Устройство для контроля линейной плотности волокнистых материалов

Изобретение относится к текстильной промышленности.Цель изобретения. - повышение точности контроля путем регулировкичувствительности в зависимости отскорости снижения контролируемогомат ери ал а,На чертеже представлена блок-схема устройства. 1 ОУстройство для контроля линейнойплотности волокнистых материалов содержит последовательно включенныеуправляемый источник 1 питания (ВЧгенератор), датчик 2 линейной ппотности материала, демодулятор 3, усилитель 4, низкочастотный 5 и высокочастотный 6 фильтры, а также последовательно включенные компаратор 7,ключ 8, элемент ИЛИ 9 и регистратор, 20состоящий из Формирователя 10 и исполнительного органа 11.Задатчик 12 номинального значениялинейной плотности материала. выходомсвязан с входом сумматора 13, входами питания задатчиком 14 и 15 предельных .отклонений линейной плотностиматериала от номинального значенияи управляющим входом источника 1. Выход усилителя 4 соединен с входами 30селектора 16 чувствительности и через низкочастотный Фильтр 17 с однимвходом компаратора 18,.другой входкоторого связан с выходом задатчика15, а выход - с входом элемента ИЛИ9, Выход селектора 16 связан с уп 35равляющнми входами ключей 8 и 9, Входзадатчика 15 соединен с выходом ключа 19, вход которого заземпен, Одинвход компаратора 7 связан с выходом 4 Овысокочастотного Фильтра 6, а другойс выходом сумматора 13, Вход опорного напряжения цифроаналогового преобразоватетеля ЦАП) 20 подключен квыходу эадатчика 14, а вход опорного напряжения ЦАП 21 подключен квыходу эадатчика 22 предельной длиныдефекта. При этом выход ЦАП 20 соединен с входом сумматора 13, а выходЦАП 21 - с управляющим входом низкочастотного фильтра 5, Цифровые входыЦАП 20 и 21 подключены к выходу реверсивного счетчика 23, взаимоинверсные входы которого соединены с выходами управляемого генератора 24импульсов и компаратора 7. При этом.емкость счетчика 23 должна быть больше возможного числа шагов квантования ЦАП 20 и 21. При последовательном регулировании чувствительности устройства поотклонениям линейной плотности материала от номинального значения .ипо длине распределения этого дефекта выход обратной связи ЦАП 20 соединяют с входом разрешения преобразования ЦАП 21, а выход обратной связиЦАП 21 - с входом разрешения преобразований ЦАП 2 П.Конструктивно ЦАП 20 и 21 могутбыть выполнены на базе цифровых интегральных схем, При этом выход обратной связи ЦАП 20 представляет собой формирователь сигнала о достижении минимального уровня выходногонапряжения ЦАП, что соответствуетмаксимальной чувствительности устройства по отклонению линейной ппотности от номинального значения. Выходобратной связи ЦАП 21 представляетсобой формироваель сигнала о достижении максимального уровня выходногонапряжения ЦАП, что соответствуетноминальной чувствительности устройства по длине дефекта,Задатчики 12,14,22 и управляеьыйгенератор 24 импульсов выполняютсявнешними для группы устройств, например, одним блоком на мотальнуюмашину (не показано). Задатчики 12,14,22 конструктивно могут быть выполнены в виде потенциометров.Устройство работает следующим образом.Условие срабатывания компаратора7 зависит от порога срабатывания ипрохождения информационного сигналачерез Фильтры 5 и 6. Срабатываниекомпаратора 7 определяется выражением где Т - номинальная линейная плотность поперечного сечения, текс;пРиращение линейной плотности попереченого сечения, текс;напряжени е, Функционально зависящее от Т, В;напряжение, пропорциональ- ноеТ, В;коэффициент передачи ЦАП 20, по напряжению принимающий значение от нуля до единицы;(2) где И 14515И - напряжение, зависящее отконструкции устройства, В;К - коэффициент передачи. Напряжение И Функционально связа но с Т и задается с помощью Выходного параметра эадатчика 12, например угла поворота потенциометра, соответствующего номинальной линейной плотности Т. Это позволяет осущест 10 вить контроль текстильного материала с различной линейной плотностью поперечного сечения посредством изменения входного параметра Т задатчика15 12. Изменение параметра Т приводит к изменению размаха колебаний ВЧ-генератора 1, что позволяет получить на выходе датчика 2 сигнал, пропорциональный параметру Т.20Учет приращения линейной плотности ЬТ осуществляется посредством напряжения И+., устанавливаемого с помощью задатчика 14 с линейной заВисимостью ВыхОднОГО параметра Иф( от его входного параметра, соответствующего 11 Т и зависящего от коэффициента передачи ЦАП 20. Так как питанием задатчика 14 является выходное напряжение задатчика 12 то задаФ30 ваемое напряжение И ., соответствует любому значению номинальной линей" ной плотности.Учет длины спонтанных дефектов осуществляется посредством изменения верхней частоты среза Фильтра 5, определяемой выражением напряжение, пропорциональ 40 ное длине спонт анно го д еФекта, В;скорость мотки текстильного материала, м/с 3коэффициент пропорциональ 45 ности, зависящий от конструкции Фильтра 5, в/м; коэффициент передачи ЦАП 21 по напряжению, принимающий значения от нуля до единицы. Таким образом, учет длины спонтанного дефекта осуществляется посредством напряжения И, задаваемого с помощью эадатчика 2 с параметрической зависимостью выходного параметра И от его входного параметра, соответствующего допустимой длине спонтанно 97го дефекта и зависящего от коэффициента передачи 11 АП 21.Нижняя частота среза Фильтра 6постоянная и определяется исходя иэмаксимальной длины спонтанного дефекта (порядка 1 О см) при минимальной скорости мотки текстильного материала.Условие срабатывания компаратора18 зависит от прохождения информационного сигнала через фильтр 17 инапряжения порога срабатывания, поступающего с э адатчика (делителянапряжения) 15. Это напряжение соответс 1 вует линейной плотности распределенного дефекта и не превышаетнапряжения, соответствующего удвоенному значению номинальной линейнойплотности контролируемого материала,Так как питанием задатчика 15 является напряжение И, то при контролематериала с различной номинальнойплотностью не требуется дополнительной подстройки устройства.Верхняя частота среза фильтра 17постоянная и определяется из условияминимальной длины распределенного дефекта (более 100 см) и минимальнойскорости мотки текстильного материала.Селектор 1 6 чувствительно сти служит для переключения устройства срабочего режима на дежурнкй или наоборот и выполнен, например, в видедиода и интегратора, так что переключение устройства на рабочий режимпроисходит только по сигналам, поступающим с усилителя 4, соответствующим уменьшению линейной плотностиматериала. При этом время включенияселектора 16 значительно меньше времени выключения, что устраняет влияние селектора 16 на работу устройства,Лля учета влияния скорости моткитекстильного материала и управленияпостоянной времени регулированиячувствительности генератор 24 выполняют регулируемым, что обеспечивает эксплуатацию устройства в широком диапазоне скоростей мотки и регулирования чувствительности. С помощью задатчика 12 выставляют необходимый режим работы устройства в соответствии с номинальной линейной плотностью Т, а посредством задатчика 14 - ее допустимое приращение. В соответствии с линейной451597 6 ка 23, изменяющий его кодовое состоя 10 скоростью движения контролируемого материала выставляется частота следования импульсов генератора 24,а эадатчиком 22 устанавливается допустимая длина спонтанного дефектаПроверяемый текстильный материалзаправляют в датчик 2 линейной плотности, выполненный, например, в виде измерительного конденсатора Текстильный материал приводят в движение. Величина емкости датчика 2 при этом изменяется в соответствиис изменением линейной плотности поперечного сечения материала. Зти из менения емкости датчика 2 модулируют высокочастотные колебания генератора 1. Промодулированный сигнал детектируется демодулятором 3 и усиливается усилителем 4. Выходной сигнал усилителя 4 поступает на селектор 16 чувствительности, который включает ключи 8 и 19 и выводит устройство на рабочий режим. Одновременно сигнал с усилителя 4 Фильтруется с помощью фильтров 5 и б и поступает на вход компаратора 7, где сравнива -ется с напряжением Б Бо поступакщим с выхода сумматора 13. Сигнал с Фильтра б несет информацию только о спонтанных дефектах. По достижении уровня напряжения Б - 8 Пэтим сигналом проиеходит срабатывание компаратора 7 и на его выходе образуется прямоугольний импульс, который че- рез ключ 8 поступает на вход элемента ИЛИ 9. Одновременно с этим сигнал с усилителя 4 фильтруется с помощью Фильтра 17 и поступает на вход ком 1 паратора 18, где сравнивается с напряжением, поступающим с делителя напряжения задатчика 15. Сигнал с выхода Фильтра 1,7 несет информацию только о распределенных дефектах. По достижении этим сигнапом уровня напряжения, поступающего с делителя нап" ряжения задатчика 15, происходит срабатывание компаратора 18 и на его выходе образуется прямоугольный импульс, который поступает на второй вход элемента ИЛИ 9. При наличии одного из сигналов на входе элемента ИЛИ 9 на его выходе получают сигнал, запускающий Формирователь 10, который вырабатывает импульс, дос-таточный для срабатывания исполнительного органа 11. Одновременно с этйм сигнал с выхрда комнаратбра 7- поступает на инверсный вход счетчиф 15 20 25 30 35 40 45 50 ние на выходе. Вместе с тем на прямой вход счетчика 23 с генератора 24 поступают импульсы, число которых в единицу времени соответствует желаемомучислу дефектов, при котором обеспечивается оптимальный режим производительности мотальной машины. Код счетчика 23 поступает на цифровые входы ЦАП 20 и 21, в которых преобразованию подвергается опорный аналоговый сигнал 11+ и Б, а цифровой сигнал рассогласования счетчика 23 для них является модулирующим. ЦАП 20 и 21 изменяют свой коэффициент передачи пропорционально коду счетчика 23 и тем самым изменяют уровень напряжений Ц+О и П, поступающих на сумматор+/о13 и низкочастотный Фильтр 5. В результатее этого устанавливается новое условие срабатывания компаратора 7, действующее до прихода очередного импульса с генератора 24 или с комнаратора 7. Изменение .порога срабатывания компаратора 7 лежит в диапазоне соответствующего изменения контролируемых дефектов от минимапьного значения - дефекта, замена которого целесообразна на узел, до предельно допустимого значения, определяемого задатчнками 14 и 22. Каждый импульс, пришедший с генератора 24, приводит к уменьшению порога срабатывания компаратора 7 (повышение чувствительности), а каждый импугьс, пришедший с выхода комнаратора /, увеличивает порог срабатывания (уменьшение чувствительности). При этом автоматически устанавливается такая чувствительность, что число зарегистрированных дефектов в среднем равно их установленному числу в пределах заданного интервала времени. Таким образом, в пределах контроля дефектов от предельно допустимого до его минимального значения устройство в автоматическом режиме изменяет свою чувствительность в рамках установленной потери производительности мотального оборудования,Последовательное регулирование чувствительности устройства осуществляется следующим образом. Коэффициент передачи ЦАП 20 и 21 в начальный момент равен единице. При этом на выходе обратной связи ЦАП 20 сигнал на разрешение преобразования отсутствует, а на выходе обратной связи ЦАП 2 образуется7 14 сигнал на разрешение преобразования., Поэтому при отсутствии дефектов в материале вначале происходит преобразование сигнала 11, и при достиже+ьфнии этим напряжением минимального уровня (Е 13+а ) на выходе обратной+освязи ЦАП 20 вырабатывается сигнал на .разрешение преобразования ЦАП 21, при этом сигнал на разрешение преоб-. разования с выхода обратной связи ЦАП 21 снимается, Далее происходит последовательное преобразование сигнала 11, При срабатывании компарато-, ра 7 происходит изменение кода счетчика 23 в обратном направлении и процесс изменения чувствительности устройства происходит также в обратном н апр авл енин. Формула из обр ет ения1, Устройство для контроля линейной плотности волокнистых материалов, содержащее эадатчик номинального значения линейной плотности материала, выходом подключенный к питакщим выходам задатчиков предельных отклонений линейной ппотности материала от номинального значения, к первому входу сумматора и через управляемый источник питания, датчик линейной плотности материала, демодулятор и усиди- тель - к входам низкочастотных Фильтров, выход первого из которых соеди" нен с первым входом первого компаратора, вторым входом связанного с выходом первого задатчика предельного отклонения линейной плотности материала от номинального значения, а выходом - с первым входом элемента ИЛИ, вторым входом подключенного к выходу первого ключа, а выходом - к входу регистратора, вторЬй ключ, вход 51597 8которого связан с общей шиной, а выход - с входом первого эадатчика пре"дельного отклонения линейной плотности материала от номинального значения, при этом выход второго низкочаст от ного фил ьтр а через высокочастотный фильтр подключен к первому входувторого компаратора, вторым входомсоединенного с выходом сумматораа выходом - с входом первого ключа,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точностИ контроляпутем регулировки чувствительности взависимости от скорости движения контролируемого материала, оно снабженозадатчиком предельной длины дефекта, реверсивным счетчиком и управляемым генератором импульсов,.цифроаналоговыми преобразователями, при этомвыходы второго компаратора и управляемого генератора импульсов через реверсивный счетчик соединены с цифровыми входами цифроаналоговых преобра зователей, опорные входы которыхподключены к выходам соответственновторого з адатчика предельного .отклонения линейной плотности материалаот номинального значения и задатчика предельной длины дефекта, выходпервого цифроаналогового преобразователя соединен с вторым входом сумматора, а выход второго цифроаналогового преобразователя связан с управляющим входом второго ниэкочастотного Фильтра. 2. Устройство по п,1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что вход разрешения преобразования и выход обратной 4 О связи одного цифроаналогового преобразователя связан соответственно свыходом обратной связи и с входом разрешения преобразования другого.1451 597 Тираж 788омитета поосква, Жписно акаэ 7073 4 обретениям и открытиям при ГКНТ СССРРаушская наб., д, 4/5 ВНИИПИ Государственного