Устройство для определения плотности трикотажного полотна Советский патент 1992 года по МПК D04B35/20 D03J1/20 

четным входом первого счетчика 1, а второй и третий входы - с выходами соответственно первого и второго фотоприемников 7 и 9, Вторые входы третьего и четвертого элементов И 12 и 13 соединены соответственно с

выходами первого и второго фотоприемников 7 и 9, а выходы подключены к входам элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 30, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика 29. 4 ил.

Изобретение относится к легкой промышленности и может быть использовано для контроля степени параллельности параллельных структур и для определения их количества. Цель изобретения - повышение точности устройства. В устройство введены четыре элемента И 10-13, второй счетчик 29, элементы развязки 27 и 28, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 30. два дешифратора 14 и 15. три индикатора 16-18, объектив 19 и матовое стекло 20. расположенное на оптической оси между цилиндрической линзой 6 и фотоприемниками 7-9, на входах которых расположены диафрагмы 3, 21 и 22, при этом фотоприемники 7-9 размещены на коромысле 23, центр которого закреплен с возможностью вращения на валу двигателя 24, и первый и второй датчики 25 и 26 положения коромысла 23. выходы которых соответственно через первый и второй элементы развязки 27 и 28 подключены к Р-входу триггера 2. Выход первого датчика 25 положения коромысла 23 соединен с установочными входами первого и второго счетчиков 1 и 29, выходы которых связаны с входами соответственно первого и второго дешифраторов 14 и 15. выходы которых соединены с входами соответственно первого и второго индикаторов 16 и 17. Выходы фотоприемников 7-9 подключены к входам первого элемента И 10, выход которого соединен с входом третьего индикатора 18 и S-входом триггера 2. выход которого соединен с первыми входами второго, третьего и четвертого элементов И 11-13. Выход второго элемента И 11 соединен с XI N Ю OJ VI GJ с

Изобретение относится к области легкой промышленности и может быть использовано для контроля степени параллельности структур, имеющих параллельное расположение, для определения их количества, например петельных рядов или петельных столбиков, т.е. для определения плотности трикотажного полотна, как при лабораторном контроле, так и в условиях производства, при контроле как трикотажных полотен так и других тканеподобных материалов, имеющих поверхностную структуру, характеризующуюся параллельностью составляющих структур.

Известно устройство для измерения плотности тканей по утку, содержащее датчик прокидки уточин, элемент И, триггер управления, три формирователя, датчик длины ткани, выполненный в виде аналогового отметчика углового перемещения мерительного ролика, установленного на поверхности ткани, триггер начала измерения, пороговый элемент, счетчик импульсов, селектор, два блока выборки-хранения сумматор, аналогово-цифровой преобразователь, вычислительный блок.

Недостатками известного устройства являются его громоздкость и стационарность из-за наличия датчиков прокидки уто- чин и длины ткани, низкая точность измерения, а также невозможность применения известного устройства для измерения плотности трикотажных полотен из-за сложности структуры полотна, а также необходимость продолжительной юстировки перед каждым измерением.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, например для контроля плотности и перекоса уточных нитей, содер-- жащее четыре фотоприемника, четыре фотоусилителя, два триггера, корпус, цилиндрическую линзу, осветитель, диафрагму, счетчик и защитное стекло.

Недостатками известного устройства являются его стационарность, невозможность применения его на различных технологических участках и этапах изготовления полотна, а также необходимость продолжительной юстировки перед измерениями, невысокая точность измерения, а также невозможность применение устройства для измерения плотности трикотажных полотен вследствие сложности и объемности переплетений последнего.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство для определения плотноститрикотажного полотна, содержащее счетчик, триггер, диафрагму и последовательно расположенные на одной оптической оси осветитель, защитное стекло, цилиндрическую линзу и фотоприемники, установленные на

прямой, параллельной плоскости перемещения ткани, содержит четыре элемента И, второй счетчик, элементы развязки, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два дешифратора, три индикатора, объектив и матовое

стекло, расположенные на оптической оси между цилиндрической линзой и фотоприемниками, на входах которых расположены диафрагмы, при этом фотоприемники размещены на коромысле, центр которого закреплен с возможностью вращения на валу двигателя, первый и второй датчики положения коромысла, выходы которых соответственно через первый и второй элементы развязки подключены к R-входу триггера,

выход первого датчика положения коромысла соединен с установочными входами первого и второго счетчиков, выходы которых соединены с входами соответственно первого и второго дешифраторов, выходы которых соединены с входами соответственно первого и второго индикаторов, выходы фотоприемников соединены с входами первого элемента И, выход которого соединен с входом третьего индикатора и S-входом триггера, выход которого соединен с первыми входами второго, третьего и четвертого элементов И, выход второго элемента И соединен с счетным входом первого счетчика, а второй и третий входы соединены с выходами соответственно первого и второго фотоприемников, вторые входы третьего и четвертого элементов И соединены соответственно с выходами первого и второго фотоприемников, а выходы подключены к входам элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с счетным входом второгб счетчика.

Предложенный состав блоков и связей позволяет путем оптических преобразований сначала представлять контролируемую структуру в трансформированном, увеличенном виде, после чего осуществляется диаметрально противоположное двухстороннее считывание структур трансформированного изображения, и определять количество параллельных структур и структур, которые непараллельны, Степень Параллельности определяется как отношение количества непараллельных структур к количеству параллельных структур. Это ведет к повышению точности измерения и возможности контроля степени параллельности измеряемых структур.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид, на фиг 2 - контролиру- емые структуры на плоскости матового стекла; на фиг. 3 - три варианта расположения устройства над плоскостью контролируемых структур: а и б - правильное исходное положение устройства над плоскостью; а - фотоприемники располагаются над одной из контролируемых структур, б - фотоприемники располагаются в промежутке между двумя структурами; в - (неправильное исходное положение)- фотоприемники распо- латаются на границе структуры на фиг. 4 - структуры параллельные (а) и непараллельные (б).

Устройство для контроля степени параллельности параллельных структур и оп- ределения их, количества, в частности для измерения плотности трикотажных полотен, содержит (фиг 1} счетчик 1, триггер 2, диафрагму 3, осветитель 4, защитное стекло 5, цилиндрическую линзу 6, фотоприемники 7-9, четыре элемента И 10-13. два дешифратора 14 и 15, три индикатора 16-18, объектив 19, матовое стекло 20, диафрагмы 21 и 22, коромысло 23, двигатель 24, первый и второй датчики 25 и 26 положения коромыс- ла, первый и второй элементы 27 и 28 развязки, второй счетчик 29, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 30.

Конструктивнр устройство выполнено в корпусе, в который встроено защитное стек- ло 5, над которым располагается цилиндрическая линза 6. которая предназначена для создания трансформированного изображения контролируемых структур в виде чередующихся светлых и темных узких полосок. Над цилиндрической линзой 6 располагается объектив 19, предназначенный для увеличения размеров полос. При помощи объектива 19 обеспечивается создание полосы требуемой ширины и контрастности на

плоскости матового стекла 20, которое располагается над объективом 19. Матовое стекло 20 предназначено для осуществления при необходимости визуальной настройки оптической части устройства и используется как плоскость проекций увеличенных трансформированных изображений контролируемых единиц структуры,

Над матовым стеклом располагается диафрагма 3, 21 и 22, над которыми располагаются светочувствительные зоны соответствующих фотоприемников 7-9. Фотоприемники 7-9 жестко скреплены с соответствующими диафрагмами 3, 21 и 22 и крепятся на коромысле 23. Диафрагмы 3, 21 и 22, предназначенные для ограничения ап- пертуры соответствующих фотоприемников 7-9.

Фотоприемники 7-9 содержат фотоэлементы (фотодатчики) и соответствующие фотоусилители и предназначены для преобразования поступающего на ихсвето- чувствительные зоны преобразованного потока излучения в электрические сигналы и усиления последних до требуемого уровня.

Коромысло 23 имеет ось вращения в средней точке, которая является центром коромысла 23 причем закреплена с возможностью вращения на валу двигателя 24. Ко- ромысло 23 предназначено для обеспечения возможности синхронного поворота информационных фотоприемников 7-9 на угол, равный 180° Двигатель 24 предназначен для обеспечения поворота коромысла 23 на угол, равный 180°. Такой угол, равный 180°, выбирается исходя из уело- вия получения минимально необходимого угла поворота коромысла 23 относительно исходного его положения, при котором обеспечивается повторное прохождение диаметрально противоположно расположенными информационными фотоприемниками 7 и 9 контролируемых структур исследуемого полотна, лежащих в пределах зон, через которые проходит соответствующий фотоприемник, но отстоящие на удалении, характеризуемом параметрами траектории движения фотоприемников 7 и 9, Повторное сканирование фотоприемниками 7 и 9 контролируемых зон полотна необходимо для , увеличения точности измерения, поскольку каждая контролируемая параллельная структура будет продмотрена одним и тем. же фотоприемником дважды - за один цикл измерения. При этом конечный результат будет соответствовать реально существующему количеству контролируемых структур независимо от степени их параллельности.

Информационные фотоприемники 7 и 9, расположенные на диаметрально противоположных концах коромысла 23, предназнадиаметрально противоположного последовательного считывания контролируемых структур. Благодаря такому расположению информационных фотоприемников 7 и 9 повышается точность измерения, поскольку каждая структура контролируется дважды одним и тем же фотоприемником 7 или 9 в течение одного цикла измерения, так как при такой траектории движения каждого фо- топрйемника, описывающего полукруг, появляется возможность проконтролировать параллельность каждой структуры в двух точках, лежащих на расстоянии друг от друга.

Управляющий фотоприемник 8, расположенный в центре коромысла 23, предназначен для обеспечения установки устройства в исходное положение. Благодаря такому его расположению повышается точность измерения, поскольку появляется возможность точной установки устройства в исходное положение для начала измерения.

Объектив 19 и матовое стекло 20 расположены на оптической оси между цилиндрической линзой 6 и фотоприемниками 7-9. На входах фотоприемников 7-9 расположены диафрагмы 3, 21 и 22.

Датчик 25 исходного положения коромысла 23 и датчик 26 окончания измерения расположены диаметрально противоположно друг относительно друга на прямой, проходящей через центры фотоприемников 7-9, и закреплены неподвижно относительно корпуса устройства. Датчики могут быть индукционного, фотоэлектрического и т.п. типов. Датчики 25 и 26 представляют собой конструктивно законченные устройства и функционально не зависят от работы фотоприемников 7 и 9 (информационных). В частности, датчики 25 и 26 могут состоять каждый из геркона. жестко закрепленного относительно корпуса, и постоянного магнита, находящегося на коромысле 23.

Выход датчика 25 исходного положения через первый элемент 27 развязки подключен к R-входу триггера 2. Выход датчика 26 окончания измерения через второй элемент 28 развязки, подключен к R-входу триггера 2. Кроме того, выход первого датчика 25 положения (датчика исходного положения) коромысла 23 соединен с установочными входами первого 1 и второго 29 счетчиков, выходы которых соединены с входами соответственно первого 14 и второго 15 дешифраторов. Выходы дешифраторов 14 и 15 соединены с входами соответственно первого 16 и второго индикаторов 17.

Выходы фотоприемников 7-9 соединены с входами первого элемента И 10, выход

которого соединен с входом третьего 18 индикатора и S-входом триггера 2. Выход триггера 2 соединен с первыми входами второго 11, третьего 12 и четвертого 13 элементов И.

Выход второго элемента И 11 соединен с счетным входом первого счетчика 1, а второй и третий входы соединены с выходами соответственно первого 7 и второго 9 фотоприемников, вторые входы третьего 12 и

четвертого 13 элементов И соединены соответственно с выходами первого 7 и второго 9 фотоприемников, а выходы подключены к входам элемента ИСК ПЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 30, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 30

соединен с счетным входом второго счетчика 29, представляющего собой многоразрядный счетчик.

Элементы 27 и 28 развязки предназначены для развязки цепей обнуления.

Указанное соединение элементов И 10- 13 позволяет повысить точность измерения, поскольку они позволяют осуществить ка- нально-временную селекцию получаемой информации. Триггер 2 включен в состав

устройства для повышения точности измерения и предназначен для управления второй 11, третьей 12 и четвертой 13 схемами И. Третий индикатор 18 предназначен для визуальной индикации правильности установки устройства на плоскость контролируемых структур, что также обеспечивает повышение точности устройства.

Элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 30 предназначен для повышения точности измерения путем осуществления входной временной селекции поступающих сигналов, что дает возможность производить дальнейший подсчет количества непараллельных измеряемых структур.

Счетчик 29 предназначен для подсчета количества всех непараллельных структур, цифровое значение которого затем высвечивается на цифровом индикаторе 17.

Устройство работает следующим образом.

Устройство прикладывается к плоскости контролируемых структур таким образом, чтобы направление расположения цилиндрической линзы 6 совпало с направлением расположения контролируемой структуры (фиг. 3): правильное расположение - а и б, неправильное расположение - в. Правильная установка линзы б относительно контролируемых

структур достигается в случае совпадения направления расположения цилкндрической линзы 6 с направлением расположения контролируемой структуры. При правильном ориентировании устройства должен загореться индикатор 18.

На матовом стекле 20 появляется изображение контролиремой структуры, представляющее собой последовательность светлых и темных полос вследствие трансформирующего действия цилиндрической линзы 6. При этом в случае правильной настройки и установки устройства относительно контролируемых структур, т.е. совпадения направления расположения цилиндрической линзы б с направлением расположения контролируемой структуры, последовательность светлых и темных полос будет ориентирована параллельно оси линзы б.

Отраженный от контролируемой структуры поток излучения через цилиндрическую линзу 6 и объектив 19 попадает на матовое стекло 20, где благодаря трансформирующему действию линзы 6 и увеличению объектива 19 проецируется последовательность светлых и темных полос (требуемая ширина и . контрастность последних выставляется при необходимости с помощью,объектива 19. Считывание полос осуществляется при помощи фотоприемника 7-9. С выходов фотоприемников 7-9 электрические сигналы поступают на соответствующие входы схем И 10-13. При неправильном расположении устройства на выходе элемента И 10 разрешающий сигнал отсутствует, индикатор 18несветится, на единичном входе триггера 2 присутствует сигнал Лог. О. Поэтому на первом входе второго элемента И 11. на первом входе третьего элемента И 12 и на первом входе четвертого элемента И 13 отсутствует разрешающий сигнал, счет запрещен.

При правильном расположении устройства с выходов фотоприемника 7-9 электрические сигналы поступают ча соответствующие входы первого элемента И 10. При этом на его выходе появляется разрешающий сигнал , загорается индикатор 18, триггер 2 опрокидывается и на его единичном выходе появляется сигнал Лог. 1, которая поступает на первый вх од элемента И 11, не первый вход элемента И 12 и на первый вход элемента И 13. Включается механизм поворота (двигатель 24) коромысла 23 на 180°, коромысло 23 начинает поворачиваться. При этом фотоприемники 7 и 9 жестко закреплены с коромыслом и на его концах осуществляют последовательное диаметрально противоположное двухстороннее считывание структур. Механизм поворота (двигатель 24) коромысла 23 включается при условии правильного расположе- ния устройства. При этом с выходов фотоприемников 7-9 электрические сигна-- лы поступают на соответствующие входы элемента И 10. При этом на его выходе появляется разрешающий сигнал, загорается

индикатор 18, триггер 2 опрокидывается и на его единичном выходе появляется сигнал Лог. 1, которая поступает на первые входы элементов И 11 и 12. Это является условием разрешения работы счетчиков 1 и 29 и включения механизма поворота (двигателя 24) на 180°.

При условии наличия параллельных контролируемых структур на втором и третьем входах второго элемента И 11 будут одновременно присутствовать поступившие на них с выходов соответствующих фотопрйемников 7-9 импульсы, поскольку траектория движения расположенных на коромысле 23 фотоприемников 7 и 9 обеспечивает возможность синхронного перемещения последних относительно плоскости контролируемых структур. На выходе элемента И 11 будут появляться импульсы, которые затем поступают на вход первого счетчика 1 импульсов При этом при повороте коромысла 23 на первые 90° будет сосчитана одна половина контролируемых структур перемещающимся над ней соответствующим фотоприемником. При повороте коромысла 23 на вторые 90° будет сосчитана другая половина структур теми же фотоприемниками. Таким образом, при повороте на 180° появляется возможность произвести повторное сканирование фотоприемниками 7 и 9 соответствующих контролируемых структур зон полотна. При этом каждая контролируемая параллельная структура будет просмот рена одним и тем же фотоприемником двя раза в течение одного цикла измерения.

С выхода счетчика 1 импульсы поступают через дешифратор 13 на индикатор 16, где и будет высвечиваться в цифровом виде значение количества реально существующих на плоскости контролируемых структур.

При условии наличия непараллельных структур на вторых входах элементов I/I 12 и 13 будут поочередно появляться импульсы, поступающие с выходов фотоприемников 7-9 в моменты похождения фотоприемников 8 и 9 над трансформированным изображением контролируемых структур, С выхода третьего элемента И 12 импульсы поступают на первый вход схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 30, а с выхода четвертого элемента И 13 импульсы поступают на второй вход схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 30. Логика работа схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 30 такова, что на ее выходе будут появляться сигналы только в те моменты времени, когда на ее входах имеет место комбинация логических сигналов нуль и единица.

С выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 30 импульсы поступают на вход второго счетчика 29, на выходе которого через

дешифратор 15 они поступают на индикатор 17, на котором будет высвечиваться в цифровом виде значение количества измеренных непараллельных структур.

Таким образом, предложенный состав блоков и связей позволяет увеличить точность измерения и осуществляет возможность контроля степени параллельности измеряемых структур за счет предварительного трансформирования изображения контролируемых структур, а затем осущеставления последовательного диаметрально противоположного считывания структур трансформированного изображения. Сняв показания счетчиков о количестве параллельных и непараллельных структур, определяют степень параллельности структур как отношение количества непараллельных структур (Знп к количеству параллельных структур Qn по формуле

С -100%.

Un

Общее количество контролируемых структур определяется как сумма количества непараллельных структур QHn и количества параллельных структур Qn, т.е. Q е Онп + Qn

При измерениях, проводимых прототипом, точность измерения около +2 ед. структур.

Предлагаемое устройство позволяет достигнуть точности измерения около +0,5 ед. структур.

Формула изобретения

Устройство для определения плотности трикотажного полотна, содержащее счетчик, триггер, диафрагму и последовательно расположенные на одной оптической оси осветитель, защитное стекло, цилиндрическую линзу и фото прием ники, установленные на прямой, параллельной плоскости перемещения ткани, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены четыре элемента-И, второй счетчик, элементы развязки, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два дешифратора, три индикатора, установленные на валу двигателя с возможностью вращения коромысла, объектив и матовое стекло, расположенные на оптической оси между цилиндрической линзой и .фотоприемниками, на входах которых расположены диафрагмы, при этом фотоприемники размещены на коромысле, первый и второй датчики положения коромысла, выходы которых соответственно через первый и второй элементы развязки подключены к R-входу триггера, выход первого датчика положения коромысла соединен с установочными входами первого и второго счетчиков, выходы которых соединены с входами COQT- ветственно первого и второго дешифраторов, выходы которых соединены с входами соответственно первого и второго индикаторов, выходы фотоприемников соединены с входами первого элемента И, выход которого соединен с входом третьего индикатора и S-входом триггера, выход которого соединен с первыми входами второго, третьего и четвертого элементов И, выход второго элемента И соединен со счетным входом первого счетчика, а втогюй и третий входы соединены с выходами соответственно первого и второго фотоприемников, вторые входы третьего и четвертого элементов И соединены соответственно с -выходами первого и второго фотоприемников, а выходы подключены к входам элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика.

(о)

0иг

(б) ФигЗ

(6)