Устройство для контроля линейной плотности волокнистых материалов

 

Изобретение относится к текстильной промышленности. Цель изобретения - повьшение точности контроля путем регулировки чувствительности в зависимости от скорости движения контролируемого материала. Характерной особенностью устройства является возможность автоматического регулирования предельных значений чувствительности измерения в зависимости от скорости перемещения волокнистого продукта в широком диапазоне изменения номинальных значений его линейной плотности. Для решения этой задачи оно снабжено задатчиком предельной длины дефекта, цифроаналоговыми преобразователями, реверсивным счетчиком и управляемым генератором импульсов, 1 з.п. ф-лы, 1 ил. с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ.

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (И) (5)) 4 (01 N 33/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4258794/31-12 (22) 08.06.87 (46) 15 ° 01.89. Бюп. 8 2 (71) Московский институт радиотехни ки, электроники и автоматики (72) А.А,Мягков, Г.А.Самсонов, А,Б.Глушко, А.К.Кудряшов и И. С, Аидрушев (53) 677 ° 051 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ð 1180794, кл. G 01 N 33/36, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОКЙРОЛЯ ЛИНЕЙНОЙ ПЛОТНОСТИ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к текстильной промьппленности. Цель изобретения — повьппение точности контроля путем регулировки чувствительности в зависимости от скорости движения контролируемого материала. Характерной особенностью устройства является возможность автоматического регулирования предельных значений . чувствительности измерения в зависимости от скорости перемещения волокнистого продукта в широком диапазоне изменения номинальных значений его линейной плотности. Для решения этой задачи оно снабжено задатчиком предельной длины дефекта, цифроаналоговыми преобраэ оват елями, реверсивным счетчиком и управляемым генератором импульсов ° 1 з ° Qe ф лыy 1 ил °

1451597.

Изобретение относится к текстильной промышленности.

Цель изобретения. — повышение точности контроля путем регулировки чувствительности в зависимости от скорости снижения контролируемого мат ери ал а, На чертеже представлена блок-схема устройства. 1О

Устройство для контроля линейной плотности волокнистых материалов содержит последовательно включенные управляемый источник 1 питания (ВЧr енер ат op), дат чи к 2 лик ейной ппо тности материала, демодулятор 3, усилитель 4, низкочастотный 5 и высокочастотный 6 фильтры, а также последовательно включенные компаратор 7, ключ 8, элемент ИЛИ 9 и регистратор, 2п состоящий из формирователя 10 и исполнительного органа 11.

Задатчик 12 номинального значения линейной плотности материала..выходом связан с входом сумматора 13, входа- 25 ми питания задатчиком 14 и 15 предельных .отклонений линейной плотности материала от номинального значения и управляющим входом источника 1. Выход усилителя 4 соединен с входами 30 селектора 16 чувствительности и через низкочастотный фильтр 17 с одним

1 входом компаратора 18, .другой вход которого связан с выходом задатчика 15, а выход - с входом элемента ИЛИ

9. Выход селектора 16 связан с уп35 равляющнми входами ключей 8 и 9. Вход задатчика 15 соединен с выходом ключа 19, вход которого заземпен Один вход компаратора 7 связан с выходом 4О высокочастотного фильтра 6, а другой с выходом сумматора 13, Вход опорного напряжения цифроаналогового преобразоватетеля (ЦАП) 20 подключен к выходу эадатчика 14, а вход опорного напряжения ЦАП 21 подключен к выходу эадатчика 22 предельной длины дефекта. При этом выход ЦАП 20 соединен с входом сумматора 13 а выход

ЦАП 21 - с управляющим входом низкочастотного фильтра 5, Цифровые входы

ЦАП 20 и 21 подключены к выходу реверсивного счетчика 23, взаимоинверсные входы которого соединены с выходами управляемого генератора 24 импульсов и компаратора 7. При этом .емкость счетчика 23 должна быть больше возможного числа шагов квантования ЦАП 20 и 21. (т + дт) к(и,-U) =U- 1U,, (I) o

d где Т вЂ” номинальная линейная плотность поперечного сечения, текс; приращение линейной плотности попер ечено го сечения, текс; напряжени е, функционально зависящее от Т, В; напряжение, пропорциональное Т, В; коэффициент передачи ЦАП 20, по напряжению принимающий значение от нуля до единицы;

goy

При последовательном регулировании чувствительности устройства по отклонениям линейной плотности материала от номинального значения .и по длине распределения этого дефекта выход обратной связи ЦАП 20 соединяют с входом разрешения преобразования ЦАП 21, а выход обратной связи

ЦАП 21 — с входом разрешения преобразований ЦАП 20.

Конструктивно ЦАП 20 и 21 могут быть выполнены на базе цифровых интегральных схем, При этом выход обратной связи ЦАП 20 представляет собой формирователь сигнала о достижении -минимального уровня выходного напряжения ЦАП, что соответствует максимальной чувствительности устройства по отклонению линейной ппотности от номинального значения. Выход обратной связи ЦАП 21 представляет собой формирователь сигнала о достижении максимального уровня выходного напряжения ЦАП, что соответствует номинальной чувствительности устройства по длине дефекта, Задатчики 12,14,22 и управляемый генератор 24 импульсов выполняются внешними для группы устройств, например, одним блоком на мотальную машину (не показано). Задатчики 12, 14,22 конструктивно могут быть выполнены в виде потенциометров.

Устройство работает следующим образом.

Условие срабатывания компаратора

7 зависит от порога срабатывания и прохождения информационного сигнала через AKTIbTpbI 5 и 6. Срабатывание компаратора 7 определяется выражением

П вЂ” напряжение, зависящее от конструкции устройства, В;

К вЂ” коэффициент передачи.

ЗV k

f = — — ---) с ц (2) напряжение, пропорциональ40 ное длине спонт анно го д ефекта, В; скорость мотки текстильного материала, м/c коэффициент пропорциональ-45 ности, зависящий от конструкции фильтра 5, в/м; коэффициент передачи ЦАП 21 по напряжению, принимающий значения от нуля до единицы. где Б

Таким образом, учет длины спонтанного дефекта осуществляется посредством напряжения Ug, задаваемого с помощью эадатчика ?? с параметрической зависимостью выходного параметра Ug от его входного параметра, соответствующего допустимой длине спонтанноНапряжение U функционально связа- 5 но с Т и задается с помощью выходного параметра эадатчика 12, например угла поворота потенциометра, соответствующего номинальной линейной плотности Т. Это позволяет осущест10 вить контроль текстильного материала с различной линейной плотностью поперечного сечения посредством изменения входного параметра Т задатчика

12. Изменение параметра Т приводит к изменению размаха колебаний ВЧ-генератора 1, что позволяет получить на выходе датчика 2 сигнал, пропорциональный параметру Т.

-20

Учет приращения линейной плотности Т осуществляется посредством напряжения 11+., устанавливаемого с

0 помощью задатчика 14 с линейной saвисимостью выходного параметра Б . от его входного параметра, соответствующего 11Т и зависящего от коэффициента передачи ЦАП 20. Так как питанием задатчика 14 является выходное напряжение задатчика 12 то задаФ

30 ваемое напряжение П ., соответствует любому значению номинальной линей" ной плотности.

Учет длины спонтанных дефектов осуществляется посредством изменения верхней частоты среза фильтра 5, определяемой выражением

97 го дефекта и зависящего от коэффициент а пер едачи ПАП 21.

Нижняя частота среза фильтра 6 постоянная и определяется исходя иэ максимальной длины спонтанного дефекта (порядка 10 см) при минимальной скорости мотки текстильного материала.

Условие срабатывания компаратора

18 зависит от прохождения информационного сигнала через фильтр 17 и напряжения порога срабатывания, поступающего с эадатчика (делителя напряжения } 15. Это напряжение соответствует линейной плотности распределенного дефекта и не превьццает напряжения, соответствующего удвоенному значению номинальной линейной плотности контролируемого материала, Так как питанием задатчика 15 является напряжение U то при контроле материала с различной номинальной плотностью не требуется дополнительной подстройки устройства.

Верхняя ч аст от а ср ез а фил ьтр а 1 7 постоянная и определяется из условия минимальной длины распределенного дефекта (более 100 см) и минимальной скорости мотки текстильного материала.

Селектор 16 чувствительности служит для переключения устройства с рабочего режима на деж рнкй или наоборот и выполнен, например, в виде диода и интегратора, так что переключение устройства на рабочий режим происхОдит тОлькО по сиГHBJIGM пОстулающим с усилителя 4, соответствующим уменьшению линейной плотности материала. При этом время включения селектора 16 значительно меньше времени выключения, что устраняет влияние селектора 16 на работу устройства, для учета влияния скорости мотки текстильного материала и управления постоянной времени регулирования чувствительности г енер атор 24 выполняют регулируемым, что обеспечивает эксплуатацию устройства в широ-, ком диапазоне скоростей мотки и регулирования чувствительности.

С помощью эадатчика 12 выставляют необходимый режим работы устройства в соответствии с номинальной линейной плотностью Т, а посредством задатчика 14 — ее допустимое приращение. В соответствии с линейной

451597 6 ка 23, изменяющий его кодовое состоя10 скоростью движения контролируемого материала выставляется частота следования импульсов генератора ?4, а эадатчиком 22 устанавливается допустимая длина спонтанного дефекта;

Проверяемый текстильный материал заправляют в датчик 2 линейной плот.ности, выполненный, например, в виде измерительного конденсатора.

Текстильный материал приводят в движение. Величина емкости датчика 2 при этом изменяется в соответствии с изменением линейной плотности поперечного сечения материала. Зти изменения емкости датчика 2 модулиру( ют высокочастотные колеб ания генератора 1. Промодулированный сигнал детектируется демодулятором 3 и усиливается усилителем 4. Выходной сигнал усилителя 4 поступает на селектор 16 чувствительности, который включает ключи 8 и 19 и выводит устройство на рабочий режим. Одновременно сигнал с усилителя 4 фильтруется с помощью фильтров 5 и б и поступает на вход компаратора 7, где сравнива— ется с напряжением U- FU .,, поступакщим с выхода сумматора 13. Сигнал с фильтра б несет информацию только о спонтанных дефектах. По достижении уровня напряжения U — 811+ этим сигналом проиеходит срабатывание компаратора 7 и на его выходе образуется прямоугольний импульс, который через ключ 8 поступает на вход элемента ИЛИ 9. Одновременно с этим сигнап с усилителя 4 фильтруется с помощью фильтра 17 и поступает на вход ком-1 паратора 18, где сравнивается с напряжением, поступающим с делителя напряжения задатчика 15. Сигнал с выхода фильтра 1,7 несет информацию только о распределенных дефектах. По достижении этим сигналом уровня напряжения, поступающего с делителя напряжения задатчика 15, происходит срабатывание компаратора 18 и íà его выходе образуется прямоугольный импульс, который поступает на второй вход элемента ИЛИ 9. При наличии одного из сигналов на входе элемента ИЛИ 9 на его выходе получают сигнал, запускающий формирователь 10, который вырабатывает импульс, дос- таточный для срабатывания исполнительного органа 11. Одновременно с этйм cAr arl с выхрда комнаратора 7поступает на инверсий вход счетчио

50 ние на выходе. Вместе с тем на прямой вход счетчика 23 с генератора 24 поступают импульсы, число которых в единицу времени соответствует желаемому числу дефектов, при котором обеспечивается оптимальный режим производительности мотальной машины. Код счетчика 23 поступает на цифровые входы

ЦАП 20 и 21, в которых преобразованию подвергается опорный аналоговый сигнал U+o и U, а цифровой сигнал рассогласования счетчика 23 для них является модулирующим. ЦАП 20 и 21 изменяют свой коэффициент передачи пропорционально коду счетчика 23 и тем самым изменяют уровень напряжений U+o< и U, поступающих на сумматор

+/о

13 и низкочастотный фильтр 5. В результатее этого устанавливается новое условие срабатывания компаратора 7, действующее до прихода очередного импульса с генератора 24 или с комнаратора 7. Изменение .порога срабатывания компаратора 7 лежит в диапазоне соответствующего изменения контролируемых дефектов от минимапьного значения — дефекта, замена которого целесообразна на узел, до предельно допустимого значения, определяемого задатчнками 14 и 22. Каждый импульс, пришедший с генератора 24, приводит к уменьшению порога срабатывания компаратора 7 (повышение чувствительности), а каждый импуг ьс, пришедший с выход а комнар атор а /, увеличивает порог срабатывания (уменьшение чувствительности) . При этом автоматически устанавливается такая чувствительность, что число зарегистрированных дефектов в среднем равно их установленному числу в пределах заданного интервала времени. Таким образом, в пределах контроля дефектов от предельно допустимого до era минимального значения устройство в автоматическом режиме изменяет свою чувствительность в рамках установленной потери производительности мотального оборудования.

Посл едоват епьное регулирование чувствительности устройства осуществляется следующим образом.

Коэффициент передачи ЦАП ?0 и 21

B начальный момент равен единице.

При этом на выходе обратной связи

ЦАП 20 сигнап на разрешение преобразования отсутствует, а на выходе обратной связи ЦАП 2! образуется

7 14 сигнал на разрешение преобразования., Поэтому при отсутствии дефектов в материале вначале происходит преобразование сигнала U+... и при достижеЮ нии этим напряжением минимального уровня (И+а| ) на выходе обратной

+о связи ЦАП ?О вырабатывается сигнал на .разрешение преобразования ЦАП 21, при этом сигнал на разрешение преобразования с выхода обратной связи

ЦАП 21 снимается. Далее происходит последовательное преобразование сигнала IJ . При срабатывании компарато ра 7 происходит изменение кода счетчика 23 в обратном направлении и процесс изменения чувствительности устройства происходит также в обратном н апр авл енин.

Формула из обр ет ения

1. Устройство для контроля линейной плотности волокнистых материалов, содержащее эадатчик номинального значения линейной плотности материала, выходом подключенный к питакщим выходам задатчиков предельных отклонений линейной ппотности материала от номинального значения, к первому входу сумматора и через управляемый источник питания, датчик линейной плотности материала, демодулятор и усидитель — к входам низкочастотных фильтров, выход первого из которых соеди" нен с первым входом первого компаратора, вторим входом связанного с выходом первого задатчика предельного отклонения линейной плотности материала от номинального значения, а выходом — с первым входом элемента

ИЛИ, вторым входом подключенного к выходу первого ключа, а выходом — к входу регистратора, вторЬй ключ, вход

51597 8 которого связан с общей шиной, а выход — с входом первого эадатчика пре" дельного отклонения линейной плотнос5 ти материала от номинального значения, при этом выход второго низкочастотногоо фильтр а через высокочастотный фильтр подключен к первому входу второго компаратора, вторым входом 0 соединенного с выходом сумматора„ а выходом — с входом первого ключа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля путем регулировки чувствительности в зависимости от скорости движения контролируемого материала, оно снабжено задатчиком предельной длины дефекта, реверсивным счетчиком и управляемым генератором импульсов,, цифроаналоговыми преобразователями, при этом выходы второго компаратора и управляемого генератора импульсов через реверсивный счетчик соединены с цифровыми входами цифроаналоговых преобразователей, опорные входы которых подключены к выходам соответственно второго задатчика предельного -отклонения линейной плотности материала от номинального значения и задатчика предельной длины дефекта, выход первого цифроаналогового преобразователя соединен с вторым входом сумматора, а выход второго цифроаналого вого преобразователя связан с управляющим входом второго ниэкочастотно35 го фильтра.

2. Устройство по п,1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что вход разрешения преобразования и выход обратной

4О связи одного цифроаналогового преобразователя связан соответственно с выходом обратной связи и с входом разрешения преобразования другого.

1451 597

Составитель Б. Кисин

Т ехр ед A. Кр авчук

Корректор M.Äåì÷èê

Редактор Л.Веселовская

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 7073/42 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного ко ного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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