Устройство для измерения натяжения движущихся нитей Советский патент 1983 года по МПК G01L5/10 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в текстильной промышленности для бесконтактного измерения натяжения движущихся крученых синтетических ниток и нитей из натуральных волокон. По основному авт. св. № известно устройство для бесконтактного измерения натяжения неравномерно движущихся нитей, содержащее два бесконтактных датчика толщины нити, два усилителя, регулируе ю линию за держки, сумматор, схему совпадений, блок умножения, интегратор и регист.ри,рующий прибор. Устройство позволяет бесконтактным способом измерят натяжение нитей, движущихся как c.; постоянными, так и с переменными скб ростями. В устройстве предусмотрено исключение погрешности от неровностей толщины нити, редко встречающихс по ее длине Естественные неровности толщины, распределенные таким образом, характерны для некрученых синтетических нитей. Исключение погрешности происходит путем задержки сигнала с первого датчика и суммирования его с сигналом, поступающим с второго датчика. В результате этого на регистрирующем приборе показания :резко увеличиваются или резко уменьшаются, что в данном случае свидетельствует о недостоверности показаний о натяжении нити, вызванных естественным утолщением или утонением на движущейся нити, и позволяет исключить их из результатов измерений, .натяжения ij. Нити, полученные из натуральных в локон (хлопок, лен, шерсть), а таЛже крученые синтетические нитки (состоя щие из двух и более нитей, соединенных с помощью крутки) имеют неровности толщины, распределенные непрерывно по всей длине нитей. Следовательно, измерения натяжения таких ни тей, проведенные с помощью известного устройства, не позволяют получать достоверный результат вследствие постоянного влияния естественных неров ностей толщины нити. Цель изобретения - расширение фун циональных возможностей устройства, а именно измерение натяжения нитей, имеющих естественные неровности толщи ны распределенные непрерывно по всей длине нитей. Поставленная цеЛь достигается тем, что в устройстве для измерения натяжения движущихся нитей блок регулируемой задержки соединен с входом сумматора через введенные в устройство последовательно соединенные блок выделения переменной составляющей и инвертор. На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - эпюры рабочих напряжений. Устройство содержит фотодатчик 1, соединенный через усилитель 2 и блок 3 регулируемой задержки с одним из входов схемы 4 совпадений, а также через блок 5 выделения переменной составляющей сигнала и инвертор 6 с одним из входов сумматора 7 и фотодатчик 8, соединенный через усилитель 9 с другими входами схемы k совпадений и сумматора 7. Выход схемы k совпадений через интегратор 10 соединен с управляющим входом блока 3 регулируе.мой задержки, а выход сумматора 7 сое яинен через блок 11 умножения с регистрирующим прибором 12. Во время движения нити происходит перекрывание световых потоков фотодатчиков 1 и 8i Сигналы с усилителей 2 и 9 (фиг. 2 а,б) подаются на входы сумматора 7 и схемы k совпадений, причем сигнал с выхода усилителя 2 задерживается в блоке 3 регулируемой задержки (фиг. 2 в) и поступает также в блок 5 выделения переменной составляющей, где выделяется переменная составляющая сигнала формируемого фотодатчиком 1, характеризующая естественные неровности толщины нити (фиг, 2 г). В дальнейшем сигнал с блока 5 выделения переменной составляющей поступает на инвертор 6, где меняется его полярность (фиг. 2 д), а с инвертора 6 - на другой вход сумматора 7. На выходе сумматора 7 будет получен сигнал, характеризующий значение диаметра нити, который в блоке 11 умножения умножается на модуль упругости нити. Натяжение нити фиксируется регистрирующим прибором 12. Исключение погрешности измерений от естественных неровностей толщины нитей, распределенных непрерывно по всей их длине, происходит следующим бразом. Сигналы с датчика 8 (фиг.2 б) и с блока 3 регулируемой задержки (фиг. 2 в) содержат информацию как о естественных неровностях толщины, так и об изменении поперечного сечения (толщины) нити, вызванной изменением силы натяжения нити. Если выбрать расстояние между датчиками 1 и 8 таким, чтобы время задержки сигнала было в несколько раз (практически в 5-10 раз) меньше минимально го периода колебания скорости движения нити или ее силы натяжения, то сигнал, снимаемый с датчика 8, по амплитуде и частоте будет повторять сигнал, снимаемый с выхода блока 3 регулируемой задержки. Количественное соотношение времени задержки и ёремег ни периода колебания натяжения вы- i бирают из условия требуемой точности. Точность измерений повышается с увеличением данного соотношения. Выделяя затем в блоке 5 выделения переменной составляющей необходимую переменную составляющую сигнала, поступающего с выхода блока 3 регулируемой задержки 3 (фиг. 2 г), и инвертируя в инверторе 6 (фиг, 2 д), подают ее на вход сумматора 7 .куда также поступает через усилитель.9 сигнал с датчика Согласно исследованиям технологического процесса получения нитей из натуральных волокон, а также крученых синтетических ниток частота распределения естественных неровностей толщины по длине нитей много выше частоты изменения сил натяжения, имеющей место при существующих скоростях формирования и получения нитей. Поэтому параметры блока 5 выделения переменной составляющей подбирают таким образом, чтобы он выделял только составляющую сигнала, характеризующую естественные неровности толщины нити. В этом случае на выходе сумматора 7 будет сигнал, который отражает только изменение толщины (диаметра) нити в зависимости от изменения силы натяжения, приложенной к нити (фиг. 2 е). Технические преимущества предл«1;гаемого устройства по сравнению с известным (электронный прибор Элтекс типа FV-23), основанным на использо.вании контактного тензометрического метода измерений силы натяжения нити, заключаются в применении усовершенствованного бесконтактного метода измерения натяжения нити, который не нарушает естественного хода формирования и получения текстильных нитей. . Применение устройства позволяет расширить возможности неразрушающего контроля технологических процессов получения нитей из натуральных волокон, а также крученых синтетических ниток, что дает возможность оперативно принимать меры для улучшения качества текстильной продукции.

(J

Л/uЛvv Дyv л WV

Л/ Л ЧАУЧУЧ/ V

А/чА

f V f V V Y r

.