Устройство для контроля технологических параметров Советский патент 1981 года по МПК G05D24/00 

Изобретение относится к области контроля качества изделия и может быть использовано в технологических процессах изготовления изделий методом намотки, изготовления фотопленки.

Известна система контроля технологических параметров, содержащая измерители вязкости и температуры. По измеренным значениям-вязкости судят о качестве протекания одной из основных оперсщий техпроцесса - пропитке 1 .

В этом случае параметр вязкости является сдаточным и поэтому увеличение погрешности измерения приводит у ухудшению ведения техпроцесса.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство контроля техпроцесса,содержащее измерители вязкости и температуры и запоминающее устройство. Качество операции пропитки наполнителя оценивают по величине вязкости связующего И.

Недостатком этого устройства является увеличение погрешности измерения измерителя вязкости, что приводит к ухудшению качества пропитки. Обнаружение же превышения ошибки измерения паспортных данных связано с увеличением частоты регламентных работ, а следовательно, в конечном счете с увеличением затрат. Кроме того, полимеризация связующего, увеличивающаяся со временем пребывания его в пропиточной ванне, может явиться причиной возникновения аварийной, ситуации - козления связунвдего. Исполь10зование для прогнозирования аварийной ситуации контроля вязкости связующего не приемлемо из-за сильной температурной зависимости последней.

Цель изобретения - повышение точ15ности устройства.

Поставленная цель достигается гем, что в устройство, содержащее измерители вязкости и температуры и блок памяти, введеныкадровый и тактовый

20 генераторы, коммутатор, первый и второй блоки сравнения, последовательно соединенные первый, второй и третий вычислительные блоки, а- также блок сигнализации аварии, форми25рователь сигнала -коррекции и .первый и второй пороговые элементы, причем выходы измерителей вязкости и тем.пературы подклк)чены соответственно к первому и второму информационным входам коммутатора , первый выход ко-

30 торого соединен с первыми входами блока памяти, второго блока сравнения и первого вычислительного блока, ,а второй выход - с вторым входом бло ка памяти, первым входом первого бло ка сравнения и третьим входом третьего вычислительного блока, вторые вх ды первого и второго блоков сравнения подключены соответственно к первому и второму выходам блока памяти а выходы через соответственно первый и второй пороговые элементы соединены с вторым и третьим входами первого вычислительного блока, четвертый и пятый входы которого подключены к первому и второму выходам бло ка памяти, выход кадрового генератора соединен с третьим входом второго вычислительного блока и с входом так тового генератора, выходом подключенного, к управляющему входу коммутатора и третьему входу блока памяти а выход третьего вычислительного бло ка соединен с входами блока сигнализации аварии и формирователя сигнала коррекции. На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит измерители 1 вязкости и измеритель 2 температуры коммутатор 3, тактовый генератор 4, кадровый генератор 5, блок б памяти, первый 7, второй 8 и третий 9 вычислительные блоки, формирователь сигнала коррекции, блок 11- сигнализации аварии, первый 12 и второй 13 блоки сравнения. Первый вычислитель ный блок 7 содержит делители 14-17, умножители 18 и 19 и элемент 20 нелинейности, реализующий экспоненциал ную зависимость. Второй вычислитель ный блок 8 содержит сумматоры 21 и 22. Третий вычислительный блок 9 реализует экспоненциальную зависимость, в состав устройства входят Также первый 23 и второй 24 пороговые элементы. Устройство работает следующим образом. На выходе первого вычислительног блока 7 формируются тактовые значения коэффициентов, определяющих фун циональную связь между вязкостью и температурой. Расчетные формулы, ле жащие в основе функционирования бло ков 7-9, приводятся ниже. Тактовый генератор 4 содержит К такто.в, формируемых с помощью кадрового генера тора 5 в кадр. Число тактов К определяется из соотношения ,, где 6у) - относительная среднеквадратическая погрешность измерителя вязкости, %. Напряжение с выхода блока 7 с ко эффициентом передачи -i поступает на вход второго вычислительного бло ка 8, выходное напряжение которого, пропорциональное среднему значению коэффициента за i-ый кадр Аf , подается на вход третьего вычислителього блока 9. Выходное напряжение лока 9, пропорциональное прогнозиуемому кадровому значению коэффииента А., подается на вход формиователи 10 сигнала коррекции и на вход блока 11 сигнализации аварии. В случае, если в течение двух смежных тактов внутри кадра температура остается постоянной, что фиксируется блоком 12 сравнения, то тактовое значение коэффициента определяется с помощью блока 13 сравнения. Приеняемое в технологическом процессе связующее представляет собой полимеризующийся полимерный состав. Анализ температурно-временных зависимостей вязкости полимерного сое-тава позволяет заключить, что вязкость (Т.) связующего может быть описана зависимостью вида г.А(С). (.г где А Cf) и Е () - предэкспоненциаль ный и экспоненциальный коэффициенты, зависящие от времени, истекшего с момента приготовления связующего, t - температура связующего. Зависимость А (С)выражена существеннее, чем Е (€) . Кроме того, указанные зависимости имеют противопо- . ложную направленность. Так, ЕW убывает со временем, а А ( возрастает. Описанная особенность объекта контроля лежит в основе функционирования устройстваконтроля технологических параметров. Анализ формулы (1) показывает, что относительное приращение коэффициента А на величину приводит к относительному приращению вязкости 0, . Полагая величину о равной допустимой погрешности измерения вязкости л t определяют соответствующий ей временной интервал , обуславливаняций величину кадра. Интервал, который разбивают на К тактов, на каждом из которых в блоке 7 определяют iтактовые значения коэффициентов Л где сЛ,;-и (У,-; - относительные приращения вязкости и температуры в конце такта;J 1,2,... к-1. Затем в блоке 8 определяют средние (кадровые) значения коэффициентов в кадре А ; и Е; ,

По величинам Т и А- определяют Ai-A,-.

t,4-,

Oi и на интервале 4-1 рассчитывают зна чения где At - шаг квантования интервала Величину A,j сравнивают , если для количества тактов на i-ом интервале выполняется условие1 А,, где Д U - погрешность измерения измерительного прибора, то фиксируется выход метрологического показателя прибора за пределы. Потребителю при этом выдаются значения вязкости «j. соответствующие величинам А и Е J Кроме того, при выходе измерителя вязкости из строя при намотке изделия контроль вязкости можно вести по Ар, что повышает надежность koHTp ля. Выходные величины имеют значите но меньшую ошибку. Действительно, пусть результат измерения прибора характеризуется среднеквадратической оценкой относительной погрешнос ти «Лц,. В этом случае определенная по формуле (2) величина А,- также характеризуется относительной погрешно стью сЛ . При независимости ошиб ки измерения от измеряемой величины величина А будет характеризоваться оценкой ошибки измерения Кроме того, определение указанным способом зависимости A(t может по волять предсказывать аварийную ситуацию. Аварийная ситуация возникает, если величина А превышает некоторую величину, соответствующую резкому на растанию скорости полимеризации связующего, что приводит к козлению связующего и остановке технологического процесса. Таким образом, использование изоб ретения позволяет уменьшить погрешность измерения вязкости связующего

в два и более раза, а также свйевременно сигнализировать о возможности возникновения аварийной ситуации. Формула изобретения Устройство для контроля технологических параметров, содержащее измерители вязкости и температуры и блок памяти, отли.чающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит кадровый и тактовый генераторы, коммутатор, первый и второй блоки сравнения, последовательно соединенные первый, второй и третий вычислительные блоки, а также блок сигнализации аварии, формирователь сигнала коррекции и первый и второй пороговые элементы, -причем выходы измерителей вязкости и температуры подключены соответствен но к первому и второму информационным входам коммутатора, первый выход которого соединен с первыми входами . блока памяти, второго блока сравнения и первого вычислительного блока,i а второй выход - с втррым входом блока памяти, первым входом первого блока сравнения и третьим входом третьего вычислительного блока, вторые-входы первого и второго блоков сравнения подключены соответственно к первому и второму выходам блока памяти, а выходы через соответственно первый и второй пороговые эле- . менты соединены с вторым и третьим входами первого вычислительного блока, четвертый и пятый входы которого подключены к первому и второму. выходам блока памяти, выход кадрового генератора соединен с третьим входом второго вычислительного блока и с входом трактового генератора, выходом подключенного к управляющему входу коммутатора и третьему входу блока памяти, а выход третьего вычислительного блока соединен с входами блока сигнализации аварии и формирователя сигнала коррекции. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Любутин О.С. Автоматизация производства стеклопластиков. М.. Химия, 1969. с.243. 2.Там же, с. 214-217 (прототип),