Устройство для измерения скорости ленты стекла

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ЛЕНТЫ СТЕКЛА, содержащее два источника излучения ,и по их числу приемники излучения и преобразователь , отличающееся тем. что, с целью повышения точности измерения , оно снабжено двумя блоками запаздывания, двумя корреляторами, блоком вычитания и регулятором с блоком настройки, причем первый приемник излучения подключен к одному1из входов первого блока запаздывания, выход которого соединен с первыми входами второго блока запаздывания и первого коррелятора, второй приемник излучения подкл|рчен к второму ходу первого коррелятора и k первому входу второго коррелятора, выходы корреляторов соединены с соответствующими входами блока вычитания, выход которого подключен к первому входу регулятора, выход которого со-j единен с входами преобразователя к блока настройки, и вторыми: входами блоков запаздыва:ния, а выход BTOPOITO Iблока запаздывания соединен с вторым входом второго коррелятора. СП р: «VI

COOS СОВЕТСКИХ

0 Ю

РЕСПУБЛИК

„,SU„„1011567 А

М50С 03 В 13/04; С 03 В 15 (Ц

С 03 В 18 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АБТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

* 4 Э дюф) иа.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР з и,(21) 3339943/29-33 1 .,(22) 23.09.81 (46 ) 15. 04. & 3 ..Бюл. М 14 ,(72) В. И. Смирнов и Е. Г. Арсеньева (71) Калининский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 666.1.053,562(088.8) (56) 1. Усвицкий М. В. Автоматическое управление процессами производства стекла. М., Стройиздат, 1975, с. 107.

2. Усвицкий N. В. Автоматическое управление процессами производства стекла. М., Стройиздат, 1975, с. 107109 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

СКОРОСТИ ЛЕНТЫ СТЕКЛА, содержащее два источника излучения и по их числу приемники излучения и преобразователь, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности йэмерения, оно снабжено двумя блоками запаздывания, двумя корреляторами, блоком вычитания и регулятором с блоком настройки, причем первый приемник излучения подключен к одному. из входов первого блока запаздывания, .выход которого соединен с первыми ,входами второго блока запаздывания и первого рсоррелятора,, второй приемник излучения подключен к второму ходу первого коррелятора и.к первому входу второго коррелятора, выходы корреляторов соединены с соответствующими входами блока вычитания, выход которого подключен к первому входу регулятора, выход которого со- Я единен с входами преобразователя и блока настройки, и вторыми.. входами блоков запаздывания, а выход второго блока запаздывания соединен с вторым ,входом второго коррелятора.

tel

10115б7

Изобретение относится к автоматизации производства стекла и может быть использовано для измерения и регулирования скорости движения ленты стекла при его непрерывном .вытягивании или прокате.

Известно устройство, предназначенное для измерения скорости движения ленты стекла, содержащее диск, катящийся по поверхности ленты стекла, и блок для измерения скорости вращения диска, например, тахогенератор.

При движении ленты диск вращается.

Угловая скорость вращения диска, измеряемая тахогенератором, пропорциональна скорости движения ленты (1 ).

Недостатками этого уст ойства является наличие непосредственного контакта диска с лентой стекла, их взаимное проскальзывание и низкая точность измерений при малых скоростях движения ленты.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения скорости ленты стекла, содержащее два источника излучения и по их числу приемники излучения и преобразователь t2 J.

Недостатками этого устройства являются необходимость нанесения надрезов на поверхности стекла, а также дискретный характер процесса измерения.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Цель достигается тем, что устройство для измерения скорости ленты ,стекла, содержащее два источника излучения и по их числу приемники излучения и преобразователь, снабжено двумя блоками запаздывания, двумя корреляторами, блоком вычитания и регулятором с блоком настройки, причем первый приемник излучения подключен к одному иэ входов первого блока запаздывания, выход которого соединен с первыми входами второго блока запаедывания и первого коррелятора, второй приемник излучения подключен к второму входу первого коррелятора и к первому входу второго коррелятора, выходы .корреляторов соединены с соответствующими входами блока вычитания, выход которого подключен к первому входу регулятора, выход которого соединен с входами преобразо. ватеЛя и блока настройки, и вторыми входами блоков запаздывания, а выход второго блока запаздывания соединен с вторым входом второго коррелятора.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг. 2графики корреляционных функций сигналов на выходе приемников излучения при различных скоростях движения ленты стекла, на фиг. 3 - график экспериментально полученной автокорреляционной функции, сигнала, харак10

20 ций выходных сигналов блока 5 и б регулируемого запаздывания и приемника

:4 излучения. Вычитающее устройство 9 формирует сигнал, равный разности выходных сигналов коррелятора 7 и коррелятора 8. Регулятор 10 препназ30 начен для поддержания выходного сигнала вычитающего устройства 9 на ну35

f2() t ("т) 65

60 теризующего оптнческие свойства листового стекла при прохождении через него луча света, генерируемого гелийнеоновым лазером ЛГ-5б.

Устройство состоит иэ источников

1 и 2 излучения, приемников 3 и 4 излучения, блоков 5 и б регулируемоro запаздывания, корреляторов 7 и 8, вычитающего устройства 9, регулятора 10 с интегральной составляющей закона регулирования, блока 11 настройки параметров регулятора и функционального преобразователя 12.

Источники 1 и 2 излучения расположены друг эа другом на одной линии по ходу движения ленты.

Приемники 3 и 4 воспринимают излучение (оптическое, радиоактивное, рентгеновское и т.п.), исходяьего от источников 1 и 2 излучения. Блоки

5 и б регулируемого запаздывания предназначены для задержки выходного сигнала приемника 3 излучения. Корреляторы 7 и 8 осуществляют вычисление ординат взаимнокорреляционных функлевом уровне. Настройка коэффициентов закона регулирования в .зависимости от выходного сигнала регулятора

10 производится блоком 11 настройки параметров регулятора. Вычисление значения скорости ленты стекла осу» ществляется функциональным преобразователем 12.. Устройство работает следующим образом.

Вследствие неоднородности ленты стекла, обусловленной, например, ее разнотолщинностью, наличием наружных и внутренних дефектов, интенсивность излучения источников 1 и 2, воспринимая приемниками 3 и 4, при движении ленты стекла изменяется. Поскольку точка пересечения луча источника

2 излучения с поверхностью ленты смещена относительно соответствующей точки источника 1 излучения в направлении движения на расстояние d, выходной сигнал f<(t) приемника 4 излучения отстает от выходного сигнала <„(t) приемника 3 излучения на время С, равное: ф д

Т / где V - скорость движения ленты стекла.

Следовательног

1011567

Блок 5 регулируемого запаздывания задерживает выходной сигнал (с) приемника 3 излучения на вре1 мя ь, а блок 6 регулируемого запаздывания дополнительно на время л .

Коррелятор 7 вычисляет значение ординаты корреляционной Функции К1(Vi ) выходных сигналов блока 5 регулйруемого запаздывания и приемник 4 иэЮ лучения, а, коррелятор . 8 - значения ординат корреляционной Функции К2(С ) 10 выходных сигналов блока приемника выходных сигналов блока 6 регулируемого запаздывания приемника 4 излучения. Вычитающее устройство 9 определяет разность hK(i ) между выходными сигналами корреляторов 7 и 8:

ЛК{Ф) - К (С) - К (с)

1 2

Автоматический режим работы начинается с такого значения .ь блока 5 регулируемого запаздывания, которое обеспечивает попадание на рабочий участок А графика разности корреляционных функций дК(ь .), приведенного на фиг. 2а. Если значение д К(ь ) отличается от нуля, регулятор 10 изменяет значение блока 5 регулируемого запаздывания, обеспечивая поиск точки О, в которой лК(Г) = О.

Вследствие симметрии корреляционных

:функций К 1(а ) и К2(i ), точка 0 отстоит от искомой точки ь = т на величину 0,5йь . . Функциональный блок 12 рассчитывает значение скорости V ленты стекла по формуле:

d

+ 0,5.й ь

При изменении.скорости движения ленты стекла происходит изменение 4Q вида корреляционных Функций. При увеличении скорости корреляционные функции сужаются, а при уменьшении ðàñширяются. На фиг. 2б показаны корреляционные функции при возрастании 45 скорости ленты стекла. Точка-0 графика разности корреляционных функций дК(Ф ) трансформируется в плоский участок е, ширина которого обусловливает погрешность определения значения,т и, следовательно, скорости

Н. При этом происходит также изменение угла наклона рабочего участка графика разности корреляционных функций аК(ь ). Для компенсации этого явления в зависимости от значения ь (возрастание свидетельствует о снижении скорости, а уменьшение о ее повышении) производится коррекция значения задержки b С блока 6 регулируемого запаздывания, а блок 11 настройки параметров регулятора изменяет значения коэффициентов закона регулирования, реализуемого регулятором 10. Например, при увеличении скорости Ч ленты стекла i снижается (графики корреляционных Функций, сужаясь, смещаются влево, угол наклона рабочего участка A увеличивается), значения коэффициентов пропорциональности перед составляющими закона регулирования регулятора и задержка

Ь ь" блока 6 регулируемого запаздывания должны Выть уменьшены так, как показано на фиг. 2в.

С целью определения практической возможности использования предложенного устройства для измерения скорости движения ленты стекла проведено исследование статистических характеристик сигнала, характеризующего оптические свойства листового оконного стекла толщиной 2,5 мм. В качестве источника излучения исполвэуют гелий-неоновый лазер ЛГ-56. Интенсивность проходящего через стекло луча определяют с 6Ьмощью фотодиода ФД-8К.

График автокорреляционной функции сигнала, характеризующего интенсивность проходящего луча, изображен. на фиг. 3. Анализ рафика показывает наличие корреляционной зависимости между соседними результатами измерений освещенности фотоприемника и подтверждает возможность применения предлагаемого устройства для измерения скорости ленты стекла.

Таким образом, предложенное уст-, ройство позволяет непрерывно измерять скорость ленты стекла без нанесения искусственных надрезов за ечет естественных Флуктуаций свойств стекла. При этом точность измерейия скорости повышается до +0,5%.

Ожидаемый экономический эффект от использования предлагаемого устройства составляет 1,5 тыс.руб. в год (для линии с годовой программой

300 тыс. м листового стекла). ЭФфект достигается эа счет повышения точности регулирования скорости ленты стекла и снижения брака от раэнотолщинности и волнистодти.

1011567

9 и е. 2

0,5д

Составитель Л. Шарова

Редактор A. Химчук Техред E.Xàðèòîí÷èê, :Корректор A. Ильин Заказ 2672/26 Тираж 484 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-,35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4