УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ НАМОТКИ РУЛОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
DEVICE FOR DETERMINATION OF WINDING DENSITY OF REELED MATERIALS

Изобретение относится к текстильной промышленности и может быть использовано в оборудовании для намотки основы и ткани.
Известен измеритель плотности намотки длинномерных материалов (Авторское свидетельство СССР №900168, МПК G01N 9/00, В65Н 77/00, 1982 г.), содержащий датчик диаметра и числа оборотов вала паковки и вычислительный блок, включающий элемент ИЛИ, одновибратор, два электронных ключа, импульсный счетчик, элемент задержки и усилители считывания, а датчик числа оборотов и диаметра рулона выполнен импульсным, при этом датчик диаметра рулона через элемент ИЛИ подключен к одиовибратору, элементу задержки и к первым входам усилителей считывания, а датчик числа оборотов вала паковки через первые входы электронных ключей и счетный вход импульсного счетчика связан со вторыми входами усилителей считывания, причем выходы одновибратора соединены со вторыми входами электронных ключей, а выход элемента задержки электрически связан с обнуляющим входом импульсного счетчика.
Недостаток указанного устройства обусловлен необходимостью использования системы считывания информации, построенной на основе герконов, что при наличии эксцентриситета намотки снижает точность измерения.
За прототип принят измеритель плотности намотки длинномерных материалов (Авторское свидетельство СССР №825444, МПК В65Н 77/00, G01N 9/00, 1981 г.), содержащий датчик числа оборотов паковки, подключенный к первому входу вычислительного блока, и датчик диаметра паковки, а также интегратор, блок сравнения и эталонный генератор, при этом датчик диаметра паковки через интегратор соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого через эталонный генератор подключен к датчику числа оборотов паковки, а выход блока сравнения подсоединен ко второму входу вычислительного блока.
Недостатком устройства является его малая точность, обусловленная возможным отклонением веса наматываемого материала от заданного значения. При этом устройство измеряет некоторую среднюю плотность рулона без учета изменения в процессе намотки его внутреннего состояния.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении точности контроля плотности намотки с учетом действующих в нем напряжений.
Указанный результат достигается тем, что устройство для определения плотности намотки рулонных материалов, содержащее импульсный датчик числа оборотов рулона, вычислительный блок и импульсный датчик радиуса рулона, содержит релейный блок, два аналого-цифровых преобразователя, масштабирующий блок, накапливающий сумматор, блок деления и регистрирующий прибор, причем импульсный датчик числа оборотов рулона подключен к первому входу релейного блока, второй вход которого вместе с входом первого аналого-цифрового преобразователя соединены с импульсным датчиком радиуса рулона, а выход релейного блока подключен через последовательно соединенные второй аналого-цифровой преобразователь и масштабирующий блок к входу накапливающего сумматора, связанного своим выходом с первым входом блока деления, второй вход которого подключен к выходу вычислительного блока соединенного своим входом с выходом первого аналого-цифрового преобразователя, а выход блока деления подключен к регистрирующему прибору.
При этом на основании сигналов, снимаемых с импульсных датчиков числа оборота рулона и радиуса рулона на каждом обороте, определяется длина наматываемого материала и площадь поперечного сечения рулона, а показатель плотности определяется как их отношение.
На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.
Здесь при намотке материала 1 в рулон 2 импульсным датчиком числа оборотов рулона 3 контролируется вращение рулона 2, а импульсным датчиком радиуса рулона 4 - величина его радиуса. Устройство также содержит релейный блок 5, первый аналого-цифровой преобразователь 6 и второй аналого-цифровой преобразователь 7, масштабирующий блок 8, накапливающий сумматор 9, вычислительный блок 10, блок деления 11 и регистрирующий прибор 12, причем импульсный датчик числа оборотов рулона 3 подключен к первому входу релейного блока 5, второй вход которого вместе с входом первого аналого-цифрового преобразователя 6 соединены с импульсным датчиком радиуса рулона 4, а выход релейного блока 5 подключен через последовательно соединенные второй аналого-цифровой преобразователь 7 и масштабирующий блок 8 (с коэффициентом передачи 2π) к входу накапливающего сумматора 9, выход которого связан с первым входом блока деления 11, второй вход которого подключен к выходу вычислительного блока 10, соединенного своим входом с выходом первого аналого-цифрового преобразователя 6, причем выход блока деления 11 связан с входом регистрирующего прибора 12.
Устройство работает следующим образом.
В качестве показателя плотности рулона принято отношение длины L намотанного материала к площади S поперечного сечения рулона. Указанное отношение равно толщине В материала внутри рулона (B=S/L).
В процессе намотки материала с натяжением в рулоне развиваются нормальные сжимающие его напряжения, обусловленные давлением растянутых верхних витков на нижележащие, что обусловливает увеличение плотности намотки и уменьшение толщины материала внутри рулона.
Устройство обеспечивает контроль длины наматываемого материала и его радиуса на каждом обороте рулона и позволяет учесть в полной длине материала L влияние напряженного состояния рулона, косвенно связанного с толщиной В материала.
Длина наматываемого материала L определяется как сумма длин ΔL его витков на каждом обороте рулона. В процессе намотки материала 1 в рулон 2 на первый вход релейного блока 5 с выхода импульсного датчика радиуса рулона 4 поступает число импульсов, соответствующее величине радиуса R рулона 2. На каждом обороте рулона на выходе импульсного датчика числа оборотов рулона 3 вырабатывается импульс, подаваемый на второй вход релейного блока 5, при срабатывании которого импульсы с импульсного датчика радиуса рулона 4 проходят на вход второго аналого-цифрового преобразователя 7, где преобразуются в цифровой код. Указанный код, умноженный в масштабирующем блоке 8 на 2π, представляет собой длину витка ΔL. Полученные на каждом обороте рулона длины витков суммируются накапливающим сумматором 9 в полную длину L намотанного материала.
Преобразованные в цифровой ряд первым аналого-цифровым преобразователем 6 импульсы, поступающие на его вход с импульсного датчика радиуса 4, подаются на вход вычислительного блока 10, обеспечивающего расчет поперечного сечения рулона S по известному соотношению:
,
0
где R и R - соответственно конечный и начальный радиусы рулона.
Цифровые значения длины L намотанного материала и поперечного сечения S рулона подаются на первый и второй входы блока деления 11, на выходе которого получается показатель плотности намотки В, равный толщине материала внутри рулона, подаваемый на вход регистрирующего прибора 12.