Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЧАСТИЦ В ПЕРЕМЕЩАЕМОМ ВОЛОКНИСТОМ МАТЕРИАЛЕ

Изобретение относится к области машиностроения для легкой промышленности и может быть использовано для создания систем обнаружения металлических частиц в текстильных материалах, в нетканой основе при производстве синтетической кожи, фетра и т.д.

Известен способ обнаружения и удаления металлических частиц в движущемся материале (патент РФ №2180373, D06H 3/14, 2001 г.), заключающийся в том, что материал перемещают через зону работы трех датчиков обнаружения, расположенных под углом 45, 135 и 90° относительно направления перемещения материала, и зону удаления металлических частиц, расположенную от зоны обнаружения на расстоянии транспортного запаздывания, а информацию о наличии металлических частиц в материале принимают с первого датчика обнаружения, фиксируют момент приема, запоминают эту информацию в виде единичного импульса и перемещают его синхронно с перемещением материала посредством шаговых импульсов с датчика перемещения материала, аналогичным образом принимают и перемещают информацию со второго датчика обнаружения, фиксируют момент наличия металлической частицы в материале третьим датчиком обнаружения, с которого формируют и запоминают сигнал в виде единичного импульса, считывают кодовую запомненную информацию от первого и второго датчиков обнаружения, вычисляют по этой информации координаты расположения металлических частиц по ширине материала в каждом сечении и записывают в блок управления, а с блока управления формируют управляющую информацию для включения исполнительных органов удаления металлических частиц, при этом единичный сигнал с третьего датчика обнаружения и запомненную к этому моменту информацию от первого и второго датчиков обнаружения перемещают на величину транспортного запаздывания синхронно с материалом с помощью шаговых импульсов с датчика перемещения, а по окончании транспортного запаздывания формируют единичный сигнал, которым считывают кодовую информацию от первого и второго датчиков обнаружения, зафиксированную после дополнительного перемещения, вычисляют по этой информации координаты расположения металлических частиц по ширине материала в каждом сечении и записывают в блок управления.

Недостаток указанного способа связан со сложностью его реализации и с отсутствием возможности адаптации к изменяющимся внешним условиям.

Известен «Способ обнаружения металлических предметов в ткани» (Авторское свидетельство СССР №97710, МПК D06H 3/14, 1954 г.), принятый за прототип, заключающийся в генерировании высокочастотных колебаний в колебательном контуре, размещении перемещаемого текстильного материала внутри катушки индуктивности колебательного контура, усилении и детектировании высокочастотного напряжения на выходе генератора и формировании при снижении напряжения на выходе усилителя-детектора импульса необходимой длительности для надежного срабатывания исполнительного механизма.

Недостатком данного способа является его низкие надежность и помехоустойчивость при нестабильности внешних условий и параметрических возмущениях.

Технический результат предлагаемого способа заключается в повышении надежности обнаружения металлических частиц в перемещаемом волокнистом материале и в обеспечении автоматической компенсации внешний возмущающий воздействий.

Технический результат достигается тем, что в способе обнаружения металлических частиц в перемещаемом волокнистом материале, включающем генерирование высокочастотных колебаний в колебательном контуре, размещение перемещаемого волокнистого материала в рабочей области катушки индуктивности колебательного контура, усиление и детектирование высокочастотного напряжения на выходе генератора и формирование при снижении напряжения на выходе усилителя-детектора импульса необходимой длительности для надежного срабатывания исполнительного механизма, задают из условий требуемой чувствительности амплитуду высокочастотного напряжения на выходе генератора, преобразуют напряжение на выходе усилителя-детектора и сравнивают его с задающим напряжением, а полученную разность напряжений интегрируют и применяют напряжение на выходе интегратора для стабилизации амплитуды высокочастотного напряжения на выходе генератора, причем процесс интегрирования прерывают на время действия сформированного импульса.

На чертеже приведена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ обнаружения металлических частиц в перемещаемом волокнистом материале.

Данное устройство содержит соединенные последовательно высокочастотный генератор 1 с колебательным контуром, включающим катушку индуктивности 2 и емкость 3, усилитель-детектор 4, формирователь импульсов 5 и исполнительный механизм 6.

К входу высокочастотного генератора 1 подключен выход первого блока сравнения 7, к соответствующим входам которого подсоединены выход задающего блока 8 и выход интегратора 9.

К соответствующим входам второго блока сравнения 10 подключены выход задающего блока 8 и выход преобразователя напряжения 11, вход которого соединен с выходом усилителя-детектора 4, а выход второго блока сравнения 10 связан с первым входом ключа 12, ко второму входу которого через логический элемент «НЕ» 13 подсоединен выход формирователя импульсов 5. Выход ключа 12 связан с входом интегратора 9.

Способ осуществляется следующим образом.

При прохождении волокнистого материала 14 с металлической частицей 15 через рабочую область катушки индуктивности 2 уменьшается амплитуда напряжения на выходе высокочастотного генератора 1, следовательно, уменьшается и постоянная составляющая напряжения на выходе усилителя-детектора 4, при достижении которой порогового значения формирователь импульсов 5 формирует импульс, длительность которого определяется из условий надежного срабатывания инерционного исполнительного механизма 6.

В исходном состоянии амплитуда напряжения на выходе высокочастотного генератора 1 устанавливается в соответствии с напряжением задания на выходе задающего блока 8 с целью надежного обнаружения конкретной металлической частицы 15 в волокнистом материале 14.

При изменении амплитуды напряжения на выходе высокочастотного генератора 1 под действием внешних условий и/или параметрических возмущений изменяется как напряжение на выходе усилителя-детектора 4, так и напряжение на выходе преобразователя напряжения 11, обеспечивающего усиление и подавление переменной составляющей входного сигнала.

Разность напряжений на выходах задающего блока 8 и преобразователя напряжения 11 через ключ 12, поддерживаемый логическим элементом «НЕ» 13 в открытом состоянии, поступает на вход интегратора 9, обеспечивающего астатическую коррекцию амплитуды напряжения на выходе высокочастотного генератора 1 и ее стабилизацию на заданном уровне.

Например, при уменьшении амплитуды напряжения на выходе высокочастотного генератора 1 и, как следствие, при снижении напряжения на выходе преобразователя напряжения 11 относительно напряжения задания на выходе задающего блока 8 напряжение на выходе интегратора 9 будет суммироваться с напряжением задания до полного восстановления исходной настройки. Иными словами, произойдет компенсация возмущающих внешних и/или параметрических возмущений, влияющих на амплитуду напряжения на выходе высокочастотного генератора 1.

По аналогии при увеличении амплитуды напряжения на выходе высокочастотного генератора 1 напряжение на выходе интегратора 9 будет вычитаться из напряжения задания, что приведет к уменьшению амплитуды напряжения на выходе высокочастотного генератора 1 до заданного значения.

В момент обнаружения металлической частицы 15 логический элемент «НЕ» 13 воспринимает импульс с выхода формирователя импульсов 5 и прерывает работу интегратора 9, исключая ложную перенастройку генератора 1.

По окончании действия импульса на выходе формирователя импульсов 5 устройство возвращается в исходное состояние.

Таким образом, реализация предложенного способа позволяет повысить надежность обнаружения металлической частицы в волокнистом материале и обеспечить автоматическую компенсацию внешних возмущающих воздействий.