CS257670B1 - Zapojení k měření tloušíky stěny výrobků z dielektrického materiálu, zejména skleněných výrobků, pomoci kapacitního snímače - Google Patents

Abstract

Řešeni se týká zapojeni k měření tlouštky stěny výrobků, zejména skleněných výrobků, pomocí kapaoitního snímače, zapojeného v ladicím obvodu měřícího oscilátoru. Zapojeni spočívá v daném vzájemném propojení kapacitního snímače, měřícího oscilátoru, inspekčního hradla, korekčního hradla, korekčního čítače, korekční paměti, měríoího Čitače, měřicí paměti, řídicího bloku, korekčního generátoru a inspekčního generátoru. Využitím zapojení se prakticky vylučuje vliv dlouhodobého driftu kmitočtu měřicího osoilátoru na přesnost měření. Zapojeni je určeno především k průběžnému sledování tlouštky stěn výrobků a je vhodné pro spolupráci se zařízením výpočetní techniky a automatlokými systémy řízení teohnologiokýoh procesů.

Description

Vynález se týká zapojení k měření tloušťky stěny výrobků z dielektrlckého materiálu, zejména skleněných výrobků, pomocí kapacitního snímače zapojeného v ladicím obvodu měřícího oscilátoru·

Přiložením stěny výrobku na př· skleněné lahve k elektrodám kapacitního snímače, neboli zařazením výrobku do obvodu kapacitního snímače dojde ke změně kapaoity kapacitního snímače a v důsledku toho i ke změně kmitočtu měřícího oscilátoru, která je mírou tloušťky stěny měřeného výrobku. U dosud známých zapojení, založených na přímém měření kmitočtu měřícího oscilátoru, je měření zatěžováno chybou, vyplývající z dlouhodobého driftu kmitočtu měřícího oscilátoru, na př· vlivem teploty a vlhkosti okolního prostředí, stárnutím a opotřebením součástí a pod· Aby se vliv dlouhodobého driftu kmitočtu měřícího oscilátoru eliminoval, používají se korekční obvody, kterými se výphozí kmitočet měřícího oscilátoru v době, kdy je měřený výrobek mimo kapacitní snímač, dostavuje na původní hodnotu· Tuto korekci lze provádět buá ručně, což vyžaduje neustálou přítomnost obsluhy, nebo automaticky složitými zpětnovazebními obvody· Problém se komplikuje tím, že změna kmitočtu měřícího osoilátoru vlivem měřeného výrobku je podstatně menší než je pracovní kmitočet měřícího oscilátoru, obvykle o několik řádů. I dlouhodobý drift kmitočtu měřícího

25.7670

- 2 oscilátoru může až několikanásobně převyšovat změnu kmitočtu měřícího oscilátoru vlivem měřeného výrobku. Takové zapojení je značně složité a jeho realizace je nákladná.

Uvedená nevýhody se odstraní nebo podstatně omezí zapojením podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že kapacitní snímač je napojen na měřící osoilátor, jehož výstup je připojen jednak ke vstupu inspekčního hradla a jednak ke vstupu korekčního hradla, jehož výstup je připojen k přímému Čítacímu vstupu korekčního čítače, jehož výstup je spojen se vstupem korekční paměti, jejíž výstup je připojen předvolbovým vstupem k měřícímu čítači. Výstup měřícího čítače je připojen na vstup měřící paměti. Výstup inspekčního hradla je připojen ke zpětnému čítacímu vstupu měřícího čítače. Řídící blok je připojen jedním výstupem na vstup korekčního generátoru a svým druhým výstupem na vstup inspekčního generátoru. Korekční generátor je dále spojen svým nulovacím korekčním výstupem s nulovacím vstupem korekčního čítače, hradlovacím korekčním výstupem s druhým vstupem korekčního hradla a přepisovaoím korekčním výstupem s hodinovým korekčním vstupem korekční paměti. Inspekční generátor je spojen svým nulovacím inspekčním výstupem s nastavovacím vstupem měřícího čítače, dále svým hradlovacím inspekčním výstupem s druhým vstupem inspekčního hradla a přepisovacím inspekčním výstupem s hodinovým měřícím vstupem měřící paměti.

Využitím vynálezu se prakticky vylučuje vliv dlouhodobého driftu kmitočtu měřícího oscilátoru na přesnost měření. Poněvadž měření je realizováno číslicovými obvody, odpadají složité analogové obvody. Přesnost měření změny kmitočtu měřícího oscilátoru vlivem měřeného výrobku je tak vysoká, že výsledná přesnost měření tloušťky dielektrického materiálu jev podstatě určena pouze vlastnostmi měřeného výrobku, kapacitního snímače a měřícího oscilátoru.

Uvedené zapojení je určeno především k průběžnému sledování tloušťky stěn výrobku a je vhodné pro spolupráci se zařízením výpočetní techniky a automatickými systémy řízení technologických procesů.

Příkladné provedení vynálezu je popsáno dále a schematicky znázorněno na připojených výkresech, z niohž představuje obr. 1. blokové schéma zapojení, obr. 2. časový průběh korekčního měření a obr. 3. časový průběh Inspekčního měření.

Příklad provedení

Kapacitní snímač £ (obr. 1) sestávající ze dvou elektrod, jejichž Čelní plochy přiléhají k měřenému místu stěny výrobku, na př. skleněné lahve, je napojen na vstup měříoího oscilátoru 2, který je připojen jednak ke vstupu inspekčního hradla 2 a jednak ke vstupu korekčního hradla £. Výstup korekčního hradla £ je připojen na vstup korekčního čítače 2, a to přímým čítaoím vstupem 5Í. Výstup korekčního čítače 2 je spojen se vstupem korekční paměti 6, jejíž výstup je připojen předvolbovým vstupem 70 na měřící čítač £. Zpětný čítači vstup 71 měříoího čítače £ je připojen k výstupu inspekčního hradla 2· Výstup měříoího čítače X je dále spojen se vstupem měříoí paměti 8. Přitom řídicí blok 2 sledování polohy výrobku, na př. skleněných lahví, je připojen jednak ke vstupu korekčního generátoru 10 a jednak ke vstupu Inspekčního generátoru 11. Korekční generátor 10 je svým nulovaoím korekčním výstupem 101 připojen k nulovacímu vstupu 52 korekčního čítače 2» dále hradlovacím korekčním výstupem 102 ke zbývajícímu vstupu korekčního hradla £ a přepis ovaoím korekčním výstupem 103 k hodinovému korekčnímu vstupu 61 korekční paměti 6. Inspekční generátor 11 je připojen svým nulovacím inspekčním výstupem 111 k nastavovacímu vstupu 72 měříoího čítače J, hradlovaoím inspekčním výstupem 112 ke zbývají oí mu vstupu inspekčního hradla 2 a přepisovaoím inspekčním výstupem 113 k hodinovému měřícímu vstupu 81 měříoí paměti 8.

- 4 Zapojení funguje následovně

Na dopravním pásu se pohybuje měřený výrobek, na př. skleněné lahve. Řídící blok % (obr. 1) sleduje polohu proměřovaných laljví. V případě, že v dosahu kapacitního snímače £ není žádná láhev, spustí řídící blok % činnost korekčního generátoru 10 a probíhá korekční měření (obr. 2). V případě, že měřená láhev je zařazena v obvodu kapacitního snímače £ spustí řídící blok 2 činnost inspekčního generátoru 11 a probíhá inspekční měření (obr. 3)·

Zapojení podle vynálezu tedy realizuje měření ve dvou ča sovýoh intervalech. Během korekčního měření, při němž je skle něná láhev mimo kapacitní snímač £, je signál z výstupu měřícího oscilátoru 2 přiveden k přímému čítacímu vstupu 51 korekčního čítače 2» čítajícího v přímém směru. Během inspekčního měření, při němž je měřená láhev v obvodu kapacitního snímače £, je signál z výstupu měřícího oscilátoru 2 přiveden ke zpětnému čítacímu vstupu 71 měřícího čítače χ, čítajícího od dříve načítané hodnoty ve zpětném směru.

Předpokládejme, že v dosahu kapacitního snímače £ není žádná láhev a je tedy spuštěnu korekční generátor £0. Dobu, po kterou je korekční generátoryspuštěn, označme jako korekční interval Kj (obr. 2). Během tohoto korekčního intervalu Kj se na výstupech korekčního generátoru 10 generují signály, které přehledně zobrazuje časový diagram (obr. 2). Nejdříve se na nulovacím korekčním výstupu 101 korekčního generátoru 10 vytvoří krátký nulovací impulz, který je přiveden na nulovací vstup 52 korekčního čítače 2 ^a tím se vynuluje korekční čítač 2· Potom se vytvoří signál o úrovnfi logické jedničky na hradlovacím korekčním výstupu 102 korekčního generátoru 10. jehož doba trvání tvořící nulovací periodu je přesně určena. Během této nulovací periody Pjj je otevřeno korekční hradlo £, přes něž je přiváděn signál z výstupu měřícího ossilátoru 2 na přímý čítači vstup 51 korekčního čítače 2· P° ukončení nulovací periody P^ se korekční hradlo £ uzavře a čítání je skončeno. Obsah korekčního čítače £ je nyní dán kmitočtem měřícího oscilátoru £ během právě uplynulé nulovací β» periody Pjj a dobou jejího trvání* Poté je vytvořen krátký přepisovací impulz na přepiaovacím korekčním výstupu 103 korekčního generátoru £0, který je přiveden na hodinový korekční vstup 61 korekční paměti 6 a tím se obsah korekčního čítače £ zapíše do korekční paměti 6. Potom se opět na nulovacím korekčním výstupu 101 korekčního generátoru 10 vytvoří krátký nulovaoí impulz a celý děj, tvořící úplné korekční měření Ujgyj se neustále periodicky opakuje po celou dobu trvání korekčního intervalu Kj, Jakmile je korekční interval Kj ukončen, tvorba všech signálů na výstupech korekčního generátoru 10 se přeruší. Tím se přeruší právě probíhající korekční měření a v korekční paměti zůstává zachován stav odpovídající předcházejícímu úplnému korekčnímu měření U^,

Korekční interval Kj je řídícím blokem £ ukončen, když se ke kapacitnímu snímači £ přiblíží skleněná láhev. Jakmile je . láhev spolehlivě v obvodu kapacitního snímače £, je řídícím blokem £ spuštěn inspekční generátor ££· Dobu, po kterou je inspekční generátor 11 spuštěn..označme jako inspekční interval lj. Během tohoto inspekčního intervalu lj. se na výstupech inspekčního generátoru 11 generují signály, které přehledně zobrazuje časový diagram (obr, 3)· Nejdříve se na nulovacím inspekčním výstupu 111 inspekčního generátoru 11 vytvoří krátký nulovaoí impulz, kteiý je přiveden na nastavovací vstup 72 měřícího čítače £ a tím se přes předvolbový vstup £0 měřícího čítače £ zapíše do měřícího čítače £ stav korekční paměti £, odpovídající poslednímu úplnému korekčnímu měření U^· Následně se vytvoří signál o úrovni logické jedničky na hradlovaoím inspekčním výstupu 112 inspekčního generátoru 11. .1ehož doba trvání , tvořící čítaoí periodu Pg je. přesně určena. Během této čítači periody Pg je otevřeno inspekční hradlo £, přes něž je přiváděn signál ž výstupu měřícího oscilátoru 2 na zpětný čítaoí vstup 71 měřicího čítače £. Po ukončení čítači periody Pg se inspekční hradlo £ uzavře a čítání je skončeno, Je-li doba trvání čítaoí periody Pg a nulovací periody P_N shodná, je nyní obsah měřícího čítače £ úměrný rozdílu kmitočtu měřícího osoilátoru 2 v době posledního úplného korekčního. měření a v době právě proběhlé čítaoí periody Pg, — 6 ** tedy změně kmitočtu měřícího oscilátoru 2 vlivem měřeného objektu· Nebudou-li dgby trvání čítači periody Pg a nulovací periody -N shodné, bude tato závislost složitější, vždy však bude výsledný obsah měřícího čítače χ funkcí doby trvání nulovací periody JPjí» doby trvání citaci periody Pg a kmitočtu měřícího oscilátoru 2 v době posledního úplného korekčního měření a kmitočtu měřícího oscilátoru 2 v době právě proběhlé čítaoí periody Pg. Po ukončení čítači periody Pg je vytvořen krátký přepisovací impulz na přepisovacím inspekčním výstupu 113 inspekčního generátoru 11, který je přiveden na hodinový měřící vstup 81 měřící paměti 8 a tím se obsah měřícího čítače χ zapíše do měřící paměti 8. Potom se opět na nulovaoím inspekčním výstupů 111 inspekčního generátoru 11 vytvoří krátký nulovací impulz a celý děj, tvořící jedno úplné inspekční měření Uj^, ^s® ^neus^ále periodicky opakuje^ jak je zřejmé z časového diagramu· Přitom se měřená láhev otáčí pomocí jednoduohého mechanizmu a tak dojde k proměření tloušťky stěny lahve po celém jejím obvodu· Jakmile je láhev proměřena, řídící blok 2 ukončí inspekční interval a proměřená láhev se pak vzdálí od kapacitního snímače £· Jakmile je láhev dostatečně vzdálena od kapacitního snímače £, takže jej již nemůže ovlivnit, řídící blok 2 spustí nový korekční interval Kj·

Při průběžném měření lahví nebo výrobků pohybujících se na dopravním pásu, může být připojen na měřící paměť 8 vyhodnocovací obvod, podávající informaci o právě probíhajícím měření· Za měřící pamětí 8 může být rovněž zařazen nenáročný obvod, který zajišťuje vyřazení nevyhovujících výrobků.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT

   Zapojení k měření tloušíky stěny výrobků z dielektrického materiálu, zejména skleněných výrobků, pomocí kapacitního snímače, zapojeného v ladicím obvodu měřícího oscilátoru, vyznačené tím, že kapacitní snímač (1) je napojen na měřící oscilátor (2), jehož výstup je připojen jednak ke vstupu inspekčního hradla (3) a jednak ke vstupu korekčního hradla (4), jehož výstup je připojen k přímému čítaoímu vstupu (51) korekčního čítače (5)t jehož výstup je spojen se vstupem korekční paměti (6), jejíž výstup je připojen předvolbovým vstupem (70) k měřícímu čítači (7), jehož výstup je připojen na vstup měřící paměti (8), kromě toho výstup inspekčního hradla (3) je připojen ke zpětnému čítaoímu vstupu (71) měříoího čítače (7), při čemž řídící blok (9) je spojen jedním výstupem se vstupem korekčního generátoru (10) a druhým výstupem se vstupem inspekčního generátoru (11) a mimoto korekční generátor (10) je dále spojen svým nulovaoím korekčním výstupem (101) s nulovacím vstupem (52) korekčního čítače (5), hradlovaoím korekčním výstupem (102) se zbývajícím vstupem korekčního hradla (4) a přepisovacím korekčním výstupem (103) s hodinovým korekčním vstupem (61) korekční paměti (6), zatímco Inspekční generátor (11) je spojen svým nulovaoím Inspekčním výstupem (111) s nastavovacím vstupem (72) měříoího čítače (7), dále hradlovaoím inspekčním výstupem (112) se zbývajícím vstupem inspekčního hradla (3) á přepisovacím inspekčním výstupem (113) s hodinovým měřícím vstupem (81) měříoí paměti (8)·