 22 на 90° , и второй фоточувствительный элемент 25, расположенный над или под диском 6 напротив источника 2. Блок 12 регистрации (фиг. 3) соержит четыре усилителя-формироватея 2б-29, входы которых через вхоы блока 12 соединены с выходами оточувствительных элементов 23, 18, 710 21 и 25 (соответственно), элемент ЗР выделения максимального сигнала, вход которого через вход блока 12 со единен с выходом фоточувствительного элемента 11, элемент 31 ИЛИ-НЕ, шест элементов 32-37 И-НЕ, два инвертора 38 и 39, три триггера 0-А2, формиро ватель АЗ импульсов по переднему фро ту, два формирователя и 45 импуль сов по заднему фронту, счетчик k6 импульсов, вычислитель 7 с индикацией, регистр 48 с индикацией. При этом первый вход первого элемента 37 Й-НЕ соединен с выходом элемента 30, второй вход соединен с выходом первого усилителя-формирователя 26. Вход инвертора 39 соединен с выходом первого элемента 37 И-НЕ, а выход со вторым входом элемента 31 ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с выходом второго усилителя-формирователя 27 , а выход соединен со счетным входом триггера ДО, R-вход которого через инвертор 38 соединен с выходом третьего усилителя-формирователя 28 Прямой выход триггера 40 соединен с первым входом второго элемента 32 ИНЕ, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя-формирователя 26 а третий вход соединен с вы ходом четвертого усилителя-формирователя 29. Первый вход третьего эле мента 33 И-НЕ соединен с выходом пер вого усилителя-формирователя 2б,второй вход соединен с прямым выходом триггера 40, Выход третьего элемента 33 И-НЕ соединен с входом формирователя 43, выход которого соединен с установочным входом счетчика 46 импульсов, счетный вход которого соединен с выходом второго элемента 32 И-НЕ. Вход первого формирователя 44 импульсов по заднему фронту соединен с выходом первого усилителя-формирователя 26,а выход соединен с Я-входом второго триг Tepa4l, S-вход которого соединен с выходом первого элемента 37 И-НЕ, а выход соединен со входом второто формирователя 45 импульсов по заднему фронту. Первый вход четвертого элемента 3 И-НЕ соединен с вщходом третьего усилителя-формирователя 28, а второй вход - с вы ходом элемента 30. Первый вход пя- того, элемента 35 И-НЕ соединен с выходом второго усилителя-формирователя 27, а второй вход - с инверсным выходом первого триггера 40, Первый 2 .8 вхсд шестого элемента 36 И-НЕ соеинен с выходом первого инвертора 39, а второй вход соединен с инверсным выходом первого триггера 40. Выход пятого элемента 35 И-НЕ соединен с S-входом, а выход шестого элемента 36 И-НЕ соеде1нен с R-exoдом третьего триггера 42, выход которого соединен с входом знакового разряда счетчика 46. Поразрядные выходы счетчика 46 соединены.с первыми поразрядными входами вычислителя 47 с индикацией, вторые поразрядные входы которого соединены с поразрядными входами регистра 48 с индикацией и через входы блока 12 регистрации с поразрядными выходами датчика 8 скорости вращения диска 6, а управляющий вход соединен с выходом второго формирователя 45 импульсов по заднему фронту. Управляющий вход регистра 48 соединен с выходом четвертого элемента 34 И-НЕ. Устройство работает следующим образом. Излучение (ультрафиолетовой, видимой или инфракрасной области спектра) от источника 1 (фиг.1), проникая через измеряемую ткань 2, проходит через трансфокатор 3, растровый диск 6 и регистрируется фоточувствительным элементом 11. Реверсивный привод 4, перемещая регу,лирующий элемент трансфокатора 3 и изменяя за счет этого его фокусное расстояние, изменяет плотность нитей изображения ткани на линиях растрового диска, при 3TOf изображение ткани остается постоянно сфокусированным на линиях растрового диска. Плотность нитей изображения ткани изменяется в диапазоне, определяемом конечными выключателями (на фиг. 1 не показаны) , переключающими направление перемещения регулирующего элемента трансфокатора 3. Датчик Ь положения регулирующего элемента трансфокатора 3 вырабатывает на своих поразрядных выходах сигнал в виде кода, пропорционального плотности нитей изображения т,.ани на линиях растрового диска. Таким .образом, на выходах датчика Ь и на соответствующих входах блока 12 регистрации постоянно присутствует код, пропорциональный плотности нитей изображения ткани на линиях растрового диска 6. Интенсивность излучения, регистрируемая фоточувствительным элементом 11, практически остается посто ной, пока не выполняются одновремен но два условия: плотность линий диска 6 и плотность нитей изображения ткани равны; линии диска 6 и нити ткани параллельны. При этом на выходе фоточувствительного элемента 1 1 возникает электрический импульс. При измерении плотности движущейся ткани импульс может быть промоду лирован (фиг . 4) . Излучение от источника 22 (фиг,2 проходит через одно из окон Т4 непрозрачного кольца 13 растрового дис ка 6 при таком положении лин1, KOI- да они составляют с перпендикуляром к направлению движения ткани угол -10 - Ю, и попадает на фоточувств тельный элемент 23, на выходе котор го появляется электрический импульс Аналогичным образом вырабатывается электрический импульс на выходе фоточ вствительного элемента 25 при таком положении линий, когда он составляют с направлением движения ткани угол -10 - 10 Излучение источника 1/ проходит через кольцевой радиальный растр 15 через второй радиальный растр 1б и попадает на фоточувствительный элемент 18. За счет обтюрационного сопряжения на выходе фоточувствительного элемента 18 возникают электрические импульсы, частота которых прямо пропорциональна угловой скоро ти вращения диска 6. Излучение источника 20 проходит через диск 6 с параллельными линиями, через неподвижный растр 19 с параллельными линиями и регистрируется фоточувствительным элементом 21, На его выходе возникает электрический импульс в момент параллельности линий диска 6 и растра 1. Амплитуда импульса определяется положением растра 19 и может регулироваться за счет перемещения ее поперек линий в пределах одного шага растра. .Электрические импульсы с выходов фоточувствительных элементов 11, 18, 21, 23 и 25 пост. на вход блока 12 регистрации. Сигналы;с фоточувствительных элементов 23, 18, 21 и 25 поступают на входы усилителей-формирователей 2б, 29, 27 и 28 соответственно, причем при отсутствий импульсов на входе усилителей-формирователей 26,29,27 и 28 на их выходах напряжение соответствует логическому О. При появлении на их входах импульсов на их выходах вырабатывается сигнал, соответствующий логической 1, Сигнал с выхода фоточувствитель ного элемента 11 поступает на вход .элемента 30, выделения максимального по амплитуде импульса, который выполнен в виде компаратора с регулируемым порогом. Порог компаратора задается вручную или автоматически и зависит от артикула ткани. На выходе элемента 30, при отсутствии на его входе импульсов, амплитуда которых превышает порог компаратора, уровень напряжения соответствует логическому О. При появлении на входе элемента 30 импульса, превышающеего выходе го порог компаратора, появляется логическая Форма импульсов на выходах усилителей-формирователей 2б, 27, 28, элемента 30 и элемента 32 И-НЕ и их относительное временное положение показаны на фиг. Ь, причем И и показаны для случая, при котором линии диска 6, вращаясь, попадают раньше в условие параллельности с уточными нитями затем в условия параллельности с растром 19, Иал- наоборот. Над- импульс на выходе элемента 30 при параллельности линий диска 6 нитям основы ткани. Импульсы на выходе элемента 30 появляются только при равенстве плотности нитей изображения ткани и линий диска 6 ((26 Mi,0 импульсы на выходе формирователей 2б, 28 и 29). Регистрация плотности ткани по утку и угла перекоса уточных нитей осуществляется вычислителем-kj следующим образом. Сигнал логической 1 с выхода лемента 30, совпадающей по времени поступающей с выхода усилитея-формирователя 2б, вызывает появение на выходе элемента 37 И-НЕ О, а выходе инвертора 39 1. Если сигнал логической 1 с выхоа инвертора 39 опережает сигнал с силителя-формирователя 27, то на ыходе элемента 31 ИЛИ-НЕ появляетя логический О и триггер «О опрокиывается в 1, С выхода усилителяормирователя 27 сигнал 1 (поступающий после сигнала 1 с элемента 30) через элемент 31 ИЛИ-НЕ возв ращает триггер tO в состояние О. . Сигнал 1 с выхода триггера 0 пос тупает на входы элементов 32 и 33 И-НЕ, и на второй вход элемента 33 поступает 1 от усилителя-формирователя 26, на выходе элемента 33 возникает импульс О, который поступает на вход формирователя 3. На его выходе появляется импульс О устанавливающий счетчик 46 в нулевое состояние.На второй вход элемента 32 поступает 1 с выхода усилителя-формирователя 26, а на третий вход элемента 32 импульсы 1 с выхода усилителя-формирователя 29. На выходе элемента 32 И-НЕ появляется серия импульсов (фиг.5), которая пересчитывается счетчиком 46. Си нал 1 с инвертора 39 поступает на первый вход элемента 36 И-НЕ, при этом на его втором входе появляется 1 с инверсного выхода триггера 40, на выходе элемента 36И-НЕ возникает О, который устанавливает триггер 42 в состояние О. Выходной сигнал О триггера 42 устанавливает.знаковый разряд счетчи ка 46 в О, что соответствует знаку -. Сигнал О с выхода элемента 37И-НЕ устанавливает триггер 41 в состояние 1. Сигнал с выхода усилителя-формирователя 26 формируется по заднему фронту формировате-.лем 44 и устанавливает триггер в состояние , т.е.. на выходе тригге ра 41 возникает импульс 1, задНИИ фронт которого формируется в фор-40 мирователе 45. Этот импульс подается на управляющий вход вычислителя 47. Этим сигналом в регистры вычислителя 47 заносятся коды со счетчика 46 и датчика 5. Вычислитель 47 обрабатЫвает коды по программам сЦ; ot d, где : у- код измеренной Плотности ткани; код с датчика 5; - код угла перекоса утка ткани, равный числу импульсов, зарегистрированных счетчиком 38; k.,k- - коэффициенты пропорциональности, зависящие от параметров линий диска 6, растра кольца 15 и трансфокатора 3; oL - угол перекоса утка, град. На индикаторах вычислителя 47 появляется информация об угле перекоса в градусах со знаком плотности ткани 2 по утку. После 10 2 поворота линии диска 6 на выходе уси{1ителя-формирователя 28 появляется сигнал 1 поступающий на вход инвертора 38, на выходе которого появляется сигнал О, который по R-входу триггера 40 устанавливает его в состояние О, т.е. подготавливает его к следующему циклу. Если импульс 1 с выхода усилителя-формирователя 27 приходит раньше, чем импульс 1 с выхода элемента 30 (в пределах времени, пока окно 1 пропускает излучение источника 22 к фотс увствительному элементу 23, т.е. пока на выходе усилителя-формирователя 2б сигнал I) все происходит, как в описанном случае, кроме определения знака перекоса и порядка установки в 1 триггера О. Импульс 1 с выхода усилителя-формирователя 27 через элемент 31 устанавливает триггер 40 в 1 и через элемент ЗЬ И-НЕ триггер 42 также в 1, которая устанавливает в Л знаковый разряд счетчика 46. Счетчик 46 через элемент 32 И-НЕ считает импульсы от усилителя-формирователя 29. Останов счета происходит при приходе импульса 1 с выхода инвертора 39. Пока нет импульса 1 с узла 30, совпадающего по времени с сигналом 1 с выхода усилителя-формирователя 26, счетчик 46 может набирать информацию, но она не заносится в вычислитель 47, т.е. а индикаторах вычислителя 47 хранится информация предыдущего измерения по углу перекоса и плотности ткани по утку.Плотность ткани по основе регистрируется регистром 48 с индикацией. Если сигнал 1 с выхода элемента 30 со впадает с 1 с выхода усилителя-формирователя 28, то на выходе элемента 34 И-НЕ возникает импульс О, который подается на управляющий вход регистра 48. В регистр 48 заносится код с поразрядных выходов датчика 5. На индикаторах регистра 48 появляется новое значение плотности ткани по . Вращение диска 6 осуществляется со скоростью Л 3000 об/мин, а сканирование по плотности ткани, .е. перемещение регулирующего элемента трансфокатора 3 со скоростью 1

13 101 витка на 10 см длины за 1 оборот диска 6, что при диапазоне измерения 200i 00 нитей на 10 см за счет перемещения регулирующего элемента трансфокатора 3 на 2 мм составляет 0,5 мм/с. За один проход всего диапазона, т.е. за i Cj определяется угол перекоса утка, плотность по утку и основе.Пос17«2I

ле реверса привода 4 цикл измерения

повторяется.

Использование предлагаемого устрой ства позволяет повысить точность измерения плотности ткани по утку за счет исключения влияния изменений гео.метрии измерения, имеющих место вследствие перекоса уточных нитей ткани.

5 13 21

Г1УХГ У7Л ПТИППТГТт I I I I 1ГТТГ111111П y/yt ГУи 1

ODD

11 17 20

15

19

18

21

25

D

6 15 Щ

/ /

2

ие.

Uf

и

.

I I

-.J.J-J