Устройство для контроля и коррекции эксцентричности жилы электрического кабеля Советский патент 1987 года по МПК G01B21/00 

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быт использовано для контроля технологических процессов производства электрических кабелей,

Цель изобретения - обеспечение ав томатизации и повышение точности процесса контроля и коррекции за счет , исключения помех, вызванных смещением кабеля.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - расположение фотопроводящих слоев фотоприемника относительно изображения кабеля на экране электронно-оптического преобразователя.

Устройство содержит источник 1 излучения ближнего диапазона, поляризатор 2, контролируемый кабель 3, анализатор 4, трансфокатор 5, электронно-оптический преобразователь 6, фотоприемник, выполненный в виде первой 7 и второй 8 пары фотопроводящих слоев, расположенных на границе жила - оболочка и оболочка - фон соответственно, последовательно соединенные сумматор 9, вход которого связан с выходом фотоприемника, блок 10 обратной связи, механизм 11 центровки жилы электрического кабеля.

Источник 1 инфракрасного излучения через поляризатор 2, поперек движения кабеля, освещает контролируемый кабель 3, за которым по оптической оси последовательно расположены скрещенный с поляризатором 2 анализатор 4, трансфокатор 5 и электронно-оптический преобразователь 6, к экрану которого приставлены фотоприемник, выполненный в виде двух пар фотопроводящих слоев, расположенных на границе жила - оболочка и соответственно оболочка - фон. Выходы фотоприемника подключены к входам алгебраического сумматора 9, выход которого через блок 10 обратной связи присоединен к механизму 11 центровки жилы электрического кабеля.

Спектр излучения источника 1 инфракрасного излучения подбирается в зависимости от максимума спектрального пропускания материала оболочки кабеля. Так, например, при проведении экспериментальных исследований в качестве материала оболочки бып применен полиэтилен с максимумом спектрального пропускания в ,ближней инфракрасной области спект82 2

ра. Механизм 11.центровки жилы электрического кабеля представляет собой устройство, позволяющее перемещать жилу с помощью направляющей втулки

по отношению к неподвижной оболочке в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Механизм состоит из системы суппортов поступательного движения, расположенных в двух взаимно

перпендикулярных направлениях. Поступательное движение суппортам сообщается с помощью шаговых двигателей (не показаны).

Блок 10 обратной связи преобразует аналоговый сигнал соответствующей величины и знака, поступивший с выхода сумматора 9, в п-е количество импульсов определенной полярности. Он состоит из аналого-цифрового преобразователя и усилителя-формирователя .

Устройство работает следующим образом.

Непрерывно движущийся кабель 3 освещается поперек движения через поляризатор 2 источником 1 инфракрасного излучения. За кабелем 3 по оптической оси установлен анализатор

4, скрещенный с поляризатором 2. Световой поток проходит через поляризатор 2 с вертикальным направлением оптической оси, попадает на кабель 3, после чего проходит через анализатор 4 с горизонтальным направлением оси. При этом за анализатором 4 получается невидимое изображение кабеля, где жила и фон темного цвети, так как жила вообще непрозрачна для

лучей, и при скрещенных поляризаторе 2 и анализаторе 4 световой поток не проходит сквозь систему. Часть потока, попадающая на оболочку из-за кривизны кабеля, в результате многократного отрагкения частично деполяризуется и проходит через систему скрещенных поляризатора 2 и анализатора 4, поэтому оболочка на изображении в сравнении с жилой и фоном выглядит

светлее. Изображение кабеля 3, полученное за анализатором 4, с помощью оптической системы трансфокатора 5 проектируется на фотокатод электронно-оптического преобразователя 6, в

котором усиливается и на его экране преобразуется в видимый спектр. К экрану ЭОП-а приставляются фотоприемник, который состоит из двух пар фоточув- ствительньгх слоев, причем все слои

313

нанесены на общую прозрачную подложку. Расстояние между фотопроводящими слоями первой пары 7 равно диаметру жилы кабеля, а расстояние между фоточувствительными слоями второй пары 8 равно диаметру оболочки кабеля.Подложка фотоприемника выполнена прозрачной для облегчения операции совмещения Фотоприемников с изображением кабеля, полученным на экране ЭОП-а Первая пара 7 фотопроводящих слоев должна быть совмещена с изображением кабеля на экране ЭОП-а, так, чтобы слои расположились точно на границе жилы оболочки с обеих сторон жилы. Фотопроводящие слои второй пары 8 должны быть совмещены так, чтобы слои расположились точно по границе оболочка - фон с обеих сторон оболочки. Грубое совмещение происходит визуально, благодаря прозрачной подложке фотоприемника. При необходимости точное совмещение возможно с помощью трансфокатора 5, позволяющего плавно изменять размер изображения кабеля на экране ЭОП-а до точного совмещения с фотопроводящими слоями 7 и 8 фотоприемника. При смещении жилы относительно оболочки кабеля 3 на выходе первой пары 7 фотопроводящих слоев фотоприемника появится сигнал рассогласования, величина которого пропорциональна этому смещению, а знак зависит от направления смещения жилы. Сигнал рассогласования поступает на один из входов сумматора 9. Так как в рассматриваемом случае не имеет место смещение оболочки, т.е. кабеля 3 в целом, то на выходе второй пары 8 фотопроводящих слоев фотоприемника будет отсутствовать сигнал рассогласования и, соответственно, на другой вход сумматора 9 не поступит напряжение смещения, поэтому сигнал с вы.хода первой пары 7 фотоприемника без изменения в сумматоре 9 после усиления и формирования в блоке 10 обратной связи до необходимого уровня пос тупает на исполнительный элемент механизма 11 центровки жилы кабеля,который смещает жилу относительно оболочки на прежнее место, т.е. в центр При смещении оболочки что имеет место при вибрации кабеля 3, на эту же величину смещается жила. При этом на выходах первой 7 и второй 8 пар фотопроводящих слоев появляются рав72824

ные по величине и разные по знаку сигналы, которые, поступив на входы сумматора 9, при сложении вычитаются, и поэтому на исполнительный элемент механизма 11 центровки жилы кабеля не поступает поправочный сигнал. При одновременном смещении оболочки и жилы относительно оболочки на выходе первой пары 7 фотоприемника по- fO является сигнал большей величины, чем Hct-выходе второй пары 8 фотоприемника. В этом случае при суммировании сигналов в сумматоре 9 разность в А и через механизм 11 цент15 ровки жилы кабеля вновь возвращает систему в исходное положение. Вторая система, контролирующая эксцентричность жилы кабеля в направлении,перпендикулярном оптической оси первой,

0 работает аналогично. Механизм 11 центровки жилы кабеля является общим для обеих систем. Выходной сигнал с сумматора 9 первой системы поступает на шаговый двигатель, преобраззтощий

5 его в поступательное движение суппорта в х-ом направлении, а выходной сигнал с сумматора второй системы преобразуется в поступательное движение суппорта в у-ом направлении.

30 Применение двух одинаковых систем для контроля эксцентричности жилы в х-ом и у-ом направлениях повышает точность коррекции эксцентричности, так как фиксируется и аннулируется .

35 смещение жилы по отношению к непод- . вижной оболочке в любом направлении. Таким образом, предлагаемое устройство представляет собой замкнутую систему автоматического регулирова0 ния, работающую без участия челове- ка-оператора.

Исполнение фотоприемника в виде фотослоев, расположенных на границе жила - оболочка и оболочка - фон,

45 позволяет исключить помехи, вызванные смещением кабеля в целом, что имеет место при вибрации кабеля вследствие несовершенства механизма протяжки. Введение в оптическую систему 0 устройства поляризатора и скрещенного с ним анализатора, между которыми протягивается контролируемый кабель, повьшает контрастность получаемого на экране ЭОП-а изображения.

5

Формула изобретения

Устройство для контроля и коррекции эксцентричности жилы электрического кабеля, содержащее канал транспортировки, источник излучения, ориентируемый перпендикулярно направлению перемещения объекта, последовательно расположенные по ходу излуче- ния электронно-оптический преобразователь и фотоприемник, отличающееся тем, что, с целью автоматизации и повьшения точности процессов контроля и коррекции, оно снаб жено последовательно соединенными сумматором, блоком обратной связи и механизмом центровки жилы электрического кабеля, последовательно расположенныьш по ходу излучения по-

ляризатором, анализатором и трансфокатором, . поляризатор и анализатор расположены по обе стороны канала транспортировки так, что их оптические оси взаимно перпендикулярны,входы сумматора соединены с выходами фотоприемника, фотоприемник вьтол- нен в виде двух пар фоТопроводящих слоев, нанесенных на общую подложку, каждая пара фотопроводящих слоев предназначена для размещения с зазором, равным эталонным диаметрам жилы и электрического кабеля соответственно, а источник излучения выполнен оптически.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для контроля технологических процессов производства электрических кабелей. Цель изобретения - обеспечение автоматизации и повьшение точности процесса контроля и коррекции за счет исключения помех, вызванных смещением кабеля. Устройство содержит источник 1 светового излучения, спектр которого зависит от максимума спектрального пропускания материала оболочки кабеля 3, оптическую систему скрещенных поляризатора 2 и анализатора 4,между которыми протягивается контролируемый кабель 3, электронно-оптический преобразователь 6, связанный с фотоприемником, блок обработки электрического сигнала и механизм 11 центровки жилы электрического кабеля. Фотоприемник выполнен в виде двух пар 7, 8 фотопроводящих слоев, расположенных на границе жила - оболочка, оболочка - фон соответственно , что позволяет исключить помехи, вызванные смещением кабеля. При смещении жилы относительно оболочки кабеля 3 на выходе фотоприемника появляется сигнал рассогласования, величина которого пропорциональна этому смещению, а знак зависит от направления смещения жилы. Сигнал рассогласования после обработки поступает на механизм 11 центровки жилы электрического кабеля, который смещает жилу в центр относительно оболочки. При вибрации кабеля устройство работает аналогично. 2 ил. & (Л 00 6 5 f