Фотоэлектрическое устройство для измерения плотности текстильных материалов Советский патент 1982 года по МПК G01N33/36 

Изобретение относится к трикотажному и текстильному производст ву и может быть использовано для кон роля плотности волокнистых материалов. Известное фотоэлектрическое устро ство для непрерывного контроля веса единицы длины волокнистой ленты име.ет источник инфракрасного (ИК) излуг чения , уплотнитель, через который протягивается волокнистая лента, опт ческий клин, фотодатчик уставки, изм рительный фотодатчик, два логарифмическихв усилителя , сумматор и электронную схему обработки сигналов, поступающих от фотодатчиков. Источник ИК-излучения, измерительный фотодатчик и логарифмический усилитель обра зуют измерительный канал, а контроль ный канал состоит из источника излучения, фотодатчика, уставкй, оптического клина и второго логари(})Мй еского усилителя П. Световой поток, пропущенный и рассеянный матёриалом.у попадает на измерительный фотодатчик. Второй луч от того же источника излучения через оптический клин, служащий задатчиком эталонного значения развеса, попадает на фотодатчик уставки .Таким образом, на вы.ходе фотодатчиков возникают ЭДС, пропорциональные соответственно измеряемому и номинальному (контрольному) значениям развеса исследуемого материала. С выхода сумматора, на который подаются сигнЬлы с логарифмических усилителей измерительного и контрольного каналов, снижают напряжение и равноб разност11 логарифмов этих ЭДС. Этим достигается линейная зависимость от значения поверхностной плотности массы исследуемого материала. Для экспоненциальной кривой поглощения электромагнитного излучения веществом материала прошедший F;, и отраженный F(j от негр потоки излучения могут быть представлены следующим образом Р, Г/ (1) -(fc-v5f)m . где Fp- падающий на материал поток излучения; k- коэффициент поглощения; S - коэффициент рассеяния; I/- коэффициент, зависящий от свойств светорассеивеющей : средь m -плотность массы исследуемог материала. Тогда в случае линейности свето вых характеристик фотоэлементов на выходе измерительного фотодатчика имеем tf .,.(-4)SJttj V - где 5ф- интегральная чувствительность фотодатчика. На выходе контрольного фотодатчи ка получаем У ,К,д, где К,- коэффициент ослабления пото излучения оптическим клином Поделив (3) на (U) и беря от обе их частей равенства логарифм, получ ем fn f-en U. (Hj5lm+fn-rr Т.е. с выхода сумматора снимают си нал, пропорциональный поверхностной плотности исследуемого продукта. Недостатком этого устройства яв ляется зависимость результата измерения от различных дестабилизирующих факторов, свойственных различны видам текстильного продукта (.цвет сырье .и др.). Это объясняется тем, что из постоянных величин, входящих в формулу (1) (К, S, V ), наиболее подвержены влиянию этих факторов коэффициенты S и . Цель изобретения - повышение точ ности измерения. Указанная цель достигается тем, что фотоэлектрическое устройство дл измерения плотности текстильных мат риалов содержит источник излучения, фотодатчик уставки, соединенны через логарифмический усилитель с ОДНИМ из входов сумматора, измерительный фотодатчик,, второй логарифмический усилитель, своим выходом подключе1:1ный ко второму входу сумматора, выход которого связан через счетный блок с регистратором, имеет после довательно соединенные фотодатчик-. отраженного от материала потока излучения, нелинейный преобразователь и делительное звено, причем второй вход делительного звена подключен к выходу измерительного фотодатчика, а его выход связан с входом второго логарифмического усилителя. На чертеже показана электрическая схема предлагаемого устройства. Устройство содержит источник ИКизлучения 1, оптический клин 2, фотодатчик уставки 3) измерительный фотодатчик 4,.фотодатчик отраженного от полотна потока ИК-излучения 5. нелинейный преобразователь напряжения 6, делительное звено 7, логарифмический усилитель 8,второй логарифмический усилитель 9, сумматор 10, счетный блок 11 и регистратор 12. Устройство работает следующим, обjpaaoM. Поток ИК-излучения от источника 1 падает на контролируемый продукт. Прошедший через исследуемый продукт поток излучения попадает на измерительный фотодатчик 4, Возникающее на выходе датчика напряжение и пропорционально выходному из полотна потоку F t/..( , Отраженный от продукта поток F, попадает на фотодатчик 5. Возникающее на выходе фотодатчика напряжение L/л пропорционально потоку .-(MS4)m и Одновременно поток излучения .от источника 1 подается через оптический клин на фотодатчик уставки, с выхода которого он поступает на сумматор 10 через второй логарифмический усилитель 9. С выхода фотодатчика 5 напряжение Un подается на нелинейный преобразователь, осуществляющий преобразование ... II lAp JRWГ (бХ где LL.- преобразованное напряжение на выходе нелинейного преобразователя;и...- напряжение на входе нелине ного преобразователя; d,ft - постоянные коэффициенты, . Таким образом., с выхода нелиней ного преобразователя напряжения 6 будет сниматься напряжение , про порциональное следующему выражению (;,-r/ -t:t , в схеме делительного звена 7 происходит алгебраическое вычитание степеней и на выходе ее образуется с 1гнал 1/4 пропорциональный следующему выражению -ItiHV)S +U-|+S4-| m. : Это напряжение поступает на изме рительный логарифмический усилител 8 и далее на сумматор 10. При выполнении условия , .-3 -(1-Ч) . (а это можно осуществить с помощью предварительной настройки устройст ва на данный вид исследуемого материала) , при котором выражение -d-fjs+stf. О, погрешность от наличия нестабильных коэффициентов S и Ч полностью устраняется. Экономическая эффективность от . внедрения предлагаемого устройства достигается за счет повышения точности измерения плотности,текстильных материалов, так как использова3«ние дополнительного канала - фотодатчика и схемы обработки отраженного от полотна потока излучения ; уменьшает составляющую погрешности, обусловленную влиянием зависимости прошедшего через исследуемый материал потока излучения от его цветовой окраски и других дестабилизирующих факторов.. Формула изобретения Фотоэлектрическое устройство для измерения плотности текстильных маг териалов, содержащее источник излучения, фотодатчик уставки, соединенный через логарифмический усилитель с одним из входов сумматора, измерительный фотодатчик, второй логарифмический усилитель, своим выходом подключенный к второму входу сумматора, выход которого связан через счетный блок с регистратором, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно имеет последовательно соединенные фотодатчик отраженного от материала потока излучения, нелинейный преобразователь и делительное звено, причем второй вход делительного звена подключен к выходу измерительного фотодатчика, а его выход связан с входом второго логарифмического усилителя. Источники информации, принятые во внимание пои экспеотияе 1. Авторское свидетельство СССР № 2865А5, кл. D 02 HI 1/00, 1971 (прототип),

Дх

С