Устройство для определения плотности ткани

) 4 РОЗ О, 0 0133 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ С ЕЛЬСТВ осится к регулипозволяет контодержит интерфе зеркал 2 (полу 00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ(71) Алма-Атинское специальное конструкторско-технологическое бюро нстандартизированных радиоизотопныхидругих средств автоматизированныхсистем управления технологическимипроцессами легкой промьппленности(56) Авторское свидетельство СССРФ 1342236, кл. 0 03 7 /20, 1984.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОНОСТИ ТКАНИ(57) Изобретение отнрующим устройствам иролировать плотность ткани по уткув широком диапазоне изменения плотностей. Устройство срометр, состоящий из прозрачное зеркало), 3, 4 и 5 (полупрозрачное зеркало). Одно из зеркал, например зеркало 4, установлено с возможностью качания посредством привода 6. В плоскости ткани 7 за счет сложения двух когерентных пучков света, отраженного от зеркала 5 и прошедшего сквозь него, возникает интерференционная картина, состоящая из темных и светлых полос. Шаг интерференционной картины меняется в зависимости от углового положения зеркала 4 относительно оси пучка света. При этом за тканью образуется муаровая картина. Интенсивность света, регистрируемая фотоэлементом 8, будет постоянной до тех пор, пока плотность линий пучка света и плотность ткани по утку не будут равны. Управление приводом 6 осуществляется автоматически от блока 9 регистрации. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.20 Изобретение относится к текстильной промышленности, конкретно кустройствам для определения плотнос"ти ткани по утку, и может быть использовано в качестве датчика плотности ткани на отделочном оборудовании, лабораторного прибора, а такжев качестве первичного преобразователя роботов, обслуживающих ткацкие О,станки.Цель изобретения - расширениетехнологических возможностнй путем,увеличения диапазона измеряемых плот,ностей. 15На фиг.1 представлена конструкцияустройства; на Фиг.2 - блок-схема регистрации,Устройство содержит источниксвета с параллельным пучком навыходе, выполненный, например,ввиде лазера и расширителя пучка (непоказан) до диаметра 3-5 мм, интерферометра, содержащего четыре плоскихзеркала 2-5, одно из которых (например, зеркало 4) снабжено приводом 6качания. По другую сторону исследуемой ткани 7 расположен Фотоэлемент8. Устройство содержит также блок9 регистрации. При этом зеркало 2 и ЗОзеркало 5 выполнены полупрозрачными,а все четыре зеркала 2-5 установленыОпод углом 45 к направлению пучкасвета причем плоскости зеркал 2 и 3:и зеркал 4 и 5 попарно параллельны;Кроме того, линия пересечения плоскостей зеркал 4 и 5 перпендикулярнанаправлению пучка света.За системой зеркал по ходу пучкасвета установлен расширитель 10 диа- Ометром 20-50 мм, состоящий из объектива 11 микроскопа и обычного объектива 12 с соответствующим диаметромвходного отверстия и с соотношениемфокусных расстояний объективов 11 и12 приблизительно равным 1:1 О, На выходе расширителя 10 получается параллельный пучок света, попадающий нарасположенную за ним исследуемуюткань 7, а затем на фотоэлемент 8,состоящий из линзы 13 с диаметромвходного окна, соответствующим диа-.метру пучка света после расширителя10, и фотодиода 14, расположенного вФокусе линзы 13. Выход фотоэлемента8 подключен к входу блока 9 регистра"ции, выход которого соединен с управляющим входом привода 6 качания, который выполнен, например, в виде пьезоэлемента, совершающего изгибныеколебания. Один торец пьезоэлементазакреплен неподвижно, а на второмего торце закреплено зеркало 4 так,что плоскость зеркала является продолжением плоскости пьезоэлемента.При этом, так как для точного определения плотности ткани по утку поперечный .размер пучка света в направлении уточных нитей должен быть неменее нескольких сантиметров (39 см), а выполнение зеркал с такимиразмерами нецелесообразно (особеннокачающегося зеркала), то диаметрзеркал выбирается равным 3-5 мм.Для .увеличения коэффициента использования энергии светового потокаустановлено зеркало 15, плоскостькоторого параллельна плоскости зер"кала 5. Причем зеркало 15 устанавливается так, чтобы пучок света, проходящий сквозь зеркала 2 и 5 "не касался" зеркала 15, а отраженный отзеркала 15 пучок шел рядом с пучкомот зеркала 5. Прй этом необходимо соответственно увеличить диаметр входного зрачка объектива 11 и подобратьсоответствующие диаметры объектива12 и линзы 13.Блок 9 регистрации состоит изФормирователя 16 импульсов, регистра17 памяти, индикатора 18, генератора19 импульсов, селектора 20, реверсивного счетчика 21, преобразователя22 код-напряжение и элемента 23 сравнения. При этом формирователь 6 импульсов, вход которого подключен квыходу фотоэлемента 8, соединен свходом регистра 17 памяти, выход которого связан с индикатором 18. Генератор 19 импульсов подключен к одному входу селектора 20, который своимвыходом соединен с одним из входовреверсивного счетчика 21, выход которого связан с соответственным входом регистра 17 памяти, с входомэлемента 23 сравнения и с преобразователем 22 код-напряжение, выходкоторого подключен к приводу 6 качания зеркала 4, выход элемента 23сравнения соединен с входом селектора 20.Устройство работает следующимобразом,Параллельный пучок света от лазерного источника 1 света, обладающего свойствами когерентности с плоским волновым фронтом, делится полу 1382887прозрачным зеркалом 2 пополам. Часть пучка света, отражаясь от зеркал 3 и 4, обладающих коэффициентом отраже" ния, близким к 1 ОО , попадает на зер" 5 кало 5, являющееся также подупрозрачным. Другая часть пучка света проходит сквозь зеркало 2 и также попадает на зеркало 5 таким образом, чтобы площади зеркала 5, освещаемые первой и второй частью пучка, совпали. На полупрозрачном зеркале 5 происходит интерференция двух частей пучка света. При этом в зависимости от суммы длин пути пучка между зеркалами 2 и 3 и зеркалами 4 и 5 интенсивность пучка света, отраженного от зеркала 5 и прошедшего сквозь него на зеркало 5, будет разной.Если разность длин 1 .пути пучков 20 света кратна целому числу длин Я волн света, т.е. 1 = и , где и - целое число, то интенсивность прошедшего и отраженного пучков света максимальна. 251Если 1 = (и + -), то интенсивности прошедшего через зеркало 5 и отраженного от него пучков равны нулю30Во всех остальных случаях, т,е.1если 1(и + -2-) Ъ и 1 4 и Я,интенсивность пучка света средняя между нулем и максимумом.Если любое из четырех зеркал 2-5,35 например, зеркало 4, повернуть вокруг оси, параллельной линии пересечения плоскостей зеркал 3 и 4, на небольшой угол, то длина хода лучей между зер калами 3 и 4 плюс зеркалами 4 и 5 будет разной в зависимости от положения луча на плоскости зеркала и угла его поворота. При этом в плоскости ткани за счет сложения двух 45 когерентных пучков света, отраженного от зеркала 5 и прошедшего сквозь него, возникает интерференционная картина, состоящая из темных и светлых полос. Причем шаг полос интерференционной картины меняется в зави 50 симости от углового положения зеркала 4 относительно оси пучка света. Привод 6 качает зеркало,4 в диапазоне углов, соответствующих интерференционной картине, имеющей шаг полос от шага, соответствующего минимальной плотности по утку измеряемой ткани 7, до шага, соответствующего максимальной плотности ткани 7. Например, если диапазон измеряемых плотностей ткани равен 100-1000 нитей/дм, то шаг интерференционных полос должен меняться от 1 до 0,1 мм с некоторым запасом, например 10 .Таким образом, при изменении угла наклона качающегося зеркала 4 плотность линий пучка света (число светлых или темных полос на единицу длины) будет меняться. При этом за тканью будет образовываться муаровая картина, и интенсивность света, регистрируемая фотоэлементом 8, будет постоянна до тех пор, пока плотность линий пучка света и плотность ткани по утку не будут равны и угол между плоскостями пучка света и уточными нитями не будет превышать определенной величины. Например, для наиболее трудного случая (плотность ткани по утку равна 1000 нитей/дм, т.е. шаг а = 0,1 мм) максимальный угол перекоса уточных нитей не должен превыОшать 3Это ограничение не очень существенно, так как при использовании устройства в качестве датчика АСУТП на линии отделки тканей его можно поставить за автоматом правки утка, который обязан поддерживать угол переокоса нитей не более 3При использовании устройства в ка- честве прибора лабораторного контроля всегда можно устанавливать контрольный образец ткани так, чтобы угол перекоса был не более 3При использовании устройства в качестве датчика АСУТП или первичного преобразователя робота на ткацких станках угол перекоса всегда равен нулю.Таким образом, при равенстве плотностей тканей и светлых (темных) плоскостей пучка света интенсивность света, регистрируемая фотоэлементом, скачкообразно меняется, при этом за счет динамического изменения наклона зеркала 4 интерференционная картина движется относительно ткани (независимо от ее движения) и на выходе фотоэлемента возникает модулированный синусоидой импульс.При этом аналоговый сигнал, поступающий с фотоприемника 8, обрабатывается формирователем 16 импульсов и в моменг достижения максимальной амплитуды вырабатывается импульс, по5 1382887ступающий в регистр 17 памяти. Этотимпульс дает разрешение на записькода, проходящего с реверсивногосчетчика 21, и одновременно разрешает вывод информации на индикатор 18.Код, пропорциональный измеряемойплотности (числу линий пучка), обрабатывается преобразователем 22 код"напряжение. Выработанное напряжениеуправляет перемещением зеркала 4. Реверсивный счетчик 21, элемент 23сравнения, селектор 20 и генератор19 импульсов образуют генератор линейно изменяющегося цифрового кода.Элемент 23 сравнения ограничиваетзначение кода по заданному минимумуи максимуму, Генератор 19 импульсови селектор 20 по команде элемента 23сравнения вырабатывают импульсы +1и -1, поочередно поступающие на реверсивный счетчик 21. Селектор 20коммутирует импульсы генератора 19при достижении мин и макс значениякода,При применении устройства в качестве датчика АСУТП на линии отделки ткани или в качестве первичногопреобразователя робота устройствоориентируется таким образом, чтобыпучок бып перпендикулярен плоскоститкани, а линия пересечения зеркал3 и 4 была перпендикулярна направлению движения ткани.При применении устройства в качестве прибора лабораторного контроля образцы тканей устанавливаются вприбор так, чтобы нити основы былиперпендикулярны полосам интерференционной картины. При этом необходимо, чтобы перекос уточных нитей неопревышал 3 , нри большем перекосеего можно выправить руками,Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет измерять ткани с высокой плотностью поутку, например шелк, батист. Формула изобретения 1.Устройство для определения плотности ткани, содержащее источник света и фотоэлемент, выходом подключенный к входу блока регистрации, выход которого соединен с входом при-" вода качания, и формирователь светового потока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических воэможностей путем увеличения диапазона определяемых плотностей, формирователь светового потока выполнен в виде интерферометра, одно из зеркал которого кинематически связано с выходом привода качания. 2,Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что интерферометр состоит из размещенных под уголом 45 к оптической оси источника 15света двух зеркал и двух полупрозрачных зеркал, установленных попарнопараллельно, при этом полупрозрачныезеркала расположены последовательнонапротив источника света, а линияпересечения плоскостей зеркал перпендикулярна к оптической оси источникасвета.З.устройство по пп.1 и 2, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения чувствительности путем увеличения КПД источника света, оно, снабжено дополнительным зеркалом,установленным параллельно наиболееудаленному от источника света полупрозрачному зеркалу, при этом дополнительное зеркало и зеркала интерферометра расположены по разные стороны оптической оси источника света.4.Устройство по н,1, о т л и - 35 ч а ю щ е е с я тем, что блок регистрации содержит формирователь импульсов, регистр памяти, индикатор,реверсивный счетчик, элемент сравнения, преобразователь код-напряжение,селектор и генератор импульсов, приэтом вход формирователя импульсовявляется входом блока регистрации,выход регистра памяти связан с входами индикатора и элемента сравнения,выходы генератора импульсов и элемента сравнения через селектор подключены к соответствующим входам реверсивного счетчика, выход которого соединен с входами преобразователя коднапряжение и регистра памяти, управляющим входом связанного с выходомформирователя импульсов, причем выход преобразователя код-напряжениеявляется выходом блока регистрации.138288/ оставитель Б.Кисинехред И.Дидык Корректор А,Зимокосо дактор Л.Зайце Тираж 420 ПодписВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. каз 126 б/ е изводственно-полиграфическое приятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4