Устройство для измерения модуля упругости движущегося материала

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике непрерывно-поточных производств. Цель изобретения - повышение точности измерения собственно модуля упругости материала при его изменении в процессе транспортировки и обработки. Устройство состоит из n секций, причем каждая i - я секция содержит приводное устройство 2_i с электродвигателем 3_i, систему 4_i управления электродвигателем, измерители 5_i и 6_i скорости и натяжения материала 7_i , сигнализатор 8_i линейной скорости, блок 9_i измерения приведенного модуля упругости материала. Новым в устройстве является то, что оно дополнительно содержит блок 10_i измерения собственно модуля упругости материала 7_i и измеритель 11_i площади поперечного сечения материала. В устройстве, благодаря применению метода беспоисковой идентификации, достигается высокая точность измерения собственно модуля упругости материала E_i . 1 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике непрерывно-поточных производств.

Известно устройство, в котором измеряется модуль упругости рассматриваемого из рулона материала посредством деления разности натяжений в смежных межсекционных промежутках на разность скоростей секций.

Недостатком такого устройства является погрешность измерения поперечного сечения материала.

Известно устройство, реализующее способ измерения приведенного модуля упругости, основанное на измерении частоты колебаний холостого ролика, установленного между секциями.

Недостатком является измерение обобщенной оценки параметров материала, а именно, произведение модуля упругости на поперечное сечение материала.

Наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее ряд последовательно соединенных секций, каждая i-я секция включает электродвигатель с приводом, систему управления электродвигателем, измерители скорости и натяжения материала, сигнализатор линейной скорости, блок вычитания, блок деления, интегрирующий блок и идентификатор, при этом выходы измерителей скорости и натяжения соединены с входами системы управления, вход сигнализатора соединен с выходом измерителя скорости, а его выход подключен к первому входу интегрирующего блока, три остальных входа которого соединены соответственно с выходом блока деления, с выходом идентификатора и с выходом интегрирующего блока, расположенного в (i-1)-й секции, первый выход интегрирующего блока подключен к входу идентификатора, а второй его выход - к входу интегрирующего блока (i+1)-й секции, выход блока вычитания соединен с первым входом блока деления, выход сигнализатора линейной скорости также подключен к входу блока вычитания и к второму входу блока деления, расположенных в (i+1)-й секции, а выход измерителя натяжения соединен с вторым входом идентификатора.

Недостатком устройства является погрешность измерения модуля упругости материала при изменении его поперечного сечения, что не позволяет вести технологический процесс в оптимальном режиме и тем самым не обеспечивает требуемое качество выпускаемого материала.

Цель изобретения - повышение точности измерения модуля упругости материала при его изменении в процессе транспортировки и обработки.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения модуля упругости движущегося материала, содержащее ряд последовательно соединенных секций, каждая i-я секция включает электродвигатель с приводом, систему управления электродвигателем, измерители скорости и натяжения материала, включенные на входы системы управления, сигнализатор линейной скорости, на вход которого подключен измеритель скорости, блок измерения приведенного модуля упругости материала, на первый и второй входы которого подключены сигнализаторы линейной скорости i-й и (i-1)-й секции, на третий вход подключен измеритель натяжения материала, на четвертый - первый выход блока измерения приведенного модуля упругости (i-1)-й секции, а первый выход блока измерения приведенного модуля упругости подключен к четвертому входу блока измерения приведенного модуля упругости материала (i+1)-й секции, дополнительно каждая секция снабжена блоком измерения собственно модуля упругости и соединенным с его первым входом измерителем площади поперечного сечения материала, второй вход блока измерения собственно модуля упругости соединен с выходом блока измерения приведенного модуля упругости материала.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство для измерения модуля упругости движущегося материала, содержащее ряд последовательно соединенных секций 1, каждая i-я секция включает электродвигатель 2 с приводом 3, систему 4 управления электродвигателем, измерители 5 и 6 скорости и натяжения материала 7, включенные на входы системы 4 управления электродвигателем, сигнализатор 8 линейной скорости, на вход которого подключен измеритель 5 скорости, блок 9 измерения приведенного модуля упругости движущегося материала 7, на первый и второй входы которого подключены сигнализаторы 8 линейной скорости i-й и (i-1)-й секций, на третий вход подключен измеритель 6 натяжения материала 7, на четвертый - первый выход блока 9 измерения приведенного модуля упругости (i-1)-й секции, а первый выход блока 9 измерения приведенного модуля упругости подключен к четвертому входу блока 9 измерения приведенного модуля упругости материала 7 (i+1)-й секции, дополнительно каждая секция снабжена блоком 10 измерения собственно модуля упругости материала 7 и соединенным с его первым входом измерителем 11 площади поперечного сечения материала 7, второй вход блока 10 измерения собственно модуля упругости соединен с выходом блока 9 измерения приведенного модуля упругости материала 7.

Устройство функционирует следующим образом.

Материал 7_i в каждой i-ой из n секций транспортируют приводным устройством 3_i, соединенным через кинематическую передачу с электродвигателем 2_i, который управляют системой управления 4_i по сигналам, измеренным измерителями скорости 5_i и напряжения 6_i.

Измерителями скорости 5_i-1 и 5_i смежных (i-1)-й и i-й секций измеряют их скорость и сигналы измерителей подают на соответствующие сигнализаторы линейной скорости 8_i-1 и 8_i, где на их выходе получают сигналы скорости материала 7_i в смежных секциях, которые подают на первый и второй входы блока 9_i измерения приведенного модуля упругости материала 7_i, на третий вход блока 9_i измерения приведенного модуля упругости материала 7_i подают сигнал с выхода измерителя натяжения 6_i, на четвертый выход блока 9_i подают сигнал с первого выхода блока 9_i-1 предыдущей (i-1)-ой секции, а сигнал с второго выхода блока 9_i, равный приведенному модулю упругости материала E_oi подают на первый вход блока 10_i измерения собственно модуля упругости материала E_i, где его делят на выходной сигнал блока 11_i измерения площади поперечного сечения материала S_i и получают сигнал, равный собственно модулю упругости материала E_i.

При измерении площади поперечного сечения материала S_i при неизменном модуле упругости материала E_i, например, при его уменьшении, уменьшается и выходной сигнал с блока 9_i, равный приведенному модулю упругости материала E_oi, уменьшается также пропорционально и выходной сигнал с блока 11_i. При этом частное от деления сигналов блока 9_i и блока 11_i остается неизменным.

При изменении собственно модуля упругости материала E_i при неизменной площади поперечного сечения материала S_i, например, при его уменьшении, уменьшится и выходной сигнал с блока 9_i, равный приведенному модулю упругости материала E_oi. В данном случае уменьшается выходной сигнал блока 10_i, равный уменьшенной величине собственно модуля упругости материала E_i.

В обоих случаях натяжение материала в данной i-й секции ослабевает, сигнал на выходе измерителя натяжения 6_i уменьшается. Система управления 4_i из заданного и действительного сигналов натяжения вырабатывает управляющий сигнал, который увеличивает скорость данной i-й секции, восстанавливает натяжение до прежнего уровня.

Использование предлагаемого устройства позволяет повысить точность контроля за качественными показателями вырабатываемой продукции.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОДУЛЯ УПРУГОСТИ ДВИЖУЩЕГОСЯ МАТЕРИАЛА, содержащее ряд последовательно соединенных секций, каждая i-я секция включает электродвигатель с приводом, систему управления электродвигателем, измерители скорости и натяжения материала, включенные на входы системы управления, сигнализатор линейной скорости, на вход которого подключен измеритель скорости, блок измерения приведенного модуля упругости материала, на первый и второй входы которого подключены сигнализаторы линейной скорости i-й и (i - 1)-й секций, на третий вход подключен измеритель натяжения материала, на четвертый - первый выход блока измерения приведенного модуля упругости (i - 1)-й секции, а первый выход блока измерения приведенного модуля упругости подключен к четвертому входу блока измерения приведенного модуля упругости материала (i + 1)-й секции, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения модуля упругости, каждая секция снабжена блоком измерения собственно модуля упругости материала и соединенным с его первым входом измерителем площади поперечного сечения материала, второй вход блока измерения собственно модуля упругости соединен с выходом блока измерения приведенного модуля упругости материала.

РИСУНКИ

Рисунок 1