Устройство для контроля линейной плотности стеклонити Советский патент 1979 года по МПК C03B37/00 

Изобретение относится к автоматическим устройствам для измерения линейной плотности движущейся стеклонити при приемочном контроле и может быть использовано в химической и легкой промышленности, а также в других областях народного хозяйства, где требуется производить точное измерение линейной плотности различных нитей и проволок.

Известно устройство для измерения линейной массы стеклонити, содержаилее установленные перед приемной бобиной две опоры, одна из которых выполнена с датчиком собственных колебаний стеклонити, и регистрирующий прибор, датчик линейной скорости стеклонити, подключенный к бобине, датчик натяжения, подключенный к датчику собственных колебаний стеклонити, и вычислительный блок, электрически соединенный с регистрирующим прибором, причем выходы датчиков собственных колебаний стеклонити, натяжения и линейной скорости стеклонити соединены со входом вычислительного бдока 1.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контроля линейной плотности стеклонити, содержащее блоки управления и торможения приемного барабана индикатор, блоки вычисления, счета длины, фиксации разгона и задания длины, ключ, усилитель-формирователь, датчик числа оборотов барабана, преобразователи натяжения и колебания нити, усилитель, блок задания

натяжения, электромеханический преобразователь и блок создания натяжения нити, причем датчик числа оборотов барабана соединен со входом блока усилителя-формирователя, выход которого подключен к первому входу ключа, выход которого соединен со входом блока фиксации разгона, первый выход которого соединен с первым входом блока вычисления, блок задания длины подключен к первому входу блока счета длины, второй вход которого соединен со вторым выходом

блока фиксации разгона, первый выход блока счета длины подключен ко второму входу ключа, второй выход блока счета длины cotдинен со вторым входом блока вычисления, первый выход блока вычисления подключен

к индикатору, преобразователь натяжения нити соединен с первым входом усилителя и с третьим входом блока вычис.тения. четвертый вход которого подключен к преобразователю колебания нити, выход блока задания натяжения подключен во BTopoiviy входу усилителя, выход которого соединен через электромеханический преобразователь с блоком создания натяжения нити 2.

Недостатком известных устройств для контроля линейной нлотности стеклонити является невозможность отматывания измеряемой стеклонити с высокой скоростью и низкая точность измерения.

Цель изобретения - повышение точности определения линейной плотности стеклонити.

Это достигается тем, что устройство для контроля линейной плотности стеклонити, содержащее блоки управления и торможения приемного барабана, индикатор, блоки вычисления, счета длины, фиксации разгона и задания длины, ключ, усилитель-формирователь, датчик числа оборотов барабана, преобразователи натяжения и колебания нити, усилитель, блок задания натяжения, электромеханический преобразователь и блок создания натяжения нити, причем датчик числа оборотов барабана соединен со входом блока усилителя-формирователя, выход которого подключен к первому входу ключа, выход которого соединен со входом блока фиксации разгона, первь й выход которого соединен с первым входом блока вычисления, блок задания длины подключен к первому входу блока счета длины, второй вход которого соединен со вторым выходом блока фиксации разгона, первый выход блока счета длины подключен ко второ.му входу ключа, второй выход блока счета длины соединен со вторым входом блока вычисления, первый выход блока вычисления подключен к индикатору, преобразователь натяжения нити соединен с первым входом усилителя и с третьим входом блока вычисления, четвертый вход которого подключен к преобразователю колебания нити, выход блока задания натяжения подключен ко второму входу усилителя, выход которого соединен через электромеханический преобразователь с блоком создания натяжения нити, снабжено соленоидами, программны.м блоком, элементо.м сравнения и блоком задания линейной скорости, причем выход блока задания линейной скорости подключен к первому входу блока управления приемного барабана и к. первому входу элемента сравнения, второй вход блока управления приемного барабана соединен со вторым выходом блока вычисления, третий вход блока управления приемного барабана подключен к выходу усилителя и ко входу электромеханического преобразователя, выход блока задания натяжения соединен со вторым входом элемента сравнения, третий вход которого подключен к выходу усилителя-формирователя, а четвертый вход соединен с третьим выходом блока вычисления, четвертый выход которого подключен к двум соленоидам, ко входу блока торможения и к третьему соленоиду, установленному на барабане, а пятый вход блока вычисления подключен к программному блоку. Предлагаемое устройство представлено на чертеже.

Устройство содержит бобину 1, стеклонить 2, антибаллонирующее кольцо 3, нож 4, соленоиды 5, 6, блок 7 создания натяжения нити, электромеханический преобразователь 8, усилитель 9, блок 10 задания натяжения, нитепроводник 11, преобразователи натяжения 12 и колебаний 13 нити, нитераскладчик 14, рычаг 15, кулачок 16, редуктор 17, двигатель 18, нож 19, установленный на приемном барабане 20, блок 21 управления приемного барабана, соленоид 22, установленный на барабане 20, блок 23 торможения приемного барабана, блок 24 задания линейной скорости, постоянный магнит 25, датчик 26 числа оборотов, усилитель-формирователь 27, ключ 28, блок 29 задания длины, блок 30 фиксации разгона, блок 31 счета длины, программный блок 32, блок 33 вычисления,

элемент 34 сравнения, индикатор 35.

Работает устройство следующим образом. При включении питания устройства блок 33 вырабатывает сигнал, согласно которому соленоид 6 обеспечивает свободную заправку нити 2 в исполнительный орган натяжения. Далее стеклонить 2 с бобины 1 последовательно пропускают через антибаллонирующее кольцо 3, блок 7 создания натяжения нити, преобразователи 12 и 13, нитераскладчик 14 и закрепляют на приемном барабане 20. С помопдью блоков 10, 24 и 31 задают соответственно требуемое натяжение стеклонити 2, линейную скорость барабана 24 и количество метров, на которых необходимо измерить линейную плотность стеклонити 2. При включении блок 33 вырабатывает

сигнал, согласно которому соленоид 6 воздействует на блок 7 создания натяжения нити, который фиксирует ее в рабочем положении, а блок 20 включает двигатель 18. При этом стеклонить 2 начинает наматываться

на барабан 20. Двигатель 18 с помощью редуктора 17, кулачка 16 и рычага 15 приводит в движение нитераскладчик 14, который укладывает стеклонить на барабане 20. Одновременно с началом отматывания стеклонити 2 начинают работать блоки автомаs тической стабилизации натяжения (элементы 7, 8, 9, 10 и 12) стеклонити и управления линейной скоростью (элементы 12, 9, 24, 21 и 18) барабана 20. При этом, путем изменения силы зажатия нити 2 в блоке 7 и блоJJ ке 24 изменения линейной скорости барабана поддерживается натяжение нити в заданных пределах. Управление линейной скоростью барабана осуществляется в функции рассогласования натяжения. Барабан вращается со средней скоростью, заданной блоком 24.

5 При изменении натяжения нити 2 происходит разгон или торможение барабана 20, однако средняя скорость остается равной заданной блоком 24. При вращении барабана импульсы преооразователя, усиленные усилителем-формирователем 27, через ключ 28 поступают в блок 30 фиксации разгона, который при равенстве нулю первой производной от скорости выдает сигналы «начало счета в блок 31 счета длины и «начало вычисления в блок 33 вычисления. Блок 31 начинает считать количество метров отматываемой нити, а блок 33 - интегрировать мгновенные значения линейной плотности. Вычисление линейной плотности производится по следующему алгоритму: , РF(t)-, ,,. Jo4a8&a(t:)+aVoa(t) ° гдеГ(г),Уо (r),f(t-) - текущие значения натяжения, линейной скорости и частоты собственных колебаний стеклонити; О-т - интервал измерения линейной плотности, зависящий от линейной скорости и длины нити, среднее значение линейной плотности которой необходимо определить. После отмотки заданного количества метров стеклонити 2 блоком 31 вырабатывается сигнал «конец намотки, поступающий в ключ 28, и сигнал «конец вычисления, поступающий в блок 33. При этом ключ 28 запирается, и импульсы от вращающегося барабана 24 в блок 30 не поступают, а блок 33 одновременно с закрытием ключа 28 запрещает поступление информации от преобразователей 12, 13 и вырабатывает сигнал управления автоматикой. По этому сигналу включается соленоид 5, посредством ножа 4 обрезающий стеклонить 2,и блок 23 торможения, а через некоторое время - соленоид 6, освобождающий нить и соленоид 22, который при помощи ножа 19 удаляет с барабана 2.0 намотанную нить 2. Одновременно блок 33 выдает вычисленное значение линейной плотности в индикатор 35, который осуществляет индикацию результата и выдачу его нацифропечать. По истечении времени индикации, которое может регулироваться, индикатор 35 сбрасывает показания. При необходимости результат измерения, который хранится в индикаторе 35 до следующего измерения можно повторно вызвать на индикацию. Как только линейная скорость барабана станет равна нулю, т. е. он остановится, блок 33 выключает блок 23 торможения. Соленоиды 5 и 22 работают в импульсном режиме, т. е. после выполнения присущих им функций они самостоятельно возвращаются в исходное состояние. Задание уставок натяжения и линейной скорости может осуществляться также и автоматически при заданной длине нити блоком 33, который выдает сигнал в блок 34, где определяется значение уставки линейной скорости барабана 20. Если оно равно нулю, то блоком 33 устанавливается значение линейной скорости, равное среднему из возможных скоростей, и барабан начинает вращаться. Если значение уставки не равно нулю, то вращение бараба.на 24 начинается сразу после фиксации блока 7 . натяжения нити. Далее блок 33 определяет принадлежность -йити к какому-либо ассортименту. После это1о блок 33 определяет по алгоритму (1) значение частоты fj собственных колебаний, которая устанавливается в преобразователе 13 по достижении натяжения и линейной скорости уставок. Если вычисленное значение fa выходит за рабочие пределы преобразователя 13, то вырабатывается управляющий сигнал. ЗначенияVo,f, , а также ассортименты нитей хранятся в блоке 32 и извлекаются оттуда по сигналу блока 33. По управляющему сигналу блока 33 происходит изменение уставок натяжения и линейной скорости. Новые значения уставок выбираются с учетом того, чтобы переход в новые состояния был минимальным во времени. Далее производится контрольное вычисление и, при необходимости, коррекция. Все изменения режимов работы системы стабилизации натяжения и управления линейной скоростью барабана 20 производятся при постоянно возрастающ,ей липей-ной скорости барабана, т. е. за время переходного процесса. Перед градуировкой устройства в блок 32 заносят программу режимов работы. При градуировке, которая заключается в сопоставлении результатов вычисления блоков 33 с результатами, полученными при взвешивании той же стеклонити на аналитических весах, необходимо знать длину всей нити, намотанной на барабан 20. Поэтому тумблер 36 размыкается и в блок 31 поступают импульсы до полной остановки барабана. При градуировке блок 31 фиксирует также количество метров нити, которая намоталась на барабан за время разгона последнего. Формула изобретения Устройство для контроля линейной плотности стеклонити, содержащее блоки управления и торможения приемного барабана, индикатор, блоки вычисления, счета длины, фиксации разгона и задания длины, ключ, усилитель-формирователь, датчик числа оборотов барабана, преобразователи натяжения и колебания нити, усилитель, блок задания натяжения, электромеханический преобразователь и блок создания натяжения нити, причем датчик числа оборотов барабана соединен совходом блока усилителя-формирователя, выход которого подключен к первому входу ключа, выход которого соединен со входом блока фиксации разгона, первый выход которого соединен с первым входом блока вычисления, блок задания длины подключен к первому входу блока счета длины, вто рой вход которого соединен со вторым выходом блока фиксации разгона, первый выход блока счета длины подключен ко второму