Устройство для измерения развеса ленты

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОбРЕТЕН ИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 555179 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12-12.75 (21) 2199952/12 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.04.77.Бюллетень № 15 (45) Дата опубликования описания24.05.77 (51) М. Кл.

Д 01 G 23/06

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 677.051.77 (088, 8) (72) Авторы изобретения

Л, К. Таточенко и Н. A. Никитин

Московский ордена Трудового Красного Знамени текстильный институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗВЕСЬ ЛЕНТ61

Изобцетение относится к автоматическим устройствам контроля развеса ленты

B текстильной промышленности и может использоваться - системах автоматического регулирования развеса ленты. 5

Известно устройство для измерения развеса ленты фотоэлектрическим. методом, солержащее источник света, оптическую систему и фотоприемник, подключенный на вход усилителя с регистрирующим устройством. тО

Недостатком такого устройства является зависимость результатов измерения от цвета окрашенного BQ IQKHd..

Известно также фотоэлектрическое устройство для измерения и регулирования разве- 1В са ленты, где лучистый поток от лампы накаливания проходит через оптическую систему, содержал ю инфракрасные фильтры, и воспринимается фо — îïðèåìíèêîì, подключенным на вход регулятора с регистрирую- 20 щим устройством .

Однако в известном устройстве значительна зависимость коэффициента передачи измерительного тракта от внешних факторов вследствие использования в устройстве усилителей постоянного тока, так как поток излучения не модулирован.

С целью повышения точности развеса ленты предлагаемое устройство содержит блок сравнения, оптический модулятор и два синхронных детектора, сигнальный вход одного из которых электрически связан с усилителем, а один из его выходов подключен к управляющему входу второго синхронного детектора, выход которого через блок сравнения электрически связан со входом блока питания, причем сигнальный вход второго синхронного детектора электрически связан с выходом оптического модулятора; излучатель и фотоприемник оптически связаны разветвленным световодом, одна из ветвей которого размещена в зоне формирующей воронки ленточной машины, а в тракте второй ветви размещен оптический модулятор, при этом излучатель выполнен в виде полупроводникового источника модулированного инфракрасного потока.

На фиг. 1 изображен датчик развеса; на фиг. 2 дана блок-схема предлагаемого устройства.

55517 9

Датчик развеса ленты (фиг. 1) состоит из формирующей воронки 1, которая предназначена для формирования ленты 2 в рабо-.ей зоне 3. Две волоконные детали 4 и

5 являются оптической системой датчика, причем волоконная деталь 4 состоит из двух световодов 6 и 7, а волоконная деталь 5 состоит из световодов 8 и 9. Оптическая система датчика изготавливается чз специальных стеклянных волокон, уложенных в пучки и склеенных в торцах. Лучистый поток источника излучения светодиода 10 подведен кторцу волоконной детали 4. Световод 6 предназначен для передачи лучистого потока светодиода 10 в рабочую зону 3, а световод 7 -в оптическую цепь сигнала стабилизации, световоды 8 и 9 предназначены для приема луччстого потока. Путем изменения порядка расположения стеклянных волокон световода 6 выполнен оптический преобразователь круг-прямоугольник, т.е. общий торец волоконной детали 4 имеет круглое сечение, а торец световода 6 имеет форму узкой щели прямоугольного сечения. Волоконная деталь 5 отличается от волоконной 25 детали 4 только геометрическими размерами.

В качестве источника лучистого потока в датчике применен полупроводниковый инжекционный светодиод 10, дающий монохроматический лучистый поток в ближней инфракрасной области спектра. Он закреплен к круглому предварительно полированному торцу волоконной детали 4, световод 6 закреплен в рабочей зоне 3, куда также устанавливается торец световода 8. К торцу воло- З5 конной детали 5 прикрепляется фотоприемник 1 1 — фотодиод.

Для получения оптического сигнала стабилизации в датчике применены световоды 7 и 9, а также модулятор 12, кото40 рый представляет собой амплитудный модулятор оптического сигнала.

Устройство (фиг. 2) содержит блок питания 13, подключенный к датчику 14, который состоит чз светодиода 10, воронки 1 45 ч фотоприемника 11, электрически связанного со входом устройства регистрации 15.

Выход устройства регистрации 15 подключен ко входу устройства стабилизации 16 коэффициента передачи измерительного трак-5 та. Блок питания 13 состоит из синусоидального автогенератора 17, который подключен через ключ 18 к светодиоду 10. Фотоприемник 11 подключен к устройству регистрации 15, содержащему усилитель 19 переменного напряжения, выход которого электрически связан с сигнальным. входом синхроного детектора 20. Управляющий вход синхронного детектора 20 подключен к выходу генератора 17. Один из выходов синхронно-6О го детектора 20 электрически связан с регистрирующим прибором 21, а второй -с управляющим входом синхронного детектора

22 устройства стабилизацчи 16. Сигнальный вход синхронного детектора 22 подсоединен к выходу модулятора 12, а выход синхронного детектора 22 соединен со входом схемы сравнения 23 сигнала стабилизации и опорного напряжения. Выход схемы сравнения 23 является входом ключа 18, который служит для управления током светодиода 10.

Прибор работает следующим, образом.

Автогенератор 17 управляет работой ключа 18, последовательно с которым включен светодиод 10. Если на выходе схемы сравнения 23 сигнала стабилизации и опорного напряженч U ода управляющий сигнал Evn0 равен нулю, то через ключ 18 и светодиод

l0 будет протекать импульсный ток, величина которого определяется начальными параметрами ключа 18, Таким образом, лучистый поток Фо светодиода 10 будет модулчрован частотой Г автогенератора 17.

Лента 2 заправляется в формируюшую воронку 1 ч вводится в рабочую зону 3 дат чика (фиг, l) ° Лучистый поток Фо светодиода 10 через световод 6 поступает в рабочую зону 3, далее, пройдя через ленту

2 и приемный световод 8, попадает в фотоприемник 11, на выходе которого появляется переменное напрчжение 0 (Г} =1(ф), где Ф-лучистый поток, поступающий на фотопрчемник 11. Лучистый поток Фо также поступает через световод 7 на модулятор

1 2, после которого модулируется частотой Г, отличной от F (F — 0 1 F ). Прой1 2 1 дя световод 9, дважды модулированный лучистый поток поступает на фотоприемник

11, на выходе которого появляется переменное напряжение U (F ) = f (9o), Таким образом, на вход усилителя 19 (фиг. 2) поступает суммарный сигнал ц =U (F,) U (F I, прччем напряжение U (Р4) несет йнформа4 цию о степени поглощения лучистого потока Фо лентой 2 в рабочей зоне 3, а

Ц (Р } несет информацию о полном лучистом потоке Фо светодиода 10. Суммарный электрический сигнал О усиленный усилителем 19 поступает на сигнальный вход синхронного детектора 20, ключи которого управляются частотой F автогенератора 17, На выходе синхронного детектора

20 появляется постоянное напряжение

C =К U (P,) и переменная составляюшая

Q =g

20. Постоянное напряжение Е1 подается на регчстрчрующий прибор 21. Переменная сос555 тавляющая напряжения Ц подается на сиг3 нальный вход синхронного детектора 22, ключи которого управляются частотой F модулятора 12. На выходе синхронного детектора 22 появляется постоянное напря5 жение E2=K2 U, где К -коэффициент

3 2 передачи синхронного детектора 22. Напряжение Е2 является сигналом стабилизации коэффициента передачи измерительного тракта. Если напряжение Е и опорное напряже1О ние UQQ 54 равны, то на выходе cxBMbI сравнения 2 3 управляющий сигнал

Е и . 6Удет Равен нУлю. Отклонение паРаметров любого элемента измерительного тракта, вызванное старением элементов, изменением температуры окружающей среды, изменением питающего напряжения и др„ приведет к изменению сигнала стабилизации Е2 на + E. Ha выходе схемы сравнения 23 появится сигнал Еупр Ф О,который, воздействуя на ключ 18, изменит ток светодиода 10 так, что сигнал стабилизации вернется к своему первоначальному значер10

Таким образом, коэффициент передачи измерительного тракта поддерживается с высокой точностью при помощи обратной связи по сигналу стабилизации.

Бведе ше сигнала стабилизации коэффициента передачи измерительного тракта и волоконная оптика позволяют на порядок повысить точность измерения развеса ленты. Применение в качестве инфракрасного монохроматического, модулируемого источника лучистого потока-инжекционного светодиода позволяет упростить и уменьшить оптическую систему датчика и применять

его для измерения развеса ленты независимо от ее цвета и рода волокна. Подобный датчик может быть применен и дляиз- 40

179 мерения толщины разнообразных полупрозрачных материалов, например бумаги, полиэтиленовой пленки, нетканых и прочных текстильных материалов.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения развеса ленты на ленточных машинах, содержащее формирующую воронку, излучатель с блоком питания, оптическую систему, фотоприемник, подключенный на вход усилителя и регистрирующий блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности развеса ленты, оно имеет блок сравнения, оптический модулятор и два синхронных детектора, сигнальный вход одного из которых электрически связан с усилителем, а один из его выходов подключен к управляющему входу второго синхронного детектора, выход которого через блок сравнения электрически связан со входом блока питания, причем сигнальный вход второго синхронного детектора подключен к выходу оптического модулятора.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что излучатель и фотоприемник оптически связаны разветвленным световодом., одна из ветвей которого размещена в зоне сужения формирующей воронки ленточной машины, а в тракте второй ветви размещен оптический модулятор.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч а юш е е с я тем, что излучатель выполнен в виде полупроводникового источника модулированного инфракрасного потока.

565179

Составитель А Козлов

Редактор Л. Гребельникова Техред М. Ликович Корректор С. Болдижар

Заказ 425/14 Тираж 582 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4