CS223954B2 - Method of fixing the cross section of fibrous or wire material and device for executing the said method - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu určování průřezu vláknovitého nebo drátového materiálu, zejména výrobků textilního průmyslu a drátoven. Vynález se týká .rovněž zařízení pro provádění tohoto způsobu.

Pro určování průřezu výrobků textilního průmyslu jsou známy četné způsoby a zřízení. Zejména jsou rozšířeny mchhad.cké, fotorlektriiké a kapsa^ní měřicí systémy, přičemž každý systém má kromě svých specifických vlastnost také určité nedootatky. .

Zatmco mechenické měřicí systémy maj v důsledku svých setrvačnost, podmíněných potybbjícími se hmooiami, jen podřadný význam, pracují fotoelektrické a kapalin! měěicí systémy bez setrvačnou. Přitom je třeba převést průřez matθeiálu v elektrický signál, který je rušivě ovlivňován některými veličinami, nesooviiceícítai přímo se skutečným průřez tm mateeiálu. Tyto veličiny jsou nappíklad obsah vlhkosti msate^^, dielektrická konstanta, barva materiálv a některé ještě další.

V době přicházeeí v úvahu také akustické měěicí systémy, p^ι^<^i^Vj^^,^^í zejména v odnes i ultrazvuku. Přioom se vyhodnocuje ovlivnění doby průchodu zvukových vln mezi zdrojem zvuku a přjítaačem zvuku, způsobené vložením zkoušeného mateeiálv, s ohledem na jeho průřez. Tento akustický měěicí princip se prokázd jako upotřebitelný a vůči jiiým známým měřicím způsobům se mohly prokazatelně realizovat jeho - vynkeaící přednosi.

Tyto akustické měěicí systémy maj přesto ještě nedooOatek, s^c^oíí^vaj^í^^í v tom, že nemá j po delší dobu potřrbnou stadHtu. - Pro zachování - stadUty se mueda tudíž uspořádat referenční ússrooí·

Tento nedostatek odstraňuje způsob určování průřezu vláknovitého nebo drátového materiálu, zejména výrobků textilního průmrslu - a drátoven, podle vynálezu tím, že zkouSený Materiál se vede jednak v první stojící vlně, vytvořené z první frekvence, v jejto tlkkovta maximu a jednak v další stooící vlně, vytvořené„ z další frekvence, v jejm tlakovém minimu a že změiny zvukových pooí, vyvolané přítomností zkoušeného matterálu, představami neměřenou hodnotu úměrnou průřezu msatriálu, nacChzeeícího se v každém okammiku ve zvukovém pod.

Vynález se týká také zařízení pro provádění tohoto způsobu a vyznačuje se tím, že u zařízení, obsíaihuícm nejméně jeden vysílač zvuku a nejméně jeden přijímač zvuku se za ním zařazerým ditarminátvrem, přičemž vysílač zvuku ' a přijímač zvuku jsou uspořádány navzájim proti sobě, a mezi nimi - se vede zkoušený maaterál, je na vysílač zvuku připojen nejméně jeden generátor pro dvě frekvence.

Další zřízení pro provádění způsobu se podle vynálezu vyznačuje tm, že navzájem proti sobě jsou uspořádány dva vysílače zvuku a dva přijmače zvuku, z nichž jedna dvojice je pro vybuzování zvukového pole s první frekvencí a druhá dvojice pro vybuzoviáií zvukového pole s další frekvencí.

- Způsob a o^í^povídajc^^í zařízení podle vynálezu poj^taУtjí elektrický signál, odppvíddj cí průřezu maaterálu,- který není ovlivňován shora uvedenými zdrco! chyb. Kromě toho se vytvořením dvou zvukových pooí, které se nachhzzeí na stejném místě, samooinně kvmmprzeUí změny šíření zvuku, vyvolané tlakovými a/nebo teplotními výkyvy, takže ani těmito okolními vlivy nevzíútaj chyby rnměení.

Stooící vlny obou frekvencí, vytvářené zdrooi zvuku, se mohou vyssiat trvrnLe, nebo také přerušovaně. _ч

Vynález bude - blíže objasněn v dalším textu na příkladech provedenn, znázorněných na výkresech, kde na obr. 1 je znázorněno první principiální měěicí zařízení, na obr. 2 je znázorněno druhé principiální mměicí zařízení, na obr. 3 je principiálně znázorněn osedlátor s akustickou zpětnou vazbou, na obr. 4 je znázorněn další oscilátor pro různé frekvence s akustickou zpětnou vazbou, na obr. 5 je znázorněno rozvinutí měěicdho zařízení podle obr. 1 a 2, na obr. 6 je znázorněno zařízení pro odfiltrování různých frekvencí na vysílací straně, na obr. 7 je znázorněno zařízení pro oddiltrování různých frekvencí na primární straně, na-obr. 8 je znázorněno principiální měěicí zařízení podle obr. 1, přičemž zvuková vlna s vyšší frekvencí je mnohonásobkem základní frekvence, na obr. 9 je znázorněno výhodné provedení zdroje zvuku a přijmače zvuku·

Zkoušený ma^elá! j., například textilní příze, u kterého je měřen jeho průřez, je v obr. 1 znázorněn tímto svým průřezem a probíhá kolmo k zvukovému pooi, které tvoří stojící vlny mezi plochami 2, J. Tyto s^oící vlny se - vybuuují generátore 14 prostřednictvím vysílače zvuku 10. jako například reproduktoru, nebo podobného el^t™ akustického převodníku a jejich intenzita se mměí v přijmači zvuku 11. jako například v mikrofonech nebo podobných tk2jticaoβlrktrických převodnncích. Vzdálenost 20, ploch 2, J je zvolena tak, že při jedné předem zadané frekvenci - - se vyskytuje stolci základní vlna A s takovým minimem u ploch 2, J a tlkkovýfa maximem u poloviční ízdélrnovti ,20. Stejně tak jsou tlaková minima u ploch 2,^a tlakové maximum v jejich střední rovině.

κ

Vložením předmětu do oblast! rychlostních maxim, resp. rychlostních minia se zvětší doby průchodu a změní se nappěí, resp. jeho fázová plocha, mPěltelné v přijímači zvuku.

Jesdiže se nyií vybudí stolci vlna alespoň s přibližně dvojnásobnou frekvencí £2» pak se vytvoří ve zvukovém pod 20 vlna 1 s uzlem vlnění ve středu mezi plochami 2, J. Předměst, resp. zkoušený maaterál J_, umístěný v tomto uzlu vlnění zkrátí ^ií dobu průchodu, takže pro tento případ změna signálu, měřeného přiíímačem zvuku 11. probíhá v vdpovídajícm rozměru. Vhodnou kornmbnací akustických tlaků v ditariminátvru 15. přijatých přiíímačem zvu3 223954 ku Ц, Bůže Indikační a/nebo registrační přístroj 16 přímo indikovat množství zkoušeného materiálu 1, nacházejícího se ve zvukovém poli.

U první frekvence £| dojde tak v důsledku zkoušeného materiálu 1 ke zvětšení doby průchodu, u vyšší další frekvence naproti tomu к zmenšení doby průchodu. Každou touto jednotlivou frekvencí je ale možné obdržet signál, odpovídající průřezu zkoušeného materiálu a z toho určit průřez. Kombinací, a£ již je trvalá nebo přerušovaná, lze vyloučit také rušivé vlivy. Mění-li se například teplota, pak se mění doby průchodu obou frekvencí £| a £2 at-ejAý® způsobem. Změní-li se například vzdálenost 20 mezi vysílačem 10 a přijímačem zvuku 11. pak se mění doby průchodu stejným způsobem. Totéž se stane také tehdy, jestliže okolí vysílače zvuku 10 nebo přijímače zvuku 11 se změní usazováním cizích těles, například nečistot. To je důležitá přednost zejména pro zkoušení výrobků textilního průmyslu, kde dochází к ovlivňování měřicích orgánů všech systémů usazováním odpadových částeček.

Není nutné, aby se materiál nechal procházet středem mezi plochami 2* J. Vhodnou volbou stojící vlny a jejich uzlů kmitání, to je při vysokých frekvencích vzhledem к základný vlně £, mohou se zvolit také jiné polohy materiálu. Obr. 2 ukazuje měřicí systém, u kterého jsou 2v harmonická 6 a 4. harmonická 2 mezi plochami 2, J a zkoušený materiál je ve 1/4 vzdálenosti 20 od plochy 2. Stejné podmínky se vytvoří u tohoto příkladu také tehdy, jestliže zkoušený materiál £ by byl ve 3/4 vzdálenosti 20.

Zvláště výhodné je, jestliže se vysílač zvuku 10 a přijímač zvuku 11 zkombinují známým způsobem v jeden oscilátor, vybuzovaný akustickou zpětnou vazbou, přičemž frekvence oscilátoru se určí z doby průchodu mezi vysílačem zvuku 10 a přijímačem zvuku 11. Obr. 3 ukazuje pro to vhodné principiální zapojení. Signál U, získaný v přijímači zvuku 11 se přivádí přes zesilovač 30 zpět vysílači zvuku 10. Jako frekvence oscilátoru se přitom nastaví ta frekvence, pro kterou jsou dány v přijímači zvuku 11 fázové vztahy» potřebné pro udržení kmitů. Nedojde-li v zesilovači 30 к fázovému posunutí, nebo nastane-li posunutí o 360°, pak se vytvoří ve zvukovém poli 20 stojící vlna, jejíž vlnová délka odpovídá dvojnásobku .vzdálenosti ploch 2, J. Je-li naproti tomu zesilovač 30 vytvořen tak, že v něm dojde к fázovému 'posunutí signálů JJ o 180°, pak bude vznikající frekvence vlnové délky rovna vzdálenosti 20.

Mohou se ale také vytvářet dvě frekvence a f₂ současněOdpovídající zařízení je zejména jednoduché, nebol zpětná vazba od přijímače zvuku 11 к vysílači zvuku 10 při obou frekvencích se může provésti jenom změnou znaménka.

Obr. 4 ukazuje kombinaci zvukového vysílače 10 a zvukového přijímače 11 s dvěma paralelné zapojenými zesilovači 30 а 31 . z nichž zesilovač 30 pracuje bez fázového posunutí, zesilovač 31 naproti tomu pracuje s fázovým posunutím 180°. Spínačem 32 může se například také přerušovaně zapojit jeden nebo druhý zesilovač do zpětnovazební větve.

U uspořádání podle obr. 4 mohou se však vyskytnout potíže, spočívající v tom, že oba kmitavé systémy 2, J, 30. resp. 2, Д, 31 nebudou kmitat jejich vlastní rezonanční frekvencí £j resp. £₂, nýbrž že se navzájem, resp. jejich harmonické, ovlivní tak, že vznikne celočíselný poměr frekvencí. Ačkoliv je principiálně možné jednoznačné oddělení obou frekvencí, může být za jistých okolností výhodné, použít alespoň dva přijímače zvuku. Obr. 5 ukazuje odpovídající uspořádání se dvěma přijímači zvuku 11 a 13. přičemž z důvodu symetrie jsou uspořádány také dva zdroje resp. vysílače zvuku 10 a 12.

Jsou přirozeně možné různé kombinace. Tak se mohou například použít dva přijímače zvuku a jen jeden vysílač zvuku, nebo dva vysílače zvuku a jen jeden přijímač. Ve všech případech je třeba dbát pouze na správnou polohu fáze zvukových vln. Jsou-li například uspořádány dva vysílače zvuku na každé straně pole, pak se může každý jednotlivý vysílač řídit určitou frekvencí f^ nebo £₂· Je ale také možné, obě frekvence vysílačům superponovat.

V tomto případě se může další frelvence £2, jako přibližně sudý násobek základní frelvence, přivádět přímo vysílači, zatímco první frekvence £- jako lichý násobek záKLadní frelvence se přivádí vysílači ve fázi a druhému vysílači v prooifázl. Piklad tohoto uspořádání je znázorněn v obr. 6.

U zařízení podle obr. 7, u kterého je na každé straně zvukového pole uspořádán jeden přijmač, je zejména výhodné to, tvoořt z přijatých signálů jednak součet a jednak rozdíl. P^i tomto tvoření rozdílu vysletují se potom jen signály od lichých frekvencí vzhledem k základní frekvenci rezonátoru, nebol signály přibližně sudých frekvencí jsou v důsledku stejné fázové polohy na obou stranách. Pi tvoření součtu se dostane signál jen přibližně sudé frekvence, nebol Mché se vtelem^^^ Rooddlový signál odpovídá tak frekvenci f f a součtový signál frekvenci £g. Tím se provede oddělení obou frekvencí bez jakéhokkUiv filtru. Lýto oba signály se mohou nyní opět známým způsobem přivést, i zpět jednomu, nebo oběma, resp. dvěma vysíaačům zvuku. Je třeba přioom pouze dbát na správnou polohu fáze.

Pi přeruěovimém střídání obou frekvencí £| a £2 nejsou zařízení podle obr. 5, resp. 6 přirozeně nutná. Tak může se například v zařízení podle obr. 1 vytvářet po delší dobu první frelvence £, která jak známo postačí k měření průměru a pouze v relativně krátkých časových intervalech se vytváří další frekvence fg, která zjišluje velikost cizích vlivů a potom se známým způsobem kompeezuue. Za určitých okolnooSÍ může být přioom výhodné, nrunísSit zkoušený maOteiél £ přesně do Olakového maxima stojící vlny s další frekvencí f₂, nýbrž ^^kud mimo něj, nebol tam se nachází místto, ve ^kterém zkoušený ma^e^l £ nev^ykonává prakticky žádný vliv na dobu průchodu, to je při přech^odu od zvětšení doby průchodu ke zkrácení doby průchodu. Tím se může další frelvence £2 pouuít jako hodnota nulového bodu.

Není aLe potřebné, aby - jako ve znázorněném příkladu - fčinil poměr frekvencí f a £2 při^AŽně dvě. Jsou například také možná řešení, při kterých je poměr frekvencí daleko vyšší. Zejména výhodné jsou poměry sudých a Mclých čísel. Příklad je znázorněn v obr. 8. Přioom je frelvence £2 například čtyřnásobkem frelvence f, viz křivka 8.

V předc^ázeících provedeních byl v podstatě vytýčen úkol, určit průřez zkoušeného ma^elá^ £ co nejpřesnnji. Pro zvláštní případy pov^žtí není He přesné určení průřezu potřebné, nýbrž postačí tzv. informace ano-ne, to znamená, že je třeba jenom vědět, zdaai se v přísu^ném místě zkoušený mea-elá! vyslkrtuje, nebo ne. Toto je například potřebné při zkoušení průchodu polotovaru, jestliže se má například zzistit, zdtU zkoušený гэ1-г101 je pří^men nebo ne. Zrfízení podle vynálezu je pro tyto přepady velice vhodné, nebol již z podstaty svého vytvoření má potřebnou stablitu po dlouhé časové intervaly·

Vysílač zvuku 10 a eřiíímaa zvuku 11 jsou výhodně zabudovány v rovných, paralelně ležících plochách 2, £. Nemusí být ale bezpodmínečně aktivní po celé ploše, viz obr. 8. Rovnoběžně ležící plochy není také bezpodmínečný požadavek. Postačí také jiné formy, pokud je možné, f získat stojící vlny s alespoň dvěma různými vlnovými délkami. Obr. 9 ukazuje odpovídající příklad provedení. Toto za^zení je konstruováno tak, že má alespoň pro jednu harmonickou rezonátor jako otevřenou píšťalu.

Claims (10)

1. Způsob určování průřezu vláknovitého nebo drátového m^at^er^i^^lu, zejména výrobků textilního průmyslu a drátoven, vyznačujeí se tm, že zkoušený ma^ridl (1) se vede jednak v první stojící vlně (4), vytvořené z první frelvrncr (£), v jrjm tahovém maximu a jednak v ÍILší stojící vlně (5), vytvořené z další frelvrrnce (£2) v jejím -takkovém minimu a žr zniěny zvukových pooí, vyvolané eií°orno°íí zkoušeného ralteiálu (1) představuí naměřenou hodnotu úměrnou průřezu ^Ι-τ^Ι^

2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že fáze další frekvence (fg) še udržuje shodná s fází první frekvence (fj).

3. Způsob podle bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že fáze další frekvence (fg) se posune oproti fázi první frekvence (f,)·

4. Způsob podle bodů 1 až 3, vyznačuuící se tím, že fáze další frekvence (fg) se posune opiOoi fázi první frelvence (f,) v předem zadaných časových intervalech.

5. Zařízení pro provádění způsobu podle bodu 1, sestávaaící nejméně z jednoho vysílače zvuku a nejméně jednoho přijímače zvuku, za kterým je zapojen diskriminátor, přičemž vysílač zvuku a přiíímač zvuku jsou uspořádány navzájem proti sobě a mezi nimi je veden zkoušený maaeeiál, vyznaauuící se tm, že na vysílač zvuku (10) je připojen nejméně jeden generátor (14) pro dvě frekvence.

6. Zřízení podle bodu 5, vyz^a^ící se tím, že vysílač zvuku (10) a přijmiač zvuku (11) jsou spojeny nejméně jednou zpětnovazební drahou.

7. Zřízení podle bodů 5 a 6, vyznaauuící s^· tím, že ve zpětnovazební dráze je zapojen nejméně jeden zesilovač (30, příp. 31).

8. Zařízení podle bodů 5 až 7, vyz^a^ící se tím, že zesilovač (30) je upraven pro přenos bez posunuu! fáze.

9. Zřízení podle bodů 5 až 7, vyznaačujcí se tm, že zesilovač (31) je upraven pro přenos s posunutím fáze. '

Ю. Zařízení podle bodů 5 až 7, vyzm^uící se tm, že ve zpětnovazební dráze je zapojen přepínač (32) pro přepínání zesilovačů (30, 31) podle předem zadaného programu.

11. Zřízení pro provádění způsobu podle bodu 1, vyzn^^ící se tím, že dva vysílače zvuku (10, 12) a dva pFiímnače zvuku (11, 13) jsou uspořádány navzájem pro^ sobě, přčeemž jednou dvorci (10, 11) je vyvozováno zvukové pole s první frekvencí (f|) a druhou dvc^icí (12, 13) zvukové pole s další frekvencí (fg).