Фотоэлектрическое устройство для измерения плотности текстильных материалов

 

Союз Советсинк

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 16. 09. 80 (21 ) 2983764/28-12 с присоединением заявки И

С К И33Л6

Кооударотынкый комитет

СССР во делан кзобретоннй и открытий (23 ) ПриоритетОпубликовано 23. 04. 82. Бюллетень М15 (53) УД1(531 ° 715..2(088.8) Дата опубликования онисания 23.04.82

1 (72) Автор изобретения

В. ф. Иванов

n -„-, Всесоюзный научно-исследовательский трикотажной промышленности (7l) Заявитель (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ . ПЛОТНОСТИ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к трикотажному и текстильному производст ву и может быть использовано для контроля плотности волокнистых материалов.

° 5

Известное фотоэлектрическое устройство для непрерывного контроля веса единицы длины волокнистой ленты имеет источник инфракрасного (ИК) излу-, чения, уплотнитель, через который протягивается волокнистая лента, оптический клин, фотодатчик уставкй, измерительный фотодатчик, два логарифмических усилителя, сумматор и электронную схему обработки сигналов, поступающих от фотодатчиков. Источник

ИК-излучения, измерительный фотодатчик и логарифмический усилитель образуют измерительный канал, а контрольный канал состоит из источника из«

20 лучения, фотодатчика, уставки, оптического клина и второго логарифмиоеского усилителя f1).

Световой поток, пропущенный и рас= сеянный -материалом:,: попадает на измерительный фотодатчик. Второй луч от того же источника излучения через оптический клин, служащий задатчиком эталонного значения развеса, попадает на фотодатчик уставк .Таким образом, на выходе фотодатчиков возникают ЭДС, пропорциональные соответственно измеряемому и номинальному (контрольному) значениям развеса исследуемого материала. С выхода сумматора, на который подаются сигналы с логарифмических усилителей измерительного и контрольного каналов, снижают напряжение и равное рааностй логарифмов этих ЭДС. Этим достигается линейная зависимость от значения поверхностной плотности массы исследуемого материала.

Для экспоненциальной кривой поглощения электромагнитного излучения ве ществом материала прошедший F< и отраженный F от него потоки излучения

922633 следующим (2) 40

3 могут быть представлены образом где F>- падающий на материал поток излучения;

k- коэффициент поглощения; I0

s - коэффициент рассеяния;

4 - коэффициент, зависящий от свойств светорассеивающей средь

tTI -плотность массы исследуемого 15 материала.

Тогда в случае линейности световых характеристик фотоэлементов на выходе измерительного фотодатчика имеем

„- (К (- )Ящ

Fge ф (3) где S - интегральная чувствительность фотодатчика.

На выходе контрольного фотодатчи" ка получаем

O = 0К„„, (4) где К„„- коэффициент ослабления потока 50 излучения оптическим клином.

Поделив (3) на (Ь) и беря от обеих частей равенства логарифм, получаем

fn O - п О" = -tI+()q)5)m+fn, Ккл т.е. с выхода сумматора снимают сигнал, пропорциональный поверхностной плотности исследуемого продукта.

Недостатком этого устройства является зависимость результата измерения от различных дестабилизирующих факторов, свойственных различным видам текстильного продукта (цвет, сырье,и др.). Это объясняется тем, что из постоянных величин, входящих в формулу (1) (К, S, 9 ), наиболее подвержены влиянию этих факторов коэффициенты S и М. 50

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что фотоэлектрическое устройство для измерения плотности текстильных. мате- 55 риалов содержит источник излучения, фотодатчик уставки, соединенный через логарифмический усилитель с одним из входов сумматора, измерительный фотодатчик,, второй логарифмический усилитель, своим выходом подключенный ко второму входу сумматора, выход которого связан через счетный блок с регистратором, имеет после довательно соединенные фотодатчик. отраженного от материала потока излучения, нелинейный преобразователь и делительное звено, причем второй вход делитвльного звена подключен к выходу измерительного фотодатчика, а его выход связан с входом второго логарифмического усилителя.

На чертеже показана электрическая схема предлагаемого устройства, Устройство содержит источник ИКизлучения 1, оптический клин 2, фотодатчик уставки 3, измерительный фотодатчик 4, фотодатчик отраженного от полотна потока ИК-излучения 5, нели нейный преобразователь напряжения 6, делительное звено 7, логарифмический усилитель 8,второй логарифмический усилитель 9, сумматор 10, счетный блок 11 и регистратор 12.

Устройство работает следующим об разом.

Поток ИК-излучения от источника 1 падает на контролируемый продукт.

Прошедший через исследуемый продукт поток излучения попадает на измерительный фотодатчик 4. Возникающее на выходе датчика напряжение

Ц пропорционально выходному из полотна потоку F у g-(к (- w)5)rn

Отраженный от продукта поток F попадает на фотодатчик 5. Возникающее на выходе фотодатчика напряжение U пропорционально потоку

-(К1 ВЧ)тп }. 0

Одновременно поток излучения от источника 1 подается через оптический клин на фотодатчик уставки, с выхода которого он поступает на сумматор 10 через второй логарифмический усилитель 9.

С выхода фотодатчика 5 напряжение U подается на нелинейный преобразователь, осуществляющий преобразование иВьл= йВх

*3 где 0 „,„- преобразованное напряжение на выходе нелинейного преобразователя;

U „- напряжение на входе нелиней ного преобразователя;

d„9 - постоянные коэффициенты.

Таким образом, с выхода нелинейного преобразователя напряжения 6 будет сниматься напряжение U>, пропорциональное следующему выражению

cL ol

0,-. F,.С

-(K. - В% -„) m

В схеме делительного звена 7 происходит алгебраическое вычитание степеней и на выходе ее образуется сигнал U4, пропорциональный следующему выражению

-ta(<- м) s) 3< - > sf >j . м г,С

I, Это напряжение поступает на изме рительный логарифмический усилитель

8 и далее на сумматор 10. При выполнении условия

-(1- М ) S-=Sq, "

Ь

Ф (а это можно осуществить с помощью предварительной настройки устройст ва на данный вид исследуемого материала), при котором выражение

-(1-т) 5+5+

d.

Ь погрешность от наличия нестабильных коэффициентов S и Ч полностью устраняется.

Экономическая эффективность от внедрения предлагаемого устройства достигается эа счет повышения точности измерения плотности текстильных материалов, так как использова22633

d ние дополнительного канала - фотодатчика и схемы обработки отраженного от полотна потока излучения . уменьшает составляющую погрешности, 5 обусловленную влиянием зависимости прошедшего через исследуемый материал потока излучения от его цветовой окраски и других дестабилизирующих факторов..

ФО формула изобретения фотозлектрическо устройство для измерения плотности текстильных ма-, >> .териалов, содержащее источник излучения, фотодатчик уставки, соединенный через логарифмический усилитель с одним из входов сумматора, измерительный фотодатчик, второй логарифмический усилитель, своим выходом подключенный к второму входу сумматора, выход которого связан через счетный блок с регистратором, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно имеет последовательно соединенные фотодатчик отраженного от материала потока излучения, нелинейный преобразователь и делительное звено, причем второй вход делительного звена подключен к выходу измерительного фотодатчика, à его выход связан с входом второго логарифмического усилителя °

Источники информации, принятыв во внимание пои экспеотияе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 286545, кл. 0 02 И 11/00, 1971 (прототий).

922633

I

Составитель С. Михалева

Редактор А. Козориз Техред Ж. Кастелевич Корректор "- Пожо

Заказ 2572/58 Тираж 883 Подписыое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Ф

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