HU182000B - Szabadalmi leírás - Google Patents

Description

A találmány tárgya mérési eljárás és berendezés fonalak, előfonalak és szalagok keresztmetszeti egyenetlenségeinek mérésére.

A textilanyagok méréstechnikájában eléggé ismertek folyamatosan működő mérőberendezések, amelyek keresztmetszet egyenetlenségek mérésére szolgálnak. Ezek mérési elve optikai, kapacitív, mechanikai vagy másfajta fizikai készülékeken alapul, amelyeknek segítségével a vizsgált anyag keresztmetszetének megfelelő villamos jelet kapnak, és ezen jeleket megfelelő átalakítás és erő- 10 sítés után kijelzik. Az ilyen készülékek igen terjedelmesek, tekintettel arra, hogy jelentős ráfordítás szükséges megfelelő mérési állandóság biztosítására és ezért csak arra alkalmasak, hogy központilag, laboratóriumokban állítsák fel őket, ahova a vizsgálandó anyagot a terme- 15 lésből vett szúrópróbák alakjában szállítják. A szúrópróbák eredményei alapján végzett statisztikai számításokból kell a teljes termelés számára alkalmazható egyenetlenségi értékeket meghatározni.

Ismeretes továbbá, hogy a mérési eredmény statiszti- 20 kai megbízhatósága az értékelt vizsgált anyag hosszától függ. A kapott értékeket befolyásolja továbbá az egyenetlenségek spektrális összetétele, nevezetesen olyan értelemben, hogy a statisztikai megbízhatóság túlnyomóan rövidhullámú ingadozásoknál nagyobb, mint a 25 túlnyomórészben hosszú hullámú ingadozásoknál.

A mérési eredmények kívánt statisztikai megbízhatóságának elérésére ezért az anyag sebességétől és az egyenetlenségek spektrális eloszlásától függően, különböző mérési idők szükségesek. Laboratóriumi méréseknél, 3f amelyeknél a vizsgált anyagok sebessége ismert, a minimális mérési idő megfelelő táblázatokból állapítható meg.

Megmutatkozott azonban, hogy folyamatos ellenőr5 zés és megfigyelés céljára rugalmasabban alkalmazható mérőkészüléket kell használni, amely közvetlenül a termelési helyen van alkalmazva, és ott a vizsgálandó anyaggal kapcsolatba hozva, rövid idő alatt eredményt tud szolgáltatni az egyenetlenségekre vonatkozóan.

A gyakorló szakember igénye, hogy könnyen kezelhető, főleg hordozható készülékekkel rendelkezzék, amely közvetlenül a gyártási helyen alkalmazható, és viszonylag rövid idő alatt szolgáltasson olyan eredményt a vizsgált anyag pillanatnyi egyenetlenségei szempontjából, amely elégséges pontosságú.

Minthogy a kérdéses gyártási helyek a vizsgált anyagot még ismeretlen anyagsebességgel szolgáltatják, az eddigi gyakorlattól el kellett térni, és a vizsgálatot előre meghatározott időtartamra kellett beállítani.

Találmányunk tárgyánál számoltunk ezekkel a követelményekkel.

A találmány szerinti mérési eljárás fonalak, előfonalak és szalagok keresztmetszeti egyenetlenségeinek mérésére vonatkozik közvetlenül kijelző, előnyösen hordozható mérőkészülék segítségével, amely mérőszervet, erősítő és jelátalakító áramköröket, valamint kijelzőkészüléket tartalmaz, és az jellemzi, hogy az egyenetlenségjelből származtatott mérőjelet legalább egy előre meghatározott vonatkozási értéken történő áthaladások száma tekintetében vizsgáljuk, és az egyenetlenségekre vonat182000

-1182000 kozó kijelzett eredményt statisztikusan biztosítottnak tekintjük akkor, amikor a vonatkozási értéken történt átmenetek száma legalább egy előre megadott értéket elért.

A találmány tárgyát képezi az eljárás foganatosítására alkalmas berendezés is. Ez egy mérőkészülék, amely előnyösen hordozható és közvetlen kijelzésű, és mérőszervet, erősítő és jelátalakító áramköröket, valamint egy kijelző készüléket tartalmaz és a készülékben legalább egy számlálókészülék van, amely az egyenetlenség jelből származtatott és á‘ mérőjelnek legalább egy előre meghatározott vonatkozási értéken történő átmeneteit számláló mérőjellel táplált vezetékre van csatlakoztatva, és legalább egy kijelző eszközt tartalmaz, amely a vonatkozási érték átlépése előre meghatározott számának elérésénél legalább egy további jelet vált ki.

A találmány tárgyának egy különleges kiviteli alakjánál a további jel abban áll, hogy az egyenetlenségek digitális kijelzésére szolgáló kijelző mezőn egy járulékos mező van biztosítva, amelyen olyan jel jelenik meg, amelyik a kezelő számára jelzi azt az időpontot, amikor az egyenetlenségi érték leolvasása a kívánt statisztikus biztonságot szolgáltatja.

A szükséges mérési idő függősége a mérőjel egy vonatkozási értéken való áthaladásának számától annál gyorsabban szolgáltat elégséges pontosságú eredményt, mennél rövidebb hullámú az egyenetlenség. Ilyen módon a vizsgált vonal, ill. szalag anyagának, valamint az egyenetlenségének spektrális eloszlásának függvényében mindig csak a minimálisan szükséges ideig történik a mérés, ami egy kézi készüléknél különösen előnyös.

A mérőjel átmeneteinek számlálására szolgáló vonatkoztatási értékként tetszőleges küszöbérték választható. Mindamellett előnyös, ha erre a célra a villamos áramkör zérus potenciálját választjuk. Célszerű továbbá, hogy a vonatkozási vagy küszöbérték kapcsolót hiszterézissel alakítjuk ki, amely előnyösen arányos a mért egyenetlenséggel. Ezáltal elérjük, hogy olyan vizsgált anyagok mérésénél, amelyeknél nagyrészt hosszú hullámú ingadozások fordulnak elő, csökken a vonatkozási értéken történő áthaladások száma, azaz a mérési biztonság járulékosan növekszik.

A találmány tárgyát kiviteli példák kapcsán, rajz alapján ismertetjük részletesebben.

Az 1. ábra egy mérőkészülék elvi vázlatát mutatja.

A 2. ábra egy első mérőjel diagramját ábrázolja.

A 3. ábra a 2. ábra szerinti mérőjel szabályozott diagramját szemlélteti.

A 4. ábra egy további mérőjel diagramját ábrázolja.

Az 5. ábra a további mérőjel szabályozott diagramját ábrázolja.

A 6. ábra az elvi vázlat egy lehetséges változatát mutatja.

A 7. ábra a mérőkészülék egy kiviteli alakjának perspektivikus nézetét ábrázolja.

Az 1. ábrán bemutatott elvi vázlaton az 1 mérőszerv az áthaladó 13 vizsgált anyag keresztmetszet egyenetlenségeinek megfelelő (J_t villamos jelet szolgáltat. Ezt az Uj villamos jelet jelerősítő és átalakító 2 fokozatra vezetjük, amelynek kimenő jele x/x értékű U₂ mérőjelet szolgáltat. Itt az x jel a középértéktől való pillanatnyi eltérést jelenti, míg az x jel az U, villamos jel középértéke. Ez az U₂ mérőjel áthalad egy első 3 multiplikátoron, amelyben ezt a jelet egy értékkel szorozzuk, amelyet mint tényezőt 7 integrátor kimenetéről kapjuk. A 3 multiplikátor szabályozott U₃ mérőjelét egyrészt 4 egyenirányítóra vezetjük; az ott előállított U₄ egyenfesziiltséget 5 csomóponton 6 előírt értékkel kapcsolatba hozzuk, és a 7 integrátorba vezetjük. A 7 integrátor kimenetéről kapott ezen U₇ integrátor értéket — mint már említettük — egyrészt a 8 vezetéken keresztül 3 multiplikátor bemenő értékeként használjuk, másrészt mérési értékként, amelyet a 9 mért érték kijelzőben leolvashatóvá alakítunk át.

A szabályozott U₃ mérőjelet ezenkívül 10 leágazási pontról hiszterézis tulajdonságú 11 triggeráramkörre vezetjük, amely olymódon van kialakítva, hogy a szabályozott U₃ mérőjel egy vonatkozási értéken való áthaladását számlálja. A szabályozott U₃ mérőjel jellege fonalak, előfonalak és szalagok keresztmetszeteinek egyenetlenség vizsgálatainál olyan, hogy a 11 triggeráramkörben növekvő és csökkenő mérési eredmények számára a vonatkozási érték különbözik egymástól, azaz előre meghatározott sávszélességű hiszterézisnek kell lennie. Ezt a későbbiekben a 2—5. ábrák kapcsán részletezni fogjuk.

A 11 triggeráramkör egy számlálófokozatot táplál, amely legalább egy előre meghatározott számú számlálási lépés elérése után 12 számlálási eredmény kijelzőt vezérel. Emellett a számlálási lépések számát úgy választjuk meg, hogy a 12 számlálási eredmény kijelző eredményének megjelenésekor a 9 mérési érték kijelzőben megjelenő mérési érték statisztikai biztonsága előre meghatározott tűrésen belül van.

A számlálási eredmény kijelzés egy előnyös kiviteli alakja úgy van kialakítva, hogy egy első számlálási eredmény kijelzés akkor történik, amikor például 128 számlálási lépés történt, míg egy második — az elsőtől különböző — számlálási eredmény kijelzés akkor következik be, ha további 384 számlálási lépés történt, vagyis összesen 512, ami azt jelenti, hogy a számlálási lépések négyszeres számát regisztráljuk. Amennyiben az első esetben a mérési eredmény kijelzés bizonytalansága például még 8% volt, úgy a második esetben — minthogy ekkor a négyszeres vizsgált anyagmennyiség vesz részt a kijelzési értékben — ez 4'%-ra csökken. Egy még hoszszabb vizsgálat azonban a bizonytalanságot alig csökkentené tovább, minthogy a mérési eredményre ható zavaró befolyások nem engednek meg nagyobb pontosságot. Ilyen nagyobb pontosságot azonban nem is kívánunk, minthogy a találmány szerinti készüléket nem precíziós készülékként kívánjuk alkalmazni, hanem ellenőrző és megfigyelő készülékként, és itt a kijelzésnek ez a megbízhatósága kielégítő.

A 2. ábrán közelítőleg szinusz alakú U₂ mérőjelet ábrázoltunk az idő függvényében, ügy, ahogy ez a jelerősítő és átalakító 2 fokozat kimenetén megjelenik.

A 7 integrátorban kapott egyenetlenségnek megfelelő U₇ integrátorértékkel történt többszörözés után a szabályozott U₃ mérőjelet kapjuk. A mérőjel ezen szabályozásának az a célja, hogy különböző egyenetlenségekkel jelentkező mérőjeleket közepes amplitúdóra transzformáljuk, úgy, hogy a 11 triggeráramkörben a szabályozott U₃ mérőjel átmeneteinek számlálására biztosított hiszterézist, vagyis a 101 és 102 vonatkozási értékek potenciálértékeit konstans értéken lehessen tartani. Ezeket a 103 átmeneteket a 3. ábrán körökkel jelöltük. Ebben az esetben, amikor közelítően szinusz alakú szabályozott U₃ mérőjeleink vannak, nem feltétlenül szüksé-2182000 ges hiszterézis tulajdonságú 11 triggeráramkör alkalmazása. A pillanatnyi érték ingadozásainak számát a mérőjelnek egy rögzített 100 vonatkozási értéken való 104 áthaladásával is meg lehetne határozni, ahol például ezt a 100 vonatkozási értéket az áramkör zérus potenciálja képviseli. Ezt a megoldást a 3. ábrán a keresztek jelzik; ezzel a módszerrel ugyanazt a számértéket kapjuk.

A textilanyagból levő 13 vizsgált anyag azonban a tiszta szinusz alakhoz képest lényegesen bonyolultabb jelet szolgáltat, amelyet például a 4. ábra szerinti U₂ mérőjel mutat. Ez az U₂ mérőjel egy rövidhullámú és egy hosszúhullámú komponensből tevődik össze, ami ebben az esetben a szabályozott U₃ mérőjelnél is érvényes (5. ábra).

Amennyiben egy ilyen szabályozott Uj mérőjelet hiszterézis nélkül triggeráramkörre vezetünk, az U₃ mérőjel pillanatnyi értékének minden 104 átmenete egy-egy számlálási értéket eredményez. Ezek a számlálási értékek azokban a szakaszokban halmozódnak fel, amelyekben a rövidhullámú komponens a rögzített 100 vonatkozási érték tartományában van, úgy, hogy az átmenetek előre meghatározott számát túl korán érjük el, vagyis akkor, amikor a statisztikai megbízhatóság még nincs biztosítva.

Ha most hiszterézissel rendelkező 11 triggeráramkört alkalmazunk (101 és 102 vonatkozási értékek), a rövidhullámú ingadozásoknak a felső és alsó vonatkozási értékeken való 103 áthaladása azokra az esetekre korlátozódik, amelyekben a hosszúhullámú ingadozás is emelkedő vagy eső irányú. Ennek következménye, hogy a számlálási lépések ritkábban fordulnak elő. Ez azonban szándékos, minthogy ez azt jelenti, hogy a kijelzés, amely a mérési eredmény bizonyos megbízhatóságának elérését jelzi és — amint azt említettük — a számlálási lépések előre meghatározott számától függ, lényegesen hosszabb vizsgáló szakasz átfutása után következik be, ahogy ez egy túlnyomóan hosszú ingadozásos jelnél szükséges is.

Mind az U₂, ill. U₃ mérőjelek, mind pedig az Uj, ill. Uj mérőjelek lefutásának ábrázolása még mindig nagymértékben idealizált. A valóságban megjelenő keresztmetszet ingadozásoknál, amelyek fonott textilanyagoknál mutatkoznak, lényegesen bonyolultabbak, azaz különböző hullámhosszúságú ingadozásokból tevődnek össze. Ezáltal azok a méréstechnikai előnyök, amelyeket a 11 triggeráramkörben levő hiszterézis biztosít, még további hangsúlyt kapnak.

Az 1. ábra szerinti kapcsolási elrendezés egy változatát a 6. ábra mutatja. Itt lemondunk a szabályozott U₃ mérőjel képzéséről, ezzel szemben a hiszterézis szélesség meghatározására szolgáló vonatkozási értékeket vezéreljük. Kapcsolástechnikailag ezt úgy oldjuk meg, hogy a vezérelhető hiszterézisű 21 triggeráramkör a 10 leágazási pontra csatlakozik, amely közvetlenül a jelerősítő és átalakító 2 fokozat kimenetére van kötve. Az egyenirányított mérőjelet, az U₄ egyenfeszültséget 7 integrátorra vezetjük. Ennek kimenetén megjelenő U₇ integrátorérték egyrészt a 9 mérési érték kijelzőben történő kijelzésre szolgál, másrészt visszacsatolásként az egyenirányított mérőjellel, az U₄ egyenfeszültséggel történő összehasonlítás céljára az 5 csomópontban, és harmadrészt vezérlőértékként szolgál a 21 triggeráramkörben a hiszterézis szélességnek a mért egyenetlenséghez történő illesztésére. Kis egyenetlenségek esetében a 101 és 102 vonatkozási értékek az alapul szolgáló 100 vonatkozási érték közelében helyezkednek el, míg növekvő egyenetlenségek esetén attól eltávolodnak. Ezáltal azt is elérjük, hogy a 13 vizsgált anyagban előforduló nagyobb egyenetlenségeknél a mérőjelnek a 101 és 102 vonatkozási értékeken történő 103 áthaladásainak száma nem fog az arányosságnál nagyobb mértékben növekedni, hogy ennek folytán az egyenetlenségek számára már egy olyan időpontban szolgáltatna mérési eredményt, amikor ez a mérési eredmény statisztikusan még nincs eléggé biztosítva.

A találmány szerinti készülék egy előnyös kiviteli alakját a 7. ábra perspektivikusan mutatja. Ennél a kivitelnél 31 házban teleppel táplált villamos áramkör van elhelyezve, úgy, hogy a készülék hálózattól függetlenül alkalmazható. A homlokoldalon 1 mérőszerv, például 32 mérőkondenzátor van elhelyezve, vagy pedig dugaszoló készülékeket alkalmazunk egy kábel csatlakoztatására, amely mérőkondenzátoros értékelő áramkörrel köti össze.

A ház oldalfelületén 33 kijelző ablak van kialakítva, amely mögött 34 kijelző eszköz van elhelyezve a mért egyenetlenségi érték kijelzésére, valamint egy további kijelző eszköz, amelyen láthatóvá válik, hogy a történt számlálási lépések az előre meghatározott számot elérték. Kijelző eszközként előnyösen digitális kijelzőt alkalmazhatunk világító számjegyekkel, amelyek kis energiafelvétel mellett világos és jól olvasható számkijelzést adnak. Az egyenetlenségek leolvasásának készenlétét jelző jelek számok, vagy betűk, vagy más szimbólumok lehetnek.

Ezenkívül a 31 házban 36 nullázó billentyű és 37 mérőbillentyű van elhelyezve; ez utóbbival lehet a mérést indítani azáltal, hogy a mérés megkezdésekor az első nullázó billentyű lenyomásával a korábbi kijelzett eredményt töröljük, majd a második 37 mérőbillentyű lenyomásával az integrálást megkezdjük. A kijelző eszközök járulékosan úgy is kiképezhetők, hogy egyidejűleg a telep töltöttségi állapotának vizsgálata is megtörténik. Egy oldható 38 fedél mögött a 31 házban például a telepek könnyen cserélhetően helyezhetők el. Az is lehetéges, hogy áramellátás céljára újratölthető akkumulátorokat alkalmazunk.

Claims (17)

1. Mérési eljárás fonalak, előfonalak és szalagok keresztmetszeti egyenetlenségeinek mérésére, előnyösen hordozható közvetlen kijelző mérőkészülékkel, amely mérőszervet, erősítő és jelátalakító áramköröket, valamint kijelző eszközt tartalmaz, azzal jellemezve, hogy a mérőszervben (1) előállított villamos jelből (Uj) származtatott mérőjelet (U₃) legalább egy meghatározott vonatkozási értéken (101, 102) vagy hiszterézis tartományon való áthaladások száma tekintetében vizsgáljuk, míg a kijelző eszközön (34) megjelenő, az egyenetlenségekre vonatkozó kijelzett értéket akkor tekintjük statisztikailag biztosítottnak, ha a vonatkozási értéken (101, 102) való áthaladások (103) száma legalább egy előre meghatározott értéket elért.

2. Az 1. igénypont szerinti mérési eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a vonatkozási értékek (101, 102) vagy pedig a hiszterézis tartomány táv3

-3182000 közét a származtatott mérőjel (U₃) értékével arányosan állítjuk be.

3. Az 1. igénypont szerinti mérési eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a származtatott mérőjel (U₃) egy trigger áramkörben (11) meghatározott átmeneteinek számát számlálva, ebből a mérési eredmény statisztikai megbízhatóságának megítélésére alkalmas értéket állítunk elő, és ezt az értéket kijelezzük.

4. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatositási módja, azzal jellemezve, hogy egy integrátorban (7) kapott integrátorértéket (U₇), amely a mért egyenetlenséget képviseli, egy multiplikátorra (3) vezetjük és ezáltal egy jelerősítő és átalakító fokozatban (2) kapott mérőjelet (U₂) a meglevő egyenetlenségnek megfelelően erősítjük vagy gyengítjük.

5. Az 1—4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatositási módja, azzal jellemezve, hogy egy statisztikusan biztosított egyenetlenségi értéket előre meghatározott számú számlálási lépés lefolyásával definiáljuk és egy szimbólumjelnek egy kijelző ablakban (33), vagy 20 kijelző eszközben (35) megjelenésével jelezzük.

6. Az 1. vagy 5. igénypont szerinti mérési eljárás fonatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a kijelző eszközben (35) egy első szimbólum jelet alkalmazunk egy csekélyebb statisztikai megbízhatóság jelzésére, és lég- 25 alább egy további szimbólum jelet használunk a statisztikai megbízhatóság egy megnövelt fokának jelzésére.

7. Az 1. igénypont szerinti mérési eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a mérőjelet (U₂) 30 egyen irányítás és középértékképzés után kijelző és vezérlőjelként alkalmazzuk és a sávszélesség előre meghatározott vonatkozási értékeinek (101, 102) vagy a hisztcrézis tartománynak vezérlésére használjuk egy triggeráramkörben (21). 35

8. Az 1. igénypont szerinti mérési eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a vonatkozási értékek (101, 102) számára vonatkozási potenciál értékeként (100) az áramkör zérus potenciálját használjuk fel.

9. Berendezés az 1—8. igénypontok bármelyike sze- 4C rinti eljárás foganatosítására, amely előnyösen hordozható és közvetlen kijelzésű és mérőszervet, ahhoz csatlakozó jelerősítő és átalakító fokozatot, valamint kijelző készüléket tartalmaz, azzal jellemezve, hogy a mérőszerv (1) — például mérőkondenzátor (32) — egy ház 45 (31) homlokfelületén van elrendezve, továbbá számok vagy betűk leolvasására alkalmasan kialakított kijelző ablaka (33) van, valamint a készüléket bekapcsoló, egy kimenő értékre kiegyenlítő és a mért értéket, amely a keresztmetszet egyenetlenségre vonatkozik, láthatóvá 5 tevő nullázó- (36) és mérő billentyűi (37) vannak.

10. A 9. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a mérőszerv (1) — pl mérőkondenzátor (32) — a házban (31) elhelyezett villamos kapcsolási részekkel való összeköttetést biztosító dugaszoló

10 készülékkel van ellátva.

11. A 9. vagy 10. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a mérőszerv (1) — pl. mérőkondenzátor (32) — és a házon (31) elhelyezett dugaszoló rész közé iktatható hajlékony kábellel van

15 ellátva.

12. A 9. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a kijelző ablakban (33) az egyik rész az integrátorérték megbízhatóságát jelentő szimbólumot ábrázoló, míg a másik rész mint az integrátorérték (U₇) mért értékét kijelző (9) részként van kiképezve.

13. A 9. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy egyik nyomóbillentyűje nullázó billentyűként (36) és egy további nyomóbillentyűje mérőbillentyűként (37) van alkalmazva.

14. A 9. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a háznak (31) fedéllel (38) elzárható, az üzemi feszültséget szolgáltató telepet felvevő tere van.

15. A 9. vagy 12. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az egyenetlenséget kijelző érték kijelző eszköze (34) kapcsolatban van az előre megadott fokú statisztikus biztonságot adó jelet kiváltó további kijelző eszközzel (35).

16. A 9. vagy 15. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a további kijelző eszköz (35) több jel befogadására van kialakítva, amely jelek egy számlálási eredménykijelző (12) növekvő számú számlálási lépéseihez vannak rendelve, a kijelző eszközben (34) az egyenetlenség kijelzési értéke számára a statisztikai biztonság különböző fokainak jelzésére.

17. A 9. vagy 16. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a statisztikai biztonság különböző fokaihoz különböző szimbólumok vannek rendelve, amelyek a kijelző ablakban (33) vannak megjelenítve.