Фотоэлектрическое регулирующее устройство

 

ОПИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимый от патента №

Заявлено 23.1.1970 (№ 1396957/18-24)

Приоритет 24.1.1969, № 1041/69, Швейцария

Опубликовано 05.1V.1973. Бюллетень № 17

М. Кл. G 05d 5/03

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 62-555(088.8) Дата опубликования описания 31.V 1973

Автор изобретения

Иностранец

Франц Киферле (Швейцария) Иностранная фирма

«Лонца А. Г.» (Швейцария) Заявитель

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДИАМЕТРА ПЛЕНОЧНОГО РУКАВА ПРИ

НАПОЛНЕНИИ ЕГО ВОЗДУХОМ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть пр|именено для управления положением границы темной зоны, обе границы которой постоянно находятся в пределах объекта, являющегося одновременно диапазоном регулирования.

Известны фотоэлектрические регулирующие устройства, например, для контроля уровня, в которых одну границу темной зоны сопровождает считывающее устройство (световой барьер), а другая его граница находится вне диапазона регулирования.

В случае если ширина темной зоны меньше диапазона регулирования (в сфере его действия находятся два световых барьера), применение известного устройства для регулирования невозможно, так как в этом случае неизвестно направление слежения.

Предложенное устройство отличается тем, что в нем для создания одного светового барьера, например, при регулировании диаметра пленочного рукава в случае получения прозрачных пленок методом экструзии рукава с наполнением воздухом, каждый из фоточувствительных элементов, установленных в один ряд вдоль диапазона регулирования, оснащен срабатывающим при его затемнении триггером. Каждый триггер (за исключением триггера фоточувствительного элемента в конце ряда) управляет схемой запрета, которая при срабатывании управляющего ею триггера, воздействует на триггер фоточувствительного

5 элемента смежного (считая к центру рукава) с фоточувствительным элементом управляющего триггера.

Таким образом срабатывают все фоточувствительные элементы, следующие за затем10 ненным элементом в названном направлении.

На фиг. 1 изображена схема фотоэлектр ического устройства для регулирования диаметра рукава с помощью воздействия на подвод и отвод воздушного дутья, например, посред15 ством раздувочной головки в устройстве для наполнения воздухом пленочных шлангов; на фиг. 2 дана электрическая схема контрольноизмерительного устройства.

Устройство для получения пленок методом

20 экструзии рукава с наполнен|нем воздухом, изображенное на фиг. 1 совместно с контрольно-измерительным устройством, содержит приточный вентилятор 1, подающий свежий воздух в подводящую линию 2, которая снабжена

25 регулировочным клапаном 8 и может быть соединена с атмосферой с помощью закрытого в нейтральном положении клапана 4, а через раздувочную головку 5 входит во внутреннюю

376972

3 часть пленочного рукава б (показан в разрезе), чтобы наполнить его воздухом. Вытяжной вентилятор 7 отсасывает воздух нз вытяжного воздухопровода 8. Воздухопровод 8 снабжен вытяжным дросселем 9 с ручным управлением и может быть соединен с атмосферой с помощью закрытого в нейтральном положении клапана 10.

Для перекладки регулировочного клапана 8 служит серводвигатель 11 фотоэлектрического регулирующего устройства.

Предложенное устройство содержит фотодиоды 12,— 12р (в данном случае шестнадцать), расположенных в один, соответствующий диапазону регулирования, ряд в плоскости поперечного сечения пленочного рукава б против осветительной установки 18, излучающей на фотодиоды расходящийся световой пучок 14, фотодиоды 12,— 12„и осветительная установка 13 смонтированы так им образом, что надутый пленочный рукав б вдается в световой пучок 14.

Светопоглощение прозрачного тонкостенного пленочного рукава мало, поэтому все световые лучи, проходящие через него по хордам сечения рукава, т. е. дважды проходящие сквозь пленку в поперечном направлении, ослабляются незначительно.

Значительные потери света через рукав б наблюдаются, когда лучи входят в пленку непосредственно рядом с касательной к поперечному сечению рукава.

Таким образом, ослабляется лишь узкая (остроугольная) часть светового пучка 14.

Фотодиоды 12,— 12р расположены на таком расстояни|и друг от друга, что по крайней мере, один из них находится в темной зоне, соответствующей ослабленному световому пучку.

Несмотря на очень узкую более ослабленную часть светового пучка в зоне, касательной рукава это возможно, потому что световой пучок 14 расходится и темная зона в черте ряда фотодиодов 12, — 12р шире, чем в черте рукава б.

Осветительная установка состоит из точечной лампы 15, перед которой для генерации импульсного освещения частотой 400 ги вращается приводимый в движение синхронным двигателем 16 диск 17 с перфорированным венцом, что обеспечивает возможность применения усилителей переменного тока для фотоэлектронного тока в фотодиодах 12,— 12р, а также исключает засветку фотоэлементов посторонним источником света. Каждый фотодиод 12,— 12р снабжен гильзообразной цил индрической диафрагмой 18, которая направлена на лампу 15. Благодаря этому каждый фотодиод срабатывает только от света, распространяющегося в основном прямолинейно от лампы 15. При этом устраняются помехи, которые могла бы возникнуть, если бы свет, отраженный от пленочного рукава 6, попадал на один или несколько фотодиодов.

К каждому фотодиоду присоединен усил итель переменного тока 19,— 19р частотой

400 гц, выход которого питает триггеры

20,— 20р и подключен к одному из полюсов шестнадцатиполюсного переключателя 21.

Последний с помощью вольтметра 22 обеспечивает контроль освещенных и неосвещенных фотодиодов с соответствующими усилителями. На фиг. 2 показаны усилители 19„19b, 19„, 19р и триггеры 20„20„20ь, 20р первого, второго, третьего и шестнадцатого фотодиодов

12„12b, 12„., 12р.

Каждый триггер, например 20„срабатывает на затемнение соответствующего ему фотодиода 12„т. е. он генерирует постоянный выходной ток, не достигнув требуемого значения порога силы света. Сумма выходных токов триггеров 20,— 20р является регулируемой величиной, которая служит для создан ия регулирующего воздействия.

Каждый триггер, например 20b или 20„за исключением триггера 20„который соответствует первому фотодиоду, управляет схемой запрета 28, или 23ь, которая при срабатывании этого триггера регулирует триггер 20„ил|и

20ь фотодиода 12„или!2ь, смежного с управляемой спусковой схемой 20b, или 20, в направлении начала (12,) ряда фотодиодов так же, как затемнение его фотодиодов 13 или

12>. В результате этого при затемнен|ии фотодиода, например 12„срабатывают не только его триггер 20„но и триггеры 20, и 20ь всех фотодиодов 12, и 12ь, установленных между этим фотодиодом 12, и началом ряда. Это воздействие таково, что темная зона как бы вытягивается до начала ряда.

Каждый триггер (например, триггер 20,) состоит из однотактного мульвивибратора с двумя полупроводниковыми триодами 24, и

25, и управляется двухполупериодным выпрямителем 2б„питаемым от выхода 27 соответствующего усилителя 19 .

Каждая схема запрета (например 23, и 28b) содержит усилительный каскад с полупроводниковым тр иодом 28, или 28ь, а на входе 29, или 29ь и на выходе 80, или 80ь имеет по одному полупроводниковому стабилитрону 81„82„ или 31, 82b. Вход 29, схемы запрета 28, соединен с выходом 33„триггера 20„а вход 29ь схемы запрета 28b — с выходом триггера 20,.

Дополнительный вход 84 ведет к базе второго полупроводникового триода 25, однотактного мультив ибратора триггера 20 и при выполнении запрета переводит этот полупровод никовый триод в проводящее состояние, что соответствует затемненному фотодиоду. Выход 30ь схемы запрета 28, подключен ко входу триггера 20, соответствующему дополнительному входу 84,.

Выходы всех триггеров 20,— 20р со вместно включены в схему сравнения 85, в которой сумма выходных токов триггеров, которая я вляется представлением регулируемой величины в электрической форме, сравнивается с электрической величиной, устанавливаемой на заданное значение регулируемой величины. В результате генерируется выходное напряже376972

5 ние, величина и математический знак которого соответствуют рассогласованию. Это рассогласование считывается с измерительного прибора

86 и подается на пропорционально-интегральный регулятор 37. Последн ий обеспечивает регулирующее воздействие, которое частично пропорционально рассогласованию, а частично — |временному интегралу рассогласования.

С помощью переключателя 38 напряжение на выходе регулятора 87, являющееся регулирующим воздействием, или напряжение, снимаемое с потенциометра 89, служащего для ручного регулирования и питающегося от источника постоянного тока 40, подается на блок управления 41, который управляет серводвигателем 11 на перекладке регулировочного клапана 8 в соответствии с регулирующим воздействием.

Для обеспечения плавного перехода от автоматического к ручному регулированию предусмотрен вольтметр 42 с переключателем 48, с помощью которого можно произвольно измерять выходное напряжение регулятора 87 (регулирующее воздействие) или выходное напряжение ручного регулятора 40 (потенциометра), для того, чтобы постепенно рукой согласовать последнее с первым, прежде чем с помощью переключателя 88 осуществится переключение с автоматического регулирования на вучное или наоборот.

Обмотка возбуждения клапана 4 соединена с выходом триггера (на чертеже не показан) фотодиода 12 . Если диаметр пленочного рукава 6 по каким-либо причинам увеличивается настолько, что затемняются один или несколько фотодиодов 12„, 12, и 12„, то срабатывает триггер фотодиода 12„и открывает дополнительно клапан 4, так что воздушное дутье приточного вентилятора 1 в основном выходит в

6 атмосферу и воздух только с помощью вытяжного вентилятора 7 отсасывается из рукава; диаметр рукава быстро уменьшается, что «сключает разрыв рукава, Обмотка возбуждения клапана 10 через логическую схему «НЕ» (на чертежах показана) соединена с выходом триггера 20, фотодиода

l2,. Если диаметр рукава уменьшается из-за отверстия в рукаве настолько, что рукав не затемняет фотодиоды 12,— 12р, то триггер 20, не подает выходного напряжения и дополнительно открывается стопорный клапан 10.

В этом случае вентилятор 7 в основном отсасывает воздух только через открытый клапан

10 и практически совсем не отсасывает воздух из рукава 6, в то время как приточный вентилятор продолжает вдувать воздух в рукав 5, так что он теперь наполняется значительно быстрее, что предотвращает его спада20 ние

Предмет изобретения

Фотоэлектрическое регулирующее устройство для контроля диаметра пленочного рукава при наполнении его воздухом, содержащее точечный,источник света, оптически связанный с фоточувствительными элементами, триггеры, схемы запрета, блоки регулирования количества приточного и отходящего воздуха, отли.ЗО чаюи ееся тем, что, с целью повышения точности регулирования, каждый фоточувствительный элемент соединен со входом соответствующего триггера, выход которого соединен со входом схемы запрета, подключенной выхо35 дом к триггеру предыдущего относительно центра пленочного рукава фоточувствительного элемента; причем один из триггеров связан с блоком регулирования количества приточного и отi:îäÿùåão воздуха.

376972

Составитель В. Аненков

Техред Т, Курилко

Корректор Е. Михеева

Редактор Л. Утехина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1602/14 Изд. М 414 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5