Устройство для измерения плотности текстильных материалов Советский патент 1989 года по МПК G01N33/36 D04B35/20 

фиг./

1Д9064

делена по кольцу. Над материалом 2 расположен приемный блок, содержащий световод 3, один торец которого размещен на вращающемся диске 4. й1елевая крестообразная диафрагма 7 ориентирована таким образом, что каждая ее щель коллинеарна изме- ряемым структурным элементам материала 2. Вьсходы фотоприемников 8 и 9 ю связаны с блоком обработки информации. Изменение величин световых

потоков, попадающих на фотоприемники 8 и 9, определять плотность текстильного материала. Блок обработки информации реализует рекурентный алгоритм оптимальной оценки случайной величины, по которому оценка измеряемой величины на каждом шаге равна оценке этой вечичины на предьщу- щем шаге плюс разность измеренной величины на этом шаге и оценки на предыдущем шаге. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к средствам контроля плотности и может быть использовано на текстильных машинах. Цель изобретения - повышение быстродействия путем одновременного измерения плотности в двух перпендикулярных плоскостях. Устройство содержит узел 1 подсветки, световая энергия которого распределена по кольцу. Над материалом 2 расположен приемный блок, содержащий световод 3, один торец которого размещен на вращающемся диске 4. Щелевая крестообразная диафрагма 7 ориентирована таким образом, что каждая ее щель коллинеарна измеряемым структурным элементам материала 2. Выходы фотоприемников 8 и 9 связаны с блоком обработки информации. Изменение величин световых потоков, попадающих на фотоприемники 8 и 9, определяет плотность текстильного материала. Блок обработки информации реализует рекурентный алгоритм оптимальной оценки случайной величины, по которому оценка измеряемой величины на каждом шаге равна оценке этой величины на предыдущем шаге плюс разность измеренной величины на этом шаге и оценки на предыдущем шаге. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к средствам контроля плотности и может быть использовано на текстильных машинах.

Цель изобретения - повышение быстродействия путем одновременного измерения плотности в двух перпендикулярных плоскостях.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства; на фиг.2 - вариант вьшолнения диафрагмы; на фиг.З вариант вьтолнения оптического узла .

Устройство содержит узел 1 подсветки, световая энергия которого распределена по кольцу. Против узла 1 подсветки над материалом 2 расположен приемный блок, содержащий световод 3, один торец которого закреплен на диске 4 на расстоянии, при котором его проекция попадает вовнутрь кольца облучаемого участка. Второй торец световода 3 выведен через ось вращения диска 4, который приводится во вращение от электродвигателя 5 через зубчатые колеса 6

Оптический узел содержит щавелевую крестообразную диафрагму 7, ориентированную так, что каждая щель крестообразной диафрагмы коллинеарна соответствующей системе измеряемы структурных элементов материала 2, и фотоприемники 8 и 9,установленные неподвижно с зазором относительно второго торца световода 3.

Выходы фотоприемников 8 и 9 связаны с формирователями 10 и 11 импульсов, выходы которых соединены с входами счетчиков 12 и 13. Выходы счетчиков 12 и 13 соединены с входами сумматоров 14 и 15, другие входы которых связаны с элементами 16 и 17 .

Выходы сумматоров 14 и 15 соединены с блоками 18 и 19 деления, ко

20

25

30

35

40

45

50

55

торые также связаны с датчико. 20 . числа оборотов полого вала через формирователь 21 импульсов и счетчик 22. Вьгходы блоков 18 и 19 деления связаны соответственно с входами сумматоров 23 и 24, вторые входы которых соединены с вьпсодами элементов 16 и 17 задержки, управление которыми, осуществляется посредством связи с третьим формирователем 21 импульсов. Выходы сумматоров 23 и 24 соединены с входами элементов 16 и 17 задержки и входами блоков 25 и 26 деления, выходы которых соединены с регистратором (не показан).

Оптический узел может быть выполнен в виде крестообразно соединенных линеек регулярных круглых световодов 27.

Устройство работает следующим образом.

Световой поток, формируемый источником 1 излучения, проходит через контролируемый материал 2 и падает на приемную систему. Контроль плотности материала 2 в двух перпендикулярных направлениях осуществляется путем вращения диска 4 с закрепленным на нем световодом.3. Прошедший через полотно 2 световой поток падает на входной торец и, распространяясь вдоль светрвода 3, попадает на диафрагму 7. Поскольку световод является регулярным, а диафрагма 7 неподвижна относительно выходного торца световода, энергия световода, которая попадает на фотоприемники 8 и 9 собирается с площади, равной размерам диафрагмы при любом угловом положении диска 4. Ориентация сформированной на торце световода входной апертуры в виде указанного креста постоянна и не зависит от положения диска 4.

Изменение величин световых потоков, пядающих на фотоприемникп 8 и 9,опр.еделяется характером структуры материала 2. Если фотоприемник 8 установлен под той щелью креста диафрагмы, которая коллинеарна петельным столбикам (утку), то и частота изменения аьшлитуды светового потока, падающего на фотоприемник 8, будет зависеть от частоты расположения петельных столбиков (утка), тогда как частота изменения амплитуды светового потока, падающего на фотоприемник 9, установленный напротив другой перпендикулярной щели креста диафрагмы, будет зависеть от частоты расположения петельных рядов (основы). При появлении петельного столбика (или, соответствено, петельного ряда) на выходе фотоприемника 8 (фотоприемника 9) возникает электрический импульс, который после формирования в формирователе 10 импульсов (11) поступает на счетчик 12 (13).

За один оборот диска 4 счетчик

12на1сопит 2N импульсов от петель- ньк столбиков утка - 2Nj,, а счетчик 12 - 2t импульсов (от петельных рядов основы), Перед каждым новым оборотом диска 4 счетчики 12 и

13обнуляются по сигналу от датчика 20 числа оборотов полого цилиндра, прошедшему через формирователь 21 импульсов. Счетчик 22 подсчитывает количество оборотов диска 4,

Блок обработки информации реализует рекуррентный алгоритм оптимальной оценки случайной величины (оптимальный по методу наименьших квадратов) , по которому оценка измеряемой величины на каждом шаге Х(К) равна оценке этой величины на предыдущем шаге Х(К-1) плюс разность измеренной величины на этом шаге Z(K) и оценки на предыдущем шаг.е А(К-1), умноженной на переменный коэффициент, равньш 1/К, т.е.

Х(К) Х(К-1) + - (Z(K) - Х(К-1)).

Данный алгоритм реализован одинаково для двух каналов измерения (по утку, петельным столбикам, и основе, петельным рядам, соответственно), начиная от счетчиков 12 и 13, поэтому в дальнейшем будет рассмот0

15

0

6

0

5

0

5

0

5

рен только ощт кяня.-;, };ачича/ от счетчика 12 (например, для петельных столбиков утка).

Удвоенное значение величины Z(K) Ng(K), измер(жной на базе,равной поступает на первый вход сумматора 14, на другой вход которого приходит удвоенная величина оценки A(K-I) на предыдущем обороте с выхода элемента 16 задержки. В сумматоре 14 происходит сложение удвоенной измеренной величины Z(K) с удвоенным отрицательным значением оценки Х(К-1) и полученная разность поступает на делитель 18, коэффициент деления которого является переменным и равен К, т.е. общему числу оборотов диска 4, поступающему на блок 18 деления со счетчика 22. С выхода блока 18 деления частное от деления поступает на вход второго сумматора 23, на другой вход которого поступает удвоенное значение оценки с выхода элемента 16 задержки. Сумма данных величин с выхода сумматора 23 поступает на вход элемента 16 задержки, где будет храниться дпя использования на следующем обороте диска 4, и на вход блока 25 деления, который осуществляет деление на 2, т.е. на выходе делителя 25 имеем оптимальную оценку числа петельных столбиков (утка) на базе, равной 2R j,. Чем больше оборотов сделает диск 4, тем более точкой будет оценка. Аналогично работает и второй канал.

В случае выполнения световода 3 в виде крестообразно соединенных линеек круглых световодов 27 (фиг.З) противоположные торцы этих световодов могут принять любую форму, что облегчает стыковку их с фотодатчиками 8 и 9 и может повысить уровень полезного сигнала.

Формула изобретения

Фиг. 2

первые счетчики с первыми входами первых сумматоров, выходы которых соединены с первыми входами первых блоков деления, а выходы первых блоков деления связаны с певрыми входами вторых сумматоров, выходы которых соединены с входами вторых блоков деления и через элементы задержки с вторыми входами первых и вторых сумматоров, при этом третий формирователь импульсов входом связан с выходом датчика числа оборотов полого цилиндра, а выходом - с установочным входами соответствующих первых счетчиков, элементов задержки и входом второго счетчика, выход которого со- е,цинен с вторыми входами первых блоков деления, причем выходы вторых блоков деления соединены с соответствующими входами регистратора.

Фиг.З