Устройство для контроля влажности волокон и нитей Советский патент 1990 года по МПК G01N27/22 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля влажности волокон и нитей в легкой, химической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет возможности измерения влажности волокон и нитей в потоке.

На чертеже приведена функциональная электрическая схема устройства.

Устройство содержит емкостной датчик 1, блок 2 преобразования емкости в напряжение, вход которого подключен к датчику 1 ,- усилитель 3 низкой частоты синхронный детектор 4, информационный вход которого подключен через усилитель 3 к выходу блока 2, ключ 5, электропневматические клапаны 6 и 7, генератор 8 низкой частоты, выход которого подключен через ключ 5 к управляющим входам синхронного детектора 4 и клапанов 6 и 7, регистратор 9, подключенный к выходу синхронного детектора 4, реле 10 времени (таймер), кнопку 11 Пуск, подключенную к реле 10 времени, управляющая цепь которого подключена к управляющему входу ключа 5, воздушные сопла 12 для горячего воздуха, воздушные сопла 13 для холодного воздуха, два трубопровода 14 и

сд ел

о

4Ь 0

15от источников осушенного воздуха, связанные с соплами 13 через клапаны 6 и 7, и контролируемые нити и волокна 16, расположенные внутри емкост- цого датчика 1 и вблизи выходных от- йерстий сопел 13.

Устройство работает следующим образом .

При введении в рабочую зону емкост- Ного датчика 1 контролируемых воло- 16 или нитей, емкость датчика 1 возрастает, что приводит к увеличению постоянной составляющей напря- Ления на выходе блока 2. Избиратель- ь|ый усилитель 3 низкой частоты выделяет и усиливает только составляющие Низкой частоты из выходного напряжения блока 2. Поэтому электрический Сигнал на выходе усилителя 3 не по- Является, и индикатор регистратора 9 е отклоняется от нулевого положения. Медленно меняющиеся составляю- п|(ие выходного напряжения блока 2, Обусловленные температурным измене- Пием геометрических размеров элек- fpOflOB датчика 1, диэлектрических Свойств окружающей среды, дрейфом параметров элементов блока 2 и т.д. taK же, как и постоянная составляю- щая, не влияют на результат измерения.

Преобразование влажности волокон

16и нитей в удобный для обработки информативный сигнал происходит путем создания на движущихся волокнах 16 и нитях в потоке чередующихся и равных по длине осушенных и нё- Осушенных участков которые проходят через рабочую зону емкостного датчи- ка 1. Удаление влаги на отдельных участках нитей и волокон 16 производится путем подачи на них из сопел

13 осушенного воздуха при температур больше 100°С, но не выше температуры Термического разрушения материала нитей и волокон 16. Так как масса Осушиваемого участка на волокнах 16 и нитях очень мала, то выходящий

ИЗ СОПеЛ 13 ОсуШеННЫЙ ГОрЯЧИЙ ВОЗДУХ

Практически мгновенно его нагревает И удаляет из него влагу.

Для быстрого охлаждения осушенного участка на контролируемых волокна 16 и нитях используется осушенный Воздух при температуре, равной температуре материала неосушенных участков, т.е. температуре окружающей среды. Выравнивание температур

5 0 5 о

0

5

g

5

осушенных и неосушенных участков | ускоряет не только процесс сушки, но и позволяет полностью исключить неинформативную модуляцию емкости датчика 1, вызванную температурным изменением диэлектрических свойств материала участков на контролируемых волокнах 16 и нитях.

Процесс сушки и охлаждения участков можно производить при, ограниченном (например, при двух) числе воздушных сопел 12 и 13. Однако для более интенсивной обдувки, а следовательно, для более быстрой и качественной осушки и охлаждения участков на контролируемых волокнах 16 и нитях возможно использование групп воздушных сопел 12 и 13. Эти сопла могут быть установлены в цилиндрическом (или другой конфигурации) корпусе вокруг волокон 16 и нитей.

Импульсная подача осушенного воздуха с трубопроводов 14 и 15 от источников осушенного воздуха в сопла 12 и 13 осуществляется при помощи двух электропневматических клапанов 6 и 7, которые управляются прямоугольным напряжением генератора 8 низкой частоты через ключ 5. В первый полупериод прямоугольного напряжения генератора 8 клапаны 6 и 7 открываются; во второй полупериод напряжения клапаны 6 и 7 закрываются, т.е. создают импульсную подачу осушенного воздуха на волокна 16 и нити. Так как влажность в контролируемых волокнах 16 и нитях в потоке изменяется медленно, то контроль влажности целесообразно производить че- рез определенные промежутки времени автоматически или по желанию оператора. Это позволяет существенно сократить энергозатраты при эксплуатации и продлить срок работы устройства при сохранении качества контроля.

Время, необходимое для единичного измерения влажности волокон 16 и нитей, а также интервал времени, через который необходимо периодически производить измеремение, устанавливаются при помощи реле 10 времени,которое управляет работой ключа 5. При необходимости кнопкой 1 1 Пуск можно включить реле 10 времени и провести единичное измерение влажное - ти волокон 16 и нитей.

5I

Так как величина диэлектрической проницаемости материала волокон I6 и нитей определяется их влажностью и всегда больше диэлектрической проницаемости материала осушенного участка, то в датчик 1 привносится различная электрическая емкость. Величина приращений емкости датчика 1 определяется влажностью волокон 16 и нитей, а частота приращений емкости - частотой подачи порции осушенного воздуха, т.е. только частотой генератора 8 низкой частоты. Электрическая емкость датчика 1 при помощи блока 2 преобразуется в напряжение, из которого информативная составляющая низкой частоты, пропорциональная глубине модуляции электрической емкости датчика 1, выделяется и усиливается усилителем 3 низкой частоты.

i

Переменное выходное напряжение усилителя 3, амплитуда которого пропорциональна влажности волокон 16 и нитей, выпрямляется синхронным детектором 4, опорным сигналом которого является прямоугольное напряжение генератора 8 низкой частоты. С выхода детектора 4 выпрямленное напряжение, пропорциональное влажности материала волокон 6 и нитей, подается на регистратор 9, шкала которого проградуирована в единицах измерения влажности. При этом шкала регистратора градуируется на конкретную нить или волокно, которые должны иметь одинаковую толщину, а следовательно, одинаковую массу по длине нити.

Устройство позволяет производить контроль влажности волок он и нитей

504066

в потоке, что улучшает качество выпускаемой продукции, а также расширяет область применения.

Формула изобретения

Устройство для контроля влажности волокон и нитей, содержащее последоЮ вательно соединенные емкостный датчик, блок преобразования емкости в напряжение, усилитель низкой частоты, регистратор, а также высокотемпературный источник осушенного воздуха, is температура которого не менее 100°С, отл ичающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет возможности измерения влажности волокон и нитей

20 в потоке, устройство снабжено синхронным детектором, генератором низкой частоты, двумя группами воздушных сопел, низкотемпературным источником осушенного воздуха, температура кото25 рого равна температуре окружающей среды, и двумя электропневматическими клапанами, причем управляющие входы

ч клапанов подключены к управляющему входу синхронного детектора и выходу

30 генератора низкой частоты, высокотемпературный источник воздуха соединен через первый клапан с одной группой воздушных сопел, установленных по ходу движения нити на входе емкост35 ного датчика, а низкотемпературный источник воздуха соединен через второй клапан с другой группой воздушных сопел, установленных между первой группой сопел и входом емкостного 40 датчика, информационный вход си хрон- ного детектора соединен с выходом усилителя низкой частоты, а выход детектора подключен к регистратору

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля влажности волокон и нитей. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет возможности измерения влажности волокон и нитей в потоке. Устройство содержит узел подготовки объекта, включающий две группы воздушных сопл, источник горячего осушенного воздуха, источник холодного осушенного воздуха, генератор низкой частоты, пневмоклапаны, последовательно соединенные емкостный датчик, преобразователь емкости в напряжение, низкочастотный усилитель, синхронный детектор, регистратор. Цель достигается за счет периодических нагрева и охлаждения пропускаемых через емкостный датчик нитей. 1 ил.