Способ контроля физико-механических параметров протяженных волокнистых изделий Советский патент 1989 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике и может быть использовано при контроле протяженных волокнистых изделий, например R текстильной промышленности для контроля плотности пряжи.

Цель изобретения - повышение точности контроля при контроле линейной плотности и размера изделий.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства для реализации способа; на фиг.2 - высокочастотные модулированные колебания, поступакяцие на приемник.

Устройство состоит из генератора 1, выход которого соединен с пьезоэлектрическим излучателем 2, а

через демпферный каскад 3-е детектором 4, выход которого соединен с одним из входов сумматора 5, выход которого соединен с индикатором 6 линейной плотности, приемника 7 ультразвуковых колебаний, последовательно соединенного с приемным усилителем 8, детектором 9 и одним из входов интегратора 10, выход которого соединен с одним из входов запоминающего устройства П, выход которого соединен с вторым входом сумматора 5, блока 12 управления сканирующим устройством, выход которого соединен с вторым входом интегратора 10 и вторым входом запоминающего устройства 11, компаратора 13 напряжения, соответствующие входы которого соединены с выходами детекторов А и 9, а выход через формирователь 14 импульса соединен с одним из входов схемы И 15, другой вход которой соединен с выходом компаратора 13 напряжения, а выход последовательно соединен с преобразователем 16 длительности импульса - напряжения, и индикатором 17 поперечного размера контролируемого , изделия 18.

Сущность изобретения состоит в том, что линейную плотность контролируют путем измерения усредненной амплитуды ультразвукового модулированного сигнала за полупериод сканирования изделия, а поперечный размер изделия контролируют путем измерения времени от начала до конца модуляции в течение полупериода сканирования.

Способ осуществляют следующим образом.

Излучатель 2, возбужденный генератором 1, излучает ультразвуковые

на кривой п, cyi-teCTBeHHO зависят от характера поперечного сечения изделия (формы, асимметрии распределения материала, плотности материала по сечению). Для иллюстрации этого на фиг.2 показана пунктирной линией т огибающая для изделия такой же линейной плотности, но имеющего больший размер поперечн го сечения, т.е. меньшую удельную плотность по сечению. Амплитуда модуляции для данного сечения характеризуется точкой на кривой т . Таким образом, глубина модуляции для Сечений изделия, имеющих одинаковую линейную плотность,но разный характер поперечного сечения, различна,

мин мин Н° изделие при сканировании пересекает ультразвуковой пучок и любая точка поперечного сечения изделия проходит все зоны интенсивности ультразвуковых колебаний в пучке, а начальное

Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике и может быть использовано при контроле протяженных волокнистых изделий, например, в текстильной промышленности для контроля плотности пряжи. Целью изобретения является повышение точности при контроле линейной плотности и размера изделий. Сущность изобретения состоит в том, что линейную плотность контролируют путем измерения усредненной амплитуды ультразвукового модулированного сигнала за полупериод сканирования изделия, а поперечный размер изделия контролируют путем измерения времени от начала до конца модуляции в течение полупериода сканирования. 2 ил.

колебания. Одновременно с этим движу- 25 значение амплитуды 1 постоянно.

щееся в продольном направлении изделие 18 перемещается поперек ультразвукового пучка, причем сканирование осур ествляется с выводом изделия 8 за пределы пучка в обе стороны. Ультразвуковой модулированный сигнал поступает на пьезоэлектрический прием- кик 7, которым преобразуется в электрический сигнал. Форма этого электрического сигнала с частотой генератора

30

что обусловлено выводом издели пределы пучка, то оказывается, площади, заключенные между ли начального значения амплитуды и кривыми тип , равны меж собой, причем независимо от форм огибающих кривых шип Эти площади прямо пропорциона линейной плотности изделия на ролируемом участке и равны при

1 показана на фиг. 2 кривой f г. Началь- стоянной частоте сканирования.

ное значение амплитуды сигнала U постоянно и соотстветствует моментам времени, когда изделие отсутствует в ультразвуковом пучке или выведено за его пределы при сканировании.

В момент ввода в пучок изделия 18 что соответствует точке К (фиг.2), на линии начального значения амплитуды Ug (начало модуляции) амплитуда сигнала f начинает уменьшаться, достигает своего максимального значения в момент времени, когда центр распределения материала по поперечному сечению изделия находится по оси ультразвукового пучка, затем -вновь увеличивается и становится равной начальному значению амплитуды (точка К конец модуляции) в момент вывода изделия в другую сторону пучка. Форма кривой т (огибающей модулированного сигнала), а также глубина (амплиГУДа)модуляции, характеризующаяся точкой II жин (фиг. 2)

что обусловлено выводом изделия за пределы пучка, то оказывается, что площади, заключенные между линией начального значения амплитуды и и кривыми тип , равны между собой, причем независимо от форм огибающих кривых шип . Эти площади прямо пропорциональны линейной плотности изделия на контролируемом участке и равны при постоянной частоте сканирования.

т.е.

0

5

0

5

при T/2 cost:, площади, заключенной Между линией усредненного значения. амплитуд Huf. и линией Г,, за полупериод сканирования Т/2 (фиг.2).

Сигнал с приемника 7 усиливается усилителем 8 и подается на детектор 9. Так как частота ультразвуковых колебаний значительно выше частоты сканирования и постоянная времени выходного фильтра детектора 9 намного меньше полупериода сканирования, то на выходе детектора- 9 будет напряжение, пропорциональное амплитуде принятых колебаний в данный момент времени. Лорма выходного сигнала детектора 9 за полупериод сканирования соответствует форме огибающей m (фиг.2). Этот сигнал подается на интегратор 10, выходное напряжение которого нарастает со скоростью, пропорциональной величине входного сигнала. Интегратор ю управляется синхроимпульсами блока

5

управления сканирующим устройством которые выдаются в моменты крайних положений изделия 18 относительно ультразвукового пучка. В эти момен интегратор 10 обнуляется.

Выходное напряжение интегратора 10 подается в моменты Т/2, Т, 3/2 Т на запоминающее устройство 11 (пико- вый детектор), которое сохраняет значение сигнала интегратора 10 до следующего измерения. Величина этого сигнала обратно пропорциональна линейной плотности изделия 18. С выход блока 11 сигнал подается на один из входов сумматора 5, на второй вход которого поступает сигнал, пропорциональный уровню при отсутствии изделия 18 в УЗ-пучке (с выхода генера тора 1 через последовательно соединенные демпферный каскад 3 и второй детектор 4). С выхода сумматора 5 сигнал, пропорциональный линейной плотности изделия 18, подается на индикатор 6 линейной плотности.

Дополнительное напряжение с выхода детектора 9 подается на первый вход компаратора 13 напряжения, второй вход которого соединен с вторым детектором 4, напряжение на выходе которого соответствует выходному напряжению детектора 3 при отсутствии изделия 18 в УЗ-пучке. Как только напряжение на первом входе компаратора 13 становится меньше, что соответствует вводу изделия 18 в УЗ- пучок, на выходе компаратора 13 появляется сигнал, который исчезает только при полном выводе изделия 18 из УЗ-пучка.

Сигналы с выходов компатора 13 и ждущего мультивибратора 14 поступают на входы схемы И 15, с выхода которой импульсы с длительностью, пропорциональной поперечному изделию 18, через преобразователь 16 поступают на индикатор 17 поперечного размера коммутируемого изделия 18,

Формула изобретения

Способ контроля физико-механичес- 1ШХ параметров протяженных волокнистых изделий, заключающийся в том, что излучают в изделие ультразвуковые колебания, модулируют прошедшие изделия ультразвуковые колебания путем сканирования изделия в направлении, перпендикулярном прозвучиванию так, чтобы при сканировании изделие выводилось в обе стороны за пределы ультразвукового пучка, принимают прошедшие изделие ультразвуковые колебания, измеряют параметры принятых колебаний, с учетом которых определяют физико-механические свойства изделия, отличающийся

тем, что, с целью повьппения точно- сти контроля при контроле линейной плотности и размера изделий, в качестве параметров принятых колебаний используют усредненную амплитуду модулированных ультразвуковых колебаний за полупериод сканирования и время от начала до конца модуляции в течение полупериода сканирования, по значению усредненной амплитуды делают вывод о линейной плотности изделия, а по значению времени от начала до конца модуляции судят о размере изделия.

/

V

Ф«/г/

л/77 Kfjj

Фиг.2