Устройство для контроля качества листовых и рулонных материалов Советский патент 1987 года по МПК G01N33/34 

13

рощении конструкции. Устройство для контроля качеству листовых и рулонных материаяов содержит импульсный источник оптического излучения, фотопреобразователь,, усилитель, устройство выборки-хранения и генератор синхроимпульсов. Для достижения цели устройство снабжено интегратором со схемой сброса, генератором импульсов записи и устройством временной за- держки, Прерыватель 4, вращаемый двигателем, помещает поочередно в поток световых лучей А от излучателя 2 светофильтры, в результате чего на выходе фотопреобразователя, а затем на выходе усилителя возникают импульсы фототока, которые поступают на вход интегратора. При вращении прерывателя одновременно на выходе формирователя 21 возникают синхроимпульсы, которые начинаются несколько раньше импульсов сигналов и заканчиваются несколько позже их, через фор1

Изобретение относится к технике автоматического контроля начества преимущественно бумажного полотна по параметрам влажности, поверхностной плотности и др,, но может использоваться в текстильной промьшшенности для контроля тканей, в химической промьппленности для контроля различных пленок и в других отраслях народного хозяйства.

Целью изобретения является повышение точности измерения путем ослабления шумовой составляющей сигнала при одновременном упрощении конструкции.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг, 2 - оциллограммы сигналов в схеме.

Устройство включает источник 1 импульсов оптического излучения с илучателем 2, конденсором 3, прерывателем 4 (прерыватель имеет светофильтры 5 и отверстия 6) и двигателем 7, фотопреобразователь 8, усилитель 9, интегратор с 10 с операционным усилителем 11, резистором 12 и конденсатором 13, схему 14 сброса с ключом на полевом транзисторе 15 и

11

мирователь схемы сброса синхроимпульсы поступают на затвор транзистора и запирают его, в результате чего интегратор осуществляет интегрирование импульсов сигналов за это время. После окончания синхроимпульса транзистор схемы сброса отпирается, выходное напряжение интегратора падает до О, т.е. происходит сброс интегратора. Таким образом, шумовые помехи, .присутствующие в исходном сигнале, отсутствуют в выходном сигнале интегратора. Этот сигнал поступает на сигнальный вход устройства выборки- хранения. В определенный момент времени на управляющий вход устройства выборки-хранения поступает сигнал с генератора импульсов записи, в результате чего на выходе устройства выбо.рки-хранения фиксируется уровень выходного напряжения интегратора, которое поступает на индикатор. 2 ил.

формирователем 16, устройство 17 борки-хранения, генератор 18 синхроимпульсов со светодиодом 19, фотодиодом 20 и формирователем 21, уст- ройство 22 временной задержки и генератор 23 импульсов записи.

Фотопреобразователь 8 соединен с входом усилителя 9, выход усилителя 9 связан с входом интегратора 10. Параллельно конденсатору 13 интегратора 10 подключен своими выводами исток - сток транзистор 15 схемы 14 сброса. Выход интегратора 10 подключен к сигнальному входу устройства 17 выборки-хранения. К управляющему входу устройства 17 выборки- хранения подключен выход генератора 23 импульсов записи. Вход генератора

23 связан с выходом устройства 22 временной задержки. Вход генератора 22 связан с выходом устройства 22 временной задержки. Входы устройства 22 временной задержки и схемы 1.4 сброса связаны с выходом генератора 18 синхроимпульсов.

Устройство работает следующим образом.

Прерыватель 4 на фиг. 1, вращаемый двигателем 7, помещает поочередно в поток световых лучей А от излучателя 2 светофильтры 5, в результате чего на выходе фотопреобразователя 8 возникают импульсы фототока (осциллограмма 1 на фиг. 2). Такие же по форме импульсы напряжения с выхода усилителя 9 поступают на вход интегратора 10. Одновременно при вращении прерывателя 4 в поток лучей Б от светодиода 6 попадают отверстия прерывателя 4, в результате чего на выходе фотодиода 20 и соответственно на выходе формирователя 21 возникают синхроимпульсы (осцилограмма 2) Синхроимпульсы начинаются несколько раньше (момент времени t) импульсов сигнала (осциллограмма 1) и заканчиваются несколько позже их (момент времени t). Через формирователь 17 схемы 14 сброса синхроимпульсы поступают на затвор транзистора 15 и запирают его, в результате чего интегратор 10 осуществляет интегрирование импульсов сигнала за время t - t. После окончания синхроимпульса в момент времени. транзистор 15 отпирается, разряжая конденсатор 13 интегратора 10, и выходное напряжение интегратора падает до нуля, т.е. происходит сброс интегратора. Выходной сигнал интегратора представлен на осциллограмме 3 на фиг. 2. Как видно из этой осциллограммы, высокочастотные шумовые помехи, присутствующие в исходном сигнале (осциллограмма 1), отсутствуют в выходном сигнале интегратора 10. Этот сигнал поступает на сигнальный вход устройства выборки-хранения 17. В момент времени tj, на управляющий вход устройства выборки-хранения 17 с генератора 23 импульсов записи, запускаемого задним фронтом выходного импульса (осциллограмма 4) устройства 22 временной задержки (оно запускается в момент t. передним фронтом синхроимпульса), поступает импульс записи (осциллограмма 5) длительностью С,-Ц, в результате чего на выходе устройства выборки-хранения 17 фиксируется уровень выходного напряжения интегратора 10 в момент времени t, зто напряжение поступает на внешние (не показаны) устройства - индикаторы, аналого-цифровые преобразователи и т.п.).

10

15

0

5

0

5

0

5

0

5

Устройство может быть выполнено в различных конструктивных модификациях.

Источник 1 импуль.сов оптического излучения может быть выполнен на основе вращающегося диска-прерывателя, модулирующего постоянный световой поток источника излучения (фиг. 1). но может быть выполнен и в виде импульсного источника на светоизлуча- ющих диодах, на которые поступают импульсы от генератора 18 синхроимпульсов, который в этом случае выполняется как генератор с самовозбуждением. Он может стабилизироваться кварцем.

Устройство 22 временной задержки и генератор 23 импульсов записи предпочтительно представляют собой ждущие мультивибраторы. Целесообразно выполнить их на микросхеме, например 155 АГЗ, имеющей в одном корпусе два ждущих мультивибратора. При выполнении генератора 18 синхроимпульсов в описываемом, выше варианте с самовозбуждением устройство 22 временной задержки и генератор 23 импульсов записи могут помещаться с ним на одной печатной плате, образуя один конструктивный узел - генератор. Схема 14 сброса может быть выполнена так, как условно показано на фиг. 1 - с отдельным ключевым транзистором и формирователем, но предпочтительным является использование специализированных микросхем, например 590КНЧ.

Все устройство может иметь несколько описываемых измерительных каналов, интеграторы которьк параллельно подключаются к выходу усилителя 9, которые могут служить для одновременного измерения различных параметров контролируемого материала, например влажности, поверхностной плотности, светопроницаемости и т.д. В этом случае генератор 18 синхроимпульсов также выполняется многоканальным.

Вход схемы 14 сброса интегратора и вход устройства 22 временной задержки могут быть как непосредственно подключены к выходу синхрогене- ратора 18, так и связаны с ним через вспомогательные схемы, обеспечивающие необходимую полярность запускающих импульсов.

Поскольку в выходном напряжении интегратора отсутствуют в значительной мере шумовые помехи, имеющие

5- 13

место в исходном сигнале, то и сигнал на выходе устройства 17 выборки- хранений, фиксирующий выходное напряжение интегратора, в такой же мере защищен от действия этих помех. Практически уровень помех исходного сигнала подается ориентировочно 8 раз, что приводит к примерно трехкратному повышению точности измерения. Преимуществом является также то, что в предлагаемом устройстве длительность синхроимпульсов, во-первых, существенно больше, чем в известном, а во- вторых, критичность точности их фазового положения относительно импульсов сигнала существенно меньшая, Это позволяет выполнить щели на прерывателе длиной не 0,3 мм, как в известном устройстве, а около 10 мм, что существенно проще технологически, и, что самое главное, выполнить их нерегулируемыми. Это значительно упрощает конструкцию, так как выполнить регулируемую щель длиной около 0,3 мм весьма сложно, особенно с учетом того, что она находится на вращающемся диске-прерывателе. Отпадает и необходимость регулиро -.

11 вки

6

0

5

щелей при наладке прибора .

Формула изобретения Устройство для контроля качества листовых и рулонных материалов,включающее импульсный источник оптического излучения, фотопреобразователь, подключенный к усилителю, устройство выборки-хранения и генератор синхроимпульсов, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения точности измерения путем ослабления шумовой составляющей сигнала при одновременном упрощении конструкции, в него введен интегратор со схемой сброса, генератор импульсов записи и устройство временной задержки, причем вход интегратора соединен с выходом усилителя, а выход интегратора подключен к сигнальному входу устройства выборки-хранения, управляющий вход которого подключен к выходу генератора импульсов записи, входом соединенного с устройством временной задержки, причем вход схемы сброса и вход устройства временной задержки связаны с вьпсодом генератора синхро- импульсов.

Изобретение относится к устройствам для контроля качества листовых и рулонных материалов, преимущественно бумажного полотна, тканей, различных пленок, и найдет применение в целлюлозно-бумажной, текстильной и химической промышленности. Цель изобретения - повышение точности измерения путем ослабления шумовой составляющей сигнала при одновременном упдбпоЗ (Л ОО сл 4;