Датчик скорости носителей электрического заряда Советский патент 1981 года по МПК G01P3/22 

(54) ДАТЧИК СКОРОСТИ НОСИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО 1. - Изобретение относится к техникеконтроля и может быть использовано дпя измерения скорости движения нитей, шнуров и т.п. в процессах, связанных с их изготовлением. По основному авт. св.. 331314 известен датчик скорости носителей электрического заряда, состоящий из контура, охватывающего носитель/ и заземленных зкранов fll Однако известное устройство имеет низкую точность измерений из-за коле баний величины электростатического заряда на нити, который зависиФ от скорости ее движения и определяется степенью электризации нити при трени ее о поверхности направляющих элементов (нитенаправителей) в процессе движения. При этом следует заметить что при измерении скорости движения нити с помощью известного устройства в результате измерений вносится погрешность, шзванная тем, что нить в процессе своего движения подвергается неодинаковым по силе рывкам, колебания нити носят случайный харак тер.. Цель изобретения - повышение точ ности измерения датчика скорости но сителей электрического заряда. ЗАРЯДА Эта цель достигается тем, что в датчик введены возбудитель механических колебаний, упругая электропроводящая нить,источник света и фотоприемни}, при этом возбудитель механических колебаний илполнен в виде плоского воздушногоКонденсатора с неподвижными обкладками, подключенными к источнику постоянного напряжения, а упругая нить связана с контуром, охваты гиощнм носитель электрического заряда, и размещена в зазоре плоского воздуханого конденсатора между источником света и фотоприемником. Кроме того, в датчикдополнительно введен элёктрозазор носителя. На чертеже Схематически изображен датчик для измерення скорости движения носителей электрического заряда. Датчик содержит электризатор 1 нити 2 с заданной полярностью электризации, контур в виде цилиндрического конденсатора 3 с наружной обкладкой 4 и с заземленными защитными экранами 5, внутренней обкладкой ко торому служит нить 2, возбудитель 6, механических колебаний, выполненный в виде плоского воздушного конденсатора с неподвижными обкладками 7., которые подключены к клеммам источника постоянного высокого напряжения и. упругой электропроводящей нити 8, источник 9 света, фотоприемник 10, усилитель 11 и регистрирующее устрой ство 12, Датчик работает следующим образом Нить 2 при своем движении контактирует с электроэазором 1 с заданной полярностью электЕизации, в результате чего на ней появляется соответствующий; скорости движения нити элек тростатический заряд определенной, . например, положительной поляризации, который наводит (инд цирует) заряд положительного знака на внаиней обкладке 4 цилиндрического конденсатора 3. В результате явления поляризации проводника на упругой электропро водящей нити 8 появляется положитель ный электрический заряд. В электростатическом поле плоского воздушного конденсатора 6, образованного неподцижными обкладками 7, которые подключены к клеммам источника постоянн го высокого напряжения, на упругую нить 8 с электрическим зарядом действуют силы электростатического взаимодейст вия, вследствие чего нить прогинается, и часть светового потока источника света 9 попадает на вхо фотоприемника 10, где преобразуется в электрический сигнал, пропорционал ный величине прогиба упругой нити 8. Полученный электрический сигнал усил вается с помощью усилителя 11 и подается на вход регистрирующего устройства 12, проградуированного в единицах скорости. Конструктивно нить 8 может быть подвешена в одной точке со свободой перемещения относительно точки подве са. Такая конструкция закрепления нити повышает.чувствителы jcTb устро ства за счет устранения сил внутреннего трения при изгибе нити. При добавлении стандартных узлов и элеме тов предлагаемое изобретение может быть использовано для измерения ускорений, а также расхода (метража) нитей. Оно может быть использовано также в качестве сигнализатора обрыва нити в тех случаях,когда остано нити исключен ввиду характера технологического процесса. Для этого достаточно источник света и фотоприемник разместить таким образом, чтобы упругая нить 8 с зарядом, соответствующим установившейся скорости движения контролируемой нити, в поло жении изгиба под действием сил поля перекрывала световой поток, идущий от источника света. Тогда при обрлве Ьити система внешняя обкладка 4 - упругая нить 8 становится электрически нейтральной и упругая нить 8 занимает свое начальное положение, открывая путь световому потоку к фотоприемнику. При введении дополнительно форми- рователя длительности импульсов и блока сигнализации и отключения усиленный с помощью усилителя 11 электрический сигнал преобразуется в импульс прямоугольной формы и поступает на вход блока сигнализации и отключения. При необходимости устройство может быть выполнено единым для измерения скорости движения и сигнализации обрыва нитей. Предлага-эмое изобретение повышает точность измерения, так как колебания контролируемой, нити в результате толчков, рывков и т.п., имеющих место в силу различных причин, не оказывают влияния на результат измерения, и подобные колебания нити с зарядом вызывают лишь перераспределение плотности индуцированного заряда по поверхности внешней обкладки цилиндрического конденсатора, не изменяя величины и суммарного электрического заряда. Следовательно предлагаемое устройство имеет более высокую точность измерения по сравнению с известным (при использовании его для измерения скорости движения нити) . Формула изобретения 1.Датчик скорости носителей электрического заряда по авт. ев, 1 33134, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения в него введены возбудитель механических колебаний, упругая электропроводящая нить, источник света и фотоприемник, при этом возбудитель механических колебаний выполнен в виде плоского воздушного конденсатора с неподвижными обкладками, подключенными к источнику постоянного напряжения, а упругая нить связана с контуром, охватывающим носитель электрического заряда, и размещена в зазоре плоского воздушного конденсатора между источником света и фотоприемником. 2.ДатчиКПОП.1, о тли чающийся .тем, что в него дополнительно введен электризатор носителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 331314, кл. G 01 Р, 3/64 от 1970 г.