устройство для обнаружения шва ткани

Формула изобретения

Устройство для обнаружения шва ткани, содержащее чувствительный элемент, подключенный к входу преобразователя, и схему обработки информации, состоящую из двух измерительных каналов и канала задания, содержащих счетчики, регистр памяти, генератор тактовых импульсов, элементы НЕ, И-НЕ, отличающееся тем, что чувствительный элемент имеет три измерительных электрода, два из которых расположены на линии, перпендикулярной направлению движения ткани, и отделены от третьего заземленного электрода рабочими зазорами, образующими два замкнутых контура, преобразователь состоит из двух автогенераторов, а схема обработки информации дополнительно содержит два цифровых компаратора, одновибраторы, элементы 4И НЕ, ИЛИ НЕ, делители, причем выходы автогенераторов подключены соответственно к счетным входам счетчиков двух измерительных каналов, выход одного из автогенераторов подключен к счетному входу счетчика канала задания, выходы которого соединены с информационными входами параллельного кода регистра памяти, выходы которого связаны с входами одного из каналов сравнения двух цифровых компараторов, входы других каналов сравнения которых подключены к выходам счетчиков измерительных каналов соответственно, выходы сравнения цифровых компараторов соединены с входами запуска первого и второго одновибраторов соответственно, выход генератора тактовых импульсов через первый элемент НЕ подключен к первому входу первого элемента И НЕ и связан также с тактовым входом делителя на два, первый выход которого подключен к входам разрешения счета счетчиков измерительных каналов, к второму входу первого элемента И НЕ, к тактовому входу делителя импульсов, выход первого элемента И НЕ подключен к входам второго элемента И НЕ, выход сброса делителя импульсов соединен с прямым выходом третьего одновибратора, связанного со своим входом сброса, а выходы делителя импульсов подключены к входам третьего элемента И НЕ и к входам первого элемента 4И - НЕ, выходы которого соединены с входами первого элемента ИЛИ НЕ, первый вход второго элемента ИЛИ НЕ подключен к выходу первого элемента НЕ и к первому входу второго элемента 4И НЕ, второй вход второго элемента ИЛИ НЕ соединен с вторым выходом делителя на два, связанного со своим D входом, второй вход второго элемента 4И НЕ связан с тактовым входом делителя импульсов и первым входом третьего элемента ИЛИ НЕ, выход первого элемента ИЛИ НЕ подключен к третьему входу второго элемента 4И НЕ и через второй элемент НЕ к второму входу третьего элемента ИЛИ НЕ, выход которого подключен к входу разрешения счета счетчика канала задания, выход второго элемента 4И НЕ подключен к тактовому входу третьего одновибратора и через третий элемент НЕ к входу сброса регистра памяти, первый вход четвертого элемента ИЛИ НЕ связан с выходом первого элемента И НЕ, второй вход подключен к предпоследнему разряду делителя импульсов, а выход к входу сброса счетчика канала задания, инверсный выход третьего одновибратора связан со своим входом сброса и с тактовым входом регистра памяти, выходы первого и второго одновибраторов подключены к входам четвертого элемента И НЕ, D входы одновибраторов, четвертый вход второго элемента 4И НЕ, вход А счетчика канала задания, входы S и Р регистра памяти и вторые входы автогенераторов являются входами логической единицы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к текстильной промышленности и предназначено для обнаружения швов ткани в ткацком и отделочном производствах текстильных предприятий.

Известно устройство для обнаружения шва ткани, содержащее чувствительный элемент, подключенный ко входу преобразователя, и схему обработки информации, состоящую из двух измерительных каналов и канала задания, содержащих счетчики, регистр памяти, генератор тактовых импульсов, элементы НЕ, И-НЕ, (А.с. СССР N 1348421 МКИ D06C 13/02 от 1987 г.).

Недостатком известного устройства является зависимость его полезного сигнала от ряда параметров (артикул ткани, влажность, температура и др.), что вызывает необходимость ручной настройки при изменении любого из них. Указанный недостаток определяет ненадежность обнаружения шва ткани этим устройством.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности обнаружения шва ткани.

Для этого чувствительный элемент устройства имеет три измерительных электрода, преобразователь состоит из двух автогенераторов, а схема обработки информации дополнительно содержит два цифровых компаратора, одновибраторы, элементы 4И-НЕ, ИЛИ-НЕ, делители, причем выходы автогенераторов подключены к счетным входам CN счетчиков двух измерительных каналов, выход одного из автогенераторов подключен к счетному входу СР счетчика канала задания, выходы которого соединены с информационными входами параллельного кода регистра памяти, выходы которого связаны с входами одного из каналов сравнения двух цифровых компараторов, входы других каналов сравнения которых подключены к выходам счетчиков измерительных каналов соответственно, выходы сравнения цифровых компараторов соединены со входами запуска первого и второго одновибраторов соответственно, выход генератора тактовых импульсов через первый элемент НЕ подключен к первому входу первого элемента И-НЕ, выход генератора связан также с тактовым входом С делителя на два, первый выход которого подключен к входам разрешения счета СР счетчиков измерительных каналов, ко второму входу первого элемента И-НЕ, к тактовому входу С делителя импульсов, выход первого элемента И-НЕ подключен ко входам второго элемента И-НЕ, выход которого связан с входами сброса R счетчиков измерительных каналов, вход сброса R делителя импульсов соединен с прямым выходом третьего одновибратора, связанного со своим входом сброса R, а выходы делителя импульсов подключены ко входам третьего элемента И-НЕ и ко входам первого элемента 4И-НЕ, выходы которых соединены со входами первого элемента ИЛИ-НЕ, первый вход второго элемента ИЛИ-НЕ подключен к выходу первого элемента НЕ и к первому входу второго элемента 4И-НЕ, второй вход второго элемента ИЛИ-НЕ соединен со вторым выходом делителя на два, связанного со своим D-входом, второй выход второго элемента 4И-НЕ связан с тактовым входом С делителя импульсов и первым входом третьего элемента ИЛИ-НЕ, выход первого элемента ИЛИ-НЕ подключен к третьему входу второго элемента 4И-НЕ и через второй элемент НЕ ко второму входу третьего элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к входу разрешения счета CN счетчика канала задания, выход второго элемента 4И-НЕ подключен к тактовому входу С третьего одновибратора и через третий элемент НЕ подключен к входу сброса R регистра памяти, первый вход четвертого элемента ИЛИ-НЕ связан с выходом первого элемента И-НЕ, второй вход подключен к предпоследнему разряду делителя импульсов, а выход к входу сброса R счетчика канала задания, инверсный выход третьего одновибратора связан со своим входом сброса R и с тактовым входом С регистра памяти, выход первого и второго одновибраторов подключены ко входам четвертого элемента И-НЕ, D-входы одновибраторов, четвертый вход второго элемента 4И-НЕ, вход А счетчика канала задания, входы S и Р регистра памяти и вторые входы автогенераторов являются входами логической единицы.

На фиг. 1 показана конструкция чувствительного элемента; на фиг.2 принципиальная электрическая схема устройства; на фиг.3 тактовые диаграммы его работы.

Устройство содержит (фиг. 1) заземленный измерительный электрод 1, являющийся элементом технологической машины и два измерительных электрода 2 и 3, расположенные на линии, перпендикулярной направлению движения ткани, расстояние между электродами 2 и 3 определяется необходимостью уменьшения вероятности ложных срабатываний устройства и каждый из них отделен от электрода 1 рабочими зазорами 4, образующими два замкнутых контура, что определяет образование двух измерительных электрических емкостей С_x1 и C_x2 чувствительного элемента устройства.

Устройство включает также (фиг. 2) преобразователь, состоящий из двух автогенераторов DD1.1 и DD1.2 с подключением измерительных емкостей С_x1 и C_x2 к их входам соответственно, и схему обработки информации, содержащую счетчики измерительных каналов DD2.1, DD2.2, счетные входы CN которых соединены с выходами автогенераторов DD1.1, DD1.2, а входы разрешения счета СР подключены к прямому выходу делителя на два DD3.1, соединенному также с одним из входов элемента И-НЕ DD4.1, чей выход связан со входами элемента И-НЕ DD4.2, выход которого подключен к входам сброса R счетчиков DD2.1, DD2.2. Входы элемента И-НЕ DD4.3 соединены с выходом младшего разряда и выходом одного из старших разрядов делителя DD5, тактовый вход которого С подключен к прямому выходу делителя на два DD3.1, а вход сброса R соединен с прямым выходом одновибратора DD3.2, связанного со своим входом сброса R и инверсным выходом. Делитель на два DD3.1 тактовым входом С включен на выход генератора тактовых импульсов, образованного элементами DD6.1 DD6.3, выход генератора через элемент НЕ DD6.4 связан также с первым входом элемента И-НЕ DD4.1. Цифровые компараторы DD7, DD8 входами каналов сравнения А подключены к выходам счетчиков DD2.1, DD2.2 соответственно, а выходами сравнения А>В включены на входы запуска С одновибраторов DD9.1, DD9.2 соответственно, прямые выходы которых связаны со своими входами сброса R и инверсными выходами, а также подключены ко входам элемента И-НЕ DD4.4, выход которого является информационным выходом устройства. Элемент 4И-НЕ DD10.1 входами включен на выходы четырех из старших разрядов делителя DD5, а выходом посредством его соединения с одним из входов элемента ИЛИ-НЕ DD11.1, другой вход которого подключен к выходу элемента И-НЕ DD4.3, связан с третьим из входов элемента 4И-НЕ DD10.2, второй из входов которого соединен с выходом делителя DD3.1, четвертый имеет уровень логической единицы, а первый из входов подключен к первому входу элемента ИЛИ-НЕ DD11.2, соединенному также с выходом элемента НЕ DD6.4. Элемент ИЛИ-НЕ DD11.2 вторым входом включен на инверсный выход делителя на два DD3.1, объединенный со своим входом D, выход элемента ИЛИ-НЕ DD11.2 соединен со входами А>В и А=В цифровых компараторов DD7 и DD8. Первый из входов элемента ИЛИ-НЕ DD11.3 подключен к прямому выходу делителя на два DD3.1, второй его вход через инвертор DD6.5 связан с выходом элемента ИЛИ-НЕ DD11.1 и тpетьим из входов элемента 4И-НЕ DD10.2. Элемент ИЛИ-НЕ DD11.4 одним выходом подключен к выходу элемента И-НЕ DD4.1, другим входом соединен с выходом одного из старших разрядов делителя DD5, а его выход включен на вход сброса R счетчика канала задания DD12, счетный вход СР которого соединен с выходом одного из автогенераторов DD1.1, DD1.2, вход А имеет уровень логической единицы, вход разрешения счета CN подключен к выходу элемента ИЛИ-НЕ DD11.3. Выходы счетчика канала задания DD12 соединены со входами параллельного кода регистра памяти DD13, выходы которого связаны со входами каналов сравнения В цифровых компараторов DD7, DD8. Тактовый вход записи С регистра памяти DD13 подключен к инверсному выходу одновибратора DD3.2, вход сброса R через элемент НЕ DD6.6 связан с выходом элемента 4И-НЕ DD10.2, соединенный также с тактовым входом С одновибратора DD3.2. Входы S и Р регистра памяти DD13 и входы D одновибраторов DD3.2, DD9.1, DD9.2 имеют уровень логической единицы.

Устройство работает следующим образом.

Работа устройства синхронизируется импульсной последовательностью 1 (фиг. 3) с частотой f_такт., имеющей место в линии связи 1 (фиг.2) и задаваемой исходя из условия 1/f_такт.<0,5v_тmaxl, где V_тmax максимальная скорость транспортирования ткани; l размер рабочей зоны чувствительного элемента устройства. Управляющие импульсы 2 (фиг.2,3) с частотой f_ст1,2=0,5f_такт. поступают на входы разрешения счета СР счетчиков измерительных каналов DD2.1, DD2.2 и задают их измерительный интервал t_ст1,2, определяющий преобразование счетчиками DD2.1, DD2.2 частот импульсов с выходов автогенераторов DD1.1, DD1.2 в параллельные четырехразрядные коды N_x1 и N_x2 соответственно, которые поступают на входы каналов сравнения А цифровых компаратоpов DD7, DD8 соответственно. Импульсная последовательность 3 (фиг.2,3), поступающая с частотой повторения f_R1,2 на входы сброса R счетчиков DD2.1, DD2.2, определяет их обнуление импульсами длительностью t_R1,2 перед их измерительными интервалами и совместно с импульсной последовательностью 2 формирует цикл измерения счетчиков DD2.1, DD2.2. Последовательность импульсов 4 (фиг.2,3) с частотой их повторения f₍₌₌₎ подается на входы А>В и А=В цифровых компараторов DD7, DD8 и импульсами длительностью t₍₌₌₎ разрешает сравнение цифровыми компараторами параллельных кодов, имеющих место на их каналах сравнения А и В. Импульсные последовательности 5 и 6 (фиг.2,3) с частотами f_R3=f_ст3 и f_cт3= f_ст1,2/k поступают на входы сброса R и разрешения счета CN счетчика канала задания DD12 соответственно, и импульсами с длительностями t_R3 и t_ст3 соответственно, формируют цикл измерения счетчика DD12, в котором выходная частота одного из автогенераторов DD1.1, DD1.2 преобразуется в четырехразрядный параллельный код задания N_x0, причем t_cт3=t_ст1,2, а k10⁴ коэффициент прореживания частоты опроса счетчиков измерительных каналов. Управляющие импульсы 7 и 8 (фиг.2,3) с частотами их повторения f_R4=f_ст3 и f_зап.=f_ст3 подаются на вход сброса R и на тактовый вход записи С регистра памяти DD13 соответственно, и определяют загрузку в него обновляемого кода задания N_x0 с выходов счетчика канала задания DD12.

Так как выходные частоты автогенераторов DD1.1, DD1.2 определяются величинами измерительных электрических емкостей С_x1, C_x2 чувствительного элемента устройства, то есть функционально связаны как с медленно изменяющимися во времени неинформативными для устройства параметрами (артикул ткани, влажность, температура и др.), так и с быстро изменяющимся информативным параметром (прохождение шва ткани), то канал задания, включающий счетчик канала задания DD12 и регистр хранения DD13, формирует и поддерживает на входах каналов сравнения В цифровых компараторов DD7, DD8 параллельный четырехразрядный код задания N_x0, отображающий неинформативные параметры (артикул ткани, влажность, температура и др.) и обновляемый в зависимости от выбора коэффициента k делителя DD5 через 10 сек 5 мин. Счетчики измерительных каналов DD2.1, DD2.2 ввиду высокой частоты их опроса f_ст1,2 преобразуют частоты автогенераторов DD1.1, DD1.2 в параллельные четырехразрядные коды N_x1 и N_x2, отображающие как неинформативные параметры (артикул ткани, влажность, температура и др. ), так и информативный параметр (прохождение шва ткани) и подаваемые на входы каналов сравнения А цифровых компараторов DD7, DD8 соответственно.

Прохождение шва ткани вызывает приращение емкостей С_x1 и С_x2 на величины C_x1, C_x2 или одновременно или с временной задержкой, обусловленной перекосом шва, следовательно, вызывает приращения частот автогенераторов DD1.1, DD1.2 f_x1, f_x2, т.е. обуславливает приращения четырехразрядных параллельных кодов N_x1, N_x2 соответственно, поступающих с выходов счетчиков измерительных каналов DD2.1, DD2.2 на входы каналов сравнения А цифровых компараторов DD7, DD8, на входах каналов сравнения В которых присутствует четырехразрядный параллельный код задания N_x0, отображающий влияние только неинформативных параметров, так как вероятность прохождения шва ткани во время измерительного интервала t_cт3 (фиг.3) счетчика канала задания DD12 низка. Таким образом при прохождении шва ткани коды N_x1, N_x2 на входах каналов сравнения А цифровых компараторов DD7, DD8 превысят значение кода N_x0 на входах каналов сравнения В на величины N_x1, N_x1, N_x2 N_x2 соответственно, одновременно или с временной задержкой, обусловленной перекосом шва, и на выходах сравнения А>B цифровых компараторов DD7, DD8 на временном интервале разрешения сравнения t₍₌₌₎ (фиг.3, фиг.2 - 4) возникают импульсы положительной полярности или одновременно, или с временной задержкой, обусловленной перекосом шва. Фронтами этих импульсов, поступающих на тактовые входы С одновибраторов DD9.1, DD9.2, одновибраторы DD9.1, DD9.2 запускаются, а поскольку длительности выходных импульсов одновибраторов DD9.1, DD9.2 равны временной задержке, вызываемой перекосом шва, влияние перекоса шва на формирование полезного сигнала устройством также устраняется. При совпадении положительных импульсов с выходов одновибраторов DD9.1, DD9.2 на входах элемента И-НЕ DD4.4, выход последнего вырабатывает импульс отрицательной полярности, который является выходным сигналом устройства, отображающим прохождение шва ткани.

Изобретение позволяет повысить надежность обнаружения шва ткани.