Устройство для контроля линейной плотности волокнистой ленты
Использование: в текстильной промышленности для формирования и уплотнения волокнистой ленты, для повышения удобства обслуживания, для измерения линейной плотности ленты, в том числе и в системе автоматической микропроцессорной системы регулирования линейной плотности на ленточных, кардочесальных, штапелирующих и гребнечесальных машинах. Сущность изобретения: подвижная часть воронки смонтирована на двух направляющих, закрепленных концами в неподвижной части. На противоположных концах направляющих неподвижно закреплен корпус электромагнита, соединенный якорем с подвижной частью. Между корпусом электромагнита и подвижной частью воронки на направляющих установлены цилиндрические пружины сжатия. В одной из частей воронки параллельно направляющим установлены катушки индуктивности, а в другой - ферритовые сердечники, причем катушки индуктивности включены в контур генератора частоты. 3 з.п. ф-лы, 8 ил.
Изобретение относится к текстильной промышленности и может быть использовано на ленточных, кардочесальных и им подобных машинах.
Целью изобретения является повышение удобства обслуживания и точности измерения. На фиг. 1 представлено устройство для контроля линейной плотности волокнистой ленты, общий вид; на фиг.2 - размещение катушки индуктивности и ферритового сердечника в разъемных частях воронки; на фиг.3 - положение подвижной и неподвижной частей воронки при прохождении в ее канале волокнистой ленты; на фиг.4-5 - поперечные соевые разрезы воронки при изменении линейной плотности ленты; на фиг.6 - электрическая блок-схема; на фиг.7 - принципиальная электрическая схема генератора частоты; на фиг.8 - принципиальная электрическая схема преобразователя "частота - напряжение". Устройство для контроля линейной плотности волокнистой ленты содержит разъемную воронку, в неподвижной части 1 которой выполнен сужающийся канал 2 в формуле полуконуса. Со стороны канала 2 на равном расстоянии от него запрессованы перпендикулярно торцу цилиндрические направляющие 3. В неподвижной части 1 запрессованы перпендикулярно торцу ферритовые сердечники 4, также размещенные симметрично относительно оси канала 2. Подвижная часть 5 воронки снабжена каналом 6, таким же как канал 2, и насажена на направляющие 3 посредством цилиндрических отверстий 7. Подвижная часть 5 размещена на направляющих с возможностью перемещения так, что при полном сближении частей 1 и 5 их каналы 2 и 6 образуют коническое отверстие. Средство для измерения линейной плотности содержит катушки индуктивности 8, размещенные в подвижной части 5 воронки, и соосные им, установленные в неподвижной части 1 воронки сердечники 4. Концы обмоток катушек 8 выведены наружу подвижной части 5 через сквозные отверстия 9, соосные катушкам 8, причем диаметр отверстий меньше диаметра катушек. Катушки 8 соединены электрически последовательно (фиг.1, 6, 7). Длина выступающей от торца части сердечника 4 меньше длины катушки 8, но больше половины ее длины (фиг. 2). При этом катушки 8 могут быть размещены в неподвижной части 1, а ферритовые сердечники 4 - в неподвижной части 5 воронки аналогично изложенному выше. Направляющие 3 выполнены одинаковой длины, выступающими за пределы подвижной части 5. На свободных концах направляющих 3 поcредством винтов 10 жестко закреплен корпус 11 средства для перемещения подвижной части воронки, на котором неподвижно установлена катушка электромагнита 12, а его сердечник 13 одним концом посредством скобы 14 жестко соединен с противоположным от канала 6 торцом подвижной части 5. На направляющие 3 между подвижной частью 5 и корпусом 11 обмотки 12 надеты цилиндрические пружины 15, отжимающие корпус 11 от подвижной части 5 и тем самым поджимающие подвижную часть к неподвижной части 1. Схема регистрации величины линейной плотности ленты содержит индуктивный генератор 16, выходами подключенный к регистратору 17 частоты, например, к частотометру. Катушки индуктивности 8 средства измерения линейной плотности электрическими клеммами К1 и К2 включены в контур генератора 16. Выход К3 и К4 генератора 16 может быть подключен ко входу преобразователя "частота-напряжение" 18 (фиг.6, 7, 8), выход которого подключен к регистратору электрического напряжения 19. Выход генератора 16 может быть одновременно подключен (параллельно) как к регистратору частоты 17, так и к входу преобразователя 18 в известные принципиальные электрические схемы генератора 16 частоты. Генератор 16 частоты (фиг.7) содержит интегральный усилитель 19 (Y1) с входными резисторами 20, 21 (R, R1), делитель напряжения 22, 23 (R2, R3), стабилитрон 24 (VD 1) и контур индуктивности из двух катушек 8 (L1 и L2). Преобразователь 18 "частота-напряжение" (фиг.8) содержит входной потенциометр 25 (R1), транзистор 26 (VТ1), резисторы 27, 28 (R2, R3), конденсаторы 29-32 (С1-С4) и диоды 33, 34 (VD1, VD2). Обе части 1 и 5 воронки размещены над плющильными валами 35 (фиг.4,5), протягивающими волокнистую ленту 36 в канале воронки. Устройство работает следующим образом. При отсутствии электрического напряжения в обмотке 12 в случае незаправленной лентой 36 разъемной воронки пружины 15 поджимают подвижную часть 5 воронки к неподвижной без зазора между ними. При этом выступающие от торца части 1 участки ферритовых сердечников 4 размещены внутри катушек 8 с индуктивностью L1 и L2 на всю длину этих участков. Индуктивность L1 и L2 катушек в этом случае максимальна. Стабилитрон VD1 (фиг.7) генератора 16 (фиг. 6) стабилизирует амплитуду выходного напряжения частотой fx. Положительная обратная связь реализуется с помощью делителя напряжения R2 и R3. Коэффициент обратной связи определяется = R3/(R2+R3), при R1 R2 R3 (1) Входные резисторы R1 используются для гарантии полного входного сопротивления усилителя Y1, снабженного защитой входа при больших дифференциальных сигналах. Когда значение напряжения на резисторе R достигает значения напряжения на неинвертирующих входе +U вых , выход схемы переключается, его напряжение резистора меняет полярность (-Uвых ) и цикл повторяется. Период колебаний такого генератора для симметричных сигналов прямоугольной формы составляет L = L1 + L2 = 2L/R ln[(1+ )/(1- )] (2) при = 0,473 =2/R, а fx = 1/ =R/2L (3) Таким образом, при плотно поджатых частях 1 и 5 корпуса (фиг.1), когда суммарная индуктивность катушек 8L = L1 + L2 имеет максимальное значение, частота fx согласно зависимости (3) минимальна. Для заправки ленты 36 обмотку 12 электромагнита 12 подключают к источнику электрического напряжения (не показан). Магнитное поле обмотки 12 втягивает сердечник 13 и преодолевая упругость пружин 15, перемещает подвижную часть 5 по направляющим 3 от неподвижной части 1. В зазор между каналами 2 и 6 (фиг.3) помещают волокнистую ленту 36 так, чтобы ее конец попал в зажим между плющильными валами 35 (фиг.4,5). После этого отключают электрическое питание обмотки 12, пружины 15 прижимают подвижную часть 5 к неподвижной 1, поcле чего включают машину и плющильные валы 35 протаскивают ленту 36 между поверхностями каналов 2 и 6 (фиг.3, 4, 5). Поскольку между этими каналами 2 и 6 зажата лента 36, постольку и между подвижной 5 и неподвижной 1 частями образуется зазор х (фиг.3), эквивалентный линейной плотности (толщине) ленты 36. При уменьшении линейной плотности - уменьшается зазор (х1, фиг.4), а при увеличении линейной плотности ленты он увеличивается (х2, фиг.5). В соответствии с величиной зазора х изменяется и длина ферритового сердечника 4 внутри катушки 8. Увеличение зазора х уменьшает длину сердечника 4 в катушке 8, однозначно уменьшается L1 и L2 катушек, уменьшается их суммарная индуктивность L и возрастает частота fx в соответствии с формулой (3). Таким образом, происходит изменение частоты переменного тока с напряжением Uвых на выходе К3 и К4 генератора 16, однозначное с изменением толщины (линейной плотности) волокнистой ленты 36 между каналами 2 и 6. Подключая к выходу К3 и К4 генератора частотомер 17, измеряют частоту, эквивалентную линейной плотности. После параллельного подключения выхода К3 и К4 генератора 16 по входу К5 и К6 преобразователя "частота-напряжение" (фиг.8) и на выходе преобразователя 18 (фиг.6, фиг.8) получаем напряжение, пропорциональное частоте fx т.е. U=U(fx). В преобразователе 18 (фиг.6,8) транзистор VT1 работает в ключевом режиме и управляется напряжением частоты fx, которое подводится к его базе со входного потенциометра R1. При отсутствии входного сигнала VT1 открыт, поскольку его база через резистор R3соединена с отрицательным полюсом источника питания. При этом на резисторе R2 создается падение напряжения. Последнее, благодаря наличию конденсатора большой емкости С2, фиксируется в качестве напряжения питания транзисторного каскада и при быстрых периодических изменениях режима транзистора почти не меняется. В положительный полупериод входного напряжения частоты fx транзистор закрывается, и напряжение на его коллекторе резко возрастает до максимального значения, при этом происходит быстрый заряд конденсатора С3, зарядный ток которого протекает через диод VD1. В отрицательный полупериод транзистор VT1 открывается, его сопротивление становится очень малым, что приводит к быстрому разряду конденсатора С3 током, протекающим через диод VD2. За один период преобразуемой частоты fx количество электричества g, сообщаемое конденсатору при зарядке и разрядке определится g = C U, где U - напряжение питания транзисторного каскада. Поскольку процесс заряда-разряда повторяется с частотой fx, то среднее значение зарядного тока I или напряжение U(fx) = IR оказываются пропорциональными этой частоте I = g fx = CUfx (4) U(fx) = CUfx R (5) Конденсатор С4, шунтирующий выход преобразователя, сглаживает пульсацию выходного сигнала U(fx). Таким образом напряжение на выходе преобразователя "частота-напряжение" пропорционально частоте f(x), а следовательно и толщине ленты 36. Поэтому подключение к выходу преобразователя 18 регистратора напряжения (например цифрового или стрелочного вольтметра, осциллографа, самописца) позволяет непрерывно измерять и фиксировать значение линейной плотности или записывать графическую информацию (осциллограммы) об изменениях линейной плотности (толщины) ленты 36.
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8