Устройство для измерения плотности текстильных материалов

 

Изобретение относится к средствам контроля плотности и может быть использовано на текстильных машинах. Цель изобретения - повышение быстродействия путем одновременного измерения плотности в двух перпендикулярных плоскостях. Устройство содержит узел 1 подсветки, световая энергия которого распределена по кольцу. Над материалом 2 расположен приемный блок, содержащий световод 3, один торец которого размещен на вращающемся диске 4. Щелевая крестообразная диафрагма 7 ориентирована таким образом, что каждая ее щель коллинеарна измеряемым структурным элементам материала 2. Выходы фотоприемников 8 и 9 связаны с блоком обработки информации. Изменение величин световых потоков, попадающих на фотоприемники 8 и 9, определяет плотность текстильного материала. Блок обработки информации реализует рекурентный алгоритм оптимальной оценки случайной величины, по которому оценка измеряемой величины на каждом шаге равна оценке этой величины на предыдущем шаге плюс разность измеренной величины на этом шаге и оценки на предыдущем шаге. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1!) б. ЕОИЗЯ

jl(7 г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4326237/28-12 (22) 11.11,87 (46) 30.06.89. Бюл. ¹ 24 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт трикотажной промышленности (72) В.Ф.Иванов, И.А.Якимушкин, А. С. Буэин и )О. В.Чугунов (53) 620. 175. 15 (088.8) (56) Авторское снидетсльство ГССР № 1300048, кл ° D 04 В 35/20, 1980. (51) 4 G О1 N 33/36 D 04 В 35/20

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТ.

НОСТИ ТЕКСТИЛЫ1ЬИ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к средствам контроля плотности и может врыть использовано на текстильных машинах. Цель изобретения — повышение быстродействия путем одновременнного измерения плотности в двух перпендикулярных плоскостях.

Устройство содержит узел 1 подсветки, световая энергия которого распре1490644

10 делена по кольцу. Над материалом

2 расположен приемный блок, содержащий световод 3 один торец которого размещен на вращающемся диске

4. Щелевая крестообразная диафрагма 7 ориентирована таким образом, что каждая ее щель коллинеарна измеряемым структурным элементам материала 2. Выходы фотоприемников 8 и 9 связаны с блоком обработки информации. Изменение величин световых

Изобретение относится к средствам контроля плотности и может быть использовано на текстильных машинах.

Цель изобретения — повышение бы стродействия путем одновременного измерения плотности в двух перпендикулярных плоскостях °

На фиг.1 изображена структурная схема устройства; на фиг.2 — вариант выполнения диафрагмы; на фиг.3 вариант выполнения оптического узла.

Устройство содержит узел 1 подсветки, световая энергия которого распределена по кольцу. Против узла

1 подсветки над материалом 2 расположен приемный блок, содержащий световод 3, один торец которого закреплен на диске 4 на расстоянии, при котором его проекция попадает вовнутрь кольца облучаемого участка.

Второй торец световода 3 выведен через ось вращения диска 4, который приводится во вращение от электродвигателя 5 через зубчатые колеса 6.

Оптический узел содержит щавелевую крестообразную диафрагму 7, ориентированную так, что каждая щель крестообразной диафрагмы коллинеарна соответствующей системе измеряемых структурных элементов материала 2, и фотоприемники 8 и 9,установленные неподвижно с зазором относительно второго торца световода 3.

Выходы фотоприемников 8 и 9 связаны с формирователями 10 и 11 импульсов, выходы которых соединены с входами счетчиков 12 и 13. Выходы счетчиков 12 и 13 соединены с входами сумматоров 14 и 15, другие входы которых связаны с элементами 16 и

17 зат "ржки.

Выходы сумматоров 14 и 15 соединены с блоками 18 и 19 деления, ко20

55 потоков, попадающих на фотоприемники

8 и 9, определять плотность текстильного материала. Блок обработки информации реализует рекурентный алгоритм оптимальной оценки случайной величины, по которому оценка измеряемой величины на каждом шаге равна оценке этой величины на предыдущем шаге плюс разность измеренной величины на этом шаге и оценки на предыдущем шаге. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. торые также связаны с датчиком, 20, числа оборотов полого вала через формирователь 21 импульсов и счетчик 22. Вьжоды блоков 18 и 19 деления связаны соответственно с входами сумматоров 23 и 24, вторые входы которых соединены с выходами элементов 16 и 17 задержки, управление которыми осуществляется посредством связи с третьим формирователем 21 импульсов. Выходы сумматоров 23 и 24 соединены с входами элементов 16 и 17 задержки и входами блоков 25 и

26 деления, выходы которых соединены с регистратором (не показан).

Оптический узел может быть выполнен в виде крестообразно соединенных линеек регулярных круглых световодов 27.

Устройство работает следующим образом.

Световой поток, формируемый источником 1 излучения, проходит через контролируемый материал 2 и падает на приемную систему. Контроль плотности материала 2 в двух перпендикулярных направлениях осуществляется путем вращения диска 4 с закреплен" ным на нем световодом,3. Прошедший через полотно 2 световой поток падает на входной торец и, распространяясь вдоль световода 3, попадает на диафрагму 7. Поскольку световод является регулярным, а диафрагма 7 неподвижна относительно выходного торца

1 световода, энергия световода, которая попадает на фотоприемники 8 и

9 "собирается" с площади, равной размерам диафрагмы при любом угловом положении диска 4. Ориентация сформированной на торце световода входной апертуры в виде укаэанного креста постоянна и не зависит от положения диска 4.

1490644

20

40

Изменение величин световых потоков, пачающих на фотоприемники 8 и

9,определяется характером структуры материала 2. Если фотоприемник

8 установлен под той щелью креста диафрагмы, которая коллинеарна петельным столбикам (утку?, то и частота изменения амплитуды светового потока, падающего на фотоприемник

8, будет зависеть от частоты расположения петельных столбиков (утка), тогда как частота изменения амплитуды светового потока, падающего на фотопрпемник 9, установленный напротив другой перпендикулярной щели креста диафрагмы, будет зависеть от частоты расчалажения петельных рядов (основы) . При появлении петельного столбика (или, соответствен но, петельного ряда) на выходе фотоприемника 8 (фотоприемника 9) возникает электрический импульс, который после формирования н формирователе 10 импульсов (11) поступает на счетчик 12 (13) .

За один оборот диска 4 счетчик

12 накопит 2N импульсов от петельных столбиков утка — 2N» а счетчик 12 — 2К импульсов (от петельных рядов основы) . Перед каждым новым оборотом диска 4 счетчики 12 и

13 обнуляются по сигналу от датчика

20 числа оборотов полого цилиндра, прошедшему через формирователь 21 импульсов. Счетчик 22 подсчитывает количество оборотов диска 4.

Блок обработки информации реализует рекуррентный алгоритм оптимальной оценки случайной величины (оп тимальный по методу наименьших квадратов), по которому оценка измеряемой величины на каждом шаге Х(К) равна оценке этой величины на предыдущем шаге К(К-1) плюс разность измеренной величины на этом шаге

Z(K) и оценки на предыдущем шаге

К(К-1), умноженной на переменный коэффициент, равный 1/К, т.е. л 1 л

X(K) = X(K-1) + (Z(K) — X(K-1)) °

Данный алгоритм реализован одинаково для двух каналов измерения (по утку, петельным столбикам, и основе, петельным рядам, соответственно), начиная от счетчиков 12 и 13, поэтому в дальнейшем будет рассмотрен толька один кака:., nd к «», т счетчика 12 (например, для петельных столбиков утка) .

Удвоенное значение величины 7. (К) =

= М (К), измеренной на базе,равной

2R»» поступает на первый вход сумматора 14, на другой вход которого приходит удвоенная величина оценки

У. .(К-1) на предыдущем обороте с выхода элемента 16 задержки. В сумматоре 14 происходит сложение удвоенной измеренной величины Z(K) с удвоенным отрицательным значением оценл ки Х(К-1) и полученная разность поступает на делитель 18, коэффициент деления которого является переменным и равен К, т.е. общему числу оборотов диска 4, поступающему на блок

18 деления со счетчика 22. С выхода блока 18 деления частное от деления поступает на вход второ".а сумматора

23, на другой вход которого поступает удвоенное значение оценки с выхода элемента 16 задержки. Сумма данных величин с выхода сумматора

23 поступает на вход элемента 16 задержки, где будет храниться дпя использования на след.ющем обороте диска 4, и на вход блока 25 деления, который осуществляет деление на 2, т.е. на выходе делителя 25 имеем оптимальную оценку числа петельных столбиков (утка) на базе, равной

2R » Чем больше оборотов сделает диск 4, тем более точкой будет оценка. Аналогично работает и второй ка нал.

В случае выполнения световода 3 в виде крестообразно соединенных линеек круглых световодов 27 (фиг.3) противоположные торцы этих снетоводов могут принять любую форму, что облегчает стыковку их с Фотодатчиками 8 и 9 и может повысить уровень полезного сигнала.

Формула и з обр ет ения

1. Устройство для измерения плотности текстильных материалов, содержащее узел подсветки, приемный блок, выполненный в виде голого цилиндра с приводом его вращения и с размещенным в его полости световодом, торец которого закреплен на торце полого цилиндра, оптический узел, включающий фотоприемники, а также регистратор и блок обработки информацич, со1490644 держащий формирователи импульсов, первый и второй из которых входами соединены с выходами соответствующих фотоприемников, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия путем одновре2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю.щ е е с я тем, что оптический узел выполнен в виде соединенных крестообразно линеек световодов.

Составитель Б.Быковский

Редактор А.Лежнина Техред М.Ходанич Корректор С.Шекмар

Заказ 3750/53 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 менного измерения плотности в двух перпендикулярных плоскостях, оно дополнительно содержит датчик числа оборотов полого цилиндра, а оптический узел снабжен размещенными крестообразно диафрагмами прямоугольной формы, при этом торец полого цилиндра с размещенным на нем l5 торцом световода установлен параллельно плоскости перемещения материала, другой торец световода оптически связан через соответствующие диафрагмы с первым и вторым фото- 20 приемниками, а блок обработки информации дополнительно содержит счетчиKH сумматоры, элементы задержки и блоки деления, причем выходы первого и второго формирователей импуль- 25 сов связаны через соответствующие первые счетчики с первыми входами первых сумматоров, выходы которых соединены с первыми входами первых блоков деления, а выходы первых блоков деления связаны с певрыми входами вторых сумматоров, выходы которых соединены с входами вторых блоков деления и через элементы задержки с вторыми входами первых и вторых суммат оров, при этом тр е ти и формир ователь импульсов входом связан с выходом датчика числа оборотов полого цилиндра, а выходом — с установочными входами соответствующих первых счетчиков, элементов задержки и входом второго счетчика, выход которого соединен с вторыми входами первых блоков деления, причем выходы вторых блоков деления соединены с соответствующими входами регистратора.