Устройство для контроля линейной плотности волокнистого продукта Советский патент 1987 года по МПК D01G23/06 

возвратно-поступательного перемещения в направлении оптической оси ос- точника 1 излучения. При движении экрана 5 отверстия, выполненные в нем, модулируют световые потоки оп- тронных пар 6-8, Выходной сигнал с выхода фотоприемника 4, пропорцио- .нальньй линейной плотности продукта, по синхронизирующим сигналам с выходов оптронных пар 6-8 запоминается в запоминающих блоках П - 13 На выходе сумматора 15 имеет место сигнал, пропорциональный величине

|Ф2 где R, - раз- ность сигналов, воспринятых фотопри1

Изобретение относится к измерительной технике текстильной и легкой промышленности,.

Цель изобретения - повышение точг- ности путем уменьшения погрешности контроля от нестабильности характеристик фотоприемника и расстояния

между продуктом и фотоприемником.

1 ...

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство содержит установленные последовательно источник 1 излучения, инфракрасный светофильтр 2 и фокусирующую линзу 3. Точечный фотопрй- емник 4, соединенный с источником тока, установлен на плоском непрозрачном экране 5 (маске). Экран 5 установлен с возможностью возвратно-поступательного движения в направлении, перпендикулярном направлению движения контролирующего продукта (объекта Измерения). В экране 5 в направлении его перемещения выполнены три отверстия, расположенные на равном рас- стоянии J одно относительно другого. Устройство содержит также оптронные пары 6 - 8, источник и приемник излучения каждой из которых установлены по разные стороны экрана 5, Выход то- чечного фотоприемника 4 через усилитель 9 и аналого-цифровой преобразо- ватель 10 подключен к информационным входам запоминакнцих блоков 11 - 13,

26646

емником 4 в.точках с и а, R - разность сигналов, воспринятых фотопри- емником в точках с и Е ; Rgg - разность сигналов, воспринятых фотопри- емннком 4 в точках Б и а ; Р - величина светового потока, прошедшего через продукт; К - коэффициент пропорциональности; t - расстояние между точками контроля. Сигнал R пропорционален линейной плотности продукта и практически не зависит от дрейфа характеристик фотоприемника 4, усилителя 9, а также нестабильно сти расстояния между объектом контроля (продукта) и фотоприемником 4. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

управляющие входы которых связаны с выходами соответственно оптронных пар 6 - 8, При этом выход блока 12 через удвоитель 14 сигнала связан с инвертирующим входом сумматора 15, неинвертирующие входы которого соединены с выходами запоминающих блоков II и 13.

Устройство работает следующим образом.

Луч света от источника 1,сформированный светофильтром 2 и фокусирующей линзой 3, направляется на объек измерения. Рассеянный им свет, рас- пространякнцийся в основном в направлении основного зондирующего пучка, попадает на фотоприемник 4, который вырабатывает сигнал, пропорциональный своему сопротивлению, так как он связан с источником тока. Фотоприемник 4 вместе с экраном 5 совершает возвратно-поступательное движение. Отверстия, выполненные в экране 5, модулируют световые потоки соответствующих оптронных пар 6-8. Так, например, оптронная пара 6 включается, когда первое по ходу движения экрана 6 отверстие совпадает с ее осью6 Аналогичным образом включаются и остальные оптронные пары 7 и 8.

Сигнал с выхода фотоприемника 4 усиливается в усилителе 9, преобразуя в цифровой (двоичный) код в пребразователе 10 и поступает на входы блоков 11 - 13. При этом, когда фоториемник 4 проходит положение О , код с преобразования 10 запоминается блоком 11, когда положение s - блоком 12, а когда положение с - блоком 13. Информация i выходов блока в 1 1 - 13 поступает на соответствующие входы сумматора 15, выходной сигнал которого пропорционален линейной плотности контролируемого продукта и практически не зависит от положения объекта измерения. Последнее обстоятельство объясняется .следующим. Сопротивление точечного фотоприемника 4, например фотодиода, воспринимающего рассеянный объектом контроля свет, как от вторичного источника, в общем случае описывается формулой

х тг - iR - к«Р

где X - расстояние от объекта измерения (вторичного источника) до фотоприемника 4 в положении а ; Ф - световой поток вторичного

источника;

К - постоянный коэффициент. Из формулы следует, что сопротивение фотопрйемника пропорционально вадрату расстояния между ним и объектом контроля. При этом разность () сигналов, воспринятых фотоприемником точках 6 и а, находящихся на расстоянии одна относительно другой, меет вид

V ф(Х+1)-х |(21Х-ИЪ

Разность (Rpg) между сигналами в точкахс и Б , находящихся также на расстоянии f, имеет вид

40 ника подключен к информационным вх дам запоминающих блоков, управляющи входы которых связаны с выходами с ответствующих датчиков положения ф топриемника, выход одного запоминаю

I-л. .j.- .ч«л f vy,i-,ixv/J. bJLAAXV a-iij J.i.tA:

Rpj (X+21)-(X+l) -2j(21X+3l ) 45 щего блока через удвоитель сигнала

t - - / J - В свою очередь, разность R

R R - са С6

«а

1-21 КФ соединен с инвертирующим входом сум матора, а выходы остальных запомин ющих блоков связаны с соответствующими неинвертирующими входами сумма

50 тора,

не зависит от величины X, а определяется только величиной f, т.е. линейной плотностью контролируемого объекта.

Следовательно, для вьщеления этого сигнала необходимо из суммы сигналов фотоприемника 4 в точках и и t вычесть удвоенньй сигнал с фотоприемника 4 в точке 6 . Указанные опера

ции выполняются удвоителем 44 сигнала и сумматором 15, выходной сигнал которого пропорционален линейной плотности контролируемого объекта.

Из последней формулы следует также, что аддитивный дрейф характеристик фотоприемника 4 и усилителя 9 полностью компенсируется и не вносит погрешность в результат контроля.

Ф ормула изобретения

1. Устройство для контроля линейной плотности волокнистого продукта, содержащее последовательно расположенные источник излучения, инфракрасный светофильтр и фокусирующую линзу, установленные с одной стороны

направления перемещения продукта, по другую сторону которого размещен фотоприемник, датчики положения фотоприемника и блок обработки сигнала, отличающееся тем, что, с

целью повьппения точности путем уменьшения погрешности контроля от нестабильности характеристик фотоприеьши- ка и расстояния между фотоприемником и продуктом, фотоприемник установлен

с возможностью возвратно-поступательного движения в направлении, перпендикулярном направлению перемещения продукта, датчики положения фотопри- емника установлены в направлении движения фотоприемника на равном расстоянии один от другого, а блок обработки сигнала состоит из трех запоминающих блоков , удвоителя сигнала и сумматора, при этом выход фотоприемника подключен к информационным входам запоминающих блоков, управляющие входы которых связаны с выходами соответствующих датчиков положения фотоприемника, выход одного запоминаюл. .j.- .ч«л f vy,i-,ixv/J. bJLAAXV a-iij J.i.tA:

щего блока через удвоитель сигнала

соединен с инвертирующим входом сумматора, а выходы остальных запоминающих блоков связаны с соответствующими неинвертирующими входами сумма50 тора,

2. Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что датчики положения фотоприемника выполнены в виде трех установленных последова25 тельно в направлении движения продукта оптронных пар, между осветителями и приемниками которых размещен светонепроницаемый экран, жестко связанный с фотоприемником и имеющий

513266466

три идентичных отверстия, выполненные емника,и каждое из которыхрасположе- на равном расстоянии одно от друго- но на линии, пересекающей оптическую го в направлении переиещения фотопри- ось соответствующей оптронной пары.

Изобретение относится к измерительной технике текстильной и легкой промьшленности. Целью изобретения является повышение точности путем уменьшения погрешности контроля от нестабильности характеристик фотоприемника и расстояния между продуктом и фотоприеъшиком. Точечный фотоприемник 4 (с источником тока) расположен на светонепроницаемом экране 5, который установлен с возможностью а 5с (Л .