Устройство для измерения линейной плотности волокнистого материала

 

Изобретение относится к измерительной технике текстильной и легкой промышленности и позволяет повысить точность путем уменьшения погрешности измерения от нестабильности расстояниямежду материалом и приемником излучения . Луч света „ Сформированный с помощью источника 1 излучения, фокусирующей линзы 2 и инфракрасного фильтра 3, направляется на объект измерения (волокнистый материал). Сопротивление R каждого точечного фотоэлемента 4, 5 tt- 6, воспринимающего рассеянный материалом свет,описывается формулой Х2 R -jT, где X - расстояние от объекта измерений до фотоэлемента ф - световой поток, прошедший через объекту а. & 0$ъекгп измерения 00 00 сд ел 00 сд - вых

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСОУБЛИН (19) (И) (5)) 4 D 01 G 23/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А STOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Од уолт изнереиия

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4035991/31-12 (22) 17.03.86 (46) 07.09.87. Бюл. У 33 (71) Всесоюзный заочный институт текстильной и легкой промьппленности (72) А.Н.Волгин (53) 677.051.77 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 745970, кл. D 01 G 23/06, 1978, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНОЙ ПЛОТНОСТИ ВОЛОКНИСТОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к измерительной технике текстильной и легкой промышленности и позволяет повысить точность путем уменьшения погрешности измерения от нестабильности расстояния между материалом и приемником излучения. Луч света,.сформированный с помощью источника 1 излучения, фокусирующейлинэы 2и инфракрасного фильтра 3, направляется на объект измерения (волокнистый материал). Сопротивление

R каждого точечного фотоэлемента 4, 5 и 6, воспринимающего рассеянный материалом свет, описывается формулой х

R= — где Х вЂ” расстояние от объекта

Кф измерений до фотоэлемента; ф — световой поток, прошедший через объект;

К вЂ” постоянный коэффициент., Разность

А между сигналами фотоэлементов 4 и 5 (сигналы - напряжения пропорциональны сопротивлениям фотоэлементов) имеет вид A= — ((Х+а) -Х ) = †(2аХ+

1 2 1

КФ Кф

+а ), где а — расстояние между соседними фотоэлементами. Разность В между сигналами фотоэлементов 6 и 5 имеет г вид В= ((Х+2а) -(Х+а) 3 . Величина

= Кф

С=В-А равна С= — 2a . Величина С не

КФ зависит от расстояния между фотоэлементами и объектом измерения, а за85 висит только от величины ф, т.е. от величины линейной плотности объекта.

При этом для получения такого результирующего сигнала необходимо из суммы выходных сигналов фотоэлементов

4 и 6 вычесть сигнал фотоэлемента 5, поскольку А R -R, В R -R, C=B-А Q-225+К+, где R„R<, Кб с ответственно сопротивления фотоэлементов 4,5 и 6. Для вычисления величины С, пропорциональной линейной плотности материала, используются удвоитель 7 сигнала и сумматор 8.

1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике текстильной и легкой промышленности.

Цель изобретения — повышение точности путем уменьшения погрешности измерения от нестабильности расстояния между материалом и приемником излучения.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит последовательно расположенные источник 1 излучения, фокусирующую линзу 2„ инфракрасный светофильтр 3 и приемник излучения, состоящий из точечных фотоэлементов 4-6, установленных последовательно в направлении оптической оси источника 1 излучения на равном расстоянии а один от другого. Выход среднего фотоэлемента 5 через удвоитель 7 сигнала связан с инвертирующим входом сумматора 8, неинвертирующие входы которого подключены к выходам крайних фотоэлементов 4 и 6.

Устройство работает следующим об- разом.

Луч света, сформированный с помощью источника 1 излучения фокусирующей линзы 2 и инфракрасного светофильтра 3, направляется на объект измерения (волокнистый материал).

Рассеянный объектом измерения свет, распространяющийся в основном в направлении основного зондирующего пуч. 2 ка, попадает на фотоэлементы 4-6. Сигнал с фотоэлемента 5 удваивается по величине удвоителем 7 и подается,на

5 инвертирующий вход сумматора 8, на неинвертирующие входы которого подаются сигналы с фотоэлементов 4 и 6, Выходной сигнал сумматора 8 при этом зависит от линейной плотности объекта измерения, но не зависит от расстояния между объектом измерения и фотоэлементами. Последнее объясняется следующим.

Сопротивление R точечного фотоэле15 мента, воспринимающего рассеянный объектом измерения свет, как от вторичного источника, в общем случае описывается формулой

Х2

20 Кф где Х вЂ” расстояние от объекта измерения (вторичного источника) до фотоприемника;

Ф вЂ” световой поток вторичного источника;

К вЂ” постоянный коэффициент.

Из формулы следует, что сопротивление точечного фотоэлемента (например, фотодиода) пропорционально квадрату расстояния от объекта измерения до фотоэлемента. При этом разность

А между сигналами фотоэлементов 4 и

5 (сигналы в данном случае — напря1335585

А= ((Х+а) 2 -Х23 = — ((2аХ+аг )f

1 1

КФ КФ

Ф вЂ” расстояние между фотоэлементами 4 и 5 и 5 и 6, где а

Разность В между сигналами фотоэлементов 6 и 5 имеет вид

В= ((Х+2а) -(Х+а) 3 = — (2аХ+За ), 1 2 2 1

КФ КФ

Разность С — А имеет вид

С= 2аг .

Составитель Б,Кисин

Техред Л.Сердюкова

Корректор Л. Пилипенко

Редактор И.Горная

Заказ 4020/23 Тираж 427 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул. Проектная, 4 жения, которые пропорциональны сопротивлениям фотоэлементов, так как они соединены последовательно с источником тока) имеет вид

Как видно из последней формулы, величина С не зависит от расстояния между фотоэлементами и объектом измерения, а зависит только от величины ф, т.е. от линейной плотности контролируемого материала. При этом для получения такого результирующего сигнала необходимо из суммы выходных сигналов фотоэлементов 4 и 6 вычесть удвоенный сигнал фотоэлемента 5, поскольку А К -R), В К -Rg) С=В-А К -2R +К, где R, R R< — сопротивления фотоэлементов 4,5 и 6 соответственно. Последняя операция выполняется удвоителем 7 и сумматором 8.

- Данная обработка эквивалентна двукратному дифференцированию сйгнала фотоприемника по параметру расстояния.

Формула изобретения

10 Устройство для измерения линейной плотности волокнистого материала, содержащее последовательно расположенные источник излучения, фокусирующую линзу, инфракрасный светофильтр, при-

15 емник излучения и блок обработки сигнала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности путем уменьшения погрешности измерения от нестабильности расстояния между

20 материалом и приемником излучения, приемник излучения выполнен в виде трех точечных фотоэлементов, расположенных последовательно в направлении оптической оси источника излучения

» на равном расстоянии один от другого, а блок обработки сигнала состоит из удвоителя сигнала и сумматора, при этом выходы крайних точечных фотоэлементов подключены к соответствующим не"

30 инвертирующим входам сумматора, инвертирующий вход которого через удвоитель сигнала связан с выходом среднего точечного фотоэлемента.