Индикатор проколов Советский патент 1981 года по МПК G01N21/86 

(54) ИНДИКАТОР ПРОКОЛОВ

I

Изобретение относится к устройствам для контроля качества материалов, а именно к фотоэлектрическим устройствам для выявления сквозных отверстий (проколов) в движущихся полосовых материалах (индикаторы проколов), и может быть использовано в различных отраслях промышленности, преимущественно в черной металлургии, например, при производстве жести.

Известны индикаторы проколов, содержащие осветитель, блок фотоприемников, имеющий корпус с контрольным окном и установленными в корпусе фотоприемниками усилитель, амплитудный дискриминатор и две светозащитные щторки 1.

Недостатками известных индикаторов проколов являются низкая чувствительность и помехоустойчивость, а также узкий диапазон допустимых амплитуд колебаний и волнистости (неплоскостности) контролируемых полосовых материалов. Причиной этих недостатков является прохождение световых потоков через светозащитные шторки при многократных отражениях света от поверхности контролируемого полосового материала и самой шторки. Эти световые потоки вызывают ложные срабатывания индикаторов проколов, ограничивая тем самым их чувствительность и помехоустойчивость.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является индикатор проколов, содержащий осветитель, корпус с контрольным окном, блок фотоприемников, установленных в корпусе, усилитель переменного тока, соединенный с фотоприемниками, амплитудный дискриминатор, соединенный с усилителем, и две светозащитных шторки 2.

Недостаток известного индикатора про10колов состоит в ложных срабатываниях изза волнистости контролируемого материала и его колебаний. При колебаниях контролируемого полосового материала или его волнистости проходящие через светозащитные шторки световые потоки изменяются по веISличине, и, соответственно, изменяющийся выходной сигнал фотоприемников, проходя через усилитель переменного тока, вызывает ложные срабатывания индикатора проколов.

Цель изобретения - повышение чувстви20тельности индикатора проколов и его помехоустойчивости, в особенности к колебаниям контролируемого полосового материала и

к его волнистости, а также расширение допустимых диапазонов амплитуд этих колебаний и волнистости.

Поставленная цель достигается тем, что в индикатор проколов введен полосовой фильтр, включенный между выходом усилителя переменного тока и входом амплитудного дискриминатора и имеющий частоты срезаW

fП 1

1ср.н, и, 1fcp.B 2

где

ftp.H. и . - нижняя и верхняя частоты среза полосового фильтра, Гц;

VwMH. V . минимальная и максимальная скорости продольного движения контролируемого полосового материала, м/с;

О - ширина контрольного окна в корпусе блока фотоприемников, м, выбранная из условия

b o,ltoi.,

где F - максимальная частота колебаний контролируемого полосового материала, Гц.

Колебания контролируемого полосового материала представляют собой упругие колебания механической системы, их спектр органичен сверху. Поэтому в каждом конкретном случае можно определить (например, экспериментально) максимальную частоту F этих колебаний или, например, определить F как верхнюю границу начинающейся от нуля области спектра возможных колебаний контролируемого полосового материала, в которой сосредоточена основная часть (например 90%) всей энергии этого спектра.

При прохождении прокола в контролируемом полосовом материале над контрольным окном в корпусе блока фотоприемников на выходе усилителя переменного тока появляется одиночный импульс (прямоугольный, трапециевидный, треугольный, косинусоидальный и т. п.). Длительность этого импульса (по основанию) приблизительно равна b/v, где v - скорость продольного движения контролируемого полосового материала, м/с; b - ширина контрольного окна в корпусе блока фотоприемников, м. Поэтому, как известно из спектрального анализа, основная часть (70-90%) энергии спектра такого импульса ограничена сверху и снизу частотами ц 0,005 ,l ,

гдеГди ц-верхняя и нижняя границы частотной области, в которой сосредоточена основная энергия импульса, соответствующего прохождению прокола, Гц. На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого индикатора проколов; на фиг. 2 - пример взаимного расположения основных конструктивных элементов и возможный

путь прохождения светового потока осветителя к фотоприемникам через светозащитную шторку.

Индикатор проколов содержит осветитель 1, блок 2 фотоприемников, имеющий корпус 3 с контрольным окном 4 и установленными в корпусе фотоприемниками 5, подключенными к последовательно соединенным усилителю 6 переменного тока, полосовому фильтру 7 и амплитудному дискриминатору 8, а также две светозащитные шторки 9, О примыкающие к кромкам контролируемого полосового материала 10, в котором имеется прокол 11.

Индикатор проколов работает следующим образом.

Контролируемый полосовой материал 10 проходит между осветителем 1 и корпусом 3 блока фотоприемников 2 над контрольным окном 4. Светозащитные шторки 9, примыкающие- к кромкам контролируемого полосового материала 10, экранируют световой поток осветителя 1, падающий на контрольное окно 4 за краями контролируемого полосового материала 10.

Вследствие многократных отражений светового потока осветителя 1 от поверхностей контролируемого полосового материала 10 и светозащитных щторок 9 часть светового потока осветителя 1 проходит через светозащитную шторку 9 и попадает через контрольное окно 4 в корпусе 3 на один из

0 фотоприемников 5 (фиг. 2).

При колебаниях-контролируемой полосы 10 изменяется по величине световой поток, проходящий через светозащитные шторки 9. Поэтому на выходе усилителя 6 переменного тока появляется сигнал, соответствующий

5 колебаниям контролируемого полосового материала и совпадающий по спектру с этими колебаниями. Так как спектр возможных колебаний контролируемого полосового материала расположен ниже частоты среза fcp.H. полосового фильтра 7, то соответствую° щий этим колебаниям сигнал на выходе усилителя 6 переменного тока подавляется полосовым фильтром 7 и не вызывает срабатывания амплитудного дискриминатора 8.

При прохождении в контролируемом полосовом материале 10 прокола 11 над контрольным окном 4 световой поток осветителя 1 проходит через прокол 11 и контрольное окно 4 и попадает на один из фотоприемников 5, который вырабатывает соответствующий электрический импульс, усиливаемый усилителем б переменного тока. Так как основная часть энергии спектра этого импульса лежит в полосе пропускания полосового фильтра 7, то этот импульс пропускается полосовым фильтром 7 почти без искажений и п,ри превышении его амплитуды над установкой срабатывания амплитудного дискриминатора 8 вызывает срабатывание последнего.

Предлагаемый индикатор проколов обеспечивает повышение помехоустойчивости выделения сигнала о прохождении прокола при колебаниях контролируемого материала и его волнистости, благодаря чему расширяются диапазоны допускаемых амплитуд таких колебаний и волнистости, а также повышается чувствительность и помехоустойчивость индикатора проколов.

Формула изобретения

Индикатор проколов, содержащий осветитель, корпус с контрольным окном, блок фотоприемников, установленных в корпусе, усилитель переменного тока, соединенный с фотоприемниками, амплитудный дискриминатор и две светозаш.итные шторки, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности индикатора проколов и его помехоустойчивости, в особенности к колебаниям контролируемого полосового материала и к его волнистости, а также расширения допускаемых диапазонов амплитуд этих колебаний и волнистости, в него введен полосовой фильтр, включенный между выходом

с

усилителя переменного тока и входом амплитудного дискриминатора и имеющий частоты среза

fcp.H 0,1,

ср. 0 9 . . fcp.g 2 где

fcp.H.H-Ptp- -нижняя и верхняя частоты среза полосового фильтра, Гц; и- У- минимальная и максимальная скорости продольного движения контролируемого полосового материала, м/с;

-ё - ширина контрольного окна в корпусе блока фотоприемников, м, выбранная из условия b 0,1 ,

гдеР - максимальная частота колебаний контролируемого полосового материала, Рц.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1- Reudel G. Pinholes in thin steel and Pinholes Detecting Apparatus. - «Jron and Steel Engineer, 1955, Nov. p. 57-64.

W

-