Машина для измерения площади непрозрачных плоских гибких материалов (кож, мехов, тканей и т.п.) Советский патент 1942 года по МПК G01B7/32 

В предлагаемой машине для измерения площади непрозрачных плоских гибких материалов (кож, мехов, тканей и т. п.) с достаточной для практических целей точностью применены осветитель и фотоэлемент, выполненные прямолинейно-подвижными. Измеряемый непрозрачный гибкий материал закрепляется на вращающемся столе, в центре тяжести его с тем, чтобы при достижении столом достаточного числа оборотов материал под действием центробежной силы распрямлялся и занимал горизонтальное положение между фотоэлементом и осветителем.

На фиг. 1 показана схема машины для измерения площади непрозрачных плоских гибких материалов; на фиг. 2 - то же, в другой форме выполнения; на фиг. 3- разрез по АВ на фиг. 2; на фиг. 4- б - схемы счетных устройств.

Ниже, в описании, а также на прилагаемом чертеже, нашли отражение только те элементы машины, которые необходимы для уяснения ее сущности.

Измеряемая кожа К кладется (приблизительно своим центром тя17

жести) на стол С и зажимается посредством зажима 3; при этом кожа почти всей своей площадью оказывается свободно свисающей со стола. Небольшая часть площади кожи, на столе, выбирается таким образом, чтобы на ней не было дыр.

Осветитель О и фотоэлемент Ф перед началом измерений обязательно находятся или в крайнем левом, или в крайнем правом полол ениях.

Нажатием пусковой кнопки запускается электродвигатель Э. После разгона электродвигателя до полной скорости (что фиксируется или ограничителем 0„ или минимальным реле скорости), кожа вследствие центробежной силы займет горизонтальное положение. При этом автоматически включается одновременно счетное устройство, состоящее из генератора Г, осветителя О, фотоэлемента Ф, компенсирующего сопротивления R, усилителя,У и счетчика импульсов или статического вольтметра И.

Как только осветитель и фотоэлемент, перемещаемые от электродвигателя посредством зубчаток и

№ 61502

червяков, достигнут противоположного крайнего положения, так сразу же, автоматически, посредством второго ограничителя 0, отключаются электродвигатель и счетное устройство. Процесс измерения заканчивается прочитыванием результата замера по счетчику импульсов или статическому вольтметру, градуированным непосредственно на единицы площади.

Из рассмотрения фиг. 1 следует, что самый процесс измерения посредством предлагаемого устройства сводится к суммированию площадей отдельных концентрических элементарных круговых колец, каждое из которых частично или полностью закрыто кожей.

Электродвигатель Э служит для приведения во вращение кожи, вспомогательного генератора, а также фотоэлемента с осветителем.

Этот электродвигатель может быть синхронным реактивным, но еще лучше если он асинхронный короткозамкнутый. Последнее объясняется тем, что инерционные массы ротора асинхронного короткозамкнутого электродвигателя малы но сравнению с инерционными массами двигателя, реактивного той же мощности, т. е. время разбега и останова электродвигателя будет весьма малым. Небольщие колебания числа оборотов электродвигателя неизбежны как для синхронного, так и для асинхронного электродвигателя. Это не будет оказывать влияния на точность подсчета.

Время останова электродвигателя сводится к минимуму посредством электромагнитного тормоза Т или электрического торможения.

В качестве электродвигателя применим также щунтовой электродвигатель постоянного тока, постоянство скорости вращения которого может быть поддержано с точностью до 0,050/0 посредством электронного регулятора скорости (что необходимо только в том случае, если генератор Г не установлен).

Вспомогательный генератор Г постоянного тока, предназначенный для питания осветителя, фотоэлемента, усилителя и счетчика импульсов, благодаря своей непосредственной связи с приводным электродвигателем компенсирует возможные колебания скорости последнего в части точности отсчетов.

Очевидно, ч го замеры по отдельным круговым кольцам с различными средними радиусами, по мере перемещения фотоэлемента и осветителя относительно центра вращения кожи, будут происходить при различных окружных скоростях.

Добавочное сопротивление д служит для компенсации изменения окружных скоростей кольцевых полос (колец). Это сопротивление дает возможность производить замеры при вращении кожи в горизонтальной плоскости вокруг оси.

Стол С и зажимы 3 служат для укрепления кожи. Площадь кожи, лежащая на столе, в измерениях входит как некоторая постоянная слагающая полной площади кожи.

Ограничители 0 служат для включения счетного устройства при окончании разбега электродвигателя и отключения его вместе с электродвигателем при окончании подсчета.

Процесс воздействия фотоэлемента Ф, осветителя О и усилителя У на счетчик импульсов или статический вольтметр осуществляется одним из следующих способов:

При затемнениях фотоэлемента кожей при перерыве луча осветителя через усилительную лампу или непосредственно происходит заряд конденсатора, параллельно обкладкам которого присоединяется катушка счетчика импульсов с неоновой лампой. При достижении потенциала зажигания неоновой лампы (что соответствует единице одной площади кожи), происходит вспыхивание ее и, следовательно, одно срабатывание счетчика импульсов. Отсчет может производиться также непосредственно по щкале статического вольтметра, присоединенного к обкладкам конденсатора. При этом способе отпадает надобность в счетчике импульсов и в неоновой лампе. Фотоэлемент может, управлять зажиганием тиратрона, в цепи которого находится катушка счетчика импульсов.

Во всех случаях компенсирующее сопротивление R располагается или в цепи заряда конденсатора, или в цепи питания усилителя, либо в цепи возбуждения генератора Г,

В устройстве машины могут быть допущены возможные ниже описанные варианты.

Червяки, служащие для перемещения фотоэлемента и осветителя, могут.быть связаны не с главным приводным электродвигателем, а с отдельным регулируемым моторчиком, в цепь возбуждения которого включается компенсирующее сопротивление К. В соответствии с этим скорости перемещения осветителя и фотоэлемента по червяку будут всецело определяться их местоположением в каждый момент времени. В этом случае не потребуется дополнительной компенсации для усилительного устройства.

Электродвигатель Э берется регулируемым, постоянного тока. Скорость регулируется автоматически посредством компенсирующего сопротивления R. Генератор Г отсутствует.

Для контроля правильности работы машины необходимо иметь эталонную кожу, с помощью которой производится Бремя от времени наладка и настройка машины.

В форме выполнения, изображенной на фиг. 2, машина в основном аналогична описанной ранее, но имеет некоторые изменения в части деталей, служащих для подсчета.

В этой форме выполнения машины имеется добавочный диск Д, жестко связанный с вертикальным валом машины, а также добавочный ходовой винт, по которому может перемещаться муфта, несуш,ая счетчик Сч оборотов. Добавочный ходовой винт имеет резьбу с числом ниток, равным числу ниток ходовых винтов, несущих фотоэлемент и осветитель, а также резьбу с шагом, значительно меньшим шага резьбы указанных ходовых винтов.

Счетчик Сч. оборотов имеет фрикционную связь с диском Д посредством пристроенного к его валику шкива.

Работа счетного устройства в этой форме выполнения сводится также к подсчету и -суммированию площадей элементарных круговых колец, что достигается посредством счетчика Сч оборотов, шкив которого вращается при вращении диска Д только в те моменты, когда луч от осветителя О не попадет на фотоэлемент Ф, будучи прерван кожей. В те моменты, когда кожа не прерывает луча, появляется фототок, отпирающий усилительную ламну, в анодную цепь которой включена обмотка электромагнита М (фиг. 2 и 3).

Таким образом, при засвеченном фотоэлементе Ф электромагнит М возбуждается, поднимая на I - 2 мм счетчик Сч оборотов, и тем самым нарушает связь последнего с диском, т. е. прекращает подсчет площади кожи.

Перемещение счетчика оборотов с помощью добавочного ходового винта компенсирует собой изменение радиусов круговых колец в процессе измерения.

В этой форме выполнения на точность работы машины не оказывают влияния такие факторы, как изменение чувствительности фотоэлемента, нестабильность светового потока лампы осветителя, колебание числа оборотов вертикального вала в любых пределах, колебание напряжения и частоты тока в сети, кривизна поверхности кожи.

Очевидно, что при определении максимально возможного числа оборотов в минуту вертикального вала необходимо учитывать (помимо прочих факторов) инерционность действия магнита (максимально возможное время срабатывания и опускания магнита при ходе якоря в 1-2 мм и при принятии специальных мер при конструировании может равняться 0,007-0,01 сек.).

Питание фотоусилительного устройства можно производить от сети переменного тока через выпрямитель с фильтром.

На фиг. 4-6 показаны различные схемы счетных устройств к

описанной машине и введены следующие обозначения: Ф - фотоэлемент, О - осветитель, Э - усилительная электрическая лампа, С - конденсатор, V - статический вольтметр, И счетчик импульсов, М - электромагнит, НЛ - неоновая лампа, RC - сеточное сопротивление, R3 - зарядное сопротивление и Я- делитель напряжения.

По схеме на фиг. 4 при прерывании луча осветителя О кожей происходит заряд конденсатора С. Как только потенциал на обкладках конденсатора С достигнет потенциала зажигания неоновой лампы НЛ, последняя вспыхнет, пропустит через себя ток и заставит счетчик И импульсов сработать один раз и от-метить единицу площади.

При счетном устройстве, показанном на фиг. 5, схема аналогична предыдущей. Однако вместо неоновой лампы НЛ и счетчика И импульсов к зажимам конденсатора С подключается статический вольтметр V, показание стрелки которого отмечает полную площадь при проходе фотоэлемента Ф и осветителя О к крайнему положению. Этот способ, будучи весьма высокопроизводительным, благодаря полной безинерционности . всех элементов, вместе с тем недостато1 но точный вследствие пг аничяииого числа делений шкалы вольтметра.

Схемы на фиг. 4 и 5 относятся к мащине, изображенной на фиг. 1.

По схеме фиг. 6, относящейся к мащине, которая изображена на фиг. 2, видно, что если луч не прерывается кожей, то электромагнит М находится в возбужденном состоянии и поднимает счетчик оборотов, вследствие чего не происходит подсчета площади. При прерывании луча кожей электрический магнит теряет возбуждение, счетчик оборотов опускается и происходит подсчет площади кожи.

В качестве счетчиков импульсов могут быть взяты стандартные четырех- или шестизначные счетчики с ручным или электромагнитным возвратом. Счетчики оборотов также являются стандартной продукцией. Фотоэлементы могут быть применены любого типа.

Стабильность светового потока лампы осветителя также, как и изменение чувствительности фотоэлемента, на точность работы системы влияния оказывать не может, так как назначением фотоэлемента и осветителя является полное запирание или полное отпирание анодной цепи усилительной лампы.

Предмет изобретения

1.Машина для измерения площади непрозрачных плоских гибких материалов (кож, мехов, тканей и т. п.) с применением осветителя и фотоэлемента, отличающаяся тем, что фотоэлемент и осветитель выполнены прямолинейно-иодвижными, а для закрепления измеряемого непрозрачного гибкого материала (кожи и т. п.) в центре тяжести фигуры применен вращающийся стол с тем, чтобы при достижении столом достаточного числа оборотов материал под действием центробежной силы распрямлялся и занимал практически горизонтальное положение между фотоэлементом и осветителем.

2.В машине по п. 1 применение счетного устройства, состоящего из генератора, компенсирующего сопротивления, усилителя и измерительного прибора (счетчика импульсов или статического вольтметра).

3.В машине по п. 1 применение для передвижения фотоэлемента и осветителя механизма, изменяющего скорость их передвижения пропорционально расстоянию от оси вращения стола.

КЗ

00

Фиг. 6.