Номер патента: 817550

Автор: Дашевский

ZIP архив

Текст

Свэ Советских Социапистических РеспубликОп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ(Я)М, Кя,с присоединением заявки М 6 01 М 21/88 Государственный комитет СССР по делам нзобретеннй н открытнй(72) Автор изобретения Б.В.Дашевский Всесоюзный научно-исследовательский инст автоматизации черной металлургии(54) ИНДИКАТОР ПРОКОЛОВ Изобретение относится к контролюкачества материалов, более конкретнок фотоэлектрическим устройствам длявыявления сквозных отверстий (проколов) в движущихся полосовых материалах (индикаторы проколов), и можетбыть использовано при производстве иконтроле различных непрозрачных и полупрозрачных полосовых материалов,преимущественно в черной металлургии,например, при производстве стальнойленты, жести и т.п,Известен индикатор проколов, содержащий последовательно установленные блок управления, параллельно 15включенные генераторы с источникамисвета, установленными над фотоприемниками, и регистратор 1.Недостатками данных индикаторовпроколов являются низкая чувствительность, разрешающая способность и помехоустойчивость, а также узкий диапазон допустимых амплитуд колебанийи волнистости (неплоскостности) контролируемых полосовых материалов, боль 35шая ширина неконтролируемых кромокматериалов, перекрытых светоэащитными шторками,Наиболее близким к предлагаемомуявляется индикатор проколов, содер жащий последовательно установленные блок управления, параллельно включенные два генератора с источниками света, установленными над контрольными окнами, за которыми расположен фото.электронный умножитель, клеммы питания которого подключены к выходу цепи, состоящей из последовательно включенных источника опорного напряжения, дифференциального усилителя и регулируемого источника питания, и регистратор 2) .Недостатками данного индикатора проколов являются недостаточно высокая чувствительность, помехоустойчивость и разрешающая способность при значительных вертикальных и горизонтальных колебаниях контролируемых материалов в потоке технологических агрегатов, при возможности обрыва контролируемых полос и наличии в них рваных и других крупных дефектов.Цель изобретения - повышение чувствительности, разрешающей способности и помехоустойчивости.Указанная цель достигается тем, что в известный индикатор проколов, содержащий последовательно установленные блок управления, параллельно включенные два генератора с источниками света, установленными над контрольными окнами, эа которыми расположен фотоэлектронный умножитель,клеммы питания которого подключены к.восходу цепи, состоящей иэ последовательно включенных источника опорногонапряжения, дифференциального усилителя и регулируемого источника питания,и регистратор, дополнительно введеныдетекторы, коммутатор, выходы которого через детекторы связаны с регистратором, а входы соединены с фотоумножителем и блоком управления,переключатель, своим выходом свяэаннйй с инвертирующим входом дифференциальногоусилителя, схемы ИЛИ и исключающаяИЛИ, компаратор, входами связанный с 15выходами детекторов и входами переключателя, а выходом - с одним входомсхемы исключающая ИЛИ, второй входкоторой связан с выходом схеьн ИЛИ,а выход - с входом переключателя, и 2 Отри пороговых устройства, выходы которых связаны со входами схемы ИЛИ,входы двух - с входами компаратора,а вход третьего - с выходом дифференциального усилителя. 25На фиг. 1 показана блок-схема устройства; а на фиг. 2 - принципиальная схема логического блока,Индикатор проколов содержит (фиг.1) два источника света 1 и 2, например люминесцентные лампы, которые соединены с генераторами 3 и 4 соответственно, корпус 5 с двумя контрольными окнами б и 7, расположенными под соответствующими источниками 1 и 2 све- З 5 та по всей их длине, фотоумножитель 8, установленный в корпусе 5 оптически симметрично по отношению к контроль ным окнам б и 7, коммутатор 9, подключенный к выходу фотоумножителя 8, 40 усилители 10 и 11, подключенные каждый к соответствующему выходу коммутатора 9, детектора 12 и 13, соединенные последовательно с усилителями 10 и 11 соответственно, блок 14 ана лиза (регистратор), два входа которого соединены с выходами детекторов 12 и 13, логический блок 15, два входа которого соединены с выходами детекторов 12 и .13, источник 16 опорного напряжения, источник 17 питания Фотоумножителя, подключенный к фото- умножителю 8, дифференциальный усиляель 18, инвертирующий вход которого подкЛючен к выходу логического блока 15, неинвертирующий вход соединен с Б выходом источника 16 опорного напряжения, выход дифференциального усилителя 18 подключен к входу источника 17 питания фотоумножителя и к третьим входам блока 14 анализа и логи- що ческого блока 15, блок 19 управления, выходы которого подключены к входам генераторов 3 и 4 и к управляющему входу коммутатора 9, а также две светозащитные шторки 20. Логический блок 15 содержит (Фиг.2) переключатель 21, два входа которого соединены соответственно с выходами детекторов 12 и 13, а выход соединен с инвертирующим входом дифференциального усилителя 18, элемент 22 неравноэначности(схема исключающая ИЛИ), выход которого подключен к управляющему входу переключателя 21, логический сумматор 23(схема ИЛИ), выход которого подключен .ко входу элемента 22 неравноэначности, компаратор 24, Каждый из двух входов которого соединен с соответствующим входом переключателя, 21, а выход подключен к другому входу элемента 22 йеравнозначности, два пороговых устройства 25 и 26, вход каждого иэ которых соединен с соответствующим входом переключателя 21, а выход подключен к соответствующему входу логического сумматора 23, и третье пороговое устройство 27, вход которого подключен к выходу дифференциального усилителя 18, а выход подключен к третьему входу логического сумматора 23.Контролируемый полосовой материал 28 (фиг. 1) расположен между источниками 1 и 2 света и корпусом 5 с контрольными окнами б и 7. Световой поток источника 1 света проходит к фотоумножителю 8 через контрольное окно б при появлении в контролируемо, материале 28 прокола 29 или вследствие отражений от поверхностей свето- защитных шторок 20. Световой поток источника 2 света проходит к фотоумножителю 8 через контрольное окно 7 также при появлении прокола или вследвие отражений.Выходом предлагаемого индикатора проколов является выход блока 14 ана лиза. Индикатор проколов работает следующим образом.Контролируемый полосовой материал 28 движется (фиг. 1) между источника ми 1 и 2 света и корпусом 5 с контрольными окнами б и 7, Генераторы 3 и 4 питают источники 1 и 2 света, осуществляя в соответствии с сигналами на выходах блока 19 управления попеременное зажигание источников 1 и 2 света, которые попеременно освещают контролируемый материал 28, т.е. в моменты максимума светового потока одного источника света другой источник света полностью или почти полностью гаснет. Светозащитные штор ки 20, примыкающие к кромкам контролируемого полосового материала 28, экранируют световые потоки источников 1 и 2 света, падающие на контрольные окна б и 7 за краями материала 28, При появлении в дивжущемся материале 28 прокола 29 и прохождении прокола 29 над первым по направлению движения материала 28 контроль817550 55 60 ным окном б, световой поток источника 1 света в моменты зажигания источника 1 света проходит через прокол 29 и контрольное окно б, попадает на фотоумножитель 8. При дальнейшем движении материала 28 прокол 29 проходит над вторым контрольным окном 7, световой поток источника 2 света в моменты зажигания этого источника света проходит прокол 29 и контрольное окно 7, и попалает на Фотоумножитель 8. На фотоумножитель 8 попадает также часть светового потока источников 1 и 2 света, прошедшая в моменты зажигания этих источников света через контрольные. окна б и 7 соответственно эа счет многократных отражений от поверхностей светозащитных шторок 20 и контролируемого материала 28.Фотоумножитель 8 преобразует падающие на него световые потоки в 20 электрические сигналы, которые подаются на вход коммутатора 9, Блок 19 управления вырабатывает выходные сигналы, обеспечивающие поочередное включение генераторов 3 и 4 и синфаэ ное переключение коммутатора 9. Поэтому на выходах коммутатора 9, соединенных с усилителями 10 и 11,появляются сигналы, соответствующие попавшим на фотоумножитель 8 световым потокам источников 1 и 2 света соответственно. Эти сигналы усиливаются усилителями 10 и 11, детектируюся детекторами 12 и 13 соответственно, и .поступают на входы блока 14 анализа и логического блока 15. При прохождении прокола 29 над контрольнымокном 6 возрастает сигнал на выходе усилителя 10, а также на выходе детектора 12, вследствие чего срабатывается блок 14 анализа и выдает сигнал о 40 прохождении прокола. После чего, при прохождении прокола над контрольным окном 7, возрастает сигнал на выходе усилителя 11, а также на выходе детектора 13, вследствие чего повторно 45 сработает блок 14 анализа. Блок 14 анализа срабатывает также при прохождении через индикатор проколов протяженных дефектов, вызывающих длительную засветку и перегрузку50 фотоумножителя, во время которой снижается .напряжение питания Фотоумножителя 8 и напряжение на выходе дифференциального усилителя 18, соединенном с входом блока анализа 14. Световые потоки источников 1 и 2 света, попадающие на Фотоумножитель8 при отсутствии проколов в контролируемом полосовом материале 28, зависят от степени прозрачности материала 28 и прохождения рассеянного света через светозащитные шторки 20, и определяются конструкцией светозащитных шторок 20, шириной перекрытыхшторками 20 кромок.материала 28,состоянием поверхности шторок 20 и материала 28, оптическими свойствамиматериала 28, а также колебаниямиматериала 28 и его волнистостью.Поэтому при отсутствии проколов навыходах детекторов 12 и 13 имеютсянапряжения, приблизительно одинаковые по величине, вследствие симметрии конструкции индикатора проколов.Эти напряжения подаются на входы логического блока 15, на выходе которого действует напряжение, равное напряжению на выходе одного из детекторов 12 или 13. Выходное напряжение логического блока 15 подается на инвертирующий вход дифференциального усилителя 18, который сравнивает это напряжение с опорным напряжением на неинвертирующем входе, заданным источником 16 опорного напряжения. Выходное напряжение дифференциального усилителя 18 подается на вход источника 17 питания фотоумножителя, подключенного к фотоумножителю 8. Опи- санные функциональные элементы образуют замкнутую систему автоматического управления, поддерживающую напряжение на выходе одного из детекторов 12 или 13 на приблизительно постоянном уровне, определяемом источником 16 опорного напряжения. Выбор детектора, по которому осуществляется процесс управления, производится логическим блоком 15.Логический блок 15 (фиг. 2) под-. ключает к дифференциальному усилителю 18 выход детектора 12 или 13 с наименьшим текущим значением выходного. напряжения при отсутствии длительной перегрузки фотоумножителя 8 и при нормальной чувствительности индикатора проколов (напряжение на выходе дифференциального усилителя 18, пропорциональное напряжению питания Фотоумножителя, находится на достаточно высоком уровне). При невыполнении хотя бы одного из этих условий логический блок 15 подключает к диф" ференциальному усилителю 18 выход другого детектора 13 или 12 с максимальным текущим значением выходного напряжения.Определение детекторов с минимальным и максимальным сигналами осуществляется компаратором 24, который срабатывает и выдает сигнал 1, если напряжение на выходе детектора 13 больше, чем напряжение на выходе детектора 12. При отсутствии перегрузки фотоумножителя 8 напряжения на выходах детекторов 12 и 13 относительно невелики, компараторы 15 и 16 невключаются и выдают сигнал фОфф.При высоком напряжении на выходе дифФеренциального усилителя 18 пороговоеустройство 27 выдает сигнал ф 0.Если на входах логического сумматора23 имеются только сигналы фОф, тона его выходе также имеется логический сигнал 0, и сигнал на выходеэлемента 22 неравнозначности повторяет сигнал на выходе компаратора 24,При сигнале О, на выходах компаратора 24 и элемента 22 неравноэначйости, переключатель 21 подключаетк выходу логического блока 15 выходдетектора 13, а при сигналена выходе элемента 22 неравнозначноети, переключатель 21 подключает квыходу логического блока 15 (к инвертирующему входу дифференциальногоусилителя 18) выход детектора 12.Припоявлении в контролируемом материала28 прокола 29 и прохождении проколанад контрольным окном б возрастаетнапряжение на выходе детектора 12,на выходе компаратора 24 и на выходеэлемента неравнозначности 22 появляется сигнал О, поэтому переключатель 21 подключает выход детектора13 к дифференциальному усилителю 18.В дальнейшем, при прохождении прокола29 над контрольным окном 7, к дифференциальному усилителю 18 подключается выход детектора 12, При такихпереключениях напряжение на выходедифференциального усилителя 18 практическине изменяется, и чувствительность индикатора проколов поддерживается на высоком уровне,При прохождении через индикаторпроколов протяженного дефекта, значительно возрастает напряжение навыходах детекторов 12 и 13.При продолжительности действия этих напряжений, превышающей заданную, срабатывают пороговые устройства 25 и(ИЛИ) 26, на выходе логического сумматора 23 появится сигнал 1, поэтому на выходе элемента 22 неравнозначности появляется сигнал, противоположный сигналу на выходе компаратора 24, и переключатель 21 подключает к дифференциальному усилителю 18выход детектора 12 или 13 с максимальным сигналом, При этом уменьшаетсянапряжение на выходе дифференциального усилителя 18 и пропорциальноеему напряжение питания фотоумножителя 8 также уменьшается до безопасного уровня, сработает пороговое устройство 27, подтверждая сигнал 1на выходе логического сумматора 23,и Переключатель 21 по-прежнему соединяет инвертирующий вход дифференцьального усилителя 18 с выходомд(Мектора, имеющего максимальное текущее выходное напряжение. Переключатель 21 остается в этом положениидо прекращения прохождения протяженного дефекта, после чего к дифференциальному усилителю 18 вновь подключается выход детектора с минимальнымтекущим значением выходного напряжения, и восстановляется необходимаячувствительность индикатора проколов.При выполнении компаратора 24 ипороговых устройств 25-27 с гистереэисной характеристикой их переключения происходят с некоторой задержкой,что обеспечивает устойчивость процесса управления чувствительностью и предотвращает ложные срабатывания индикатора проколов.Предлагаемое устройство выбираетустановки срабатывания блока анализас небольшим превышением над уровнемшумов, т,е. повышает чувствительностьиндикатора проколов и его помехоустойчивость, в особенности к колебаниям контролируемого материала и кего волнистости, а также уменьшаетширину неконтролируемых кромок материала. Одновременно в предлагаемоминдикаторе проколов достигается по вышение разрешающей способности эасчет ограничения перегрузок фотоумножителя и восстановления чувствительности индикатора проколов после прохождения крупных или протяженных дефектов вследсвие управления чувствительностью по минимальному из сигналов на выходах детекторов. Повышениечувствительности индикатора проколов,его разрешающей способности и,помехоустойчивости обеспечивает эффективный контроль и раэбраковку полосовыхматериалов в технологическом потоке,что повышает производительность труда, создает условия для освобождения персонала, занятого ручным контролем и обеспечивает освоение серийного производства новых видов материалов.Одновременно достигается такжерасширение пределов допускаемых амп литуд колебаний и волнистости контролируемого полосового материала, чтосоздает условия для снижения требований к стабилизации работы агрегатов,на которых устанавливаются индикаторы 4 О проколов, и для упрощения конструкциитаких агрегатов. Кроме того, повышение разрешающей способности и снижение ширины неконтролируемых кромок материала способствует раэширению объема контроля,Формула изобретенияИндикатор проколов, содержащийпоследовательно установленный блок управления, параллельно включенные два генератора с источниками света, установленными над контрольными окнами, за которыми расположен Фотоэлектронный умножитель, клеммы питания которого подключены к выходу цепи, состоящей из последовательно включенных источника опорного напряжения, дифференциального усилителя и регулируемого источника питания, и регистратор, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью повышения чувствительности, разрешающей способности и помехоустойчивости, в него дополнительно введены детекторы,коммутатор, выходы которого через детекторы связаны с регистратором, а входы соединены с фотоумножителем и блоком управления, переключатель, своим выходом связанный с инвертирующим входом дифференциального усилителя, схемы ИЛИ и исключающая ИЛИ, компаратор, входами связанный с выходами детекторов и входами переключателя, а выходом - с одним входом схемы исключающая ИЛИ , второй вход которой связав с выходом схемы ИЛИ,г а выход - с входом переключателя, итри пороговых устройства, выходы которых связаны со входами схемы ИЛИ,входы двух - с входами компаратора,а вход третьего - с выходом дифференциального усилителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент (МА Р 3589816,кл. 6 01 И 21/18, опублик. 1971.2. Патент США Р 2958785,кл. 250-219, опублик 19 б 0 .(прототип),817550 Составитель А.Чурбаков.едактор Ю,Ковач Техред М.Рейвес Коррект тяга иал ППП 1 Патент 1 ф, г, Ужгород, ул.Проектная аказ 1321/57, ВНИИПИпо113035, Мо Тираж 907 ПодписноеГосударственного комитета СССРелам изобретений и открытийква, Ж, Раушская наб., д, 4/5

Смотреть

Заявка

2764814, 11.05.1979

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙИНСТИТУТ АВТОМАТИЗАЦИИ ЧЕРНОЙ МЕТАЛ-ЛУРГИИ

ДАШЕВСКИЙ БОРИС ВИКТОРОВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01N 21/89

Метки: индикатор, проколов

Опубликовано: 30.03.1981

Код ссылки

<a href="https://patents.su/6-817550-indikator-prokolov.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Индикатор проколов</a>

Похожие патенты