Устройство для измерения параметров движения нити Советский патент 1982 года по МПК G01P15/08 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ НИТИ

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для бесконтактного измерения линейного ускорения нитей, имеющих естественную неравномерность по толщине, и может, быть использовано в автоматизированных системах управления технологическими процессами для получения и формирования нитей из натуральных и искусственных волокон.

Известно устройство для измерения ускорения тела путем измерения времени прохождения телом известной длины базовых расстояний с последующим вычислением второй производной пути по времени 1.

Применить это устройство для измерения ускорения как участка, так и точки движущейся нити не представляется возможным вследствие того, что нить является протяженным движущимся объектом.

Возможно также измерение линейного ускорения движущейся нити за счет оценки девиации частоты электростатических меток, находящихся друг от друга на одинаковом расстоянии, с последующим вычислением производной от скорости по времени 2.

Недостатке данного устройства является то, что оно не позволяет измерять ускорение одной и той же движущейся нити.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения параметров движения нити, содержащее два датчика толщины нити, выход каждого из

10 которых соединен с входом соответствующего формирователя импульсов, регулируемую линию задержки, генератор тактовых импульсов, пять ключей, индикатор, счетчик импульсов

15 и два двухвходовых триггера, причем выход генератора тактовых импульсов связан с основные входом первого ключа, управляющий вход которого связан с выходом первого триггера,

20 а выход ключа связан с счетчиком импульсов 3.

Однако данное устройство позволяет измерять только отклонение скорости различных точек нити от сред25ней, скорости ее движения и не позволяет производить бесконтактных измерений ускорения одной и той же точки нити.

Цель изобретения - расширение 30 функциональных возможностей устройства для обеспечения измерений ускорения нити,

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство для измерения параметров движения нити введены третья пара последовательно соединенн1 датчика толщины нити и формирователя импульсов, регулируемы генератор тактовых импульсов, схема ИЛИ, второй счетчик импульсов, три дополнительных двухвходовых триггера и вычислительный блок, при этотл выход первого формирователя :импульсов связан с основным входом второго ключа и с одним из входов второго триггера, второй .вход которого связан с выходом окончания счета вычислительного блока, а выход второго триггера связан с управляющим входом второго ключа, выход которого связан с одними из входов первого триггера, схемы ИЛИ и третьего триггера, связанного своим вьссодом с управляющим входом третьего ключа, выход последнего связан с вторыми входами первог триггера и схемы ИЛИ, а также с вхо дами четвертого и пятого триггеров, вторые входы которых свяэань соответственно с выходом четвертого ключ и выходом регулируемой линии задержк связанной своим выходом также и с вторым входом третьего триггера, основной вход регулируемой линии задержки связан с выходом схемы ИЛИ, а регулирующий вход - с выходом регулируемого генератора тактовых импульсов, выходы второго и третьего формирователей импульсов сосздинены с основными входами третьего и четвертого ключей соответственно, а выход четвертого ключа соединен с управляющим входом вычислител1ьногр блока, соединенного выходом результата измерения с входом индикатора, входы исходных данных вычислительного блока соединены с выходами счетчиков импульсов, при этом вход второго счетчика импульсов связан с выходом пятого ключа, основной вход которого связан с выходом генератора тактовых импульсов, а управляющий вход - с выходом четвертого триггера.

На чертеже показана структурная схема устройства.

Устройство содержит три датчика 1, 2 и 3, толщины нити 4, установленных вдоль линии ее движения и связанных своими выходами с формирователями 5, 6 и 7 импульсов, выходы которых связаны с основными входами ключей 8, 9 и 10. Выход ключа 8 соединен с одними из входов триггера 11,.схемы ИЛИ 13, выход ключа 9 соединен с вторыми входами триггера 11 и схемы ИЛИ 12,, а также с одними из входов триггеров 14 и 15, вторые входы которых соединены

с выходом ключа 10 и выходом регулируемой линии 16 задержки соот,ветственно. Выход линии 16 задержки соединен также с входом триггера 13, основной вход ее соединен с выходом схемы ИЛИ 12, а регулирующий вход соединен с выходом генератора

17тактовых импульсов (регулируемого) . Выходы триггеров 11 и 14 соединены соответственно с управляющими входами ключей 18 и 19, выходы которых соединены соот;ветственно с входами счетчиков 20 и 21 импульсов, выход генератора 22 тактовых импульсов

5 ;срединен с основными входами ключей

18и 19. Вгдходы счетчиков 20 и 21 соединены с входами исходных данных вычислительного блока 23, у которого управляющий вход соединен с выходом

0 ключа 10, выход результата измерений |С индикаторетл 24, а выход оконча- ния счета - с одним из входов триггера 25, второй вход которого соединен с выходом формирователя 5 импульсов, а выход - с управляющим входом ключа 8. Выходы триггеров 13 и 15 соединены с управляквдими входами ключей 9 и 10 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

Известно, что сигнал, харак еризующий толщину нитей из натуральных и искусственных, волокон содержит случайные отклонения от среднего диаметра, обусловленные особенностями технологического процесса их получения, видом сырья и другими причинами . Кроме этого, на нити существуют дефективные утолщения, т.е. технологические и сырьевые пороки,

0 которые и используются в качестве первичной информации для измерения ускорения нити.

Определение ускорения одной и той же точки нити в предлагаемом

5 устройстве происходит в результате измерения времени прохождения дефектного утолщения на участках между первым и вторьм датчиками и между , вторым и третьим датчиками толщины

СП нити по ходу ее движения, и, так как датчики расположены на одинаковом расстоянии друг от друга, дальнейшие вычисления производятся по

as/fltj-uS/dt 2iS( At / +dti/i ,j(at +atj}

дt - время прохождения дефектного утолщения между первым и вторым датчиками по

ХОДУ движения нити; utn - время прохождения дефектного утолщения между вторым и третьим датчиками по ходу движения нити.

Информация о неравномерности нити 4 по толщине снимается бесконтактны-; ми датчиками 1,2 и 3 толщины. В формирователях 5, б и 7 импульсов происходит формирование импульсов от дефектных утолщений движущейся нити. Регулируемая линия 16 задержки построена на сдвиговых регистрах и ее время задержки регулируется частотой регулируемого генератора 17 тактовых импульсов. Число триггеров в регулируемой линии 16 задержки выбрано с таким расчетом, чтобы выходной импульс линии 16 задержки выдавался всегда раньше, чем де(ектное утолщение достигнет датчика 2 толщины нити на время, определяемое возможным отклонением скорости движения нити 4 от ее среднего значения. Таким образом, первый импульс, поступивший с формирователя 6 импульсов после выходного импульса регулируемой линии 16 задержки, будет сигналом того же дефектного утолщения, которое было вьщ-злено формирователем 5 импульсов. Поскольку расстояние .между датчиками одинаков, то для выделения момента наиболее вероятного появления искомого дефектного утолщения напротив датчика 3 толщины нити используется также регулируемая линия 16 задержки.

Импульс с формирователя 5 импульсов через ключ 8 и схему ИЛИ 12 попадает на линию 16 задержки, а также устанавливает триггер 11 в состояние, позволяющее импульсам с генератора тактовых импульсов 22 проходить через ключ 18 на счетный вход счетчика 20 импульсов. Крсяле того, импульс с формирователя 5 импульсов устанавливает триггер 25 в состояние, запрещающее прохождение следующих импульсов от формирователя 5 через ключ 8. В свою очередь импульс с выхода ключа 8 также устанавливает триггер 13 в состояние, запрещающее прохождение сигналов от фортлирователя 6 через ключ 9. Гаким образом, после прохождения дефектного утолщения через датчик 1 счетчик 20 импульсов начинает заполняться тактовыми импульсами генератора 22 . тактовых импульсов. Импульсы от следующих дефектных утолщений на нити, проходящих через датчик 1, не проходят через ключ 8, так как он закрыт триггером 25.

После того, как на выходе регулируемой линии 16 .Зсщержки появится импульс, который устанавливает триггер 13 в состояние, позволяющее импульсам с формирователя 6 импульсов проходить через ключ 9, первый же такой импульс, пройдя ключ 9, прекратит подсчет импульсов счетчиком 20 и, установив триггер 14 в состояние, позволяющее импульсам генератора 22 тактовых импульсов проходить через ключ 19,начинает подсчет этих импульсов счетчиком 21 импульсов, Момент прекращения счета счетчиком 21 определяется моментом прохождения искомого дефектного утолщения через датчик 3. Наиболее вероятный момент прохождения дефектного утолщения также определяется регулируемой линией 16 задержки, которая задерживает импульс, поступающий на нее через ключ 9 и схему ИЛИ 12. Работа триггера 15 и ключа 10 аналогична работе триггера 13 и ключа 9. Таким

образом, в момент прохождения искомого дефектного утолщения нити через датчик 3 в счетчике 20 импульсов находится информация о времени dt, а в счетчике 21 импульсов - о времени atj. Импульс с формирователя 7 импульсов через открытый ключ 10 также поступает на управляющий вход блока 23 вычисления и дает команду на обработку информации, поступающей

с счетчиков 20 и 21 импульсов. По окончании вычислений блок 23 вычисления, во-перВЕЛх, выдает результаты на индикатор 24- ускорения и, вовторых, дает сигнал на триггер 25,

устанавливающий его в состояние,

разрешающее прохождение импульсов с . формирователя 5 импульсов на ключ 8, и тем самым, дает разрешение на начало нового цикла измерения мгновенного ускорения.

Применение изобретения позволит

без нарушения естественного протекания технологического процесса выявить параметры ускорения нитей их натуральных и искусственных волокон

при их получении и формировании, что, в свою очередь, позволит наиболее достоверно осуществить контроль технологического процесса и наметить пути для его оптимизации. .

Формула изобретения

Устройство для измерения параметров движения нити, содержащее

два датчика толщины нити, выход каждого из которых соединен с входом соответствующего формирователя импульсов , регулируемую линию задержки, генератор тактовых импульсов.

пять ключей, индикатор, счетчик импульсов и два двухвходовьк триггера, причем выход генератора тактовых импульсов связан с основным входом первого ключа, управляющий вход которого связан с выходом первого триггера, а выход ключа связан с счетчиком импульсов, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены

третья пара последовательно соединенных датчика толщины нити и формирователя импульсов, регулируемый генератор тактовых импульсов, схема ИЛИ, второй счетчик импульсов, три дополнительных двухвходовых триггера и вычислительный блок, при этом выход первого Формирователя импульсов связан с основным входом второго ключа и с одним из входов второго триггера, второй вход которого связан с выходом окончания счета вычислительного блока, а выход второго триггера связан с управляющим входом второгс ключа,выход которого связан с одними из входов первого триггера, схемы ИЛИ и третьего триггера, связанного своим выходом с управляющим входом третьего ключа, выход последнего связан с вторыми входами первого триггера и схемы ИЛИ, а также с входами четвертого и пятого триггеров, вторые входы которых связаны соответственно с выходом четвертого ключа и выходом регулируемой линии задержки, связаннбй своим выходом также и с вторым входом третьего триггера, основной вход регулируемой линии задержки связан с выходом схемы ИЛИ,

а регулирующий вход - с выходом регулируемого генератора тактовых импульсов, выходы второго и третьего формирователей импульсов соединены с основными входами третьего и четвертого ключей соответственно, а выход четвертог.о ключа соединен с управляющим входом вычислительного блока, соединенного выходом результата измерения с входом индикатора,

10 входы исходных данных вычислительного блока соединены с выходами счетчиков импульсов, при этом вход второго счётчика импульсов связан с выходом пятого ключа, основной

t5 вход которого связан с выходсил генератора тактовых импульсов, а управляющий вход - с выходсм четвертого триггера.

Источники инфори1ации, принятые во внимание при экспертизе

3. Авторское свидетельство СССР № 794537, кл. G 01 Р 15/00, 1979 /прототип).