Устройство для контроля толщины пленки асбоцементных листов

 

Изобретение относится к производству асбоцементных листовых изделий и предназначено для контроля толщины пленки, навиваемой на барабан листоформовочной машины. С целью повышения точности за счет использования одного датчика 29 толщины наката и блока обработки, обеспечивающего преобразование получаемой от датчика информации с усреднением, в устройство введены тахометр 5, генератор 6, управляемый напряжением триггер 7 Шмидта, одновибраторы 8, 9, счетчик 10, блок 11 вычитания, регистры 12, 13, элемент И 14, одновибратор 15, блоки 3, 16 задержки, цифровой фильтр 17 с управляющими входами 18, 19 и управляющим выходом 20. Информационный сигнал о толщине наката формируется в устройстве по измерению передаточного отношения между роликом 21 и пленкой на форматном барабане 1, после чего переводится в цифровой код и усредняется в цифровом фильтре 17 для повышения точности измерения. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК щ) С О1 В 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

У%6ЯЗМ фд 1:::; (д — j». .т» "»гт»1 1 я» . 37 тс»(1 <-»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4454429/24-28 (22) 04.07.88 (46) 07 ° 05.90. Бюл. №- 17 (71) Белгородский технологический институт строительных материалов им.И.А.Гришманова (72) А.В.Белоусов, А.Н.Семернин, В.Г.Рубанов и А,Н.Потапенко (53) 621.317.39:531.717 (088.8) .(56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1036554, кл. В 28 В 21/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

¹- 779093, кл. В 28 В 21/00, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ

ПЛЕНКИ АСБОЦЕМЕНТНЫХ ЛИСТОВ .(57) Изобретение относится к производству асбоцементных листовых изделий и предназначено для контроля толщины пленки, навиваемой на барабан листоформовочной машины. С целью по„„80„„1562677 А 1

2 вышения точности за счет использования одного датчика 22 толщины наката и блока обработки, обеспечивающего преобразование получаемой от датчика информации с усреднением, в устройство введены тахометр 5, генератор

6, управляемый напряжением триггер

7 Щмитта, одновибраторы 8, 9, счетчик 10, блок 11 вычитания, регистры l2 13, элемент И 14, одновибратор

15, блоки 3, 16 задержки, цифровой фильтр 17 с управляющими входами 18, 19 и управляющим выходом 20. Информационный сигнал о толщине наката формируется в устройстве по измерению передаточного отношения между роликом

Ю

21 и пленкой на форматном барабане

1, после чего переводится в цифровой код и усредняется в цифровом фильтре

17 для повышения.тонности измерения.

4 ил.

1562677

Изобретение относйтся к производству асбоцементных листовых изделий и предназначено для контроля толщины пленки, навиваемой на барабан листо-. формовочной машины.

Цель изобретения — повышение точности за счет использования одного датчика толщины наката и блока обработки, обеспечивающего преобразова- 10 ние получаемой от датчика информации с: усреднением.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — кинематическая схема системы форматный барабан — датчик толщины наката; на фиг.3 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства, на фиг.4 пример выполнения цифрового фильтра, Устройство содержит форматный ба- .20 рабан 1, датчик 2 числа оборотов, блок 3 задержки, датчик 4 начала среза, тахометр 5, генератор 6, управляемый напряжением триггер Шмитта 7, одновибраторы 8 и 9, счетчик 10, блок 25 I1 вычитания, регистры l2 и 13, элемент И 14, одновибратор 15, блок 16 задержки, цифровой фильтр 17 с управ- ляющими входами 18 и 19 и управляющим выходрм 20, ролик 21 и датчик 22 тол- 30 щины наката.

Цифровой фильтр 17 содержит (Фиг.4)

D-триггеры 23.1-23.К, двоичный счетчик 24 с дешифратором, тактовый генератор 25, счетчик 26, компараторы ,27.1-27.К, регистр 28, пороговый элемент 29 и задатчик 30.

Вал форматного барабана 1 соединен с валом тахометра 5 и валом датчика

2 числа оборотов, а ролик 21 находит- 40 ся в кинематической связи с барабаном 1 и датчиком 22 -толщины наката, выход которого подключен к входу триггера Шмитта 7, выход датчика 2 .числа оборотов подключен к входу од- 45 новибратора 15,, выход датчика 4 начала среза подключен к R-входу регистра

13, выход тахометра 5 подключен к входу генератора 6, управляемого напряжением.

Устройство работает следующим образом.

Ролик 21 образуе с форматным ба. рабаном 1 (фиг,2) фрикционную пару.

При формовании асбоцементного листа увеличивается радиус системы форматный барабан 1 — пленка, что приводит к увеличению скорости вращения ролика 21. Установленный на ролике 21 датчик 22 толщины наката на своем выходе формирует импульсы после каждого оборота ролика 21 (фиг.3,а) и выполняется, например, в виде герметичного контакта, который замыкается при прохождении возле него постоянного магнита, который укреплен на ролике 21.

Количество импульсов на выходе датчика 22 определяется соотношением радиусов форматного. барабана 1 и ролика

21 (фиг.2) и по конструктивным сооб ражениям должно быть в пределах 30, так как при К =0,6 м, К =0,02 м:

1 — 30

Ra

1 где R радиус Форматного барабана, радиус ролика.

При к 0,02 м трудно осуществить хороший контакт ролика 2 1 с асбоцементной пленкой беэ деформации последней. Деформация же приводит к методической погрешности измерения толщины пленки, а при R ) 0,02 м зависимость приращения скорости вращения ролика

21 от приращения толщины асбоцементной пленки уменьшается, что приводит к уменьшению точности измерения толщины асбоцементной пленки. С учетом того, что толщина пленки должна контролироваться с точностью 0,1 ясно, что измерить толщину асбоцементной пленки по количеству оборотов ролика 21 с достижением такой точности нельзя, поэтому предлагается измерять не количество оборотов ролика 21, а длительность оборота ролика 21. Для этого интервал времени между импульсами, снимаемый с выхода датчика 22 (фиг.1) заполняется высокочастотными импульсами фиксированной частоты f, которые подаются на тактовый вход двоичного счетчика

10. В результате на выходе последнего формируется число Z равное количеству импульсов, укладывающихся в длительность оборота ролика 21.

Число Z в свою очередь пропорционально толщине пленки на форматном барабане 1, так как от толщины пленки зависит скорость вращения ролика 21, а значит и период импульсов, посылаемых датчиком 22 частоты. Поскольку о(Rî+4R) R,, где ю — скорость форматного барабана, 5 15626

R — радиус форматного барабана, ЛК вЂ” толщина пленки;

Ю, К вЂ” скорость и радиус ролика 21, то время полного оборота родика 21

21 2ЙК s

= «м, = у(R äR)

При заполнении интервала t импульсами частоты f (всего Z импульсов) !

2Ж1f о

cu (R +ДК) где Юо — фиксированная частота. 20

Если частота f =Км,, где К вЂ” коэффициент пропорциональности, то двоичное число на выходе счетчика 10 (фиг.1) зависит только от толщины пленки dR при условии, что R<=const,.

R =const, 2fiXR;, R, Z= — — - =К- ——

К = 2ПМ.

Зависимость Z(dR) при R<=const и

R =const нелинейна, но именно это обеспечивает высокую крутизну преобразования, При R,=0,02 м, К =0,6 м, f =650 кГц количество импульсов на

4R=0,1 мм равно, 14. При этом раз1рядность двоичного счетчика должна быть 10 так как при данной крутизне пля оцифровки всей толщины асбоцементного листа, которая составляет

7 мм, потребуется 14 70=980 импульсов. Таким образом, если обеспечить изменение частоты f заполнения ино тервала времени полного оборота ролика 21 по линейной функции от частоты 45 оборотов форматного барабана 1, то после подсчета импульсов частоты fo счетчиком 10 в течение полного оборота ролика 21 в счетчике 10 записано двоичное число, пропорциональное толщине пленки, навитой на форматный барабан 1 ° Частоту fo формирует генератор 6, на вход которого подается напряжение тахогенератора 5, частота которого пропорциональна частоте оборотов форматного барабана 1. Поскольку информативный сигнал о толщине пленки выделяется по длительности одного оборота ролика 2I, то появляется

77

6 возможность за один оборот форматного барабана 1 произвести и отсчетов и по полученной совокупности произвести усреднение, что дополнительно повышает точность измерения толщины пленки.

Усреднение производится цифровым фильтром 17. Этот процесс идет сле-, дующим образом. После каждого оборота ролика 21 импульсом, посылаемым с датчика 22, включается одновибратор

8 через триггер Шмитта 7, который служит для нормализации фронтов импульсов с датчика 22. Одновибратор 8 формирует на своем выходе короткий импульс, который через первый вход элемента И 14 подается иа управляющий вход 18 цифрового фильтра 17 и инициирует запись в фильтр 17 выходного кода счетчика 10 на момент окончания полного оборота ролика 21 (на втором входе элемента И 14 в это время должен присутствовать уровень логической единицы). Поскольку одновибратор 8 формирует на своем выходе импульс положительной полярности, а одновибратор 9 соединен с выходом одновибратора 8 инверсным входом, то на выходе одновибратора 9 формируется короткий импульс по заднему фронту импульса с выхода одновибратора 8, т.е. осуществляется задержка выходного сигнала одновибратора 9 на длительность импульса одновибратора 8 по отношению к импульсам датчика 22.

Таким образом, выходной сигнал одновибратора 9 обнуляет счетчик 10 после того, как выходной код счетчика

10 будет записан в цифровой фильтр

17, счетчик 10 после обнуления просчитывает следующий оборот ролика 21. Одновибратор 15 .запускается импульсами датчика 2 числа оборотов форматного барабана 1, датчик формируЕт на своем выходе короткий импульс после каждого оборота форматного барабана 1, а длительность импульса вы- .. бирается меньше времени оборота форматного барабана 1 (фиг.З,б). После окончания импульса одновибратора 15 запирается элемент И 14 по второму входу, что запрещает запись выходного кода счетчика 10 в цифровой фильтр

17, который начинает операцию усредненИя по заднему фронту сигнала с выхода одновибратора 15, так как выход последнего соединен с управляющим входом,19 цифрового фильтра 17.

1562677

По сигналу одновибратора 15 цифровой фильтр 17 начинает операцию усреднения с управляющего выхода 20 цифрового фильтра 17.

В это время на информационных выходах последнего присутствует результат усреднения, который записывается в регистр 12 с задержкой, обеспечиваемой блоком 16 временной задержки. Запись в регистр 12 производится передним фронтом импульса, подаваемого на тактовый выход регистра 12. Выходной код регистра 12 подается на один из входов блока 11 вычитания, на другой вход которого подается код непосредственно из цифрового фильтра 17, Результат вычитания записывается в регистр 13 сигналом

Окончания преобразования с управляющего выхода цифрового фильтра 17 с задержкой в блоках 16 и 3 по тактоВому входу регистра 13. Величина задержек, формируемых блоками 16 и 3

Временной задержки определяется бы- 25

Стродействием регистра 13. Введение блока 16 временной задержки позволяет записать в регистр 13 разность между текущей толщиной. наката, код которой находится по окончании им30 пульса одновибратора 15 на вьжоде, цифрового фильтра 17, и толщиной наката

На пр едыдущем обороте Формат ног о барабана 1, код которой хранится в регистре 12, т.е. до окончания полного, оборота форматного барабана 1 в ре35 гистре 13 формируется код текущей толщины асбоцементной пленки, навиВаемой на барабан 1.

После навивания заданной толщины наката:система управления, которая использует выходную величину предлагаемого устройства в качестве исход-. ной и анализирует при этом выходную величину датчика 2 количества оборотов форматного барабана 1, вырабатывает сигнал на срез сформированного наката в тот момент, когда под роликом 21 пройдет вся сформированная ш1енка. Очевидно, что это всегда можно сделать соответствующим расположением датчика 2 на форматном барабане 1, нри этом срабатывает позиционный датчик 4 начала среза, выходной сигнал которого активен во время сре55 sa. Данный сигнал обнуляет регистр

13 и держит егов обнуленном состоянии до окончания среза. Ролик 21 катится в это время по поверхности форматного барабана 1 без пленки. Показания датчика 22 толщины наката записываются в цифровой фильтр 17, ;усредняются и записываются в регистр

12 аналогично.

Таким образом, после оборота форматного барабана 1 во время среза в. регистре 12 записан код показаний датчика 22 толщины наката при отсутствии пленки, т,е. опорный сигнал,,относительно которого в дальнейшем вычисляется толщина пленки. На выходе устройства — нулевой результат, так как датчик 4 начала среза поддерживает регистр 13.в обнуленном состоянии. После среза всего наката датчик 4 начала среда разрешает запись в регистр 13, и цикл измерения продолжается. Поскольку опорный сигнал записывается перед навивкой каждого листа, то производится настройка датчика на конкретное оборудование, в которой учитываются .износ форматного барабана 1, износ ролика 21, неидеальность поверхности форматного барабана

В предлагаемом устройстве в качестве цифрового фильтра 17 используется стандартное техническое решение (фиг.4). С приходом импульса на управляющий вход 18 цифрового фильтра

17 счетчик 24 (фиг.4) активизирует один из своих выходов, номер которого равен числу поступивших импульсов, и,ем самым производит запись в соответствующий и-разрядный регистр с информационньж входов цифрового фильтра

17. После заполнения всех К регистров

23.1-23.К на входах компараторов

27. 1-27.К производится сравнение выходных кодов регистров 23.1-23.К с линейно возрастающим кодом, формируемым счетчиком 26, который считает импульсы тактового генератора 25. Последний работает только тогда, ;согда на управляющем входе 19 цифрового фильтра 1? отсутствует активный уровень. Пороговый элемент 29 производит сравнение числа совпадений, фиксируемых компараторами 27.1-27.К, с заданным числом с выхода задатчика

30, которое для усреднения выбирается равным К/2. После сравнения код с выхода счетчика 26 переписывается в регистр 28, вьжод которого является выходом цифрового фильтра 17. Передним фронтом импульса на втором управ.пяющем входе 19 производится подго1562677

10 товка цифрового фильтра 17 к новому циклу усреднения, что обеспечивается обнулением счетчика 24. Импульс с выхода порогового элемента 29 управляет выходом 20 цифрового фильтра 17.

Импульс с выхода 20 поступает на тактовый вход регистра 12 через блок 16. временной задержки и на тактовый вход регистра 13.

Ф ор мула и з о б р е т е ни я

Устройство для контроля толщины пленки асбоцементных листов на форматном барабане, содержащее датчик числа оборотов форматного барабана, датчик толщины наката, датчик начала среза и блок обработки, к первому, второму и третьему входам которого подключены выходы соответственно датчика числа оборотов. форматного барабана, датчика толщины наката и датчика начала среза, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введен тахометр, входной вал которого соединен с осью вращения форматного барабана а блок ,обработки выполнен в виде трех одно. вибраторов, элемента И, триггера

Шмитта, двух блоков задержки, счетчика, цифрового фильтра, двух регистров, блока вычитания и генератора, уравляемого напряжением, выход тахометра через генератор, управляемый напряжением, подключен к информационному входу счетчика, выходы которого подключены к информационным входам цифрового фильтра, информационные выходы которого подключены к пер, вой группе входов блока вычитания и информационным входам первого регистра, выходы которого подключены к второй группе входов блока вычитания, выходы которого подключены к информационным входам второго регистра, вы- ход которого является выходом блока обработки, первым входом которого является вход первого одновибратора, выход которого подключен к первому входу элемента И, выход которого подключен к первому управляющему входу цифрового фильтра, управляющий выход которого через последовательно сое20 диненные первый и второй блоки задержки подключен к синхровходу второго регистра, выход первого блока задержки подключен к синхровходу первого регистра, вход триггера Шмитта

25 является вторым входом блока обработки, третьим входом которого является вход сброса второго регистра, выход триггера Шмитта через последовательно соединенные второй и третий одновибраторы подключен к входу сброса счетчика, выход второго одновибратора подключен к второму входу элемента И, выход первого одновибратора подключен к второму управляющему входу цифрового фильтра.

1562677

С ос тавит ель В . Подоля н

Техред Л.Олийнык Корректор О.Ципле

Редактор И,Горная

Заказ 1054 Тираж 501 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101