DE2010311B2 - Vorrichtung zur Auswertung der Ungleichmäßigkeit von bewegtem Textilgut - Google Patents

Vorrichtung zur Auswertung der Ungleichmäßigkeit von bewegtem Textilgut

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DE2010311B2 DE19702010311 DE2010311A DE2010311B2 DE 2010311 B2 DE2010311 B2 DE 2010311B2 DE 19702010311 DE19702010311 DE 19702010311 DE 2010311 A DE2010311 A DE 2010311A DE 2010311 B2 DE2010311 B2 DE 2010311B2
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Auswertung der Ungleichmäßigkeit von bewegtem Textilgut, dessen Stärke durch einen Meßfühler in ein elektrisches Signal umgewandelt ist, welches einem Verstärker zugeführt wird, der über einen von einem Zeitrelais gesteuerten Eintrittschalter an einen Integrator angeschlossen ist.
Außer der völlig unproduktiven manuellen Auswertung der Ungleichmäßigkeit von Textilgebilden durch Zerschneiden des Materials in Abschnitte, die dann gewogen und deren Mittelwerte sowie Abweichungen mit großem Arbeitsaufwand berechnet werden, sind auch berührungsfreie Laboratoriumsverfahren bekannt, bei denen Änderungen einer physikalischen Größe, z.B. des Gewichtes von Textilmaterial, mit Hilfe von Kapazitätsfühlern in elektrische Signale umgewandelt werden. Diese Signale werden so verarbeitet, daß ihre Niederfrequenzkomponenten eliminiert werden, daß nur die Materialungleichmäßigkeit kurzer Abschnitte ausgewertet wird, das ist die Ungleichmäßigkeit, bezogen auf einen Quasimittelwert, der in Wirklichkeit eine variable Größe ist. Dieser Quasimittelwert ist nämlich die eliminierte Niederfrequenzkomponente der Signale. Die Ermittlung der verwendeten Elemente, Stromkreise sowie ihrer Zusammenstellung ist sehr kompliziert, die Parameter der Stromkreise sind zeitlich nicht stabil, so daß sich dieses Verfahren nicht zur Auswertung der Ungleichmäßigkeit in rler Praxis eignet. Außerdem reicht diese Bestimmung der mittleren Abweichung nicht zur Durchführung einer Analyse der Ursachen und zur Bestimmung der Stelle, an der die Ungleichmäßigkeit entsteht, aus.
Zur Ermittlung von Ungleichmäßigkeiten ist ein Verfahren zur Überwachung, Steuerung oder Regelung von statistischen Vorgängen, insbesondere des Querschnittsverlaufs von Spinnereizwischen- und -fertigerzeugnissen unter Verwendung eines Meßwertumformers und eines Frequenzanalyseverfahrens, wobei von dem statistischen Vorgang eine entsprechende elektrische Größe gewonnen wird, von der Amplitudenwerte beliebig vieler beliebiger Frequen-
zen gebildet werden, bekanntgeworden, bei dem die einzelnen Amplitudenwerte über ein vorgegebenes Intervall fortlaufend und beliebig lang bestimmt und anschließend über die zu analysierende Länge gemitcelt werden. Dieses Verfahren wird so durchgeführt,
is daß zur Bildung des Amplitudenwertes einer beliebigen Frequenz die äquivalente Größe U (t) fortlaufend und gleichzeitig mit Hilfe von variablen Spannungsteilern einmal mit sin (2,-r/r) und einmal mit cos (2.τ//) multipliziert wird, worin / die beliebige Fre-
ao quenz und t die Zeit bedeutet, hierauf die so fortlaufend gebildeten beiden Produkte jedes für sich vermittels eines frequenzabhängigen elektrischen Siebes über das vorgegebene Zeitintervall J T fortlautend gemittelt wird, worauf aus den beiden nunmehr gewonnenen Weiten vermittels nichtlinearer Schaltelemente die Wurzel aus der Summe der Quadrate der beiden Werte gebildet, dieser Wert sodann in einem weiteren elektrischen Sieb über die Zeit von 0 bis t gemittelt und in einer Anzeigevorrichtung angezeigt und registriert wird.
Ein anderes Verfahren zur Bestimmung und Klassierung von sporadisch auftretenden Fehlern in zu prüfenden Textilprodukten der Spinnerei ist bekanntgeworden, bei dem vorerst vom Textilprodukt mit Hilfe eines Meßorgans eine dem Gewicht pro Längeneinheit in Funktion der Länge äquivalente elektrische Größe in Funktion der Zeit gebildet wird, so daß sich in der genannten elektrischen Größe beim Durchlauf von sporadisch auftretenden Erscheinungen im Textilprodukt durch das Meßorgan bestimmte charakteristische Komponenten ergeben, worauf durch auf bestimmte Arten von Garnfehlern entsprechende Komponenten ansprechende elektrische Mittel diese entsprechenden charakteristischen Komponenten mindestens einer Art von Garnfehlern klassiert und in mindestens einem Anzeigeorgan zur Anzeige gebracht werden.
Schließlich ist auch ein Verfahren zur Bestimmung der mittleren Abweichung einer variablen Größe von ihrem Mittelwert bekanntgeworden, bei dem von der variablen Größe vorerst eine äquivalente elektrische Größe gewonnen wird und der Mittelwert dieser elektrischen Größe vermittels eines elektrischen frequenzabhängigen Siebes von deren Abweichungen vom Mittelwert getrennt wird, worauf die Abweichungen gleichgerichtet, in einem zweiten frequenzabhängigen Sieb gemittelt und nachher in einem elektrischen Anzeigeinstrument angezeigt werden.
Die Durchführung dieser Verfahren ist aufwendig und gibt nicht immer die gewünschte Information, weiche zur Steuerung von Textilmaschinen notwendig ist. So ist es bei der Erzeugung von Fäden so, daß die Fadenstärke ständig schwankt und man diese Schwankungen um einen Mittelwert nach oben und nach unten in Kauf nimmt, weil sie sich innerhalb bestimmter Toleranzgrenzcn nicht vermeiden lassen. Daher sind Maßnahmen wie eine Gleichrichtung der Meßwerte nicht geeignet, den Erfordernissen einer
Fehleranzeige zu genügen, wenn Schwankungen um einen Mittelwert innerhalb von Toleruiugrenzen in Kauf genommen werden müssen.
Es ist auch eine weitere Auswertungsvorrichtung für Garnstärkenmessungen bekanntgeworden, bei der ebenfalls integriert wird. Für die Integration werden aber zwei integrierende Wechselstrom- und Gleichstrom-Instrumente herangezogen. Bei diesen Instrumenten handelt, es sich um integrierende Anzeigeinstrumente. Erst an diese integrierenden Meßinstrumente ist der Registrierschreiber angeschlossen. Es ist dem Fachmann bekannt, daß derartige integrierende Anzeigegeräte in ihrer Genauigkeit nicht an elektronische Integratoren herankommen. Es ist weiter klar, daß die Rückstellung der Instrumente für jede neue Integration mit erheblichem Bedienungsaufwand verbunden ist.
Die geringe Genauigkeit und der hohe Bedienunesaufwand sind Grund dafür, daß derartige Vorrichtungen wohl zur Messung von Orientierungswerten geeignet sind, aber keinesfalls geeignet sind, in der laufenden Produktion Oberwachungsaufgaben oder gar Schaltaufgaben zu übernehmen.
Hier könnte eine kontinuierliche Integration bessere Werte ergeben. Eine hierzu vorgesehene Meßvorrichtung weist jedoch den Nachteil auf, daß vom ausgewerteten Querschnittsverlauf nut ein beschränkter Teil der möglichen Information bezüglich der Ungleichmäßigkeit im Meßergebnis enthalten ;st.
Die Erfindung vermeidet diese Nachteile. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit einer präzisen Auswertung der Ungleichmäßigkeit mit einfachen, aber sicher arbeitenden Geräten bei laufendem Textilmaterial zu schaffen.
Die Erfindung besteht darin, daß dem Integrator ein Spannungsteiler vor- und ein Meßinstrument nachg°schaltet ist, daß der dem Spannungsteiler vorgeschaltete Verstärker ein summierender Verstärker ist, der über einen Schalter mit dem Ausgang des Integrators verbindbar ist und dem von einem Potentiometer eine der mittleren gemessenen Abweichung entsprechende inverse Spannung zugeführt ist, daß zwischen den Verstärker und den Spannungsteiler wahlweise ein Glied zur Bildung von Absolutwerten zwischenschaltbar ist und daß dem Verstärker wahlweise ein Steilpaßfilter vorschaltbar ist.
Die Erfindung ermöglicht eine präzise berührungsfreie Auswertung der Ungleichmäßigkeit von laufendem Textilmaterial, wobei Änderungen der zu messenden physikalischen Größe in elektrische Signale i-> umgewandelt werden. Die Erfindung beruht auf der Grundlage, Spannungssignalc, die proportional zu den Abweichungen vom eingestellten Wert der zu messenden Größe sind, im vorher gewählten Zeitintervall zu integrieren, wobei sie vor dem Integrieren in Abhängigkeit von der Länge dieses Zeitintervalls und der Maschineneinheit des Integrators so abgeschwächt werden, daß das Integrationsresultat der mittleren Abweichung oder dem linearen oder dem quadratischen Variationskoeffizienten entspricht. Vor der Abschwächung können die Spannungssignale automatisch auf die prozentuale Abweichung umgerechnet werden. Dabei ist es zweckmäßig, wenn dem Verstärker, der an den Ausgang des Meßfühlers angeschlossen ist, wahlweise auch ein Hochpaßfilter oder ein Tiefpaßfilter vorschaltbar ist.
Die Erfindung ermöglicht somit die Bestimmung aller Charakteristiken der Ungleichmäßigkeit und die Bestimmung der Ungleichmäßigkeit in bezug auf einen beliebig eingestellten Wert der zu messenden Größe in folgender Weise:
Für die Auswertung der Ungleichmäßigkeit in den gewählten Längenabschnitten aus den Spannungssignalen, die integriert werden sollen, eliminiert man alle Hochfrequenzkomponenten von einer Wellenlänge, die kürzer ist als die gewählte Abschnittslänge, wodurch eine fiktive Teilung des Materials in Abschnitte erfolgt;
für die Auswertung der Ungleichmäßigkeit der Hochfrequenzkomponente der Signale wird unter Berücksichtigung des variablen Quasimittelwertes, der eine Niederfrequenzkomponente der Signale ist, aus den zu integrierenden Spanniingssignalen diese Niederfrequenzkomponente eliminiert;
es können Abweichung._;n von dem eingestellten Wert ausgewertet werden der der gewünschte Nominalwert der zu messenden Größe ist;
nach Auswertung der mittleren Abweichung vom eingestellten Wert in einem Abschnitt wird der eingestellte Wert auf den Mittelwert dieses Abschnittes korrigiert, worauf die Auswertung der Ungleichmäßigkeit im folgenden Abschnitt unter Berücksichtigung dieses Mittelwertes des vorangegangenen Abschnittes erfolgt.
Um eine Analyse der Ungleichmäßigkeiten vorzunehmen und ihre Entstehungsstelle festsetzen zu können, werden alle Komponenten mit höheren und niedrigeren Frequenzen als die eine gewählte harmonische Komponente des Signa'"erlaufs, bei der der Verlauf des absoluten Wertes gemessen wird, aus den Spannungssignalen eliminiert, wobei man auf diese Weise der Reihe nach das Auftreten der einzelnen harmonischen Komponenten feststellt.
Das Wesen der Erfindung sowie nähere Einzelheiten des Ertindungsgegenstandes sind nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles in Form eines Blockschemas der erfindungsgemäßen Vorrichtung näher erläutert.
Aus dem Blockschema geht hervor, daß am Austritt des berührungsfreien Fühlers 1, der das bewegte Textilmaterial abtastet, Korrekturglieder, das ist ein Hochpaßfilter 3 mit einer höheren Steilheit als 20 dB/dek, eine Überbrückung 4, das ist ein Korrekturglied mit der Übertragung 1, ein Tiefpaßfilter 5 mit einer höheren Steilheit als 60 dB/dek, das ist die Veränderung der Filterdämpfung bei einer Frequenzänderung, d. h. Veränderung aer Verhältniseinheit pro Dekade der Frequenzänderung (Veränderung in Dezibelzahl bei der Frequenzänderung von 1:10), und mit verstellbarer Grenzfrequenz sowie ein Steil paßfilter 20 mit einem Steuerpotentiometer angeschlossen sind. Das Steilpaßfilter 20 besteht aus Operationsverstärkern, die nach der Übertragungsgleichung
x(s) y(s)
K.Qs
eingeschaltct sind, in der x(s) das Austrittsignal, y(s) das Eintrittsignal, s den Laplaceschen Operator, B die eingestellte Stromkreisdämpfung, K den Verstärkungskoeffizienten und Ω die eingestellte ge-
wählte Frequenz bedeutet. Mit dieser Übertragungs- das der mittleren Abweichung vom eingestellten Wer
gleichung wird eine genaue Eliminicrung der ge- des gemessenen Materialabschnittes entspricht. Dei
wählten zu messenden harmonischen Komponente Wert der Abweichung wird am Anzeigeinstrument Ii
bei K und ü — 0 gewährleistet. festgestellt und kann auf einem Registrierappara
Der Fühler 1 kann als Kapazitätsfühler auf der 5 aufgezeichnet werden.
Basis von Radioisotopen oder nach irgendeinem Soll auf einem weiteren Abschnitt die Abweichung
anderen Prinzip konstruiert sein, das die Umwand- vom Mittelwert verfolgt werden, dann verwende1
lung der Änderung von physikalischen Größen in man die eben festgestellte mittlere Abweichung von
elektrische Spannungssignale gestattet. Zur Nullein- eingestellten Wert und stellt das Potentiometer 8 vor
stellung des Fühlers 1, das ist zur Nullspannung, die io Hand oder selbsttätig so ein, daß dem Verstärker 7
dem gewählten Wert der zu messenden physikalischen der gleichzeitig summiert, im weiteren Abschnitt die
Größe entspricht, deren Abweichungen ausgewertet Spannung des gleichen absoluten Wertes, jedoch ent-
werden sollen, ist an den Fühler I ein Kompen- gegengesetzter Polarität als die der eben festgestell-
sationsglied, z. B. ein Potentiometer 6, angeschlos- ten mittleren Abweichung, zugeführt wird. Diese
sen. 15 Korrektur nimmt man in der Weise vor, daß die
Die Austritte der Korrekturglieder sind mit den Spannung des Integrators 13 nach Betätigung de;
Eintritten des Verstärkers 7 verbunden, an den Schalters 18 dem Eintritt des Verstärkers 7 vorgelegt
gleichfalls Kompensationsglieder, das ist das Poten- wird, dem man mittels des Potentiometers 8 gleich-
tiometcr 8 zum Korrigieren der eingestellten Null- zeitig die Spannung mit entgegengesetzter Polaritäi
spannung des Fühlers 1 auf eine Spannung, die dem ao so lange zuführt, bis am Anzeigeinstrument 16 nacl·
Mittelwert der zu messenden Größe entspricht, und Betätigung des Schalters 19 die Null erscheint. Irr
das Potentiometer 9 angeschlossen sind, welches das nachfolgenden Abschnitt wird daher die Ungleich-
Potentiometer 6 beim Kompensieren der Einstellung mäßigkeit in bezug auf den Mittelwert der zu mes-
des Fühlers 1 ersetzt. senden Größe im vorangegangenen Abschnitt aus-
Der Austritt des Verstärkers 7 ist einerseits mit 25 gewertet.
dem Eintritt des Gliedes 10 zum Umformen der all- Es handelt sich dabei zwar nicht um den präzisen
gemeinen Werte in absolute Werte, eventuell in deren Mittelwert des eben gemessenen Abschnitts, der sich.
Quadrate, verbunden, andererseits parallel zu diesem da ja das Material in ständiger Bewegung ist, gai
Glied 10 für absolute Größen über die überbrückung nicht feststellen läßt, doch ist die Annahme berech-
11 mit dem Eintritt des Spannungsteilers 12 geschal- 30 tigt, daß der Mittelwert des vorangegangenen Ab-
tet, der am Eintritt des Integrators 13 angeordnet ist. Schnitts sich diesem Mittelwert weitmöglichts nähert
Der Eintrittschalter 14 des Integrators 13 wird durch Zwecks Auswertung des Variationskoeffizienten
ein Zeitrelais 15 gesteuert. Der Austritt des Inte- werden die Signale statt über die Überbrückung 11
grators 13 ist einerseits mit dem Anzeigeinstrument dem Glied 10 zugeführt, um die allgemeinen Werte in
16 über den Schalter 17, andererseits parallel über 35 absolute Werte bzw. deren Quadrate umzuwandeln
den Schalter 118 an den Eintritt des Verstärkers 7 an- Zwecks Auswertung der Ungleichmäßigkeit kurzei
geschlossen. Das Anzeigeinstrument 16 ist über den Abschnitte werden die Signale einem Hochpaßfilter 3
Schalter 19 an den Austritt des Verstärkers 7 ange- zugeführt, der ihre Niederfrequenzkomponente elimi-
schlossen. niert, wobei man die Ungleichmäßigkeit langer Ab-
Am Austritt des Fühlers 1 treten Spannungssignale 40 schnitte nicht berücksichtigt und eigentlich die Unproportional zu den Abweichungen vom effektiven gleichmäßigkeit der Hochfrequenzkomponenten dei Wert der zu messenden Größe auf, z. B. des Ge- Signale im Verhältnis zum variablen Quasimittelwcrt. wichts des laufenden vom Fühler 1 abgetasteten der mit der Niederfrequenzkomponente der Signale Textilmaterials. von dem mittels des Potentiometers 6 identisch ist. feststellt. Hinter dem Filter 3 werden eingestellten Wertes aut\ der z. B. dem gewünschten 45 die Signale in analoger Weise wie im vorangegange-Nominalwert des Gewichtes entsprechen kann. Zur nen Beispiel geführt, das ist, zwecks Auswertung der Auswertung der mittleren Abweichung vom einge- mittleren Abweichung leitet man die Signal, über stellten Wert werden diese Spannungssignale über die den Verstärker 7, die Überbrückung 11 und den Überbrückung 4, den Verstärker 7 und über die Spannungsteiler 12 zum Integrator 13, dessen Aus-Überbrückung 11 zum Spannungsteiler 12 und weiter 50 trittspannung auf dem Anzeigeinstrument 16 festzum Integrator 13 geleitet, der die Resultate in ge- gestellt wird. Um den Variationskoeffizienten zu bevvählten Zeitintervallen, die am Zeitrelais 15 einge- stimmen, führt man das Signal über das Glied 10 stellt werden, integriert. statt über die Überbrückung 11.
Damit die einzelnen Abweichungen beim Integrie- Für das Auswerten der Ungleichmäßigkeit langer ren nicht summiert werden, d. h.. damit das Resultat 55 Abschnitte von gewählter Länge führt man eine fikder Integrierung der mittleren Abweichung ent- tive Teilung des Materials auf entsprechende Abspricht, die das Anzeigeinstrument 16 anzeigt, müs- schnitte durch und ersetzt damit das bekannte Zersen die einzelnen Signale, entsprechend dem gewähl- schneiden des Materials und Abwiegen der Abten Zeitintervall für das Integrieren, am Spannungs- schnitte, wobei das Resultat unvergleichlich präziser teiler 12 abgeschwächt werden. Außerdem muß der 60 ist. Die Signale werden über das Tiefpaßfilter 5 ge-Spannungsteiler 12, je nach der Maschineneinheit des führt, auf dem die Grenzfrequenz, je nach der geIntegrators 13, dessen Austrittspannung nicht über- wählten Abschnittslänge, deren Ungleichmäßigkeit schritten werden darf, eingestellt werden. ausgewertet werden soll, eingestellt wird. Analog dem
Nach Ablauf der gewählten Auswertungsdauer Vorgang beim manuellen Zerschneiden und Wiegen
unterbricht das Zeitrelais 15 den Schalter 14. Am 65 wird auch beim fiktiven Teilen in Abschnitte nicht
Eintritt des Integrators 13 treten keine weiteren die Ungleichmäßigkeit höherer Frequenzen (kürzerer
Impulse auf, der Austritt weist ständig dieselbe Span- Wellen), das ist der Verlauf der Ungleichmäßigkeit
nung auf — nämlich das Resultat der Integrierung, innerhalb eines jeden Abschnittes, verfolgt.
Die Bestimmung des Auftretens einzelner harmonischer Komponenten der Ungleichmäßigkeit erfolgt der Reihe na^h in nachstehender Weise:
Das Steilpaßfilter 20 wird nach der vorher gewählten Frequenz eingestellt. Beim Durchgang durch das Paßfilter 20 werden dann alle Komponenten niederer
und höherer Frequenz aus dem Verlauf der Signale eliminiert, und am Austritt erscheint also nur die zu messende gewählte harmonische Komponente des Signals. Beim Durchgang durch das Glied 10 erscheint an dessen Austritt der Verlauf der absoluten Werte dieser harmonischen Komponente.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
409516/202

Claims (2)

Patentansprüche;
1. Vorrichtung zur Auswertung der Ungleichmäßigkeit von bewegtem Textilgut, dessen Stärke durch einen Meßfühler in ein elektrisches Signal umgewandelt ist, welches einem Verstärker zugeführt wird, der über einen von einem Zeitrelais gesteuerten Eintriitschalter an einen Integrator angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Integrator (13) ein Spannungsteiler (12) vor- und ein Meßinstrument (16) nachgeschaltet ist, daß der dem Spannungsteiler (12) vorgeschaltete Verstärker (7) ein summierender Verstärker ist, der über einen Schalter (18) mit dem Ausgang des Integrators verbindbar ist und dem von einem Potentiometer (8) eine der mittleren gemessenen Abweichung entsprechende inverse SpanEiing zugeführt ist, daß zwischen den Verstärker (7) und den Spannungsteiler (12) wahlweise ein Glied (10) zur Bildung von Absolutwerten zwischenschaltbar ist und daß dem Verstärker (7) wahlweise ein Steilpaßfilter (20) vorschaltbar ist.
2. Vorrichtung nach Ansprich 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verstärker (7), der an den Ausgang des Meßfühlers (1) angeschlossen ist, wahlweise auch ein Hochpaßfilter oder ein Tiefpaßfilter vonxhaltbar ist.
DE19702010311 1969-03-06 1970-03-05 Vorrichtung zur Auswertung der Ungleichmäßigkeit von bewegtem Textilgut Expired DE2010311C3 (de)

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