Устройство для измерения развеса ленты

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ 11735672 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ олнительное к авт. свид-ву -(22) Заявлено 18.11.77 с присоединением заяв Р 01 б 23/О сударственный ксмнте СССР о делам нэсбретеннй н аткрытнй3) Приоритет -53) УДК 677,051. :62-531 (088.8) Опубликовано 25.05.8 Бюллетеньания 30.05.80 ата опубликования опи Л. К. Таточенко, Ю. В. Курланов, Н. А. Кобляков А. Б. Козлов и Ю. М. Петров(72) Авторы изобретения сковский ордена Трудового Красного Знаментекстильный институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗВ 1Изобретение относится к текстильной промышленности, а именно к устройствам контроля раз веса волокнистых материалов, в частности ленты.Известно устройство для измерения развеса ленты, содержащее блок питания че рез электронный ключ, измерительный источник излучения, первый световод, формирующую воронку, второй световод, фото- приемник и усилитель, подключенный к входам двух синхронных детекторов, выход одного из которых связан с регистрирующим блоком, а выход другого - с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с источником эталонного напряжения 1.Недостатком известного устройства яв ляется наличие существенных инструментальных погрешностей измерения развеса ленты, что обусловлено следующими факторами:нелинейной (экспоненциальной) связью показаний регистрирующего блока устройства с развесом ленты при неизбежном усреднении этих показаний вследствие конечных размеров зоны измерения (ширины оп/ тической щели) формирующей воронки, в которую заправлена лента;использованием оптического модулятора для получения контрольного сигнала и частотного метода для разделения сигнала измерения и контрольного сигнала. Это, кроме того, не позволяет увеличивать скважность питающих источник излученця - светодиод импульсов тока, что ограничивает пиковую мощность излучения, проходящего через ленту, и, следовательно, максимально возможный развес ленты, а также не позволяет добиться выгодного отношения сигнал/шум в канале измерения, что дополнительно снижает точность измерения развеса ленты.Целью изобретения является повышение точности измерения.Это достигается тем, что устройство имеет контрольный источник излучения, коммутатор, корректирующий блок, дополнительные синхронные детекторы, дополнительные световоды и дополнительный фотоприемник, электронный ключ и блок сравнения, Блок питания через дополнительный электронный ключ связан с контрольным источником излучения, который посредством двух дойол5672 51015 733нйтельных световодов связан с входами обоих фотоприемников, а измерительный источник излучения через третий дополнительный= светбвод соединен со входом дополнительного фотоприемника, выход которого черездополнительные синхронные детекторы и дополнительный блок сравнения и электронный ключ соединен с контрольным источником излучения. Выходы коммутатора подключены ко входам синхронных детекторови электронных ключей, а выход блока сравнения через корректирующий блок связан совходом и выходом усилителя,Начертеже приведена структурная схемапредлагаемого устройства.Устройство для измерения развеса ленты содержит блок питания 1, соединенныйчерез электронные ключи 2 и 3 с источниками излучения - светодиодами 4 и 5 соответ"ствеййо канала измерения и канала конт-" рольного сигнала, максимум излучения которых находится в ближней инфракраснойобласти спектра (например, серийно выпускаемые светодиоды типа АЛА), В этойобласти имеет место поглощение для больЙинства "текстильных волокнистых материалов (хлопок, шерсть и т.д.), но в то жевремя:несказывается влияниецвета волокна. Светодиоды 4 и 5 соединейы с разветвленными световодами, которые выполнены"из материала, оптически прозрачного в области излучения светодиодов 4 и 5, напри - мер из йолиметилметакрилата или стекла,или могут быть изготовлены из склеенных в.торКах пучков специальных оптических волокон (полимерных, стеклянных и т.п.);Световод 6 -подводит излучение"от светодиода 4 в зону измерения к формирующейворонке 7, предназначенной для прохож - дения контролируемой ленты 8, а световод9 - от зоны измерения к фотоприемнику 10канала измерения. Световоды 11 и 12 передают"излучение от светодиода 5 к фотоприемнику 10 канала измерения и фотоприемнику 13 канала контрольногосигнала, а световод 14 - к этому же фотоприемнику 13 отсветодиода 4. Сечения световодов 9, 11, 12 и 14 подбираются при настройке датчика устройства из условия, чтобы соответствующие оптические сигналы, поступающие на фотоприемники 10 и 13, были по мощности одного порядка. Фотоприемники 10 и 13 выполнены в виде фотодиодов (серийно выпускаемых типа ФДК). Фотоприемник 10 канала изаерения подключен на вход усилителя 15, параллельно которому в качестве цепи обратной связи включен блок коррекции 16, а выход усилителя 15 соединен ссигнальны" " , ми входами синхронных детекторов 17 и 18.Выход синхронного детектора 17 подключен к регистрирующему блоку 19, а выход детектора 18 - к одному из входов блока сравнения 20, второй вход которого предназначен для подключения к источнику эталонного напряжения Бэт. Выход блока сравнения 20 подключен ко второму входу блока коррекции 16 (изменяющему коэффициент передачи блока).Фотоприемник 13 канала контрольного сигнала подключен к усилителю 21, вход которого является входом схемы автоподстройки 22, содержащей также синхронные детекторы 23 и 24 (идентичные синхронным детекторам 17 и 18 канала измерения) и блок сравнения 25, выход которого являющийся выходом схемы автоподстройки 22, соединен с входом управления ключа 3,Входы управления электронных ключей 2 и 3 и синхронных детекторов 17, 18, 23 и 24 соединены с выходами коммутатора 26,предназначенного для осуществления ам-плитудно-временной модуляции и разделения сигнала измерения и контрольного сиг нала,Устройство работает следующим образом.20 Коммутатор 26 управляет работой ключей 2 и 3, при этом к блоку питания 1 попеременно подключаются светодиоды 4 и 5,поток излучения которых попеременно проходит по световодам 6 и 9 через ленту 8 в2зоне измерения формирующей воронки 7, посветоводу 11 - на фотоприемник 10 и посветоводам 12 и 14 - на фотоприемник 13.Ввиду того, что оптический сигнал светодиода 5 контрольного сигнала не испытываетпоглощения лентой (так как передается позе световодам 11 и 12 в обход формирующейворонки 7 с лентой 8), то мощность излучения светодиода 5 может быть соответственно меньше,чем светодиода 4 канала измерения. Таким образом, поток излучения светодиодов 4 и 5 будет модулирован с частотой и скважностью, определяемой параметрами схемы коммутатора 26. Значение скважности устанавливается из условия требуемой для измерения развеса ленты 8 мощности потока излучения, а также необходимо мого соотношения сигнал/шум в канале измерения. Импульсная мощность светодиодов4 и 5 определяется начальными парамет 1 ами электронных ключей 2 и 3 (если сигнал11на выходе блока сравнения 25 сигналаканала измерения Бзс контрольным сигналом 11 д 4 равен нулю). На выходе фотоприемника 10 канала измерения появляется суммарная последовательность импульсов, соответствующая проф шедшему ленту 8 потоку излучения Фсветодиода 4 и начальному потоку излучения Фо светодиода 5. На выходе фотоприемника 13 канала контрольного сигнала соответственно суммарная последовательность импульсов соответствует начальным потокам излучения фо светодиода 4 и Ф светодиода 5.Введение блока коррекции 16 позволяетлинеаризовать зависимость сигнала фото5приемника 10 канала измерения от развеса ленты. Это способствует исключению состав- ляющей погрешности измерения,. обусловленной конечными размерами световодов 6и 9 в зоне измерения формирующей воронки 7. Настройка блока коррекции осуществляется по крайним точкам линеаризации, определяемым из диапазона возможных колебаний развеса ленты 8 по условиям технологического процесса, например, для ленточного перехода в прядении. После усиления и линеаризации сигнал поступает на 1 о сигнальные входы синхронных детекторов 17 и 18, ключи которых управляются от коммутатора 26 синхронно и синфазно с питанием, соответственно светодиодов 4 и 5 (см.фиг. 1). При этом на выходе синхронного1детектора 17 выделяется огибающая 3, сигнала, соответствующего потоку излучения Ф, прошедшего ленту 8 в зоне измерения формирующей воронки 7, а на выходе синхронного детектора 18 - огибающая Ц сигнала, соответствующего начальному по- гф тому излучения Фог светодиода 5. Информация о развесе ленты с регистрирующего блока 19 может быть введена в управляющую ЭВМ АСУ прядильного производства.Суммарный сигнал фотоприемника 13 погиступает на вход усилителя Й 1 схемы авто- подстройки 22, с выхода которого после усиления поступает на сигнальные входы синхронных детекторов 23 и 24, работа которых аналогична работе синхронных детек торов 17 и 18 канала измерения. При этом рвна выходе синхронного детектора 23 выделяется огибающая 1.1 г сигнала, соответству/ющего ответвленной световодом 14 части потока излучения Фо светодиода 4, на выходе синхронного детектора 24 - огибающая 11 г сигнала, соответствующего началь 35ному потоку излучения Фо, светодиода 5.Выходные сигналы 1.1 и 1.1 поступаютна суммирующий и вычитающий входы блока сравнения 25, разностный сигнал 0 р с выхода которого управляет работой (изменяет коэффициент передачи) электронного ключа 3 так, что пиковая мощность излучения светодиода 5 изменяется до тех пор, пока на входе фотоприемника 13 соответствующий оптический сигнал Фо светодиода 5 не станет равным ответвленной свето водом 14 части оптического сигнала потока излучения Фв светодиода 4. Таким образом, отношение мощностей потоков излучения Фм и Фо всегда поддерживается постоянным независимо от возможных колебаний их абсолютных значений. Так как сиг- нал измерения и контрольный сигнал проходят через один и тот же фотоприемник 13, то нестабильность упомянутых узлов схемы, а также блока сравнения 25 вследствие старения элементов, температурного дрейфа, в значительной мере и колебаний питающего напряжения, не влияет на работу схемы автоподстройки 22. Аналогично может быть выполнена авто- подстройка мощностц излучения светодиода 4 канала измерения,Благодаря схеме автоподстройки 22 начальный поток излучения Фог светодиода 5 канала контрольного сигнала следует за изменениями начального потока излучения Фо светодиода 4 канаЛа измерения, Вследствие этого, стабилизируя уровень контрольного сигнала на выходе синхронного детектора 18 (и соответственно усилителя 15) путем изменения коэффициента усиления усилителя 15 (что достигается введением разностного сигнала Ц - 13 . с выхода блока сравнения 20 на второй вход блока коррекции 16, включенного между выходом и входом усилителя в качестве цепи обратной связи) одновременно осуществляется и стабилизация коэффициента передачи сигнала по каналу измерения (на выходе синхронного детектора 17). Этим исключайтся медленные изменения сигнала измерения, вызванные старением элементов. схемы и влиянием внешних условий.Формула изобретенияУстройство для измерения развеса ленты, содержащее блок питания через электронный ключ, измерительный источник излучения, первый световод, формирующую воронку, второй световод, фотоприемник и усилитель, подключенный ко входам двух синхронных детекторов, выход одного из которых связан с регистрирующим блоком, а выход другого - с первым входом блока сравнения, второй-вход которого соединен с источником эталонного напряжения, отличаюиееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно имеет контрольный источник излучения, коммутатор, корректирующий блок, дополнительные синхронные детекторы, дополнительные световоды и дополнительный фотоприемник, электронный ключ и блок сравненияПри этом блок питания через дополнительный электронный ключ евязан с контрольным источником излучения, который посредством двух дополнительных световодов связан с входами обоих фотоприемников, а измерительный источник излучения через третий дополнительный световод соединен со входом дополнительного фотоприемника, выход которого через дополнительные синхронные детекторы и дополнительные блок сравнения и электронный ключ соединен с контрольным источником излучения, причем выходы коммутатора подключены ко входам синхронных детекторов и электронных ключей, а выход блока сравнения через корректирующий блок связан со входом и выходом усилителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР555179, кл. Р 01 6 23/06, 1977Составитель Ь. К Техред К. Шуфрич Тираж 502 Государственного комитет елам изобретений и открь 1 сква, Ж - 35, Раушская н с Патент, г. Ужгород, ул.