Устройство для измерения развеса ленты Советский патент 1985 года по МПК D01G23/06 G01B11/02 

1 Изобретение относится к текстильной промьгашенности, а именно, к устройствам контроля развеса волокнистых материалов, в частности, ленты. Известно устройство для измерения развеса ленты, содержащее блок питания с коммутатором,первый ключ которого через первый источник излучения первьш световод, формирующую воронку второй световод, первый фотоприемник и первые входы первого и второго синхронных детекторов подключены к регистратору, а второй ключ коммутатора через второй источник излучения, третий световод, второй фотопри емник, третий синхронный детектор и первый вход первого блока сравнения связан с первым ключом, второй блок сравнения, первый вход которого связан с источником эталонного напряжения, четвертый синхронный детектор, первьв .входом связанный со вторым фотоприемником, а вторым - с вторым ключом, четвертый световод, соединенный с вторым источником излучения и пятый световод, связывающий первый источник с вторым фотоприемником, при этом выход первого ключа соединен с вторыми входами первого и третьего синхронных детекторов, а выход второго ключа - с вторым входом второго синхронного детектора 1, Недостатком известного устройства является неучет влияния влажности волокна, оказывающей сутчественное влияние на свойства продукта и условия его переработки в ходе технологического процесса. При создании , АСУ ТП прядения наряду с развесом продукта необходимо измерять и его влагосодержание. Однако применение .для этой цели дополнительных (специализированных) датчиков влажности существенно усложняет и соответственно удорожает подсистему сбора первичнрй информации АСУ, Желательно было бы иметь устройство, позволяющее с помощью одного датчика измерять развес и влажность продукта (ленты). Кроме того, при однолучевом методе измерения на показания устройства влияет положение ленты в воронке 1и степень ее уплотнения. Это огра/ничивает диапазон измерения развеса ленты для заданного типоразмера фор мирующей воронки. Широко применяемая в настоящее время вероятностная 7 оценка плотности волокнистых материалов дает усредненные характеристики на весьма протяженных отрезках (снижает быстродействие контроля), что не позволяет перейти к автоматическому управлению питанием прядильных камер машин пневмомеханического и роторного прядения в зависимости от колебаний развеса (коротковолновой неровноты) поступагацего полуфабриката (ленты). Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Цель достигается благодаря тому, что устройство имеет третий источник излучения, пятый и шестой синхронные детекторы, третий блок сравнения, и шестой и седьмой световоды, а коммутатор имеет третий ключ, причем выход первого фотоприемника через первьй вход пятого с пкронного детектора, второй вход второго блока сравнения и третий ключ связан с третьим источником излучения, второй фотопрпемник соединен с первым входом шестого синхронного детектора, выход которого подключен к второму входу первого и к первому входу третьего блоков сравнения, третий источник излучения через шестой световод соединен с входом формирующей воронки и через седьмой световод - с вторым фотоприемником, четвертый световод связан с входом формирующей воронки, вькод третьего блока сравнения подключен к второму ключу, а выход третьего ключа подключен к вторым входам пятого и шестого синхронных детекторов. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство для измерения развеса ленты содержит блок 1 питания с коммутатором 2, ключи 3-5 которого соединены с источниками излучения 6-8 - светодиодамИо Максимум излучения светодиодов приходится на длины волн Д , соответствующие области сильного поглощения волокнистым ма-. териалом (для хлопка 2,10 мкм, для шерсти ти синтетики Аi 2,03 мкм), области, где нет поглощения, 1,79 мкм и области сильного поглощения сорбированной влагой -у, - 1,93 мкм. Источники излучения соединены световодами 9, 10 и 11,образу(жщми первый оптический смеситель, с формирующей воронкой 12, где проходит лента 13, и далее световодом 14 с фотоприемником 15 а световодами IB IS, образующими второй оптический смеситель, с фотоприемником 19, сое диненным с входами синхронных детекторов 20-22, выходы которых связаны с входами блоков 23 и 24 сравнения, которые, в свою очередь, че рез ключи 3 и 5 связаны с источника 6 и 8 излучения. Сечения световодов 9-11 и 16-18 подбираются при настро ке датчика устройства из условия, чтобы соответствующие оптические си налы, поступа кяцие на фотоприемники 15 и 19 были по мощности одного порядка. Фотоприемники 15 и 19 вьтолн ны в виде фотодиодов или фотосопротивлений. Фотоприемник 15 через усилитель 25 связан с входами синхронных детекторов 26-28 (идентичных детекторам 20-22). Выход детектора 27 связан через первый вход блока 29 срав нения и ключ 4 с источником 7 излучения, а выходы детекторов 26 и 28 - с регистратором 30. Входы управления всех синхронных детекторов соединены с коммутатором Устройство работает следующим образом, t К блоку 1 питания через ключи 3-5 коммутатора 2 последовательно подключаются светодиоды 6-8, в .кото рых под действием проходящего тока возбуждаются потоки излучения, соответственно, () о (g) и Р(,(Ар. Интенсивность потоков изпучения зависит от параметров схемы коммутатора 2 и наличия сигналов Uj и U74 на выходе блоков 23 и 24 сра .нения меж,ду вьщеляемыми синхронными детекторами 20-22 (ключи которых управляются синхронно и синфазно с питанием светодиодов 6-8), огибающими UjQ 24 и Ilj2 сигналов фотоприемника 19, соответствующих потокам излучения PQ (А), РС, (g) и PQ(). Если разйостный сигнал срав нения (Iqi ИЛИ и 24. отличен от нуля, то он, воздействуя на вход упра ления соответствующего ключа, изменяет ток через соответствукмций снетодиод, что приводит к взаимной авт матической подстройке мощности излучения всех источников. На фотоприемник 15 канала измерения поступает оптический сигнал, представляющий собой сумму прошедших ленту 13 потоков излучения Ф (i), 9() и Р () который преобразуется в электрический сигнал , посупающий на усилитель 25 и далее на J синхронные детекторы (работа которых аналогична описанному для 20-22), осуществляющих разделение суммарного электрического сигнала Ul5 составляющие Uj , Uj и Ujg, пропорциональные потокам излучения Р (Л,), Ф (,2) и Ф (-лр. Сигнал 27 сравнивается с эталонным напряжением 0,, и их разность поступает на вход ключа 4, изменяя ток через светодиод 7 и, соответственно, его мощность излучения таким образом, чтобы результирукяп ий коэффициент передачи, сигнала в канале измерения поддерживался постоянным. Этим исключается дрейф коэффициента передачи сигнала, вызванн1з1й старением и дрейфом параметров элементов канала измерения и влиянием окружающей среды. Так как сигналы Uj и Ujg , еоответствуюрще потокам излучения () и (Д) , проходят через тот же самый усилитель 25, то они представляют собой отношения: где А, и Aj - коэффициенты передачи сигнала фотоприемни- ком 15 и детекторами 26 и 28. Подбором параметров схемы детекторов можно обеспечить А j Aj. Регистратор 30 вычисляет искомые значения линейной плотности (развеса) ленты Q и абсорбированной ей влаги С в соответствии с заложенным в него известным алгоритмом.Используя (1) и (2) имеем: -egU2fe-F,(U2e) F.) где 5 , - спектральные коэффициенты поглощения излучения -Л, и во--, локнистым материалом Pi(U2g),F2 ()- эмпирические функции, зависящие от свойства материала.

Таким образом с помощью одного датчика одновременно измеряется развес и влагосодерясание ленты, что расширяет функциональные возможности устройства и позволяет более эффективно использовать его в АСУ ТП прядения.

Возможно также применение устройства в регуляторах питания машин

пневмомеханического и роторного дения,а также для измерения толщины разнообразных полупрозрачных материалов, например, бумаги, пленок, нетканых материалов и др. Контроль листовьк материалов может осуществляться как на пропускание излучения (оптический смеситель и фотоприемник находится по разным сторонам материала) , так и на отражение (с одной стороны материала). При этом исключается формирующая воронка и может меняться математическое обеспечение регистрирующего устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗВЕСА ЛЕНТЫ,содержащее блок питания с коммутатором,первый ключ которого через первьй источник излучения, первьй световод, формирующую воронку, второй световод, первый О топриемник и первые входы первого и второго синхронньк детекторов подключен к регистратору, а второй ключ коммутатора через второй источник излучения, третий световод, вто- рой фотоприемник, третий синхронный детектор и первый вход первого бло-; ка сравнения связан с первым ключом второй блок сравнения, первый вход . которого связан с источником эталон ного напряжения, четвертый синхронный детектор, первым входом связанный с вторым фотоприемником, а вторым - с вторым ключом, четвертый световод, соединенный с вторым источником излучения, и пятый световод, связывающий первый источник 1 излучения с вторым фотоприемником, при этом выход первого ключа соединен с вторыми входами первого и третьего синхронных детекторов, а выход второго ключа - с вторым входом второго синхронного детектора, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно имеет третий источник излучения, пятьй и шестой синх-. ронные детекторы, третий блок сравнения и и седьмой световоды, а коммутатор имеет третий ключ, причем выход первого фотоприемника через первый вход пятого синхронного детектора, втopioй вход второго блока сравнения и трет ключ связан с третьим источником излучения, второй фотоприемник соединен с первым входом шестого синхронного детектора, выход которого подключен к второму входу первого и к первому входу третьего блоков сравнения, третий источник излучения че- ipes шестр.й световод соединен с дом формирующей воронки и черёЗ седьмой световод - с вторым фотоприемником, четвертый световод связан с входом формирующей воронки, выход третьего блока сравнения подключен к второму ключу, а выход третьего ключа подключен к вторым входам пятого и шестого синхронных детекторов.