172429. lajstromszámú szabadalom • Berendezés fonalegyenletesség, folyamatos, komplex vizsgálatára
3 172429 4 hogy a fonalgyártási folyamatról fontos információt kaphatunk a fonal tömegeloszlásának spektrumanalízise révén. A spektrumanalizisnek körülbelül két dekádot átfogó frekvenciatartományra kell kiterjedni, mivel a periodikusan előforduló géphibák 1—2 cm-től 10-20 m-es fonalszakaszokra vonatkozhatnak. Az analizálandó frekvenciasáv ezért a 0,1—20 Hz közötti tartományt öleli fel. Az ismert spektrumanalizátorok egy csoportja mechanikus forgókapcsolórendszerek segítségével egymás után vizsgálta a csatornákra osztott frekvenciasáv csatornáinak állapotát. A szelektív elemeket a teljes vizsgálati idő során gerjesztett állapotban kellett tartani, továbbá az elektromechanikai rendszer bonyolult felépítése következtében hátrányosnak bizonyult. Laboratóriumi elemzésekhez ismert olyan spektrumanalizátor, amelynél az egyes spektrumösszetevóket egymás után megmérték, majd diagramban ábrázolták. Az igen alacsony frekvenciák következtében az ilyen mérések rendkívül hosszadalmasak voltak, elvégzésükhöz nagyon hosszú fonalra, vagy ugyanazon fonal többszöri átvezetésére volt szükség. Az ilyen spektrumanalizátorok üzemi vizsgálatokhoz nem alkalmasak. A gyártásközi mérés elvégzéséhez szükség van a vizsgált frekvenciasáv összes csatornájának közel egyidejű elemzésére, az automatikus és legalább szakaszosan folyamatos kijelzésére. Az alkalmazott fonalsebességek és a kapott spektrum függvényében sok esetben szükség van az egyes frekvencia résztartományokban különböző mintavételi időtartam megválasztására is. Ezt az ismert automatikus spektrumanalizátorok egyikében sem lehetett megvalósítani. Különböző vastagságú fonalak mérése esetében az ismert spektrumanalizátoroknál az egyes spektrumösszetevök nagyságát nemcsak azok relatív amplitúdója, hanem a fonalvastagság is befolyásolta. A mért adatok nagysága ezért még azonos spektrum esetében is fonalanként különböző volt, és ez a mérés kiértékelését nehezítette. Célunk a találmánnyal olyan egyetlen berendezés létrehozása a fonalegyenletesség komplex, folyamatos gyártásközi vizsgálatára, amely az összes említett mérés egyidejű elvégzésére alkalmas, és amelynek egyes mérőegységei önmagukban is fejle tebbek a hasonló feladatra külön-külön alkalmazott említett egyedi műszereknél. A találmány szerinti berendezés egy mérőkondenzátor kapacitásváltozását érzékelő, a környezeti viszonyoktól függetlenített, az időegység alatt a mérőkondenzátor fegyverzetei között áthaladó fonaltömeggel arányos analóg jelet létrehozó mérőegységet ennek kimenetével összekötött bemenetű spektrumanalizátort és szintén a mérőegység kimenetéről vezérelt, az analóg jel normalizált átlagos eltéréseit periodikus időintervallumokká transzformáló jelfeldolgozó egységet tartalmaz. A mérőegység a fonalat körülvevő mérőkondenzátoron kívül tartalmaz a mérőkondenzátorral teljesen azonos felépítésű és azonos körülmények között elhelyezett, de fonalat nem tartalmazó másik -kondenzátort is, ezen második kondenzátor nagyfrekvenciás oszcillátor frekvenciameghatározó áramkörébe van kapcsolva. A második kondenzátorhoz szabályozható reaktancia csatlakozik, és a nagyfrekvenciás oszcillátor, valamint egy stabil frekvenciájú oszcillátor között állandó frekvenciakülönbséget tartó egyenáramú AFC szabályozási hurok van felépítve, amely aluláteresztő szűrőt is tartalmaz. Az AFC hurok rövid periódusokra két helyen megszakad, amikoris a nagyfrekvenciás oszcillátor frekvenciameghatározó áramkörébe éppen a fonalat tartalmazó mérőkondenzátor kapcsolódik, az egyenáramú szabályozó feszültség pedig mérőkimenethez csatlakozik. Mivel a szabályozási hurok aluláteresztő szűrőjének kondenzátora a hurok megszakításának rövid idejére villamos állapotát nem tudja megváltoztatni, a hurok felépülésekor a viszonyok nem változnak. A mérőkimenet és a kondenzátor feszültségeinek különbsége pedig hűen reprezentálja a mérőkondenzátorban levő fonal által előidézett elhangolást. Az átkapcsolási tranziens jelenségek zavaró hatásának elkerülése céljából a mérőkimenet a tranziensek idejére reteszelve van. Látható, hogy a relatív mérés és az AFC következtében az oszcillátor frekvenciájának a hőmérsékletváltozás és a környezeti befolyások által előidézett változása nem hat a mért értékre, legfeljebb ekkor az aluláteresztő szűrő kondenzátorának feszültsége változik, hiszen a mért jelet csak a frekvenciaváltozás által előidézett szabályozófeszültségváltozás határozza meg. A találmány szerinti jelfeldolgozó egység által megvalósított mérési elv alapján a fonal tömegét jellemző folytonos jel alacsonyfrekvenciás komponense a tömeg átlagos értékének, magasfrekvenciás komponense pedig az átlagtól való pillanatnyi eltérésnek felel meg. Az alacsonyfrekvenciás komponens periodikusan indított fiűrészgenerátor feszültséglefutásának meredekségét befolyásolja, a nagyfrekvenciás komponens egyenirányítóit értéke első komparátor első bemenetéhez van kapcsolva. Ezen komparátor második bemente, valamint egy második komparátor első bemenete a fűrészfeszültséggel van vezérelve, a második komparátor második bemenetéhez pedig referencia feszültségforrás van kapcsolva. Belátható, hogy periódusonként a két komparátor egyidejűleg nyitott állapotaihoz tartozó időintervallum arányos a fonal lineáris egyenlőtlenségének a periódusra kiszámított értékével. A megoldás áramkörileg egyszerű, a jelfeldolgozás után relatív hibát növelő műveleteket nem alkalmaz, ezért pontossága az egyszerű felépítés ellenére is meghaladja a vázolt analóg megoldások pontosságát. A találmányt a továbbiakban példák kapcsán, a rajz alapján ismertetjük részletesebben, amelyen a találmány szerinti berendezés és egységei egy-egy példakénti kiviteli alakját tüntettük föl. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti berendeés tömbvázlata,a 2. ábra az 1. ábrán vázolt mérőegység tömbvázlata, a 2a. ábra a 2. ábra B és C pontjain levő impulzus jelalakok rajza, a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
