NO155049B - Apparat for detektering av et kontinuerlig traadformet materiale. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et apparat for detektering av trådformet materiale, slik som angitt i ingressen av etterfølgende patentkrav 1.

Den kjente teknikk inneholder tallrike eksempler på detektering av et filament eller en tråd ettersom denne fremfør-es. Mange av disse kjente anordninger anvender en lyskilde og reflektert lys fra tråden for å aktivere en lysav-føler og tilveiebringe et tråd-nærværsignal.

En slik kjent anordning fremgår av US-patent 4.010.908 som viser en føring for et filament eller en tråd, og et fiber-optisk system for å tilføre lys til føringen og for å motta lys reflektert fra tråden. Andre eksempler på anvend-else av reflekterte lys til å avføle nærværet av tråden er vist i de britiske patenter 1.124.590 og 779.548 i til-legg til det nevnte US-patent 4.010.908.

Imidlertid må ifølge nevnte patenter filamentdeteksjons-arealet bades i lys eller man må tvinge filamentet inn i deteksjonsområdet enten ved å utsette systemet for et lavt signal/støyforhold i det ene tilfellet eller utsette sel-

ve filamentet for sliping i det andre tilfellet. I til-legg krever disse kjente anordninger en mer kraftig lys-kilde enn fast-stoff-lyskilden som anvendes ifølge oppfinnelsen.

Den foreliggende oppfinnelse er kjennetegnet ved at av-føleren er anordnet med et snevert fokalområde på innsid-

en av åpningen for avføling av reflektert lys fra tråden under trådens bevegelse i tverr-retningen bare i det nevnte fokalområde ved den ytre grense for den nevnte begrensede tverrbevegelse, mens avføleren er hovedsakelig uføl-som for det lys som reflekteres fra tråden utenfor fokalområde t.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer to betydelige fordeler.

Ved å tilveiebringe en avføler med et smalt fokal- eller fokuseringsområde på innsiden av føringen nærmest avføl-eren, frembringes et signal kun når filamentet beveger seg inn i fokuseringsområdet, hvilket bevirker at en reflektert lys-signalpuls genereres av lysdetektoren. Dette tilveiebringer et effektivt middel til å redusere det totale antallet av pulser som frembringes av avføleren ettersom fokuseringsområdet kun er en liten del av det totale arealet innenfor føringen. Det mindre antallet av signaler som frembringes innebærer den fordel at det blir et større signal/støyforhold, ettersom det gjennomsnitt-lige signalnivået relativt pulsen er mindre.

Ved å anvende kun et lite fokal- eller fokuseringsområde kan dessuten en mindre lys-kilde tilveiebringes i motset-ning til den kjente teknikk hvor en stor lys-kilde, slik som en glødelampe, trengtes for å bade et fullstendig område i lys. I dette tilfellet, fordi kun et lite fokuseringsområde anvendes, kan en fast stoff-lyskilde anvendes, slik som en LED (lysemitterende diode). Dette reduserer energikravene for enheten og hjelper ytterlig-ere til å øke signal/støyforholdet.

Føringen som er vist i den foretrukne utførelsesform,

er ikke essensiell for utførelse av oppfinnelsen. Den anvendes i den foretrukne utføreIsesform for å montere avføleren. Enhver annen hensiktsmessig montering kan anvendes til å montere avføleren i nærheten av trådens bane.

Styrings- eller føringsmiddelet som er vist ved den foretrukne utførelsesform tilveiebringer to funksjoner for å oppnå resultatene ifølge oppfinnelsen. Det tjener som en monteringsinnretning for avføleren, og kan også be-grense bevegelsen av tråden eller fiberet i en retning som er stort sett på tvers av dens primære bevegelsesretning. Tråden eller fiberet beveger seg da langs sin primære bevegelsesretning langs sin lengde, beveger seg også i en retning stort sett på tvers av sin lengde, og inn og ut

av fokuseringsområdet for avføleren.

Hvor tverrbevegelsen av tråden eller filamentet begrenses av prosessens natur, kan f.eks. avføleren plasseres på

en hvilken som helst hensiktsmessig monteringsinnretning slik at fokus for avføleren befinner seg innenfor banen for tverrbevegelsen av tråden eller filamentet og stort sett i en region ved den ytre grensen for nevnte begrensede tverrbevegelse.

Føringsmidlene kan være endeterminalene av oppviklings-og tilførselstromlene eller kan være føringer som er an-bragt i romlikehet fra avføleren, slik som ruller eller pinner for å endre retningen av tråden eller filamentet, eller kan være elektrostatiske eller pneumatiske førings-midler. Uansett hvilke midler som anvendes for føringen, vil imidlertid filamentet eller tråden, ettersom det beveger seg langs hovedbevegelsesretningen også, og i det minste tilfeldig og intermittent, passere gjennom fokus for avføleren. Det er ikke nødvendig for praktisering-en av den foreliggende oppfinnelse at tråden eller filamentet er kontinuerlig innenfor nevnte fokus så lenge som den eller det tilfeldig passerer gjennom fokus for avføleren med en intermittent frekvens som er høy nok til å sikre en reaksjon i rett tid i tilfellet av et brudd.

Oppfinnelsen tillater den optiske avføleren å bli plassert således at dens fokus avskjæres av det trådformede materialet ettersom det beveger seg langs sin primære retning og på tvers av nevnte primære retning. Ved an-vendelse av en optisk avføler, plassert utenfor grensen for nevnte tverrbevegelse, men med fokus for den optiske avføleren innenfor området av tverrbevegelsen, tilveiebringer den tilfeldige og intermittente bevegelsen av materialet inn og ut av fokuseringsområdet et signal. Dette signal indikerer nærværet av tråden uten den ytter-ligere energi som kreves for å bade området for tverrbevegelsen i lys eller behovet for å styre lyset over tråden eller for å danne kontakt med tråden eller å utsette materialet for elektriske felt.

Fig. 1 viser et utspilt riss av føringen som angir måten ved hvilken avfølerenheten kan innføres i føringen. Fig. 2 viser et bunnriss av føringen fullt sammenstillet langs linjen 2-2 i fig. 1. Fig. 3 viser et delvis sideriss av føringen fullt sammenstillet langs betraktningslinjen 3-3 i fig. 1. Fig. 4 er et blokkdiagram av et styreorgan som kan anvendes med denne oppfinnelsen. Fig. 5 er et skjema over måten ved hvilken et flertall lysavfølere kan kobles. Fig. 6 er et skjema av et spesielt styreorgan som kan anvendes med den foreliggende oppfinnelse.

Et føringslegeme er vist generelt i et utspilt riss i fig. 1. Et styrings- eller føringsmiddel 1 har et for-dypet parti eller spor 3 til å motta en avføler 5. Sporet 3 er formet til å motta avføleren som har en smal ende ved henvisningstallet 7 og gradvis utvider seg, idet den har en bredere ende angitt med henvisningstallet 9. Av-føleroperasjonsenhetene, innbefattende lysemitterende diode 11 og detektor 13 for reflektert lys er plassert ved den smale enden, som har et fokus og maksimalt følsomhetsområde, et fokalområde 15 forskjø-vet noe fra nevnte smale ende 7. Klemmeparene 21 og 2 3 er koblet henholdsvis til lyskilden og avføleren for reflektert lys for å sende energi til lyskilden 17 og for å motta signaler fra lysdetektoren 13. Lysavføler-legemet 5 innføres i sporet 3 i retningen av pilen 25,

og kan holdes på plass ved hjelp av en hvilken som helst

hensiktsmessig montering, f.eks. ved hjelp av en skrue eller annen tilsvarende anordning.

De divergerende vegger 5 av avfølerlegemet opptas av tilsvarende divergerende vegger 27 i sporet anordnet til å oppta og innpasse avfølerlegemet.

Føringsmiddelet 1 har en åpning 29 gjennom hvilken et trådformet eller trådmateriale 31 passerer. Filamentet beveger seg i en primær retning 31 langs åpningens 29 akse, og kan også bevege seg i en hvilken som henst tverr-retning angitt ved pilene 33. Fokus 15 for lysavføleren er vist å ligge stort sett på den indre overflaten av før-ingsåpningen 29. Fig. 2 viser et bunnriss av den sammenstilte førings-enheten langs betraktningslinjen 2-2 i fig. 1. Avføl-erenheten 5 er vist med lyskilden 11 og reflektert lys-avføleren 13 rettet mot innerflaten av føringsåpningen 29 og med dens fokuseringsområde i alt vesentlig ved innerflaten av føringsåpningen 29. Fig. 3 viser et delvis sideriss av avføleren langs betraktningslinjen 3-3 i fig. 1, med føringen fullstendig sammenstillet. Fokuseringsområdet 15 er vist i alt vesentlig å ligge ved innerflaten av føringsåpningen 29. Det trådformede materialet 35 beveger seg på tvers av sin hovedbevegelsesretning vist ved hjelp av pilene 33, skjærer lyskilden i fokuseringsområdet 15 og sender reflektert lys til lysdetektoren 13 som så genererer et passende signal.

En hensiktsmessig styring for detektering av signalet og styring av prosessen er vist i fig. 4. Styreorganet er vist å ha en inngang 23' for mottagelse av pulssignalet fra reflektert lysdetektoren 13. En klokke 37 tilveiebringer et inngangssignal til styreorganet. Styreorganet sender et utgangssignal som indikerer at tråden ikke er - tilstede med mindre et signal mottas på klemmeparet 23' innenfor en forutbestemt tidsvarighet svarende til klokken 3 7.

Adskillige velkjente anordninger kan anvendes. F.eks. kan styreorganet innbefatte en teller som ved hjelp av et signal på klemmen 23' tilbakestilles til en forutbestemt telling., og som så telles til null av klokken 37 for å frembringe et utgangssignal på linjen 39 med mindre null-stilling inntreffer innenfor nevnte tidsbestemte inter-vall ved et nytt signal som fremtrer på linjen 23'.

Fig. 6 viser et spesielt styreorgan som kan anvendes med den foreliggende oppfinnelse. Enheten innenfor de stiplede linjer er den optiske avføleren som består av nevnte LED (lysemitterende diode) og avføleren for reflektert lys. En 82 ohm mostand er vist i serie med krafttilfør-selen for å tilnærme en 40 mA konstant strømkilde til nevnte LED. Refleksjon av lys fra tråden bevirker et signal til å bli generert i avføleren og en pulsinnmat-ning til transistoren Qi, hvilket innkobler Q-^ og utlad-er kondensatoren C. Ved fraværet av et signal fra avføl-eren, vil kondensatoren C bli ladet, ettersom transistoren Q-^ er i sin utkoblede tilstand. Etter en tidspe-riode regulert av ladningstidskonstanten RC, når kondensatoren C terskelspenningen for Schmitt Trigger kretsen som kobler sin utgang fra et trådnærværsignal til et trådfråvær signal.

En hensiktsmessig avføler som kan anvendes med denne anordning fremstilles kommersielt under navnet Optron OPB-125A.

Fig. 5 viser måten ved hvilken den foreliggende oppfinnelse kan anvendes, med et flertall detektorer og et flertall av LED lyskilder koblet i serie gjennom en konstant strømkilde. Som vist, tilveiebringes strømkilden 41 innenfor de stiplede linjer. Utgangen 43 er koblet til et an-tall av lysemitterende dioder i serie, vist innenfor klam-meret 45 og forbundet mellom klemmene 43 og 47. Den konstante strømkilden som er koblet til nevnte lysemitterende dioder i serie, med hver LED som en lyskilde 17 innenfor en avføler 5, tilveiebringer stort sett lik lysutmatning fra alle lysavfølerne og opprettholdelsen av en stort sett jevn reaksjon fra flertallet av føringer.

Den konstante strømkilden 41 er vist som eksempel og skal ikke anses å være begrensende for oppfinnelsen ettersom hvilken som helst konstant strømkilde kan anvendes. Under drift justeres den 35 til 50 ohm variable motstanden til å gi 40 mA under kortslutningsbetingelser, slik at 12 lysemitterende dioder kan mates i serie med en strøm av 40 mA og fra en 24-volt likespenningstilførsel. Forsterk-eren er en kommersiell enhet under betegnelsen CA-3085A.

Claims (3)

1. Apparat for detektering av minst en tråd, innbefat-tande en anordning (1) ved en åpning (29) som tråden går igjennom, idet åpningen er vesentlig større enn trådens tykkelse og tjener til styring av tråden i en primær bevegelsesretning, samt en optisk avføler (5) med en lys-kilde (11) og en lysdetektor (13) for avføling av lys fra lyskilden, hvilket reflekteres fra tråden, idet an-ordningen begrenser trådens bevegelse i tverr-retningen av den primære bevegelsesretning, karakterisert ved at avføleren er anordnet med et snevert fokalområde (15) på innsiden av åpningen for avføl-ing av reflektert lys fra tråden under trådens bevegelse i tverr-retningen bare i det nevnte fokalområde ved den ytre grense for den nevnte begrensede tverrbevegelse, mans avføleren er hovedsakelig ufølsom for det lys som reflekteres fra tråden utenfor fokalområdet.

2. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved avføleren (5) innbefatter et element med en smalere ende (7) og en bredere ende (9), idet anord-ningen (1) for styring av tråden har en uttagning (3) med et smalere parti ved innsiden av åpningen (29) og et bredere parti som er forskutt fra innsiden av åpningen for å oppta elementet.

3. Apparat som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at apparatet inngår som et blant flere lignende apparater med hver sin avføler for detektering av en flerhet av tråder, idet avfølernes lyskilder (45) er koblet i serie med hverandre og er tilsluttet en konstant strømkilde for avgivelse av hovedsakelig likt lys fra samt-lige lyskilder.