DE1510325C

DE1510325C - Vorrichtung zur kontinuierlichen Bestimmung der durch einen Querschnitt laufenden Fasermasse einer Textilfaserlunte

Info

Publication number: DE1510325C
Authority: DE
Inventors: Hansruedi Winterthur Lamparter (Schweiz)
Original assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Current assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Publication date: 1972-08-31

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Bestimmung der durch einen Querschnitt laufenden Fasermasse einer Textilfaserlunte mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen, insbesondere solchen des sichtbaren Spektrums, bei der die von einer einzigen Strahlungsquelle ausgehenden Strahlen sowohl auf die Fasermasse als auch auf ein Vergleichsorgan, welches einen Sollwert für die Fasermasse liefert, auftreffen, durch die Fasermasse bzw. das Vergleichsorgan teilweise absorbiert werden und von zwei getrennten lichtelektrischen Empfängern aufgenommen werden und die so erhaltenen elektrischen Stromimpulse einer Vergleichseinrichtung zugeführt werden, die ein den Abweichungen der Fasermasse proportionales kontinuierliches Differenzsignal aussendet.

Aus der deutschen Patentschrift 1 097 328 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum selbsttätigen Regeln des Verzuges von Faserbändern in Streckwerken bekannt. Aus dieser Druckschrift ist es bekannt, eine Strahlungsquelle und einen auf elektromagnetische Wellen ansprechenden Empfänger, welchem ein Vergleichsempfänger zugeordnet ist, dazu zu verwenden, um ein Kriterium für die pro Längeneinheit durch eine Vorrichtung hindurchgeführte Faserbandmasse zu gewinnen.

Weiterhin ist es aus der deutschen Patentschrift 720 200 bekannt, zur Regelung des Verzuges nach Maßgabe der Stärke des in ein Streckwerk einlaufenden Faserbandes eine Photozelleneinrichtung zu verwenden, die das Band vor den mit gleichbleibender Geschwindigkeit angetriebenen Speisewalzen in mindestens zwei Richtungen durchleuchtet. Dabei werden die Ausgangsimpulse der Photozelleneinrichtung über einen Verstärker einer Verstelleinrichtung zugeführt.

Weiterhin ist es aus der deutschen Patentschrift 871647 bekannt, das auf eine Photozelle fallende Licht durch die Schattenwirkung eines in bezug auf seine räumlichen Abmessungen zu prüfenden Objektes zu verändern und diese Veränderung zur Ableitung des Meßergebnisses auszunutzen. Bei gleichen räumlichen Abmessungen des Meßobjektes und des Vergleichsobjektes liefern beide Photozellen oder Verstärker gleiche elektrische Ausgangswerte, und bei ungleichen Abmessungen werden unterschiedliehe Ausgangswerte geliefert.

Schließlich ist aus der deutschen Patentschrift 395 106 ein Stroboskop bekannt, um während des Bedrückens mit Mustern laufende Stoff- und Papierbahnen zu beobachten. Bei dieser bekannten Anordnung werden die verdunkelten Bahnen durch Lichtblitze in solchen Zeitabständen erleuchtet, daß die aufeinanderfolgenden Muster als stillstehend erscheinen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine ,55 Vorrichtung. zur kontinuierlichen Bestimmung der durch einen Querschnitt laufenden Fasermasse einer Textilfaserlunte der eingangs genannten Art zu schaffen, um auf besonders einfache und betriebssichere Weise ein kontinuierliches Signal zu erzeugen, das sowohl zur Weiterverwendung in Regeleinrichtungen als auch in Registrieranlagen geeignet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine Vorrichtung vor, welche sich auszeichnet durch

die Verwendung einer Strahlungsquelle, welche in kurzzeitigen Intervallen aufeinanderfolgende hochintensive Strahlungsimpulse erzeugt, und durch eine Integrationseinrichtung, welche das den Abweichun-

gen der Fasermasse proportionale kontinuierliche Differenzsignal aus den diskontinuierlichen Differenzimpulsen bildet.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Strahlungsquelle eine Stroboskopröhre ist, daß das Vergleichsorgan eine verstellbare Kontrollblende darstellt, und daß für den Durchtritt des Strahles durch die Fasermasse ein in einem Luntenführungskanal diametral angeordnetes Fensterpaar vorgesehen ist.

Zweckmäßigerweise ist vor der Integrationseinrichtung ein Impulsverstärker angeordnet.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß ein dritter, gegenüber den beiden anderen durch die Fäsermasse und das Vergleichsorgan gesandten Strahlen in einer anderen Richtung liegender Strahl derselben Strahlungsquelle auf die Fäsermasse auftrifft, teilweise absorbiert wird und beim Auftreffen auf einen lichtelektrischen Empfänger einen elektrischen Stromimpuls liefert, der zum elektrischen Stromimpuls des ersten durch die Fasermasse teilweise absorbierten Strahles addiert wird.

Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, daß für den Durchtritt der beiden Strahlen durch die Fasermasse zwei Reflektoren und zwei diametral angeordnete Fensterpaare in dem Luntenführungskanal vorgesehen sind.

Schließlich ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß das Ausgangssignal des Impulsintegrators einem Anzeige- und/oder Registrier- und/oder Steuergerät eingegeben wird.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß eine wesentlich größere Stabilität des Meßwertes bei Veränderung der Strahlerintensität und der Empfängerempfindlichkeit infolge von Netzspannungsschwankungen oder Temperaturänderungen gegenüber herkömmlichen Einrichtungen erreichbar ist.

Weiterhin können an Stelle hochstabiler Gleichspannungsverstärker einfache Impulsverstärker verwendet werden.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, daß die Strahlerleistung bei gleicher Empfängerempfindlichkeit um Größenordnungen kleiner gewählt werden kann, so daß sich eine schwächere Wärmeentwicklung, geringe Abmessungen und ein kleinerer Stromverbrauch ergeben.

Weiterhin können auch besonders starke Luntenschichten durchleuchtet werden, die bisher nur mit außerordentlichem Energieaufwand und äußerst empfindlichen Empfängern noch ein brauchbares Signal liefern konnten.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivisch schematische Darstellung des Meßkopfes,

F i g. 2 ein Schaltschema zur Stroboskopröhre,

F i g. 3 ein Leuchtstärkezeitdiagramm,

F i g. 4 eine schematische Darstellung eines Mehrstellen-Meßkopfes,

Fig. 5 ein Schaltschema des Impulsverstärkers und Integrators,

F i g. 6, 7, 8, 9 Spannungszeitdiagramme an verschiedenen Abgriffpunkten des Schaltschemas gemäß Fig. 5,

F i g. 10 ein Anwendungsbeispiel für die Weiterverwendung des durch den Meßkopf erzeugten Signals.

In dem in F i g. 1 dargestellten Meßkopf 1, der aus einem Rohr 2 mit diametral gegenüberliegenden Fenstern 3 und einer Stroboskopröhre 4 hoher Intensität besteht, wird die kompakt durchlaufende Faserlunte 5 periodisch mit kurzzeitigen Lichtimpulsen durchstrahlt. Die Schaltung zur Erzeugung einer periodisch kurzzeitigen Zündung der Stroboskopröhre 4

ίο ist in F i g. 2 dargestellt. Eine angelegte Spannung von z. B. U = 400 V lädt den Kondensator 6 bis auf etwa U_c — 200 V auf, bei der die parallelgeschaltete Shockleydiode 7 leitend wird. Die Spannung über dem Kondensator U_c wird dadurch an die Primärwicklung 8 gelegt und induziert in der Sekundärwicklung 9 des Impulstransformators eine Spannung, die, an den Belag 10 der Stroboskopröhre 4 geführt, diese zündet, worauf sich der Kondensator 11 über die Stroboskopröhre 4 entlädt, was sehr kurzzeitig geschieht und den Lichtblitz erzeugt. Darauf wiederholt sich der ganze Vorgang. Die dadurch entstehenden Lichtimpulse (vgl. F i g. 3) in der Intensitätsgrößenordnung von E= 100 000 Lux, gemessen am Faserband, sind von einer Dauer von t_x — etwa

10 \iszc bei einem Intervall von t₀ — etwa 3000 μβεα Auf der gegenüberliegenden Seite (F i g. 1) dient eine Photozelle 12 (Photodiode) zur Umwandlung der beim Durchtritt durch die Faserlunte 5 nicht absorbierten Lichtenergie in einen elektrischen Stromimpuls Z₁₂ (F i g. 5). Unmittelbar neben dem Rohr 2 wird ein gleicher kurzzeitiger periodischer Lichtstrahl derselben Lichtquelle durch eine von einem Schlitz 13 verstellbarer Weite gebildete Blende 14 geleitet und unabsorbiert von einer Photozelle 15 aufgenommen, die wiederum einen elektrischen Stromimpuls Z₁₃ (Fig. 5) liefert.

An Stelle einer einfachen Durchstrahlung der Faserlunte kann gemäß einer Variante (F i g. 4) eine zweifache Durchstrahlung treten. Die Stroboskoplampe 16 durchstrahlt über zwei Reflektoren 17, 18 in verschiedenen Richtungen die im Rohr liegende Faserlunte 19, und die beiden absorbierten Lichtstrahlen treffen auf je eine Photozelle 20 und 21, die unter sich parallel geschaltet sind, so daß sich deren Photoströme J₁ und i_o addieren. Der zweite Lichtstrahl gelangt wiederum durch eine einstellbare Blende 22 auf eine Photozelle 23, die einen Photostrom z₃ erzeugt.

Die Differenzz)_; der Ströme Z₁₂-Z₁₅ bzw. I₁+ i₂—i₃, die entsprechend der in Fig. 5 und 6 gezeigten Schaltungen gebildet werden, gelangt dann auf den Impulsverstärker 24. Die der Blende zugeordnete Photozelle 15, 23 ist mit der der Lunte zugeordneten 12 bzw. 20, 21 elektrisch gegeneinandergeschaltet, so daß bei eingestelltem Sollwert des Spaltes 13, 22 und einer dem Sollwert entsprechenden, durchlaufenden Fasermasse solche Lichtstärken auf die Photozellen gelangen, daß deren Photoströme sich aufheben und somit kein Signal ensteht. Bei dünnerer Lunte wird somit die Photozelle 15 bzw. 20 und/oder 21 stärker beleuchtet, und es entsteht ein Stromimpuls entsprechender Polarität und der Abweichung entsprechender Größe. Bei dickerer Lunte wechselt die Polarität der Impulse (vgl. Fig. 7). Der Differenzstrom der Photodioden z),· gelangt über einen Koppelkondensator 26 auf einen Impulsverstärker 24 und anschließend auf einen Impulsintegrator 25. Der Verstärker 24 enthält einen Transistor 27 und einen

Gegentakt-Verstärker, wobei ein positiver Impuls über Transistor 28 den Kondensator 29 des Impulsintegrators auflädt. Ein negativer Impuls gelangt über Transistor 30 des Impulsverstärkers und entlädt den Kondensator 29. Die Ströme J₁ gelangen also auf den Impulsverstärker 24, wo sie zu einem Signal entsprechend F i g. 8 verstärkt werden und dann auf einen Impulsintegrator 25, der sie in ein kontinuierliches gleiches Spannungssignal gemäß F i g. 9 verwandelt.

Ein Anwendungsbeispiel zur Weiterverwertung des im Ausgang des Mittelwertintegrators verfügbaren Signals zeigt Fig. 10. Dieses wird an das Feld 31 eines Gleichstrommotors 32 angelegt. Der Motor dreht sich in Abhängigkeit des Signals vor- und rückwärts, und diese Drehbewegungen gelangen über einen Riementrieb 33 auf eine auf Welle 34 eines Antriebsmotors 35 sitzende, frei drehbare Kurbel 36.

Auf dem Wellenende sitzt zugleich ein Stirnrad 37. Koaxial hierzu ist eine verlängerte Welle 38 des Lieferwalzenpaares 39 eines Streckwerkes vorgesehen, die ebenfalls ein Stirnrad 40 aufweist und auf der ein zweiter Arm der Kurbel 36 frei drehend gelagert ist. Über ein Vorgelege 41 wird das Einzugswalzenpaar 42 des Streckwerkes vom Antriebsmotor 35 aus angetrieben. Auf der Kurbel sitzt ein Stirnräderpaar 43, das mit den Stirnrädern 37 und 40 im Eingriff

ίο steht. Die Lage der Kurbel 36 wird nun in Sinn- und Drehzahlabhängigkeit, die proportional dem dem Feld 31 gelieferten Signal ist, im Uhrzeiger- oder Gegenuhrzeigersinn gedreht, und damit erfährt die Lieferungsgeschwindigkeit des Lieferwalzenpaares 39 und somit auch der Verzug eine entsprechende Veränderung. Das gleiche Signal kann auch entsprechend der Fig. 10 auf ein Aufzeichnungs- oder Anzeigegerät 44 oder 45 gegeben werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Bestimnung der durch einen Querschnitt laufenden Fasermasse einer Textilfaserlunte mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen, insbesondere solchen des sichtbaren Spektrums, bei der die von einer einzigen Strahlungsquelle ausgehenden Strahlen sowohl auf die Fasermasse als auch auf ein Vergleichsorgan, welches einen Sollwert für die Fasermasse liefert, auftreffen, durch die Fasermasse bzw. das Vergleichsorgan teilweise absorbiert werden und von zwei getrennten lichtelektrischen Empfängern aufgenommen werden und die so erhaltenen elektrischen Stromimpulse einer Vergleichseinrichtung zugeführt werden, die ein den Abweichungen der Fasermasse proportionales kontinuierliches Differenzsignal aussendet, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Strahlungsquelle (4, 16), welche in kurzzeitigen Intervallen aufeinanderfolgende hochintensive Strahlungsimpulse (F i g. 7 und 8) erzeugt, und durch eine Integrationseinrichtung (25), welche das den Abweichungen der Fasermasse (5, 19) proportionale kontinuierliche Differenzsignal aus den diskontinuierlichen Differenzimpulsen bildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle eine Stroboskopröhre (16) ist, daß das Vergleichsorgan eine verstellbare Kontrollblende (14, 22) darstellt, und daß für den Durchtritt des Strahles durch die Fasermasse (5, 19) ein in einem Luntenführungskanal (2) diametral angeordnetes Fensterpaar (3) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Integrationseinrichtung (25) ein Impulsverstärker (24) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter, gegenüber den beiden anderen durch die Fasermasse (19) und das Vergleichsorgan (22) gesandten Strahlen in einer anderen Richtung liegender Strahl derselben Strahlungsquelle (16) auf die Fasermasse (19) auftrifft, teilweise absorbiert wird und beim Auftreffen auf einen lichtelektrischen Empfänger (21) einen elektrischen Stromimpuls liefert, der zum elektrischen Stromimpuls des ersten (20) durch die Fasermasse (19) teilweise absorbierten Strahles addiert wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für den Durchtritt der beiden Strahlen durch die Fasermasse (19) zwei Reflektoren (17, 18) und zwei diametral angeordnete Fensterpaare (3) in dem Luntenführungskanal (2) vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Impulsintegrators (25) einem Anzeige- und/oder Registrier- (44, 45) und/oder Steuergerät (31, 32) eingegeben wird.