Устройство для контроля физических параметров движущихся плоских волокнистых светопропускающих материалов

Устройство для контроля физических параметров движущихся плоских волокнистых светопропускающих материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение решает задачу непрерывного одновременного контроля толщины и массы плоских волокнистых светопропускающих материалов в установках автоматического регулирования в процессе их производства. Цель изобретения - увеличение точности измерения этих величин. Исследуемый материал и эталонный образец освещают одинаковыми параллельными световыми пучками нормально к их поверхности и регистрируют с помощью одинаковых фотоприемников, расположенных на расстоянии δ от плоскости материала (или эталона), причем δ ≤ √ S<SB POS="POST">о</SB> - S<SB POS="POST">фп</SB>, где S<SB POS="POST">о</SB> - сечение пучка излучения на материале, S<SB POS="POST">фп</SB> - площадь площадки фотоприемника. Величина S<SB POS="POST">фп</SB> должна удовлетворять неравенству S<SB POS="POST">фп</SB> ≥ λ<SP POS="POST">2</SP>/ E<SB POS="POST">макс</SB>, где λ - средний размер допустимых оптических неоднородностей в эталонном образце, E<SB POS="POST">макс</SB> - максимально допустимая погрешность измерения. При этом в качестве эталонного образца используют образец материала того же состава стандартной толщины D<SB POS="POST">O</SB>. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5в 4 G 01 Н 21/86

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСИОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4158226/28-25 (22) 05.12.86 (46) 30.05.89. Бюл. У 20 (71) Ленинградский институт текстильной и легкой промышленности им. С. N. Кирова (72) П. Г. Шляхтенко, О. М. Суриков, Н. H. Труевцев, Ю. Н. Ветрова и Д. Н. Локай (53) 535.24(088.8) (56) Biddies В. I., Lobb D. R. Optical methods of Shick ness measurement — PRP 2 Automation. 2-nd International Conference on Instrumentation and Automation, in the Paper, Rubber and Plastics Industry. Brussels. 24-28 Мау, 1971, paper 13. l.

Иванов В, Ф., Куликов А. Y.. Фотоэлектрические методы контроля в трикотажной промышленности. Yi Легпромбытиздат, 1985, с. 88. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРО В ДВИЖУЩИХСЯ ПЛОСКИХ

ВОЛОКНИСТЫХ СВЕТОПРОПУСКАИЩИХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение решает задачу непреИзобретение относится к устройствам и методам измерения толщины и массы плоских светопропускающих волокнистых материалов и может быть использовано для непрерывного неразрушающего контроля качества таких материалов в ходе их производства.

Целью изобретения является повышение точности измерений контролируемых параметров.

„„SU„„1483344 A i

2 рывного одновременного контроля толщины и массы плоских волокнистых светопропускающих материалов в установках автоматического регулирования в процессе их производства. Цель изобретения — увеличение точности измерения этих величин. Исследуемый материал и эталонный образец освещают одинаковьии параллельньии световыми пучками нормально к их поверхности и регистрируют с помощью одинаковых фотоприемников, расположенных на расстоянии 8 от плоскости материала (или эталона), причем он), 3 — а, где о ра

S, — сечение пучка излучения на материале; Я вЂ” площадь площадки фотоприемника. Величина S „ должна удовлетворять неравенству S„ „) Ф/Е,„ Макс ) где 3 — средний размер допустимых оптических неоднородностей в эталонном образце; F. — максимально домакс пустимая пог решмность измерения. При этом в качестве эталонного образца используют образец материала того же состава стандартной толщины и . 2 ил.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — экспериментальные кривые зависимости тока микроамперметра от величины отклонения толщины материала от стандартного значения.

Устройство содержит (фиг. 1) идентичные источники 1 и 2 излучения, контролируемый материал 3, эталонный

1483344

° 4 образец 4, микроамперметр 5 и фото приемники 6 и 7.

Устройство работает следующим образом.

Устройство применяют для контроля параметров конденсаторной бумаги.

Свет от одинаковых источников 1 и 2 (например, вольфрамовая нить лампы накаливания ЛН-26), питаемых от ста- 10 билизированного источника .питания, параллельными пучками падает на контролируемый материал 3 (полотно бумаги) и образец 4, являющийся эталоном дпя данного типа бумаги, нормаль- 15 но к их поверхности. Прошедший сквозь бумагу свет улавливается двумя одинаковьии фотоприемниками 6 и 7, выполненными в виде плоских фотодиодных матриц, каждая из которых пред- 2р ставляет собой шесть одинаковых солнечных батарей типа СБ-4/2П, соединенных параллельно. Фотоприемники включены по дифференциальной схеме и работают в вентипьном режиме в усло- 25 виях выполнения линейности люкс-амперной характеристики, т.е. при достаточно малой освещенности, которая может регулироваться путем ус танов ки соответствующего напряжения на источ- 30 нике постоянного напряжения. Полезный сигнал I, пропорциональный ь 11, свидетельствующий об отклонении толщины исследуемой бумаги от толщины эталона, снимается с цифрового микроампермента 5, включенного, как показано на фиг. 1 ° Полярность измеряемого тока в дифференциальной схеме указывает на знак отклонения толщины от эталона.

1 аждая из солнечных батарей состоит иэ расположенных рядом и соединеH ных последовательно пяти одинаковых кремниевых фотоднодов. Фотоприемники (фотодиодные матрицы) расположены 45 непосредственно за освещаемым участком исследуемого полотна бумаги и эталона параллельно их поверхности на расстоянии 1 мм (в соответствии с неравенством, приведенным в формуле изобретения) и осесимметрично относительно центра светового пятна на бумаге. Площадь светового пятна Я = 2S „, где S+„- площадь приемной поверхности фотоприемника, Такое расположение фотоприемника .относительно светового

55 пятна гарантирует для исследуемой тонкой конденсаторной бумаги регистрацию всего потока, испускаемого еди ницей поверхности освещеннога образца и эталона в направлении падения света, и практически полное отсутствие зависимости принимаемого им сигнала от изменений, связанных с изменением коэффициента рассеяния света или с изменениями в угловой диаграмме рассеяния, обусловленными изменением углового распределения волокон в бумаге, при постоянной толщине бумаги и неизменном коэффициенте поглощения.

Средняя величина допустимых оптических неоднородностей % для всех типов исследуемых конденсаторных бумаг не превышает 4 мм, что установлено путем просмотра образцов этих бумаг на проекционном трихинеллоскопе.

В соответствии с формулой.для выбора площади фотоприемной поверхносÿ2 ти S в)/ где F. — макси мсьс

"ма с мально допустимая погрешность, для получения максимальной допустимой относительной погрешности измерения фототоков в измерительном канале

Е = 0,005 величину S „ при укама ис 2 занном,3 выбирают равной 40 см, при этом площадь светового пятна S

2 о

= 80 см

Экспериментальные кривые (фиг. 2) зависимости тока в дифференциальной схеме Т (ad) получены в схеме, изображенной на фиг. 1. Толщину эталона и исследуемого образца изменяли путем изменения числа слоев бумаги. Относительная ошибка измерения отклонения толщины бумаги на 1 мкм от эталона толщиной 4 = 10 мкм составляла в схеме (фиг. 1) 5Х.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет осуществлять непрерывный контроль толщины и массы плоских волокнистых светопропускающих материалов, например конденсаторной бумаги, в ходе технологического процесса их производства.

Ю

Формула изобретения

Устройство для контроля физических параметров движущихся плоских волок- нистых светопропускающих материалов, содержащее первый источник излучения, оптически связанный с первым фотоприемником через контролируемый матери-

44 я срп мс кс

1«

25 где Я

Sgn

5 ) 4833 ал, второй источник излучения, оптически связанный с вторым фотоприемником через неподвижный эталон, а также регистрирующее устройство, соединенное с обоими фотоприемниками, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений контролируемых параметров, фотоприемники соединены с регистрирующим устройством по мостовой схеме и установлены соосно с соответствующими источниками излучения, плоскость чувствительной площадки первого фотоприемника параллельна плоскости поверхности контролируемого материала, а второго — плоскости поверхности эталона, при этом расстояние 8 между соответствующими плоскостями поверхностей и плоскостями чувствительных площадок фотоприемников удовлетворяет неравенству сечение пучка излучения на контролируемом материале; площадь чувствительной площадки фотоприемника, при- 30 чем величину S „выбирают из условия где Я вЂ” средний размер допустимых оптических неоднородностей в эталоне;

E« — максимально допустимая макс погрешность измерений, в качестве эталона используют образец контролируемого материала стандартной толцины d причем толщина контролируемого материала соответствует величине,разности gR световых потоков, испускаемых единицей освещенной поверхности контролируемого материала и эталона, а масса М проконтролированного эа время ? материала определяется из выражения

l а

И = у 1d (vent + р 1K j v R4t, о о где у и 1 — объемная плотность и ширина контролируемого материала;

v — скорость движения мате. риала; .К вЂ” экспериментально опреде ляемый коэффициент пропорциональности между изменением толщины и величиной dR.

1483344

Составитель В, Калечиц

Редак тор А, Лежнина - Техред Л. Олийнык КорректорЛ ° Пилипенко

Зак аз 2821/41 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101