Способ определения скорости движения нити Советский патент 1992 года по МПК D01H13/32 

Изобретение относится к текстильному производству и может быть использовано на тех видах оборудования, где имеется перемещение нити и необходимо контролировать скорость ее движения.

Известен способ измерения скорости движения нити, основанный на определении частоты вращения мерительного ролика, приводимого в движение самой нитью. Частота вращения мерительного ролика в данном способе преобразуется в импульсы электрического тока, среднее значение которого пропорционально скорости движения нити, измеряется стрелочным прибором или же импульсы подсчитываются электромеханическим счетчиком. Основным недостатком этого способа является наличие контакта ролика с нитью, что в свою очередь существенно изменяет значение параметров вязания (в первую очередь натяжения нитей) и может нарушить процесс вязания. Кроме того, наличие проскальзывания нити

при ее взаимодействии с мерительным роликом приводит к снижению точности результатов измерения реального значения линейной скорости движения нити.

Наиболее близким техническим решением является фазовый метод измерения скорости движения нити. При данном методе на движущуюся нить наносятся локальные неоднородности в виде электростатических меток, которые при дальнейшем движении нити считываются датчиками электростатических меток в контрольных позициях. Считывающими датчиками фактически фиксируются моменты времени П и Г2 прохождения электростатических меток соответственно в первой и второй контрольных позициях при строго заданном базовом расстоянии L между ними, а контролируемый параметр определяется из соотношения

v L/(TZ - ri).

(Л

С

ч|

VI S

О

СА)

Существенным недостатком известного способа является то, что для обеспечения необходимой точности измерения скорость движения нити должна быть не менее 600 мм/с. В связи с этим использовать известный метод для измерения низкой скорости движения нити не представляется возможным. Это прежде всего связано с кратковременным характером существования электростатических меток на нити (порядка десятых долей секунды). Поэтому при низких скоростях движения нити метки исчезают, не доходя до считывающей головки. Кроме того, в ходе реализации данного способа при низких скоростях движения нити наблюдается заметное уменьшение сигнала считывания в результате уменьшения скорости движения электрического поля нанесенных зарядов (меток) относительно счи- тывающей головки и уменьшение тем самым скорости изменения электрического поля нанесенных зарядов, рассматриваемых в отношении считывающей головки как результат нити. Это в свою очередь приводит к значительному увеличению погрешности измерения.

Цель предлагаемого способа - расширение диапазона измеряемых скоростей и повышение точности измерения путем использования в качестве локальных неодно- родностей естественного неравномерного распределения линейной плотности нити по ее длине.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе измерения скорости движения нити, заключающемся в фиксировании посредством считывающих головок моментов времени т и Тг прохождения локальных неоднородностей соответственно в первой и второй контрольных позициях при строго заданном базовом расстоянии L между ними и согласно которому контролируемый параметр определяется из соотношения

v - L/ (Т2 Ti),

во-пероых, используют в качестве локальных неоднородностей естественное неравномерное распределение линейной плотности нити по ее длине; во-вторых, измеряют величину линейной плотности нити на первой и второй контрольных позициях соответственно одной из двух идентичных считывающих головок; в-третьих, в качестве считывающих головок используют отдельные позиционные наборы пространственно разнесенных измерительных п - датчиков линейной плотности; в-четвертых, периодически одновременно фиксируют на первой контрольной позиции информацию о распределении линейной плотности в п-точках по результатам измерения первой считывающей головки и момент времени TI; в-пятых, непрерывно фиксируют на второй

контрольной позиции информацию о распределении линейной плотности в п-точках по результатам измерения второй считывающей головки; в-шестых, сопоставляют, начиная с момента времени т и до момента

времени Т2, результаты измерений на первой и второй контрольных позициях; в-седь- мых, фиксируют в момент полного совпадения результатов измерений на первой и второй контрольных позициях момент

времени Г2. Использование в качестве считывающей головки набора n-датчиков вызвано необходимостью сведения к минимуму возможности случайного совпадения информации о распределении линейной плотности по длине нити на разных ее участках. Количество измерительных датчиков в каждой из считывающих головок определяется характером распределения линейной плотности по длине контро.лируемой нити. Для каждого конкретного вида нитей число измерительных датчиков определяется в зависимости -от физико-механических свойств этих нитей. Базовое расстояние между считывающими головками выбирается в зависимости от требуемо го диапазона измерения скорости.

В качестве датчиков могут применяться фотоэлектрические, емкостные, ультразвуковые и другие бесконтактные измерительные преобразователи. Для рассматриваемого случая были использованы емкостные измерительные преобразователи.

Раскрытие технической сущности показывает, что по сравнению с прототипом

предлагаемое техническое решение отличается наличием новых признаков, что обеспечивает его новизну. А сравнение предлагаемого способа с известными выделило его в отдельный возможный вариант и

позволило оценить существенность отличительных признаков, поскольку в новой совокупности признаков в способе выявилось новое свойство: реализована возможность использования в качестве локальных неоднородностей естественного неравномерного распределения линейной плотности нити по ее длине.

На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Способ осуществляется следующим образом.

Контролируемые участки нити, воздействуя на совокупность датчиков линейной ..

плотности, составляющих считывающие головки, образуют определенный набор входных воздействий на каждую из считывающих головок, который можно представить для первой считывающей головки как

.i(t):Qi.2(t):-.. :0.i.n(t).

а для второй считывающей головки - Q2 - {Q.i(t): Q2.2W;,..; Q2.n(t)}. (2)

Каждая из считывающих головок фиксирует информацию о распределении линейной плотности движущейся нити на определенных участках ее длины, Данная информация является выходной информацией для считывающих головок, Для первой считывающей головки она представляется в виде:

.i(t};Qi.2(t);...:Qi.n(t);

(3)

для второй считывающей голоски выходная информация представляется как:

X2 .i(t); Q2.2(t); ,..; Q2.n(t),

(4)

где F - оператор преобразования считывающих головок. Если учесть, что измерение первой считывающей головкой проводится периодически в момент времени п, то выражение (3) справедливо будет переписать в виде:

Xi .t (n); Qi.2 (ri);...; Qi.n(ri) . (5)

Участки нити, информация о линейной плотности которых зафиксирована первой считывающей головкой, перемещаются в направлении второй считывающей головки. Через время А г, в момент времени Тг - т + +Дг, данные участки нити окажут свое воздействие на измерительные датчики второй считывающей головки, выходная информация которых представляется:

Х2 fcz); Q2.2 fez):...; Q2.n(Q)l- (6)

Ввиду идентичности наборов измерительных датчиков считывающих головок и их строгого фиксированного пространственного расположения, для моментов времени t и Т2 будут правомерны следующие утверждения:

Qu () U2 1 (г.); Qi.2 (ri)

- Q2.2 (Г2):...: Qi.n (n) Q2.n fe}. (7)

Согласно выражениям (5), (6) и (7) сыход- ная информация считывающих ГОЛОРОК будет обладать для моментов времени п и т/2 следующим свойством:

Xi Х2.

(8)

Иными словами, сопоставляя текущую выходную информацию второй считываю10 щей головки с выходной информацией, зафиксированной в момент времени п первой считывающей головкой, и регистрируя момент времени Т2 выполнения условия (8), можно определить скорость перемещения

15 нити:

v 1/(Г2 - л),

где L - базовое расстояние между считывающими головками.

Устройство, посредством которого осу20 ществляется способ, содержит считывающие голопки 1 и 2, представляющие собой наборы идентичных датчиков линейной плотности нити соответственно 1.1; 1.2; .,,; 1.п и 2.1; 2.2; ...;2.п. Выходы датчиков линей25 ной плотности нити считывающей головки 1 подключены к информационным входам блока стробируемых аналого-цифровых преобразователей 3. Выходы датчиков ли- пеПнсй плотности нити считывающей голо30 вки 2 подключены к информационным входам блока аналого-цифровых преобразователей 4. Выходы блоков 3 и 4 подсоеди- нены соответственно к первому и ко второму входу цифрового компаратора 5,

35 выход которого соединен с первым входом таймера G. Информационный выход таймера поступает на вход вычислительного блока 7, управляющий выход которого подключен ко входу управления блока 3 и ко

40 второму входу таймера 6. Вычислительный блок 7 через определенный интервал времени, задаваемый введенной в блок 7 программой, выдает управляющий импульс, который одновременно запускает блок

45 стробируемых АЦП и включает таймер 6. В этот момент времени (п) текущая информация о распределении линейной плотности на контролируемых участках движущейся нити 8, регистрируемая измерительными

50 датчиками 1.1; 1,2; ...; 1.п считывающей головки 1, преобразуется блоком 3 в цифровой код, который хранится на выходе этого блока до поступления следующего управляющего импульса от блока 7. Измерительными

55 датчиками 2.1; 2.2; ...; 2.п считывающей головки 2 так же регистрируется текущая информация о распределении линейной плотности на контролируемых участках движущейся нити 8. Эта информация в свою

7 17714918

очередь преобразуется в цифровой код бло-Предлагаемый способ по сравнению с

ком 4. Периодически фиксируемая на выходебазовым объектом имеет следующие преблока 1 информация в цифровом коде о рас-имущества:

пределении линейной плотности нити по ее1) не нарушает режимов процесса вяза

длине поступает на первый вход цифрового5 ния, так как по своей сути является бесконкомпаратора 5, а непрерывно меняющаясятактным способом измерения;

на выходе блока 2 информация в цифровом2} применим для широкого диапазона

коде о распределении линейной плотностискоростей движения нитей;

нити по ее длине поступает на второй вход3} обеспечивает необходимую точность

цифрового компаратора 5. Если в процессе10 измерения скоростей в реальных условиях

сравнения двух цифровых информацией-протекания технологического процесса во

ных наборов блоков 5 выявляется их идеи-всем диапазоне изменения скоростей;

тичность, то на выходе того же блока 54} имеет возможность широкого примеформируется сигнал управления, который,нения для различных видов вязальных мапоступая на второй вход таймера б, осуще-15 шин.

ствляет его выключение. При этом на выхо-Использование предлагаемого способа

де блока б появляется информационныйизмерения скорости перемещения нитей

сигнал, пропорциональный интервалуобеспечивает по сравнению с существуювремени Дг TZ - Я. Сигнал с выходащими способами следующие преимущестблрка б вводится в вычислительный блок 7,20 ва:

где информация о вводимом сигнале ис-1. Расширение диапазона измерения

пользуется для алгоритмического определе-скоростей в 3-4 раза;

ния скорости перемещения нити 8. После2. Повышение точности измерения во

завершения вычислительных процедурвсем диапазоне изменения скорости в 1,5блоком 7 формируется следующий управля-25 2 раза;

ющий импульс и измерительный цикл по-3, Возможность широкого применения

вторяется.для различных видов оборудования текЗа базовый объект принят способ, при-стильного производства,

меняемый на швейном объединении И л б-Формула изобретения

рис г.Бешкек для измерения скорости30 Способ определения скорости движедвижения нитей. Данный способ основан нания нити, заключающийся в фиксации моизмерении скорости движения нити по ча-ментов времени т и га прохождения

стоте вращения мерительного ролика. Влокальных неоднородностей нити в конткачестве измерительного устройства ис-рольных точках, отстоящих одна от другой

пользуется набор из трех роликов, два из35 на расстоянии L, и расчете скорости v двикоторых являются направляющими, ажения нити по формуле

третий - мерительным. Частота враще-v-L/rz-ri,

ния мерительного ролика преобразуетсяотличающийся тем, что, с целью

электромеханическим прерывателем в им-расширения диапазона измеряемых скоропульсы электрического тока, среднее значе-40 стей и повышения точности измерения, в

ние которою, пропорциональное скоростикачестве локальных неоднородностей исперемещения нити, измеряется стрелочнымпользуют естественное распределение липрибором.нейной плотности по длине нити.

7-/

5 1 Ш

. J L

г.г и

U

Сущность изобретения: способ основан на том, что фиксируют моменты времени ri и 32 прохождения локальных неоднород- ностей нити в контрольных точках, отстоящих одна от другой на расстоянии L, а скорость движения яити определяют по формуле v L/ Vi - п, при этом в качестве локальных неоднородностей используют естественное распределение линейной плотности нити по ее длине. 1 ил.

«

&