Устройство для измерения параметров движения нити

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()970225 ф: (61}Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 03.0431 (21) 3269557/18-10 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 30.1082. Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 30.10В2 (51) М. Кл. з

G 01 P 15/08

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 531. 768 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б.Н. Гусев, Ю.Н. Будалов и В.Ю. Галата

Ивановский ордена Трудового Красного Знамени текстильный институт им. М.В. Фрунзе (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ДВИЖЕНИЯ НИТИ

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для бесконтактного измерения линейного ускорения нитей, имеющих естественную неравномерность по толщине, и может быть использовано в автоматизированных системах управления технологическими процессами для получения и формирования нитей из натуральных и искусственных волокон.

Известно устройство для измерения ускорения тела путем измерения времени прохождения телом известной длины базовых расстояний с последующим вычислением второй производной пути по времени (1).

Применить это устройство для йэмерения ускорения как участка, так ,и точки движущейся нити не представляется возможным вследствие того, что нить является протяженным движущимся объектом..

Возможно также измерение линейного ускорения движущейся нити эа счет оценки девиации частоты элект ростатических меток, находящихся друг от друга на одинаковом расстоянии, с последующим вычислением производной от скорости по времени (2).

Недостатком данного устройства является то, что оно не позволяет измерять ускорение одной и той же движущейся нити.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения параметров движения нити, содержащее два датчика толщины нити, выход каждого иэ которых соединен с входом соответствующего формирователя импульсов, регулируемую линию задержки, генератор тактовых импульсов, пять ключей, индикатор, счетчик импульсов

15 и два двухвходовых триггера, причем выход генератора тактовых импульсов связан с основньм входом первого ключа, управляющий вход которого связан с выходом первого триггера, 20 а выход ключа связан с счетчиком импульсов (3).

Однако данное устройство позволяет измерять только отклонение скорости различных точек нити от средней скорости ее движения и не позволяет производить бесконтактных измерений ускорения одной и той же точки нити.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устрой970225 ства для обеспечения измерений ускорения нити.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство для измерения параметров движения нити введены третья пара последовательно соединенных датчика толщины нити и формирователя импульсов, регулируемый генератор тактовых импульсов, схема

ИЛИ, второй счетчик импульсов, три дополнительных двухвходовых триггера и вычислительный блок, при этом выход первого формирователя импульсов связан с основным входом второго ключа и с одним из входов второго триггера, второй .вход которого связан с выходом окончания счета вычислительного блока, а выход второго триггера связан с управляющим входом второго ключа, выход которого связан с одними из входов первого триггера, схемы ИЛИ и третьего триггера, связанного своим вы одом с управляющим входом третьего ключа, выход последнего связан с вторыми входами первого триггера и схемы ИЛИ, а также с входами четвертого и пятого триггеров, вторые входы которых связаны соответственно с выходом четвертого ключа и выходом регулируемой линии задержки связанной своим выходом также и с вторым входом третьего триггера, основной вход регулируемой линии задержки связан с выходом схемы ИЛИ, а регулирующий вход — c выходом регулируемого генератора тактовых импульсов, выходы второго и третьзго формирователей импульсов соединены с основными входами третьего и четвертого ключей соответственно, а выход четвертого ключа соединен с управляющим входом вычислительного блока, соединенного выходом результата измерения с входом индикатора, входы исходных данных вычислительного блока соединены с выходами счетчиков импульсов, при этом вход второго счетчика импульсов связан с выходом пятого ключа, основной вход которого связан с выходом генератора тактовых Импульоов, а управляющий вход — с выходом четвертого триггера.

На чертеже показана структурная схема устройства.

Устройство содержит три датчика

1, 2 и 3, толщины нити 4, установленных вдоль линии ее движения и

càÿçàíHûõ своими выходами с формирователями 5, 6 и 7 импульсов, выходы которых связаны с основными входами ключей 8„ 9 и 10. Выход ключа 8 соединен с одними из входов триггера 11,.ñõåìû ИЛИ 13, выход ключа 9 соединен с вторыми входами триггера 11 и схемы ИЛИ 12„ а также с одними из входов триггеров 14 и

15, вторые входы которых соединены

60 где а - время прохождения дефект1 ного утолщения между первым и вторым датчиками по ходу движения нити; а - время прохождения дефектного утолщения между вторым и третьим датчиками по ходу движения нити. с выходом ключа 10 и выходом регулируемой линии 16 задержки соответственно. Выход линии 16 задержки соединен также с входом триггера

13, основной вход ее соединен с вы5 ходом схемы ИЛИ 12, а регулирующий вход соединен с выходом генератора

17 тактовых импульсов (регулируемого) . Выходы триггеров ll и 14 соединены соответственно с управ10 ляющими входами ключей 18 и 19, выходы которых соединены соот,.ветственно с входами счетчиков

20 и 21 импульсов, выход генератора 22 тактовых импульсов

)$ соединен с основными входами ключей

18 и 19. Выходы счетчиков 20 и 21 соединены с входами исходных данных вычислительного блока 23, у которого управляющий вход соединен с выходом рц ключа 10, выход результата измерения ,с индикатором 24, а выход окончания счета — c одним из входов триггера 25, второй вход которого соединен с выходом формирователя 5 импульсов, а выход — с управляющим входом ключа 8. Выходы триггеров 13 и 15 соединены с управляющими входами ключей 9 и 10 соответственно.

I Устройство работает следующим образом.

Известно, что сигнал, харак*еризующий толщину нитей из натуральных и искусственных волокон, содержит случайные отклонения от среднего ,; диаметра, обусловленные особенностяЗ ми технологического процесса их получения, видом сырья и другимй причинами. Кроме этого, на нити существуют дефективные утолщения, т.е. технологические и сырьевые пороки, 40 которые и используются в качестве первичной информации для измерения ускорения нити.

Определение ускорения одной и той же точки нити в предлагаемом

45 устройстве происходит в результате измерения времени прохождения дефектного утолщения на участках между первым и вторьм датчиками и между вторым и третьим датчиками толщины г ц нити по ходу ее движения, и, так как датчики расположены на одинаковом расстоянии друг от друга, дальнейшие вычисления производятся по формуле

Д5/4 t - д Ь /Н„2Ь 5 (Д1„- n a )

55 с

,/2+at

Формула изобретения

Информация о неравномерности нити

4 по толщине снимается бесконтактны-: ми датчиками 1, 2 и 3 толщины. В формирователях 5, б и 7 импульсов происходит формирование импульсов от дефектных утолщений движущейся нити. Регулируемая линия 16 задержки построена на сдвиговых регистрах и ее время задержки регулируется частотой регулируемого генератора

17 тактовых импульсов. Число триггеров в регулируемой линии 16 задержки выбрано с таким расчетом, чтобы выходной импульс линии 16 задержки выдавался всегда раньше, чем дефектное утолщение достигнет датчика

2 толщины нити на время, определяемое возможньм отклонением скорости движения нити 4 от ее среднего значения. Таким образом, первый импульс, поступивший с формирователя б импульсов после выходного импульса регулируемой линии 16 задержки, будет сигналом того же дефектного утолщения, которое было вщ лено

Формирователем 5 импульсов. Поскольку расстояние между датчиками одинаков, то для выделения момента наиболее вероятного появления искомого дефектного утолщения напротив датчика 3 толщины нити используется также регулируемая линия 16 задержки.

Импульс с формирователя 5 импульсов через ключ 8 и схему ИЛИ 12 попадает на линию 16 задержки, а также устанавливает триггер 11 в состояние, позволяющее импульсам с генератора тактовых импульсов 22 проходить через ключ 18 на счетный вход счет- чика 20 импульсов. Кроме того, импульс с формирователя 5 импульсов устанавливает триггер 25 в состояние, запрещающее прохождение следующих импульсов от формирователя 5 через ключ 8. В свою очередь импульс с выхода ключа 8 также устанавливает триггер 13 в состояние, запрещающее прохождение сигналов от формирователя 6 через ключ 9. Таким образом, после прохождения дефектного утолщения через датчик 1 счетчик 20 импульсов начинает заполняться тактовыми импульсами генератора 22 тактовых импульсов. Импульсы от следующих дефектных утолщений на нити, проходящих через датчик 1, не проходят через ключ 8, так как он закрыт триггером 25.

После того, как на выходе регулируемой линии 16 задержки появится импульс, который устанавливает триггер 13 в состояние, позволяющее импульсам с Формирователя 6 импульсов проходить через ключ 9, первый же такой импульс, пройдя ключ 9, прекратит подсчет импульсов счетчиком

20 и, установив триггер 14 в сос4 тояние, позволяющее импульсам генератора 22 тактовых импульсов проходить через ключ 19,начинает подсчет этих импульсов счетчиком 21 импульсов.

Момент прекращения счета счетчиком 21

5 определяется моментом прохождения искомого дефектного утолщения через датчик 3. Наиболее вероятный момент прохождения дефектного утолщения также определяется регулируемой ли30 нией 16 задержки, которая задерживает импульс, поступающий на нее через ключ 9 и схему ИЛИ 12. Работа триггера 1 5 и ключа 10 аналогична работе триггера 13 и ключа 9. Таким образом, в момент прохождения искомого дефектного утолщения нити через датчик 3 в счетчике 20 импульсов находится информация о времени at а в счетчике 21 импульсов — о времени ь . Импульс с Формирователя 7 импульсов через открытый ключ 10 также поступает на управляющий вход блока 23 вычисления и дает команду, на обработку информации, поступающей ,с счетчиков 20 и 21 импульсов. По окончании вычислений блок 23 вычисления, во-первых, выдает результаты на индикатор 24. ускорения и, вовторых, дает сигнал на триггер 25, устанавливающий его в состояние, разрешающее прохождение импульсов с формирователя 5 импульсов на ключ 8, и тем самым, дает разрешение на начало нового цикла измерения мгновенного ускорения.

Применение изобретения позволит без нарушения естественного протекания технологического процесса выявить параметры ускорения нитей их натуральных и искусственных волокон при их получении .и формировании, что, в свою очередь, позволит наиболее достоверно осуществить контроль технологического процесса и наметить пути для его оптимизации.

Устройство для измерения параметров движения нити, содержащее два датчика толщины нити, выход кажДОГО ИЭ KDTOPHX СОЕДИНЕН С ВХОДОМ соответствующего формирователя импульсов, регулируемую линию задержки, генератор тактовых импульсов, пять ключей, индикатор, счетчик импульсов и два двухвходовых триггера, причем выход генератора тактовых импульсов связан с основньм входом первого ключа, управляющий вход которого связан с выходом первого.триггера, а выход ключа связан с счетчиком импульсов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены

970225 третья пара последовательно соединенных датчика. толщины нити и формирователя импульсов, регулируемый генератор тактовых имйульсов, схема

ИЛИ, второй счетчик импульсов, три дополнительных двухвходовых триггера и вычислительный блок, при этом выход первого Формирователя импульсов связан с основным входом второго ключа и с одним иэ входов второго триггера, второй вход которого связан с выходом окончания счета вычислительного блока, а выход второго триггера связан с управляющим входом второгс ключа, выход которого связан с одними из входов первого триггера, схемы ИЛИ и третьего триггера, связанного своим выходом с управляющим входом третьего ключа, выход последнего связан с вторьЫи входами первого триггера и схемы ИЛИ, а также с входами четвертого и пятого триггеров, вторые входы которых связаны соответственно с выходом четвертого ключа и выходом регулируемой линии задержки, свяэаннбй своим выходом также и с вторым входом третьего триггера, основной вход регулируемой линии задержки связан с выходом схемы ИЛИ, а регулирующий вход - с выходом регулируемого генератора тактовых импульсов, выходы второго и третьего

Формирователей импульсов соединены с основными входами третьего и четвертого ключей соответственно, а выход четвертого ключа соединен с управляющим входом вычислительного блока, соединенного выходом результата измерения с входом индикатора, 10 входы исходных данных вычислительного блока соединены с выходами счетчиков импульсов, при этом вход второго счетчика импульсов связан с выходом пятого ключа, основной

15 вход которого связан с выходом генератора тактовых импульсов, а управляющий вход — с выходом четвертого триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 32789, кл. G 01 P 15/00, 1931.

2. Авторское свидетельство СССР р 651251,кл.. G 01 P 3/66, 1979.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 794537, кл. G 01 Р 15/00, 1979 (прототип).

Составитель В. Пименов

Редактор М. Янович Техред N. Надь- Корректор О. Билак

Заказ 8378/53 Тираж 887 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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