Устройство для измерения мгновенного диаметра волокнистых материалов Советский патент 1991 года по МПК G01B21/10 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в легкой промышленности для определения линейной величины проекции мгновенного диаметра волокнистых материалов в различных технологических процессах без оста- новкй оборудования, например в текстильной промышленности.

Целью изобретения является повышение точности, информативности и надежности за счет снижения погрешности от флуктуации путем получения информации в импульсно-цифровой форме, получения среднего значения диаметра и исключения механических передач.

На чертеже показана структурная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, распределитель 2 импульсов, осветитель в виде линейки 3 светодиодов, четыре RS-триггера 4,5,6, 7, четыре элемента И-НЕ 8,9,10,11, три группы десятичных

счетчиков 12,13,14, два элемента НЕ 15.16, два элемента И 17,18 и последовательно соединенные фотоприемник 19, усилитель 20, формирователь 21 импульсов. Выход триггера 4 соединен с первыми входами элементов И-НЕ 8,9, вторые входы которых подключены соответственно к выходу элемента И 17, соединенного со счетным входом счетчика 13, и к выходу триггера 5. Третий вход элемента И-НЕ 9 подключен к выходу формирователя 21 импульсов, соединенного с первым входом элемента И 18 и входом элемента НЕ 16, выход которого соединен с S- входом триггера 4 и входом элемента И 17. Другой вход элемента И 17 объединен со счетным входом распределителя 2 импульсов, счетчика 12 и выходом генератора 1 импульсов. Выходы элементов И-НЕ 8,9 соединены с S-входами соответственно триггеров 5 и 6. Прямой выход триггера 6 соединен со счетным входом счетчика 14, а инверсный - с первым входом элеменfe

ON 4 Х|

N СЯ ГО

та И-НЕ 10, второй вход которого через элемент НЕ 15 подключен к выходу переноса счетчика 14. Выход переноса счетчика 12 соединен со вторым входом элемента И 18, выход которого подключен к первому входу элемента И-НЕ 11, второй вход которого объединен с выходом элемента И-НЕ 10 и S-входом триггера 7. Выход элемента И-НЕ 11 подключен к R-входу триггера 7, прямой выход которого соединен с R-входами триггеров 4,5,6 и входом остановки генератора 1 импульсов, а инверсный - с входами обнуления распределителя 2 импульсов и счетчика 12. Выходы распределителя 2 ИМПУЛЬСОВ последовательно соединены с одноименными входами линейки 3 светодиодное, ориентированной перпендикулярно движению волокнистого материала 22 При этом линейка 3 светодиодов и фотоприемник 19 расположены по разные стороны плоскости перемещения материала, а перед фотоприемником 19 расположен объектив 23, фотоприемник 19 расположен в заднем фокусе объектива 23.

Фиксация начала измерений обеспечивается в устройстве введением кнопки 24 установки нуля, при нажатии которой происходит соединение инверсного выхода триггера 7 с входами обнуления счетчиков 13 и 14. Переключатель 25 переводит устройство из режима измерения среднего диаметра в измерение мгновенного значения его после нажатия кнопки 24.

Устройство измерения рчгновенного диаметра волокнистых материалов работает следующим образом.

Включенное устройство при помощм кнопки 24 приводится в исходное состояние, при котором счетчики 12,13,14 и распределитель 2 импульсов обнуляются. Распределитель 2 адресует импульсы генератора 1 на входы линейки 3 светодиодов,, начиная с первого номера. При этом происходит поочередное излучение светодиодов. Эти световые импульсы объективом 23 фокусируются на фотоприемнике 19, сигналы с которого усиливаются усилителем 20 и нормализуются формирователем 21. Таким образом, стандартизованный сигнал поступает на инвертирующий элемент НЕ 16 и далее на один вход элемента И 17. на другой вход которого поступает импульс от генератора 1, стимулировавший излучение. При совпадении импульсов на входе элемента И 17 формируется сигнал логического О, который не увеличивает содержимое счетчика 13 на единицу. Иначе обстоит, когда волокнистый материал 22 перекрывает часть светодиодов. В результате этого на выходе элемента НЕ 16 не появляется импульс отрицательной полярности в такт с генераторным, что приводит к появлению на выходе элемента И 17 сигнала логической 1 на каждый импульс генератора 1, пока просчиTs- ваются светодиоды линейки 3, перекрытые волокнистым материалом 22. Эти импульсы, несущие информацию о мгновенном диаметре волокнистого продукта, регистрируются счетчиком 13.

0 Одновременно первый же отрицательный импульсе выхода элемента НЕ 16 переводит триггер 4 в единичное состояние, когда на его прямом выходе устанавливается высокий уровень напряжения. С появле

5 нием первого импульса на выходе элемента И 17 на выходе элемента И-НЕ 8 образуется импульс отрицательной полчрнгст, который переводит триггер 5 также в единичное состояние.

0 После измерения мгновенного диаме - ра первый же импульс с формирователя 21 вызывает на выходе элемента И-НЕ 9 отрицательный импульс, который переводит триггер Ь в единичное состояние. В ре5 зультате этого элемент И-НЕ 10 по входу с триггера 6 получает низкий потенциал (0- состояние) и на своем выходе устанавливает высокий потенциал (единичное состояние). Сотый импульс генератора 1 вызыва0 ет появление импульса на выходе переноса счетчика 12 и на выходе формирователя 21 одновременно. Это приводит к тому, что на выходе элемента И 18 образуется импульс положительной полярности, а на выходе

5 элемента И-НЕ 11 - импульс отрицательной полярности. Последний устанавливает триггер 7 в исходное состояние, когда на его прямом выходе имеет место низкий потенциал. При этом происходят выключение ге0 нератора 1 и возвращение в исходное состояние триггеров 4, 5, 6. В результате этого на выходе триггера 6 формируется импульс, который увеличивает на единицу содержание счетчика 14. При переходе триггера 7 в

5 исходное состояние перепад напряжения на его инверсном выходе осуществляет обнуление счетчика 12 и распределителя 2 импульсов. Переход триггера 6 в исходное состояние приводит к восстановлению вы0 сокого потенциала на соответствующем входе элемента И-НЕ 10, что формирует на его выходе отрицательный перепад напряжения и, как следствие, триггер 7 переводится вновь в единичное состояние. При

5 этом происходит запуск генератора 1 и начинается очередной цикл измерений. Такая цикличность работы продолжается до тех пор, пока не заполнится счетчик 14. Тогда на выходе переноса счетчика 14 образуется высокий потенциал, а на выходе элемента

НЕ 15 - низкий. В результате этого на выходе элемента И-НЕ 10 зафиксируется высокий (единичный) потенциал. Триггер 7 остается в исходном состоянии, блокируя работу генератора 1, и процесс измерения прекращается. По информации, снятой с цифровых индикаторов, связанных со счетчиками 13 и 14, вычисляется средний диаметр нити (пряжи). При необходимости дальнейших усредняющих измерений уст- ройство переводится в рабочее состояние нажатием на кнопку 24.

Устройство производит измерение мгновенного диаметра при установке переключателя 25 в состояние разрыв цепи, когда переход триггера 7 в исходное состояние не приводит к переводу в исходное состояние триггеров 4,5,6. В этом случае цифровая индикация от счетчика 13 несет информацию о мгновенном значении диа- метра нити(). Выполнение следующего измерения мгновенного диаметра осуществляется после нажатия кнопки 24.

Формулаизобретения

1. Устройство для измерения мгновенного диаметра волокнистых материалов, содержащее осветитель и фотоприемник, расположенные по разные стороны плоскости перемещения материала, и блок скани- рования, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, информативности и надежности за счет снижения погрешностей от флуктуации путем получения информационного сигнала в импульсно- цифровом представлении и получения среднего значения диаметра и исключения механических передач, в него введены три группы десятичных счетчиков, четыре RS-тригге- ра, четыре элемента И-НЕ, элемент НЕ, два элемента И, последовательно соединенные усилитель, формирователь импульсов и второй элемент НЕ, при этом осветитель выполнен в виде линейки светодиодов, установленной перпендикулярно направлению движения волокнистого материала, блок сканирования выполнен в виде генератора

и распределителя импульсов, выходы которого последовательно соединены с одноименными входами линейки светодиодов, причем выход фотоприемника связан с усилителем, выход генератора импульсов подключен к счетным входам десятичного счетчика первой группы и распределителя импульсов и к входу первого элемента И, второй вход которого объединен с выходом второго элемента НЕ и с S-входом первого RS-триггера, выходом соединенного с первыми входами первого и второго элементов И-НЕ, вторые входы которых соответственно соединены с выходом первого элемента И, объединенного со счетным входом десятичного счетчика второй группы, и с выходом второго RS-триггера, S-вход которого соединен с выходом первого элемента И- НЕ, третий вход второго элемента И-НЕ объединен с выходом формирователя импульсов и первым входом второго элемента И, а выход подключен к S-входу третьего RS-триггера, прямой и инверсный выходы которого содинены соответственно со счетным входом десятичного счетчика третьей группы и первым входом третьего элемента И-НЕ, выходы переноса счетчиков первой и третьей групп подключены соответственно ко вторым входам второго элемента И и через первый элемент НЕ третьего элемента И-НЕ, при этом выход второго элемента И соединен с первым входом четвертого элемента И-НЕ, а выход третьего элемента И- НЕ соединен с S-входом четвертого RS- триггера и вторым входом четвертого элемента И-НЕ, выходом соединенным с R-вхо- дом четвертого RS-триггера, взаимоинверсные выходы которого соответственно подключены к входу остановки генератора импульсов, R-входам первого, второго, третьего RS-триггеров и к входам обнуления десятичных счетчиков первой группы и распре делителя импульсов.

2. Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что оно снабжено объективом, размещенным перед фотоприемником, располагаемым в его заднем фокусе.

z : П

tfffl

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности, информативности и надежности за счет снижения погрешности от флуктуации путем получения информации в импульсно-цифровой форме, получения среднего диаметра и исключения механических передач. Устройство имеет линейку светодиодов и распределитель импульсов, который управляет линейкой при подаче сигналов от генератора, что позволяет при помощи логической схемы обработки сигналов получать необходимые параметры в цифровом виде. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1

12

L W

„ i Jtfl li.J

.