Устройство для контроля линейной плотности волокнистого продукта

 

Изобретение относится к измерительной технике текстильной и легкой промьшленности. Целью изобретения является повышение точности путем уменьшения погрешности контроля от нестабильности характеристик фотоприемника и расстояния между продуктом и фотоприеъшиком. Точечный фотоприемник 4 (с источником тока) расположен на светонепроницаемом экране 5, который установлен с возможностью а 5с (Л .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 Р 01 G 23/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Юаекют

С/ЯЮР 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4036074/31-12 (22) 17.03.86 (46) 30.07.87. Бюл. У 28 .(71) Всесоюзный заочный институт текстильной и легкой промышленности (72) А, Н. Волгин (53) 077..051. 164 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 745970, кл,;D Ol G 23/06, 1978., (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЛИНЕЙНОЙ ПЛОТНОСТИ ВОЛОКНИСТОГО ПРОДУКТА.Л0„„1 26646 А1 (57) Изобретение относится к измерительной технике текстильной и легкой промьппленности. Целью изобретения является повышение точности путем уменьшения погрешности контроля от нестабильности характеристик фотоприемника и расстояния между продуктом и фотоприемником. Точечный фотоприемник 4 (с источником тока) расположен на светонепроницаемом экране 5, который установлен с возможностью

1326646 возвратно-поступательного перемещения в направлении оптической оси осточника 1 излучения. При движении экрана 5 отверстия, выполненные в нем, модулируют световые потоки оптронных пар 6 — 8, Выходной сигнал с выхода фотоприемника 4, пропорциональный линейной плотности продукта, IIo синхронизирующим сигналам с выходов оптронных пар 6 — 8 запоминается в запоминающих блоках 11 — 13.

На выходе сумматора 15 имеет место сигнал, пропорциональный величине

"св-Р а @22, где К,,н - pàç1 г су бБ 6д Кф ность сигналов, воспринятых фотоприИзобретение относится к измерительной технике текстильной и легкой промышленности,.

Цель изобретения — повышение точ-..

5 ности путем уменьшения погрешности контроля от нестабильности характеристик фотоприемника и расстояния между продуктом и фотоприемником.

На чертеже изображена блок-схема 10 устройства..

Устройство содержит установленныепоследовательно источник 1 излучения, инфракрасный светофильтр 2 и фо- . кусирующую линзу 3. Точечный фотопри- 15 емник 4, соединенный с источником тока, установлен на плоском непрозрачном экране 5 (маске). Экран 5 установлен с возможностью возвратно-поступательного движения в направлении, 20 перпендикулярном направлению движения контролирующего продукта (объекта измерения). В экране 5 в направлении его перемещения выполнены три отверстия, расположенные на равном рас- 25 стоянии г одно относительно другого.

Устройство содержит также оптронные пары 6 — 8, источник и приемник излучения каждой из которых установлены по разные стороны .экрана 5. Выход то- 30 чечного фотоприемника 4 через усили» тель 9 и аналого-цифровой преобразователь 10 подключен к информационным входам запоминающих блоков 11 — 13, емником 4 в.точках с и а., К вЂ” разность сигналов, воспринятых фотоприемником в точках C и 6 ; Кна — разность сигналов, воспринятых фотоприемником 4 в точках ь и а; ф — величина светового потока, прошедшего через продукт; К вЂ” коэффициент пропорциональности; 8 — - расстояние между точками контроля, Сигнал R nponopционален линейной плотности продукта и практически не зависит от дрейфа характеристик фотоприемника 4, усилителя 9, а также нестабильности расстояния между объектом контроля (продукта) и фотоприемником 4. 1 з,п, ф-JISI y 1 управлякнцие входы которых связаны с выходами соответственно оптронных пар 6 — 8. При этом выход блока 12 через удвоитель 14 сигнала связан с инвертирующим входом сумматора 15, неинвертирующие входы которого соединены с выходами запоминающих блоков

ll и 13, Устройство работает следующим образом.

Луч света от источника 1,сформированный светофильтром 2 и фокусирующей линзой 3, направляется на объект измерения. Рассеянный им свет, распространяющийся в основном в направЛении основного зондирующего пучка, попадает на фотоприемник 4, который вырабатывает сигнал, пропорциональный своему сопротивлению, так как он связан с источником тока. Фотоприемник 4 вместе с экраном 5 совершает возвратно-поступательное движение.

Отверстия, выполненные в экране 5, модулируют световые потоки соответствующих оптронных пар 6 — 8; Так, например, оптронная пара 6 включается, когда первое по ходу. движения экрана 6 отверстие совпадает с ее осью, Аналогичным образом включаются и остальные оптронные пары 7 и 8.

Сигнал с выхода фотоприемника 4 усиливается в усилителе 9, преобразуя в цифровой (двоичный) код в пре3

1326646 образователе 10 и поступает на входы блоков 11 — 13. При этом, когда фотоприемник 4 проходит положение д, код с преобразования 10 запоминается блоком 11, когда положение г — блоком

l2, а когда положение с — блоком 13.

Информация с выходов блока в ll

13 поступает на соответствующие входы сумматора !5, выходной сигнал которого пропорционален линейной плотности контролируемого продукта и практически не зависит от положения объекта измерения. Последнее обстоятельство объясняется .следующим. Сопротивление точечного фотоприемника 4, например фотодиода, воспринимающего рассеянный объектом контроля свет, как от вторичного источника, в общем случае описывается формулой

Х

R = кч"

1 я

R =Rce Re -+21 где Х - расстояние от объекта измерения (вторичного источника) до фотоприемника 4 в положении а Р— световой поток вторичного источника;

К вЂ” постоянный коэффициент.

Иэ формулы следует, что сопротивление фотоприемника пропорционально квадрату расстояния между ним и объектом контроля, При этом разность (К ) сигналов, воспринятых фотоприемником в точках 6 и а, находящихся на расстоянии 1 одна относительно другой, имеет вид

R = — t(X+1) -Х ) = — (21Х+1 )

1 г z1 1

60 Кф КФ

Разность (R g между сигналами в точках С и 5 находящихся также на расстоянии 1, имеет вид

R = — ((Х+21) -(Х+1) ) = †(21Х+31 )

К Р КР

В свою очередь, разность не зависит от величины Х, а определяется только величиной Р, т.е. линейной плотностью контролируемого объекта.

Следовательно, для выделения этого сигнала необходимо из суммы сигналов фотоприемника 4 в точках ю и с вычесть удвоенный сигнал с фотоприемника 4 в точке 5 . Указанные опера15

55 ции выполняются удвоителем 14 сигнала и сумматором 15, выходной сигнал которого пропорционален линейной плотности контролируемого объекта, Из последней формулы следует также, что аддитивный дрейф характеристик фотоприемника 4 и усилителя 9 полностью компенсируется и не вносит погрешность в результат контроля.

Ф о р м у л а изобретения

1. Устройство для контроля линейной плотности волокнистого продукта, содержащее последовательно расположенные источник излучения, инфракрасный светофильтр и фокусирующую линзу, установленные с одной стороны направления перемещения продукта, по другую сторону которого размещен фотоприемник, датчики положения фотоприемника и блок обработки сигнала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности путем уменьшения погрешности контроля от нестабильности характеристик фотоприемника и расстояния между фотоприемником и продуктом, фотоприемник установлен с возможностью возвратно-поступательного движения в направлении, перпендикулярном направлению перемещения продукта, датчики положения фотоприемника установлены в направлении движения фотоприемника на равном расстоянии один от другого, а блок обработки сигнала состоит из трех запоминающих блоков, удвоителя сигнала и сумматора, при этом выход фотоприемника подключен к информационным входам запоминающих блоков, управляющие входы которых связаны с выходами соответствующих датчиков положения фотоприемника, выход одного запоминающего блока через удвоитель сигнала соединен с инвертирующим входом сумматора, а выходы остальных запоминающих блоков связаны с соответствующими неинвертирующими входами сумматора, 2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что датчики положения фотоприемника выполнены в виде трех установленных последовательно в направлении движения продукта оптронных пар, между осветителями и приемниками которых размещен светонепроницаемый экран, жестко связанный с фотоприемником и имеющий

5 1326646 6 три идентичных отверстия, выполненные емника,и каждое из которыхрасположена равном расстоянии одно от друго- но на линии, пересекающей оптическую

ro в направлении перемещения фотопри- ось соответствующей оптронной пары.

Составитель Б. Кисин

Редактор Т, Парфенова Техред Л.Сердюкова Корректор JI, Пилипенко

Заказ 3251/22 Тираж 427 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4