Устройство для контроля качества листовых и рулонных материалов Советский патент 1991 года по МПК D06H3/08 

со

с

Изобретение относится к технике автоматического контроля качества листовых и рулонных материалов, преимущественно бумажного полотна, ткани и пленок, и предназначено для применения в целлюлозно- бумажной, текстильной и химической отраслей промышленности. Цель изобретения - повышение точности контроля. Характерной особенностью устройства является использование последовательно соединенных сумматора, фильтра низких частот, умножителя, блока выделения постоянной составляющей сигнала и параллельно включенных цепей, каждая из которых состоит из интегратора и блока выборки и хранения информации для повышения помехоустойчивости, в частности для снижения влияния оптической проницаемости среды, окружающей контролируемый материал. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технике автоматического контроля качества листовых и рулонных материалов, преимущественно бумажного полотна, ткани и пленок, и предназначено для применения в целлюлозно- бумажной, текстильной, химической промышленности и других отраслях народного хозяйства.

Цель изобретения - повышение точности контроля.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит расположенные на одной оптической оси источник исключения (не показан), фотопреобразователь 1 и размещенный между ними контролируемый материал (не показан), усилитель 2, умножитель 3, блок 4 выделения постоянной составляющей сигнала, интеграторы 5-7. блоки выборки и хранения 8-10 информации, переключатель 11, повторитель напряжения 12, источник опорного напряжения 13, резисторы 14-16, усилитель 17, резисторы 18 и 19, усилитель 20, резистор 21, диод 22. ре-. зисторы 23-25, конденсатор 26, повторитель напряжения 27, синхронизатор 28, компаратор 29 и индикатор 30.

Резисторы 14-16 и усилитель образуют двухвходовой сумматор. Резисторы 18 и 19 и усилитель 20 образуют усилитель-инвертор. Резистор 25 и конденсатор 26 образуют фильтр нижних частот. Синхронизатор 28 содержит формирователи синхроимпульсов, обеспечивающих стробирование блока 4 выделения постоянной составляющей сигнала, интеграторов 5-7 и блоков выборки и хранения 8-10 информации.

Фотопреобразователь 1 соединен со входом усилителя 2, выход которого связан с входом умножителя 3. Выход умножителя

о

-N

3 соединен с информационным входом блока Л выделения постоянной составляющей сигнала, выход которого соединен с информационными входами 1 интеграторов 5-7, Выходы интеграторов 5-7 соединены с информационными входами блоков выборки и хранения 8-10 информации, выходы которых соединены с входами переключателя 11. Выход переключателя 11 соединен через усилитель 12с входом сумматора, а выход сумматора (выход усилителя 17) соединен со входом усилителя-инвертора, Выход усилителя-инвертора (выход усилителя 20) через резистор 21 связан с входом фильтра нижних частот. Ко входу фильтра нижних частот одним своим пыводом под ключей диод 22, Его второй вывод подключен к делителю напряжения на резисторах 23 и 24. Резистор 23 делителя подключен к источнику питания 4-Е, К выходу фильтра нижних частот (точке соединения резистора 25 и конденсатора 26) своим входом подключен повторитель напряжения 27, выход которого соединен с входом умножителя 3 и с. входом компаратора 29, споим выходом подключенного к индикатору 30. Управляющие аходы блока 4 выделения постоянной

составляющей сигнала, интеграторов Ьм блоков выборки и хранения 8-10 информации, подключенных к соответствующим выходам синхронизатора 28. Источник опорного напряжения 13 соединен с входом сумматора.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы излучения поступают на фо- топреобразоватепь 1 и преобразовываются им в электрический сигнал, Этот сигнал усиливается усилителем 2 и поступает на вход умножителя 3. Напряжение на установочном входе умножителя 3 в течение времени действия импульса неизменно, поэтому коэффициент передачи его во времени действия импульса постоянен, С выхода умножителя 3 сигнал поступает на вход блока А выделения постоянной составляющей сигнала, который осуществляет фиксацию уровня постоянной составляющей сигнала. Далее сигнал поступает на входы интеграторов 5-7 и с их выходов - на входы блоков выборки и хранения 8-10 информации, где фиксируются амплитудные значения импульсов сигнала, Стробирование блоков 4-7 и блоков выборки и хранения 8-10 информации осуществляется по их установочным входам импульсами синхронизатора 28

Таким образом, на выходах блоков выборки и хранения 8-10 информации действуют напряжения постоянного тока (с небольшой остаточной переменной состав

ляющей), пропорциональные амплитудам импульсов соответствующей импульсной последовательности общего импульсного сигнала фотопреобразователя 1. Сигнал с 5 выхода одного из этих блоков выборки и хранения информации через переключатель 11 и повторитель 12 (этот сигнал считается опорным) поступает на вход сумматора (на резистор 14). На резистор 15 поступает на- 10 пряжение от источника опорного напряжения 13. Величин ы сопротивлений резисторов 14 и 15 подобраны так, что в установившемся состоянии на входе усилителя 17 напряжения на обоих входах сумма- 15 тора почти скомпенсированы. Напряжения некомпенсации усиливается усилителем 1,7. Благодаря наличию резистора обратной связи 15 выходной сигнал усилителя 17 определяется алгебраической суммой выход- 20 ных напряжений повторителя 12 и источника опорного напряжения 13. Далее этот сигнал дополнительно усиливается и инвертируется усилителем-инвертором и через резистор 21 поступает на фильтр 25 нижних частот. Фильтр нижних частот сглаживает остаточную переменную составляющую выходного сигнала блоков выборки и хранения информации, подавляет шумы усилителей 17. 20 и обеспечивает устойчи- 30 вость системы стабилизации выходного напряжения блоков выборки и хранения информации. Напряжение постоянного тока с выхода фильтра нижних частот (точки соединения резистора 25 и конденсатора 35 26) через повторитель 12 подается на вход умножителя 3 и устанавливает величину его коэффициента передачи.

Если по какой-либо причине, например, вследствие нестабильности напряжения пи- 40 тания источника излучения, величина выходного сигнала фотопреобразователя 1, а следовательно, и выходного сигнала блока аыборки и хранения информации опорного канала уменьшится, то сигнал на входе сум- 45 матора на элементах 14-17 также уменьшится и нарушится имевший ранее место баланс напряжений на входе усилителя 17. Напряжение разбаланса усиливается им, инвертируется усилителем-инвертором и 50 через фильтр нижних частот и повторитель 27 поступает на вход умножителя 3, увеличивая крутизну его передаточной характеристики.Это приведет к поступлению на вход блока 4 выделения постоянной состзвляю- 55 щей сигнала и в конечном итоге на вход сумматора сигнала большего уровня и к восстановлению нарушенного равновесия, что возвращает уровень сигнала на выходе блока выборки и хранения информации опорного канала к его первоначальной величине.

Аналогично стабилизируется величина выходного сигнала блока выборки и хранения информации опорного канала и при увеличении вследствие какой-либо причины выходного сигнала фотопреобразователя 1, Поскольку через фотопреобразователь 1, усилитель 2 и умножитель 3 проходят импульсы и двух остальных последовательностей одновременно с импульсами опорной последовательности, то и выходные сигналы блоков выборки и хранения информации и остальных (кроме опорного) каналов также оказываются стабилизированными.

При включении схемы (при подаче напряжений питания) имеет место следующее. В начальный момент конденсатор 26 не заряжен и напряжение на нем равно нулю. Следовательно, равно нулю и выходное напряжение повторителя 27, т.е. напряжение на входе умножителя 3. Это означает, что коэффициент передачи от выхода фотопреобразователя 1 до входа блока 4 выделения постоянной составляющей сигнала также равен нулю и поэтому выходной сигнал всех блоков выборки и хранения информации также нулевой. Это вызывает на выходе усилителя 17 и соответственно усилителя 20 сигнал разбаланса максимальной величины (практически равный напряжению питания на выходе усилителя 20), что вызывает отпирание диода 22 и ограничение напряжения на входе фильтра нижних частот (за счет падения напряжения на резисторе 21 от тока диода 22) до уровня иупр.макс. (максимально допустимая величина управляющего напряжения на входе умножителя 3). Этот уровень(с учетом падения напряжения на диоде 22) устанавливается выбором отношения величин резисторов 23 и 24. Поступающее на вход фильтра нижних частот (на резистор 25) напряжение иупр.макс. начинает заряжать конденсатор 26, и напряжение на нем растет. Это увеличивающееся напряжение поступает на вход умножителя 3 и увеличивает коэффициент его передачи, в результате чего на вход блока 4 выделения постоянной составляющей сигнала начинают поступать возрастающие по амплитуде импульсы сигнала и на выходах блоков выборки и хранения информации 8-10 появляются и начинают возрастать их выходные напряжения. Это продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто равновесное состояние, при котором уровень сигнала на выходах блоков

выборки и хранения информации 8-10 будет застабилизирован.

Если же по какой-либо причине импульсы на выходе фотопреобразователя 1 отсут- 5 ствуют (например, вышел из строя источник излучения или зазор в датчике устройства забился при обрыве контролируемого материала), то баланс в схеме не наступит и на входе умножителя 3 через некоторое время

0 установится напряжение иупр.мэкс. Это вызовет срабатывание компаратора 29 и включение индикатора 30, что свидетельствует о необходимости проверки функционирования устройства.

5 Формула изобретения

0 последовательно соединенных интегратора и блока выборки и хранения информации, причем входы всех интеграторов объединены между собой и связаны с выходом блока выделения постоянной составляющей, а их

5 установочные входы и установочные входы блоков выборки и хранения информации и выделения постоянной составляющей сигнала связаны с соответствующими выходами синхронизатора, при этом выходы бло0 ков выборки и хранения информации соединены с соответствующими входами переключателя, а второй вход сумматора связан с источником опорного напряжения.

соединенные резистор, диод и делитель напряжения, причем свободный вывод резистора соединен с выходом инвертора, а его другой вывод дополнительно связан с вхо- 0 дом фильтра нижних частот.

5 выходом фильтра нижних частот.

,2 /3А

24

5 Л

7

X