Способ измерения содержания комплексов в потоке волокнистого материала

(я)5 О 01 6 23/ОО Госуд АР стве нны Й кОмитетПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Институт радиотехники и электроникиАН СССР и Центральный научно-исследовательский институт хлопчатобумажной промышленности(56) Ангаров Э.И., Уральский С.В. Определение характеристик потоков быстродвижущихся волокон, - Сб. трудов ЦНИХБИ,ЦНИИТЭИлегпром, 1972, ч.1, с,1 Й.(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯКОМПЛЕКСОВ В ПОТОКЕ ВОЛОКНИСТОГО МАТЕРИАЛА Изобретение относится к контрольно-измерительным процессам и может использоваться в хлопчатобумажной промышленности . для контроля и регулирования технологических параметров в автоматизированных системах прядения.Современной тенденцией развития хлопчатобумажной промышленности является переход к автоматизированным системам прядения, в которых пряжу получают из потока разьединенных волокон, При этом особенное значение приобретает контроль содержания в этом потоке комплексов. Комплекс - это набор волокон с примесью или без нее, сцепленный механически достаточно прочно, чтобы не разрушаться при прохождении через транспортные каналы,(57) Сущность изобретения: измеряют скорости потока волокнистого материала в середине и у стенок канала, вычисляют разницу ЬЧ и среднее значение Ч скорости, измеряют линейную плотность потока волокнистого материала в зонах, расположенных на расстоянии 1ЧМЬЧ, где - штапельная длина волокна, определяют значение плотности комплекса с заданным минимальным содержанием волокон, а о прохождении комплекса судят по превышению амплитудных значений результатовв измерений линейной плотности последовательно в двух зонах измерений, 1 З.п, ф-лы, 3 ил. Известен способ измерения содержания комплексов в потоке волокнистого материала, транспортируемого по каналу воздухом, заключающийся в измерении линейной плотности потока волокнистого материала в двух зонах канала путем регистрации сигналов, полученных от соответствующих датчиков. В качестве датчиков в этом способе используют два фотоаппарата, дающие две проекции потока на взаимно перпендикулярные плоскости, что позволяет отличить скопление волокон от комплекНедостатком известного способа являтся длительность измерений, обусловленая громоздкостью обработки сигналов при нализе изображений потока на экране.Целью изобретения является сокращение времени измерений.Для достижения этой цели в способеопределения содержания комплексов в потоке волокнистого материала, транспортируемого по каналу воздухом, включающем измерение линейной плотности потока волокнистого материала в двух зонах канала путем регистрации сигналов, полученных отсоответствующих датчиков, предварительно определяют разницу скоростей потока волокна в середине канала и у его стенки и 10 среднее значение скорости потока волокна в канале, а также уровень сигнала, соответствующий значению плотности комплекса с 15 заданным минимальным содержанием волокон, а измерения линейной плотности потока волокнистого материала происходит в зонах, расположенных на расстояниих х ЧИЧ, гдето штапельная. длина волокна; 20 Ч в .среднее значение скорости потока волокна в канале; Ь Ч - разница скорости потока волокна в середине канала и у его стенки, причем о прохождении комплекса судят по превыщению за время Т=/Ч амп литуд сигналов, соответствующих значениям линейной плотности волокнистого материала в первой по ходу потока волокна зоне, и через интервал времени т=Иl - во второй зоне, над значением уровня сигнала, 30 соответствующего значению плотности комплекса с заданным минимальным содержанием волокна. По распределению увеличений результатов измерений амплитудных значений линейной плотности потока во локнистого материала определяют распределение комплексов по числу волокон.На фиг.1 и 2 приведены амплитуды сигналов, зарегистрированные датчиками при прохождении через транспортный канал по тока волокнистого материала со средним числом волокон в сечении канала, равным единице (фиг.1) и равным 100 (фиг.2); на фиг.З - блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа с использова нйем оптико-дифракционных датчиков.Верхние кривые (фиг,1 а и 2 а) соответствуют сигналам, зарегистрированным датчиком, стоящим выше по потоку, нижние кривые (фиг,1 б и 2 б) - сигналам, зарегистри рованным датчиком, стоящим ниже по потоку. Горизонтальной обоюдоострой стрелкой показано время пролета мимо датчика одного волокна. Шкала абцисс, по которой отложено время, сдвинуто на фиг,1 б и 2 б на 55 величину относительно шкалы абцисс на фиг.1 а и 2 а. Поэтому сигналы, находящиеся нэ фигурах друг под другом, отражают прохождение мимо датчиков одних и тех же объектов. На фиг.1 показано пять сигналов на выходе датчика, регистрируемых в отмеченные моменты времени. Очевидно, что изза разнообразия волокон сигналы, например, от одного волокна в сечении канала попадают в некоторый интервал значений. В данном случае минимально допустимое число волокон в комплексе составляет по -2. Сигналы 1 и 1" соответствуют, прохождению мимо обоих датчиков одного волокна, Сигнал 2 отражает прохождение мимо первого датчика двух волокон, Амплитуда сигнала 2" меньше величины по =2, Это означает, что при прохождении мимо второго датчика указанные волокна разошлись и, следовательно, комплекс в данном случае отсутствует. Амплитуда сигнала 3 и 3" больше по и соответствует уровню сигнала от трех волокон, что означает наличие комплекса из трех волокон. Сигнал 4 соответствует прохождению мимо первого датчика скопления из трех волокон, причем величина и форма сигнала.4", зарегистрированного вторым датчиком, свидетельствует о том, что в этом скоплении имеется один комплекс из двух волокон и отдельное волокно, которое сместилось относительно комплекса при прохождении мимо второго датчика. Сигналы 5 и 5" свидетельствуют о случайном скоплении в потоке трех волокон (комплекс здесь отсутствует, так как амплитуда сигнала 5 меньше по =2. На фиг.2 приведены результаты четырех измерений для потока со средним числом волокон в сечении канала, равном 100. В данном случае минимально допустимое число волокон в комплексе по =5, Сигналы 1 и 1" свидетельствуют о наличии комплекса в потоке, т.к. зарегистрированные увеличения бп 1 и бп 2 амплитуд сигналов удовлетворяют условию бп 15 и. бп 25. По величине бп 1 и бп 2 определяем, что в комплексе содержится 7 волокон. Второй случай (сигналы 2 и 2" ) означает скопление волокон у первого датчика, так как у второго датчика увеличения уровня сигнала вообще нет. Третий случай (сигналы 3 и 3"), очевидно, есть регистрация комплекса по предлагаемому способу, таккак увеличение (бп 1 и бп 2) уровня сигналов, превышающее по, зарегистрировано обоими датчиками; Четвертый случай соответствует пролету мимо первого датчика скопленйя разъединенных волокон, которые разошлись за время Г.Устройство, позволяющее реализовать предложенный способ, содержит датчики 1,2 (фиг.З) оптических сигналов, расположенные вдоль канала 3, по которому транспортируется поток волокон со скоростью Ч.Датчики 1 и 2 выполнены в виде оптикодифракционных датчиков. Они расположены на расстояниидруг от друга, Устройство содержит также схему задержки 4, вход которой соединен с выходом первого датчика 1, и устройство 5 обработки сигналов с двумя входами, один из которых соединен с выходом схемы задержки 4, а другой - с выходом второго датчика 2. Устройство 5 обработки сигнала содержит два пороговых устройства 6 и 7. входы которых 10 являются входами устройства 5 обработки, схему совпадения 8, входы которых подключены к выходам пороговых устройств 6, 7 и счетчик 9, вход которого соединен с выхо дом схемы совпадений 8, В случае необходимости измерения распределения комплексов по величине в устройство 5 обработки сигнала вводят амплитудный анализатор 10, один вход которого соединен с 20 выходом порогового устройства 7, а другой - с выходом системы совпадений 8.Предлагаемый способ реализуют с помощью устройства, показанного на фиг,3, следующим образом. 25Определяют разницу скоростей ЬУ волокон по сечению канала 3 и выбирают рас. стояние между датчиками 1 и 2 1.1(УИ У), где 1- штапельная длина волокна в потоке,30 В качестве оценки времени пролета волокна от датчика 1 до датчика 2 принимают время х-ОУ. Учитцвая, что скорость волокон в месте расположения датчиков может быть непостоянной, уточняют значениех по пролету одиночных волокон и комплек сов. Схему задержки 4 настраивают на время задержки т, что позволяет устройству обработки сигнала 5 сравнивать сигналы датчиков 1 и 2, сдвинутые по времени на т нужным образом. Поток волокнистого ма териала, транспортируемого па каналу 3, освещают пучками света от источников, входящих в датчики 1 и 2. Амплитуда сигнала на выходе каждого датчика пропорциональна количеству волокон, пролетающих в дан ный момент времени мимо этого датчика.При прохождении большого комплекса волокон мимо датчика 1 в момент времени 1 амплитуда выброса сигнала на выходе этого датчика превышает амплитуду, соответ 50 ствующую прохождению комплекса с минимальным числом волоконпоЭтот комплекс пройдет мимо датчика 2 в момент времени 1+ к, и амплитуда импульса на выходе этого датчика будет близка к ампли туде на выходе датчика 1 в момент времени т, Если же мимо датчика 1 проходит случайное скопление волокон. то при прохожде. нии по каналу 3 расстояния . до второго датчика 2 волокна перераспределяются случайным образом и амплитуда сигнала на выходе датчика 2 в момент времени 1+ т будет меньше амплитуды сигнала датчика 1 в момент времени Ф. Сигнал датчика 1 в момент времени 1, задерживается в схеме задержки 4 на время т и поступает на вход устройства обработки 5 одновременно с поступлением на второй его вход сигнала второго датчика 2, возникающего в момент времени т+ т . Пороговое устройство 6,7 пропускает эти сигналы, если их амплитуды превышают амплитуду сигнала от комплекса с числом волокон по, В схеме совпадения 8 происходит выделение случаев, когда сигналы, поступившие одновременно на входы устройства 8 с датчиков 1 и 2, превышают уровень по . Эти совпадения регистрируются счетчиком 9 как прохождение комплекса. Амплитудный анализатор 10 позволяет в случаях пролета комплексов, т.е, при появлении сигнала на выходе схемы совпадений 8, получить распределение амплитуд сигнала на выходе датчика 2, превышающих порог, установленный пороговым устройством 7, и с его помощью судить о распределении комплексов по числу волокон.Регистрация распределения уровней сигналов, соответствующих комплексам, осуществляется следующим образом. Сигнал со схемы совпадения 8 открывает вход амплитудного анализатора 10, и тот распределяет по своим каналам амплитуды сигналов, поступающих в это время с порогового устройства 7, Поскольку наличие сигнала на выходе схемы 8 означает пролет комплекса, а величина сигнала на выходе устройства 7 пропорциональна числу волокон в комплексе, полученное при этом амплитудное распределение будет отражать распределение комплексов по числу волокон,Предлагаемый способ позволяет полностью автоматизировать процесс измерения содержания комплексов в потоке волокнистого материала, причем сделать это наиболее простцм с точки зрения аппаратуры методом и сократить, время измерения по сравнению с методами пространственного анализа изображения или статистической обработки сигналов.Формула изобретения 1. Способ измерения содержания комплексов в потоке волокнистого материала, транспортируемого по каналу воздухом, заключающийся в измерении линейной плотности потока волокнистого материала в двух зонах канала путем регистрации сигналов, полученных от соответствующих датчиков, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюсокращения времени измерений, предварительно определяют разницу скоростей потока волокна в середине канала и у его стенки и среднее значение скорости потока волокна в канале, а также уровень сигнала, соответствующий значению плотности комплекса с заданным минимальным содержанием волокон, а измерения линейной плотности потока волокнистого материала производят в зонах, расположенных на расстоянии 1. 2 й 1 Ч/ ЬЧ, где - штапельная длина волокна, Ч - среднее значение скорости потока волокна в канале, ЬЧ- разница скоростей потока волокна в середине канала и у его стенки, причем о прохождении комплекса судят по превышению за время Т-/Ч амплитуд сигналов, соответствующих значениям линейной плотности волокнистого материала в первой походу потока волок на зоне и через интервал времени т- /Ч вовторой зоне над значением уровня сигнала, соответствующего значению плотности комплекса с заданным минимальным содержанием волокон10 2, Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что по распределению увеличений результатов измерений амплитудных значений линейной плотности потока волокнистого материала определяют рас пределение комплексов по числу волокон,/ тор:,М, ман Тираж Подписноественного комитета по изобретениям и открытиям при ГК 113035, Москва, Ж., Раушская наб., 4/Б аказ 4258 ВНИИПИ Го оиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагар на, 101