Измеритель плотности намотки длинномерных материалов Советский патент 1982 года по МПК G01N9/00 B65H77/00 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПЛОТПОСТИ НАМОТКИ ДЛИННОМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах управления технологическими процессами, в частности в текстильной промышленности, в которых в управляемом процессе осуществляется перематывание материала и плотность получаемой паковки является одним из наиболее важных параметров, подлежащих контролю. Известен измеритель плотности намотки длинномерных материалов, содержащий датчики диаметра и числа оборотов вала паковки и вычислительный блок 1. Недостатком устройства является низкая точность измерения, вызванная применением аналоговых методов преобразования контролируемых физических величин. В частности, его уже нельзя применить, если толщина материала, наматываемого в рулон, соизмерима с погрещностью датчика углового перемещения. Указанная погрещность еще существеннее сказывается, если контролируется плотность при намотке на паковку одной нити или их группы, тогда приращение диаметра паковки на толщину одной НИТИ происходит после значительного числа оборотов паковки. Цель изобретения - повыщение точно сти измерения. Поставленная цель достигается тем, что вычислительный блок состоит из элемента ИЛИ, одновибратора, двух электронных ключей, импульсного счетчика, элемента задержки и усилителей считывания, а датчики диаметра и числа оборотов вала паковки выполнены импульсными, при этом датчик диаметра паковки через элемент ИЛИ подключен к одновибратору, элементу задержки и к первым входам усилителей считывания, а датчик числа оборотов вала паковки через первые входы электронных ключей и счетный вход импульсного счетчика связан со вторыми входами усилителей считывания, причем выходы одновибратора соединены со вторыми входами электронных ключей, а выход элемента задержки электрически связан с обнуляющим входом импульсного счетчика. На фиг. 1 представлена общая структурная схема измерителя; на фиг. 2 - схема датчика диаметра паковки; на фиг. 3 - схема датчика числа оборотов вала паковки. В состав измерителя (фиг. 1) входят ведомый (ведущий) ролик 1, катящийся по наматываемой паковке 2 и передающий увеличение диаметра паковки, датчику 3 диаметра паковки, который выдает одиночные импульсы напряжения на соответствующие собственные выходы по достижении диаметром паковки заданных значений, датчик 4 числа оборотов вала паковки, кинематически связанный с валом 5 паковки, и вы. дающий одиночные импульсы напряжения после каждого поворота вала на заданный угол, элемент ИЛИ 6, выдающий импульс напряжения при пояблении импульса на любом, из выходов датчика диаметра паковки, одновибратор 7, управляющий работой ключей с задержкой и без задержки 9, ключ 8 с задержки, пропускающий импульс с выхода датчика 4 числа оборотов вала паковки и задерживающий его на время прохождения через цепи измерителя импульса датчика 3 диаметрапаковки, ключ 9 без задержки, пропускающий импульс датчика 4 числа оборотов паковки при отсутствии импульса на выходе датчика 3 диаметра паковки, импульсный счетчик 10, суммирующий импульсы, поступающие на один из его входов, группа усилителей 11 считывания, управляемая выходами триггеров импульсного счетчика 10, и выдающая на выход измерителя параллельный двоичный код, определяемый состоянием импульсного счетчика 10, по команде импульса с выхода элемента ИЛИ 6, элемент 12 задержки, обеспечивающий требуемую задержку импульса установки в нуль импульсного счетчика 10. Датчик 3 диаметра паковки (фиг. 2) состоит из магнита 13, смонтированного на держателе ведомого (ведущего) ролика 1 и изменяющего свое положение при изменении диаметра паковки, группы герконов 14, замыкающих свои контакты при воздействии на них магнитного поля магнита 13, экрана 15, представляющего собой пластину из экранирующего магнитное поле материала с прорезями, и обеспечивающего более точную фиксацию положения магнита 13, при котором срабатывает тот или иной геркон, формирователи 16 одиночных импульсов напряжения, формирующие одиночный импульс напряжения на соответствующем выходе датчика 3 диаметра паковки при замыкании того или иного .геркона. Датчик 4 числа оборотов вала паковки (фиг. 3) представляет собой магнит 17, закрепленный на валу 5 паковки и предназ-наченный для создания магнитного поля, вращающегося вместе с валом 5 паковки, и неподвижную катущку 18 индуктивности, в которой формируются импульсы напряжения под действием вращающегося магнитного поля магнита 17. Отдельные элементы измерителя взаимосвязаны следующим образом. Ведомый (ведущий) ролик 1 находится под механическим воздействием паковки 2, плотность которой измеряется. Кроме того, ведомый (ведущий) ролик механически связан с датчиком 3 диаметра паковки, а датчик 4 числа оборотов вала паковки механически связан с валом 5 паковки. При этом датчик 3 диаметра паковки через элемент ИЛИ 6 подключен к одновибратору 7, элементу 12 задержки и к первым входам группы усилителей 11 считывания. Выходы датчика 3 диаметра паковки образуют первую группу выходов измерителя. Датчик 4 числа оборотов вала паковки через первые входы электронных ключей 8 и 9 и счетный вход импульсного счетчика 10 связан со вторыми входами группы усилителей 11 считывания, выход которой является вторым выходом измерителя. Выходы одновибратора 7 соединены со вторыми входами электронных ключей 8 и 9, а выход элемента 12 задержки электрически связан с обнуляющим входом импульсного счетчика 10. Магнит 13 датчика диаметра паковки механически закреплен на держателе ролика 1. При перемещении ролика магнитное поле магнита 13 воздействует на герконы 14, замыкая их контакты. Между магнитом 13 и герконами 14 расположен экран 15,. ограничивающий зону воздействия магнита 13 на каждый геркон 14. Контактные цепи герконов 14 соединены с соответствующими входами формирователя 16 одиночных импульсов напряжения, представляющего собой группу дифференцирующих резистивно-емкостных цепочек (их число равно числу герконов, а их входы являются входами формирователя одиночных импульсов напряжения), выходы которых одновременно. являются выходами датчика 3 диаметра паковки. В датчике 4 числа оборотов вала паковки магнит 17 закреплен на валу 5 паковки. Его магнитное поле воздействует на неподвижную катушку 18 индуктивности, выход которой одновременно является выходом датчика 4 числа оборотов вала паковки. Измеритель работает следующим образом. В процессе наматывания вращается вал 5 паковки, а следовательно, после поворота его на заданный угол магнитное поле магнита 17 пересекает витки катушки 18 индуктивности и на выходе датчика 4 числа оборотов вала паковки появляется одиночный импульс. Он поступает на входы ключей 8 и 9, соответственно с задержкой или без задержки и, в зависимости от состояния одновибратора 7, проходит через один из них на вход импульсного счетчика 10, который суммирует число поступающих импульсов. По мере увеличения диаметра паковки при наматывании, магнит 13

занимает такое положение относительно экрана 15, что замыкаются контакты одного из группы герконов 14. Этим контактом совместно с резистивно-емкостной цепочкой формирователя 16 одиночных импульсов напряжения на соответствующем выходе датчика 3 диаметра паковки формируется одиночный импульс. Далее он следует на соответствующий выход первой группы выходов измерителя, являясь сигналом об адресе сработавщего геркона, и на вход элемента ИЛИ 6. Появляясь на выходе этого элемента, импульс с выхода датчика 3 диаметра паковки поступает на входы одновибратора 7, группы усилителей 11 считывания и элемента задержки. Переводя одновибратор 7 в неустойчивое состояние, он прекращает подачу импульсов на импульсный счетчик 10, а следовательно, переходные импульсы в нем. Проходя через соответствующие усилители, на входы которых поданы разрещающие потенциалы с триггеров импульсного счетчика 10, этот импульс выдает на второй выход измерителя параллельный двоичный код содержимого импульсного счетчика 10. Задерживаясь элементом 12 задержки на время считывания содержимого импульсного счетчика 10 очередной импульс с выхода датчика 3 диаметра паковки сбрасывает в нуль содержимое этого счетчика.

В тех случаях, когда импульсы на выходах датчиков 3 и 4 диаметра паковки и числа оборотов вала паковки возникают одновременно, одновибратор 7 запирает ключ 9 без задержки, и, задержанный на время переходных процессов импульс с выхода датчика 4 числа оборотов вала паковки поступает на импульсный счетчик 10 через ключ 8 с задержкой. Это необходимо для учета общего числа оборотов вала 5 паковки.

Настройка (градуировка) схемы измерения диаметра паковки в процессе наматывания заключается в определении функциональной зависимости d f(m, n), где d - плотность паковки; п - число оборотов паковки от предыдущего срабатывания датчика 3 диаметра паковки до анализируемого; m - номер выхода датчика 3 диаметра паковки, с которого поступил сигнал о срабатывании.

Указанная функциональная зависимость определяется для каждого из подлежащих перематыванию материалов в нормативносправочную информацию управляющего вычислительного комплекса, перед переходом на перематывание нового материала в управляющий вычислительный комплекс, например оператором с пульта, подается соответствующий сигнал.

Формула изобретения

Измеритель плотности намотки длинномерных материалов, преимущественно пряжи, содержащий датчик диаметра и числа оборотов вала паковки и вычислительный блок, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерения, вычислительный блок состоит из элемента ИЛИ, одновибратора, двух электронных ключей, импульсного счетчика, элемента Задержки и усилителей считывания, а датчики диаметра и числа оборотов вала паковки выполнены импульсными, при этом датчик диаметра паковки через элемент ИЛИ подключен к одновибратору, элементу задержки и к первым входам усилителей считывания, а датчик числа оборотов вала паковки через первые входы электронных ключей и счетный вход импульсного счетчика связан со вторыми входами усилителей считывания, причем выходы одновибратора соединены со вторыми входами электронных ключей, а выход элемента задержки электрически связан с обнуляющим входом импульсного счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 461042, кл. G 01 N 9/00, 1973.