Устройство для контроля качества текстильных и трикотажных полотен

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09 1 И 21 8 50 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ.И ОТКРЫТИЙ АНИ ОБРЕТЕНИЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВАТЕКСТИЛЬНЫХ И ТРИКОТАЖНЫХ ПОЛОТЕН(57) Изобретение относится к оборудованию для контроля качества текстильных и трикотажных полотен. Цель изобретения - повышение надежности устройства и увеличение коэффициентапропускания оптической системы. Устройство содержит лазер, узел сканиро:В Н АВТОРСКОМУ вания, состоящий из отклоняющей оптической системы и микрообъектива, стеловолоконный блок, несколько проекционных объективов, приемный блок,состоящий иэ двух приемных систем,.расположенных над и под контролируемым полотном, фаэоинвертора, схемыопределения полярности импульса, сумматора, управляемого фаэоинвертора,и блок обработки информации. Устройсво способно контролировать качествоматериала как в проходящем, так ив отраженном свете, обладает стойкостью к разъюстировкам и большим коэффициентом пропускания оптической системы, Параметры устройства (числопроекционных объективов, их фокусныерасстояния, размеры лазерного лучаи др.) оптимизированы по отношениюк геометрическим размерам и скоростидвижения контролируемого полотна.Формула изобретения содержит математическое выражение, связывающее укаэанные параметры. 3 ил.Изобретение относится к текстильному и трикотажному машиностроению иможет быть использовано для разбраковки текстильных и трикотажных полотен,а также для определения наличия дефектов в других длинномерных материа лах.Цель изобретения - повышение надежности устройства и точности контроля 1 Опутем увеличения коэффициента пропускания оптической системы,На фиг. 1 представлена оптическаясхема устройства; на фиг, 2 - разрезА-А на фиг.(торцовая поверхность 5делителя); на фиг, 3 - схема обработки сигнала.Устройство для контроля качестватекстильных и трикотажных полотенсодержит лазер 1, узел 2 сканирования, состоящий из отклоняющей оптической системы 3, микрообъектива 4и электродвигателя 5, делитель 6,состоящий из нескольких стекловоло"конных жгутов 7, формирующую световой пучок оптическую систему 8, состоящую из нескольких проекционныхобъективов 9, приемный блок 10, состоящий из приемных оптических систем11 и 12, расположенных над и под контролируемым полотном 13 и состоящихиз нескольких однотипных объективов14, фотоприемников 15 и связанных сними предварительных усилителей 16 и17, фаэоинвертора 18, схемы 19 определения полярности импульса, суммато, ра 20, управляемого фазоинвертора21, и блок 22 обработки информации Устройство работает следующим об разом,Пучок, света от лазера(фиг, 1) направляется на вращающуюся отклоняющую оптическую систему 3, жестко связанную с микрообъективом 4. При этом 45 ось лазерного излучения совмещена с осью вращения электродвигателя 5. Оптическая система 3 отклоняет световой пучок на 180. и направляет его на микрообъектив 4. Последний фокусирует 0 лазерное излучение. При этом фокальная плоскость микрообъектива 4 совмещена с плоскостью, в которой расположены входные торцы стекловолоконных жгутов 7 делителя 6. Центры стекловолоконных жгутов 7 делителя .6 расположены по окружности, радиус К которой равен расстоянию между осью вращения электродвигателя 5 и оптической осью микрообъектива 4 и определяется формулойК=КГ2 Й.О . Ч где К - число проекционных объективов формирующей световой пучок оптической системы;Йд" - фокусное расстояние проек"ционных объективов;А - относительное отверстие проекционных объективов;с - разрешение устройства;8 - расходимость лазерного излучения;- диаметр лазерного пучка;,Л - увеличение проекционных объективов;Ь - ширина контролируемого материала;Чк - скорость перемещения светового пятна в плоскости контролируемого полотна;Чп " скорость движения контролируемого полотна.При вращении узла 2 сканирования световое пятно, формируемое микро- объективом 4, перемещается по входным торцам стекловолоконных жгутов 7. При этом оно также перемещается как по выходным торцам стекловолоконных жгутов 7, расположенньм в предметных плоскостях проекционньм объективов 9, которые установлены на равных расстояниях друг от друга в направлении, перпендикулярном направлению движения контролируемого полотна 3, так и в плоскостях изображений этих объективов, совмещенных с поверхностью контролируемого полотна 13.Величина перемещения светового пятна в плоскости контролируемого материала 3 определяется световым размером торца стекловолоконного жгута 7 и заданным увеличением проекционных, объективов 9. Размер светового пятна, формируемого в плоскости контроля, определяется расходимостью лазерного излучения, фокусным расстоянием микрообъектива 4 и увеличением проек-ционных объективов 9 формирующей световой пучок оптической системы 8 выбирается таким образом, чтобы сканирование лазерным пучком осуществлялось по всей ширине контролируемого материала 13.Приемная система 11 расположена над полотном 13 и контролирует качество материала в отраженном свете, 1409902, Приемная система 11 состоит из нескольких объективов 14, удаленныхдруг от друга на равные расстояния,и оптически сопряженных с ними Фото 5приемников 15, выходы которых соединены с предварительным усилителем 6.При этом предметные плоскости объективов 14 совмещены с поверхностьюконтролируемого полотна 3, а в плос- Окостях изображений установлены фотоприемники 15.Число объективов 14, размеры светочувствительных площадок фотоприемников 15 выбраны таким образом, чтобыосуществлялся контроль эа всей шириной полотна 13, Приемная система 12приемного блока 10 расположена подматериалом 13 и контролирует его качество в проходящем свете. Приемная 20система 12 состоит из нескольких объективов 14 и фотоприемников 15 (вприемных системах 11 и 12 используются одинаковые объективы и фотоприемники), 25Объективы 14 приемной системы 12расположены соосно объективам 14 приемной системы 11.Так как углы падения сканирующего светового пучка постоянно изменяются во времени, то и 30индикатрнсы рассеяния отраженного ипрошедшего через материал световоголучка также постоянно. изменяются. Индикатрисы рассеяния как отраженноготак и прошедшего через материал све 35товых пучков имеют диффуэно-направленный характер, причем качественныехарактеристики индикатрис рассеяния(т,е. характер распределения отраженной либо прошедшей через материал све товой энергии в угле) одинаковы какдля отраженного, так и для прошедшегосветовых пучков и определяются лишьструктурой полотна и диаграммой направленности сканирующего пучка, 45Таким образом, при отсутствии вполе зрения приемного блока 10 дефектных участков поверхности контролируемого материала 13, уровень сигналов на выходах приемных систем 11и 12 постоянно синхронно изменяется.Синхронно изменякппиеся электрическиесигналы с выходов приемных систем 11и 12 поступают на сумматор 20. В последнем происходит вычитание сигналов, На выходе сумматора 20 уровеньсигнала постоянен и не зависит отуглов падения сканирующего световогопучка,Все дефекты текстильных и трикотажных полотен можно разделить на две группы: дефекты, линейная плотность которых превышает номинальную линейную плотность материала (уплотнения) и дефекты, линейная плотность которых меньше номинальной плотности . материала (разряжения, дыры).При появлении в поле зрения приемного блока О дефектных участков полотна 13 на выходах приемных систем 11 и 12 появляются импульсы, Причем в случае, когда линейная плотность дефектного участка превьппает номинальную, на выходе предварительного 16 приемной системы 1 1 появляется импульс положительной полярности, который через фазоинвертор 18 поступает на вход сумматора 20.Фазоинвертор 8 изменяет фазу сигнала на противоположную лишь при поступлении импульсов отрицательной по" лярности, поэтому на вход сумматора поступают положительные импульсы.Одновременно на выходе предварительного усилителя 7 приемной системы 12 появляется импульс отрицательной полярности, поступающий на второй вход сумматора 20. После вычитания сигналов на входе сумматора 20 образуется импульс, который через управляемый фазоинвертор 21 поступает на вход блока 22 обработки информации.Управляемый фазоинвертор 21 изменяет полярность поступающего на его информационный вход сигнала лишь при поступлении на его управляющий вход сигнала от схемы 19 определения полярности импульса, вход которой соедийен с выходом усилителя 6 приемной системы 1. В свою очередь схема 19 определения полярности импульса вырабатывает управляющий сигнал лишь при поступлении на ее вход импульсов отрицательной полярности,В случае, когда линейная плотность дефектного участка меньше номинальной плотности материала, на выходе усилителя 16 появляется отрицательный импульс. Фазоинвертор 18 изменяет фазу сигнала на противоположную, и на вход сумматора поступает положительный импульс. В то же время на выходе предварительного усилителя 17 приемной системы 12 появляется отрицательный импульс.После вычитания сигналов на выходе сумматора 20 образуется сигнал пологде К -5 140990 кительной полярности, который поступает на информационный вход управляемого фазоинвертора 21. Одновременно на управляющий вход фаэоинвертора 21 поступает сигнал от схемы 19 опредепения полярности импульса, Фаэоинвертор 21 меняет полярность поступившего сигнала, и на вход блока обработки информации поступает импульс отрица тельной полярности.Предлагаемая конструкция устройства для контроля качества текстильных и трикотажных полотен обеспечивает постоянство уровня выходного сигнала, 15 что улучшает точностные характеристики устройства и упрощает схему обработки информации,Формула изобретения 20 Устройство для контроля кач .ства текстильных и трикотажных полотен, содержащее последовательно установленные и оптически связанные между 25 собой лазер, узел сканирования, делитель светового пучка, формирующую световой пучок оптическую систему и приемный блок, включающий в себя набор объективов, оптически связанных с фотоприемниками, соединенный с блоком обработки информации, о т л ич а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения надежности устройства и точности контроля путем увеличения коэффициента пропускания оптической системы, узел сканирования выполнен в виде вращающейся отклоняющей системы; оптически связанной с микрообъек" тивом, делитель светового пучка представляет собой блок, состоящий из стекловолоконных жгутов, входные торцы которых установлены в фокальной плоскости микрообъектива по окружнос" ти диаметром 9, выходные торцы стекло-,15 волоконных жгутов оптически сопряжены с формирующей световой пучок оптичес 2 6кой системой, выполненной в виде системы параллельно установленных К проекционных объективов, при этом приемный блок выполнен в виде двух приемных систем, расположенных над и подконтролируемым полотном, и включаетв себя фаэоинвертор, схему определения полярности импульса, сумматор иуправляемый фаэоинвертор, причем выход приемной системы, расположеннойпод полотном, соединен с одним иэвходов сумматора, выход приемной системы, расположенной над полотном, через фазоинвертор соединен с вторымвходом сумматора, выход которого соединен а информационным входом управляемого фазоинвертора, вход фаэоинвертора через схему определения полярности импульса соединен с управляющимвходом управляемого фаэоинвертора,выход которого соединен с блоком обработки информации, а величина 0равна Г А 4-ОИ 1-Я) 3 7 ю11 1 о Е р 1 Р 3и число проекционных объективов формирующей световой пучок оптической системы; фокусное расстояние проекционных объективов;относительное отверстие проекционных объективов;разрещение устройства; расходимость лазерного излучения;диаметр лазерного пучка; увеличение проекционных объективов;аирина контролируемого полотна;скорость перемещения светового пятна в плоскости контролируемого полотна;скорость движения контролиРуемого полотна.409902 В СЮВВ Ю ФИНОВ 4 В ЮЮЮМВ зййЮайейфйййй Составитель В. Калечицктор И. Касарда Техред Л.Олийнык Корректор М Поло Заказ 3470/ ж 847 Подписи изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул ктная,ВНИИПИ Государственного по делам изобретений