Измеритель удельного окружного натяжения в ведущей ветви листа Советский патент 1979 года по МПК G01L5/04 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля качества и определения механических характеристик листовых материалов, В частности бумаги, картона и других ЛИСТОВЫХ материалов. Известно ус1ройство для измерения си лы натяжения ленты, содержащее два направляющих и отклонякяций ролик, упругий элемент, преобразователь деформации упругого элемента в электрический сигнал и регистрирующее устройство, при зтом упругий элемент выполнен в виде двух плоских пластин, между которыми и на их концах закреплены направляющие ролики, а В середине отключающий ролик. Упругий элемент снабжен гибкой связью с головкой, формирующий ленту l. Однако это устройство не обеспечивает требуемой точности измерения. Наиболее близким по технической сущности к предложенному является измеритель удельного окружного натяжения в ве дущей ветви листа, содержащий основной излучатель ультразвуковых колебаний, связанный с генератором зондирующих импульсов, два приемника ультразвуковых колебаний и блок измерения, соединенный с разностным частотомером, вход которого связан с генератором зондирующих импульсов 2. К недостаткам этого-измерите ля относится низкая точность измерения удельного окружного натяжения. Цель изобретения - повышение точности измерения. Это достигается за счет того, что в измеритель удельного окружно1х натяжения В ведущей ветви листа введен дополнительный излучатель ультразвуковых колебаний расположенный напротив основного и соединенный с генератором зондирующих импульсов, а блок измерения выполнен В виде двух идентичных каналов измерения, состоящих из последовательно соединенных приемника-формирователя, триггера, интегратора, квадратора и преобразователя напряжение-частота, причем 369 вьцсод генератора зондирующих импульсов соединен с входами триггеров и интеграторов, а выход каждого преобразователя напряжение.1астота соединен с входом разностного частотомера, при этом каж.дый из приемников ультразвуковых колебаний соединен с приемником-формирова телем. На фиг. 1 изображен предложенный измеритель удельного окружного натяжения в ведущей ветви листа; на фиг. 2 - временные диаграммы работы измерителя. Измеритель содержит основной излучатель 1 ультразвуковых колебаний, расположенный над ведущей ветвью листового материала 2 и имеющей с ним акустический контакт. Основной излучатель 1 ультразвуковых колебаний соединен с вых дом генератора 3 зондирующих импульсов и дополнительным излучателем 4 ультразвуковых колебаний, расположенным под ведомой ветвью листового материала. На расстоянии 6 от основного излучателя 1 ультразвуковых колебаний расположен пер вый приемник 5 ультразвуковых колебаний, подключенный к входу первого канала 6 измерения и помещенный лад ведущей ветвью листового материала 2. Под ведомой ветвью материала 2 на том же расстоянии 6 расположен второй приемник 7 ультразвуковых колебаний, который подсоединен к входу второго канала 8 измерения. Оба канала измерения идентичны и содержат последовательно соединенные приемник-формирователи 9, триггер 10, интегратор 11, квадраторы 12 и пре образователь 13 напряжение-частота. Выходы обоих каналов измерения 6 и 8 подключены к первому и второму входам раз постного частотомера 14, третий вход ко торого соединен с BTOpbnvi выходом генератора зондирующих импульсов 3, вторыми входами триггеров 10 и интеграторов 11 обоих каналов 6, 8 измерения. Каналы измерения 6 и 8 образуют блок 15 измерения. Измеритель работает следующим образом. В начальный момент времени -fc (фиг.2а) генератор 3 зондирующих импульсов по первому выходу возбуждает излучате ли ультразвуковые 1 и 4, по второму выходу переводит в единичные состояния триггеры 10 обоих каналов 6, 8 измерения, а также сбрасывает разностный частотомер 14 и интеграторы 11. Акустические импульсы излучателей 1 и 4 (фиг. 26) 1 распространяются по ведущей и ведся 1ой ветви 1 исследуемого листа 2, частично излучаются в окружающую среду и принимаются приемниками ультразвуковых колебаний 5 и 7 (фиг. 2в и фиг 2г соответственно). Время прохождения ультразвукового сигнала от излучателя 4 до приемника - , где 6 - базовое расстояние, о скорость ультразвука в ведомой ветви листа. Сигнал с приемника ультразвуковых колебаний 7 поступает на вход приемника-формирователя 9 канала 8,на выходе которого образуется нормированный по амплитуде и длительности импульс. Этот импульс сбрасывает триггер 10 в нулевое состояние. При этом на выходе триггера 10 формируется прямоугольный импульс длительностью С , (фиг. 2Э),который поступает на вход интегратора 11. Выходное напряжение интегратора 1фиг. 2ж) прямо пропорционально длительнее™ входного импульса Ugbix,, - , где К /I - коэффициент пропорциональности. Это напряжение поступает на вход квад- ратора 12, выходное напряжение которого (фиг. 2к) равно .ивыха ч К. Напряжение с выхода квадратора 12 поступает на вход преобразователя 13 напряжение-частота, период повторе -., ния которогоТ -гКдЦ.где Кэ gi -2 коэффициент пропорциональности. При этом частота повторения равна F г К А V где -Отсюда следует, что частота повторения импульсов на выходе преобразователя 13 (фиг. 2м) прямо пропорциональна квадрату- скорости ультразвука. Таким образом, частота повторения Импульсов на выходе канала измерения 8 прямо пропорциональна натяжению в ведомой ветви листа. Работа другого канала измере1шя 6 поясняется аналогичными диаграммами (фиг. 2е, фиг. 2и, фиг. 2л и фиг. 2н). .Диалогично, частота повторения импульсов па выходе канала 6 измерения гК,, где N. - скорость ультразвука в ветви листа, К4 - коэффициент пропорциональности. Сигналы с выходов обоих каналов измерения поступают на второй и третий входы разностного частотомера котором происходит naNfcpe- ние рлзности частот ,,;: К. ()Поскольку частоты К. i f,, - , прямо пропорциональны натяжениям в ве569дущей и ведомой ветвях листа соответственно, на индикаторе разностного частотс 4ера 14 индикируется результат измерения удельного окружного натяжения в ведущей ветви листа, С приходом следующего тактового импульса с выхода генератора зондирующих импульсов 3 показания разностного частотомера 14 сбрасываются, триггеры 10 обоих каналов измерений приводятся в единичные состояния, а интеграторы 11 - в нулевые состояния, чем измеритель подготовляется для следующего цикла измерения. Измеритель обеспечивает возможность автоматического непрерывного измерения удельного окружного натяжен..я ведущей ветви листа, и контроля механических нагрузок в ведущих ветвях изготавливаемо го полотна, что в свою очередь уменьщает частоту разрыва материала. Формула изобретения Измеритель удельного окружного натяжения в ведущей ветви листа, содержащий основной излучатель ультразвуковых колебаний, связанный с генератором зондирующих импульсов, два приемника ультразвуковых колебаний и блок измерения, 1 соединенный с разностным частотомером, вход которого связан с генератором зондирующих импульсов, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен дополнитель- 1ный излучатель ультразвуковьсх колебаний,, расположенный напротив основного и соединенный с генератором зондирующих импульсов, а блок измерения выполнен в виде двух идентичных каналов измерения, состоящих из последовательно соединенных приемника-формирователя, триггера, интегратора, квадратора и преобразователя на- пряжение-частота, причем выход генератора зондирующих импульсов соединен с входами триггеров и интеграторов, а выход преобразователя напряжение-частота соединен с входом разностного частотомера, при этом каждый из приемников ультразвуковых колебаний соединен с приемником-формирователемИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР М« 457902, G О1 L 5/06, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР W 552530, кл. Q 01 L 5/04, 1977 (прототип}.

. , i „,..;,

а

-

Ь

-фь

ж I I I I i II I I MM I I { MM li I I Ml I IM

Фиг. 2 I IL