Устройство для измерения скорости ленты стекла

(54) (57) СКОРОСТИ два исто лу приемн ватель,м,Уф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТи делАИ ИВСВЮВВй Н(71) Калининский ордена ТрудовогоКрасного Знамени политехнический институт(56) 1. Усвицкий М. В. Автоматическое управление процессами производства стекла. М Стройиздат, 1975,с. 107,2. Усвицкий М. В. Автоматическоеуправление процессами производствастекла. М., Стройиздат, 1975, с. 107109 (прототип). СТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЕНТы СТЕКЛА, содержащее ика излучения и по их ч ки излучения и преобраз т л и ч а ю щ е е с я т 801011567 А 03 В 13/04; С 03 В 1503 В 18 02 что, с целью повышения точности йэ-мерения, 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 воррелятора второй приемник излучения подключен к второму ходу первого коррелятора и.кпервому входу второго коррелятора, выходы корреляторов соединены с соответствующими входами блока вычитания, выход которого подключен к первому входу регулятора, выход которого со-единен с входами преобразователя и блока настройки, и вторыми входами блоков запаздывания, а выход второго блока запаздывания соединен с вторым ,входом второго коррелятора, л Ф10 15 20 35 40 45 50 55 60 У 2(Е) (а -т ) 65 Изобретение относится к автоматизации производства стекла и можетбыть использовано для измерения ирегулирования 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 1,Недостатками этого уст ойства является наличие непосредственного контакта диска с лентой стекла, их взаимное проскальзывание и низкая точность измерений при малых скоростяхдвижения ленты,Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является устройство для измерения скорости лентыстекла, содержащее два источника излучения и по их числу приемники излучения и преобразователь 2 ,Недостатками этого устройства являются необходимость нанесения надрезов на поверхности стекла, а такжедискретный 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, снабженодвумя блоками запаздывания, двумякорреляторами, блоком вычитания ирегулятором с блоком настройки, причем первый приемник излучения подключен к одному иэ входов первого блоказапаздывания, выход которого соединен с первыми входами второго блоказапаедывания и первого коррелятора,второй приемник излучения подключенк второму входу первого коррелятораи к первому входу второго коррелятора, выходы .корреляторов соединеныс соответствующими входами блока вычитания, выход которого подключен кпервому входу регулятора, выход которого соединен с входами преобразо. ватеЛя и блока настройки, и вторымивходами блоков запаздывания, а выходвторого блока запаздывания соединенс вторым входом второго коррелятора.На фиг. 1 изображена блок-схемапредлагаемого устройства, на фиг. 2 графики корреляционных функций сигналов на выходе приемников излучения при различных скоростях движения ленты стекла; на фиг. 3 - графикэкспериментально полученной автокорреляционной функции, сигнала, характеризующего оптнческие свойства листового стекла при прохождении черезнего луча света, генерируемого гелийнеоновым лазером ЛГб,Устройство состоит иэ источников1 и 2 излучения, приемников 3 и 4излучения, блоков 5 и б регулируемого 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.), исходящего 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 функций выходных сигналов блока 5 и б регулируемого запаздывания и приемника :4 излучения. Вычитающее устройство 9 формирует сигнал, равный разности е выходных сигналов коррелятора 7 икоррелятора 8. Регулятор 10 препназ начен для поддержания выходного сигнала вычитающего устройства 9 на нулевом уровне. Настройка коэффициентов закона регулирования в .зависимости от выходного сигнала регулятора10 производится блоком 11 настройкипараметров регулятора. Вычислениезначения скорости ленты стекла осуществляется 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 д, выходной сигнал 2(с) приемника 4 излучения отстает от выходного сигнала (с) приемника 3 излучения на время С , равное:ф дТ угде Ч - скорость движения лентыстекла.Следовательно:Блок 5 регулируемого запаздывания задерживает выходной сигнал Г (с) приемника 3 излучения на время ь, а блок б регулируемого запаздывания дополнительно на время а. Коррелятор 7 вычисляет значение ординаты корреляционной Функции К 1() выходных сигналов блока 5 регулйруемого запаздывания и приемник 4 излучения, а, коррелятор . 8 - значения ординат корреляционной Функции К ( С ) 10 выходных сигналов блока приемника выходных сигналов блока б регулируемого запаздывания приемника 4 излучения, Вычитающее устройство 9 определяет разность аК(С ) между выход" 15 ными сигналами корреляторов 7 и 8:дк( а ) К (С ) - К ( С)1 2Автоматический режим работы начинается с такого значения .ь блока 5 регулируемого запаздывания, которое обеспечивает попадание на рабочий участок А графика разности корреляционных функций ЬК( ), приведенного на фиг. 2 а. 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( Я) и К 2( ь), точка 0 отстоит от искомой точки Г= т на величину 0,5 йь, , Функциональный блок 12 рассчитывает значение скорости Ч ленты стекла по формуле:35чд+ 0,5 йСПри изменении скорости движения ленты стекла происходит изменение 40 вида корреляционных Функций. При увеличении скорости корреляционные функции сужаются, а при уменьшении расширяются. На фиг. 26 показаны корреляционные Функции при возрастании 45 скорости ленты стекла, Точка.О граФика разности корреляционных функцийдК( 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 граФику разности корреляционных функций дК(фь ). Для компенсации этого явления в зависимости от значения ь 55 возрастание ь свидетельствует о снижении скорости, а уменьшение о ее повышении) производится коррекция значения задержки дС блока б регулируемого запаздывания, а блок 11 настройки параметров регулятора изменяет значения коэффициентов закона регулирования, реализуемого регулятором 10, Например, при увеличении скорости Ч ленты стекласнижается (графики корреляционных Функций, сужаясь, смещаются влево, угол наклона рабочего участка А увеличивается), значения коэффициентов пропорциональности перед составляющими закона регулирования регулятора и задержка Ьь блока б регулируемого запаздывания должны 6 ыть уменьшены так, как показано на Фиг. 2 в.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. Интенсивность проходящего через стекло луча определяют с ЙЬмощью фотодиода ФДК. 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 нанесенияискусственных надрезов за ечет естественных Флуктуаций свойств стекла. При этом точность измерейия скорости повыдается 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.1ак П "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,л 2672/26 Тираж 484ВНИИПИ Государственного комитпо делам изобретений и откр 113035, Москва, Ж, Раушская Подписнота СССРтийаб., д. 4/5