Устройство для измерения геометрических параметров движущихся лесоматериалов

.801 р 0 01 В 11/1 ИЗОБРЕТЕН И ОМУ СВИДЕТ ТВ ВТ иных зон,вховыиг.и иб ер ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССР,М 796656, кл. 0 01 В 11/04, 1979,2. Авторское свидетельство СССР ;М 221312, кл. 0.01 В 11/08, 1978(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ .ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖУЩИХСЯ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ, содержащее источник света, объектив, оптически свя-.занный с ним фотоэлектрический пре"образователь, усилитель, подключен-;ный к выходу фотоэлектрическогопреобразователя, Формирователь кадра, связанный с первым из его выходов Формирователь импульса началакадра, тактовый генератор, два счетчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что,.с целью повышения точности измерений и расширения Функциональныхвозможностей устройства, оно снабжено Формирователем временных зон,компаратором, триггерами огибающейвидеосигнала, наличия бревна, длины,бревна, ключами импульсов заполнения, огибающей видеосигнала, запрета, сброса, импульсов длины, тремятрехвходовыми элементами И, импульсным датчиком перемещения, счетчикомдлины бревна, блоком регистрацииданных о длине и минимальном диаметре бревна, формирователь временных.зон четырьмя управляющими входаэясоединен с соответствующими выходами формирователя кадра, Формирователь импульса начала кадра соединенвыходом с сннхровходами Формирователя временных зон и триггера дл бревна, Формирователь временны первым выходом связан с вторым дом третьего элемента И, вторымс первым входом первого элемента И, третьим - с вторым входом второго элемента И и первым входом ключа огибающей видеосигнала, четвертым - с первым входом ключа сброса, установочным входом триггера наличия бревна и управляющим входом записи второго счетчика, усилитель через компаратор соединен с установочным входом триггера огибающей. видеосигнала, выход тактового. генератора соедйнен с входом Фотоэлектрического преобразователя, входом формирователя кадров, синхровходом триггера огибающей видеосигнала и вторым входом ключа импульсов заполнения, первый вход которого соединен с ходом триггера огибающей видеос нала и вторым входом ключа ог ающей видеосигнала, выходс п вым входами второго и третьего элементов И и первым входом ключа эапре-та, второй вход которого соединенс третьим входом третьего элемента ФфИ и выходом обратного переноса вто фрого счетчика, выход - с,вычитающим уввходом второго счетчика, выход триг- фе.гера наличия бревна соединен с вто- Дварым. входом первого элемента И и ус- фргановочным входом триггера длиныбревна, выход которого подключен ктретьим входам первого и второгоэлементов И, второму входу ключа .сброса, второму входу счетчика длины бревна и.первому входу ключаимпульсов длины, второй вход которого связан с выходом импульсногодатчика перемещения, выход - с первым входом счетчика длины бревна,выход ключа огибающей видеосигнала1060943 ны соответственно с управляющимвходом записи блока регистрации дан-.ных о длине и минимальном диаметребревна, суммирующим входом первогосчетчика, вычитающим входом первогосчетика, выход ключа сброса соединен с входом сброса первого счетчика, выход первого счетчика связанс входом записи второго счетчика ипервым входом записи блока регист 10 15 управляющими входами соединен с соответствующими выходами формирователя кадра, формирователь импульсаначала кадра соединен выходом ссинхровходами формирователя временных зон и триггера длины бревна,формирователь временных зон первымвыходом связан с вторым входомтретьего элемента И, вторым - с первым входом первого элемента И,третьим - с вторым входом второго З 0 элемента И и первым входом ключаогибающей видеосигнала, четвертымс первым входом ключа сброса, установочным входом триггера наличиябревна и управляющим входбм записи 35 второго счетчика, усилитель черезкомпаратор соединен с установочнымвходом триггера огибающей видеосигнала, выход тактового генераторасоединен с входом фотоэлектрическо го преобразователя, входом формирователя кадров, синхровходом триггера огибающей видеосигнала и вторымвходом ключа импульсов заполнения,первый вход которого соединен с вы-45 ходом триггера огибающей видеосигнала, выход - с первыми входамивторого и третьего элементов И ипервым входом ключа запрета, второйвход которого соединен с третьим Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения геометрических размеров движущихся лесоматериалов, в частности длины и ширины бревен,Известно устройство для измерения ширины протяженных объектов,содержащее объектив, Фотоэлектрический преобразователь, тактовыйгенератор, счетчик, блок индикации 1 3.Недостатком устройства являетсяневозможность измерения минимального диаметра и длины перемещаемыхобъектов.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения геометрических параметров движущихся лесоматериалов, содержащееисточник света, объектив, оптически связанныйс ним фотоэлектрический преобразователь, усилитель,подключенный к выходу фотоэлектрического преобразователя, формирователь кадра, связанный с первымиз его выходов формирователь импульса начала кадра, тактовый генератор, два счетчика 2,Недостатком устройства являетсяневозможность измерения с его помощью минимального диаметра бревна,находящегося., как правило, в вершинной части бревна, Кроме того,для измерений должен выбиратьсяучасток с отсутствием наплывов, му-.товок и т.п чего нельзя добитьсяс помощью известного устройства,Устройство не позволяет также проводить одновременно измерение длины движущегося материала. Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение функ. циональных воэможностей устройства.Поставленная цель достигается тем,что устройство для измерения геометрических параметров движущихся лесоматериалов, содержащее источник света, объектив, оптически свярации данных о длине и минимальном.диаметре бревна, выход счетчикадлины соединен с вторымвходомзаписи блока регистрации данных одлине и минимальном диаметре бревна, первый и второй счетчики выполнены реверсивными, а импульсныйдатчик перемещения кинематическисвязан с перемещаемым объектом измерения.занный с ним фотоэлектрический преобразователь, усилитель, подключенный к выходу фотоэлектрическогопреобразователя, формирователь кадра, связанный с первым из его выхо-дов формирователь импульса начала кадра, тактовый генератор, двасчетчика, снабжено формирователемвременных эон, компаратором, триггерами огибающей видеосигнала, наличия бревна, длины бревна, ключамиимпульсов заполнения, огибающейвидеосигнала, запрета, сброса, импульсов длины, тремя трехвходовымиэлементами И, импульсным датчикомперемещения, счетчиком длины бревна,блоком регистрации данных о длинеи минимальном диаметре бревна, формирователь временных зон четырьмявходом третьего элемента И и выходом обратного переноса второго счетчика, выход - с вычитающим входом второго счетчика, выход триггера наличия бревна соединен с вторым входом первого элемента И и установочным входом .триггера длины бревна,выход которого подключен к третьим входам первого и второго, элементов И, второму входу ключа сброса, второму входу счетчика длины бревна и первому входу ключа импульсов длины, второй вход которого связан с выходом импульсного датчика перемещения, выход . - с первым входом счетчика длины бревна, выход ключа огибающей видеосигнала соединен с синхровходом триггера наличия бревна, выходы первого, второго, третьего элементов И соединены соответственно с управляющим входом записи блока регистрации данных о длине и минимальном диаметре бревна, суммирующим входом первого счетчика, вычитающим входом. первого счетчика, выход ключа сброса соединен с входом сброса первого счетчика, выход первого счетчика связан с входом записи второго счетчика и первымвходом записи блока, регистрации данных о длине и минимальном. диаметре бревна, выход счетчика длины соединен с вторым входом записи блока регистрации данных о длине и минимальном диаметре бревна, первый и второй счетчики выполнены реверсивными, а импульсный датчик перемещения кинематически связан с перемещаемым обаектом измерения.На чертеже представлен блок-схема устройства для измерения геометрических параметров движущихся лесоматериалов.1Устройство содержит источник 1света, обьектив 2, тактовый генератор 3, формирователь 4 кадра, формирователь 5 импульса начала кадра,выполненный, например, на одновибра торе, фотоэлектрический преобразователь б, содержащий, например, линейку фоточувствительных элементов, затвор, регистр, усилитель 7, первый счетчик 8 импульсов, выполненный реверсивным, второй счетчик 9 импульсов, выполненный реверсивным, компаратор 10, формирователь 11временных зон, который содержит Формирователи 12 записи, 13 счета, 14 контроля, 15 вычитания, выполненные, например,на ц -триггерах, ключ 16 импульсов заполнения, ключ 17, триггер 18 огибающей видеосигнала, триггер 19 наличия бревна, триггер 20 длины бревна, первый 21, второй 22, третий 23 элементы И, ключ 24 запрета, ключ 25 сброса, импульсный датчик 26 перемещения, ключ 27 им пульсов длины, счетчик 28 длины.бревна, блок 29 регистрации данныхо длине и минимальном диаметребревна, содержащий, например, дварегистра и индикаторы, которые.отображают результаты измерений.Контролируется бревно 30, перемещаемое транспортером 31, Оптическаяось измерителя перпендикулярна осибревна 30.Источник 1 света устанавливается,например, с одной стороны .транспортера 31, а Фотоэлектрическийпреобразователь б с другой сторонытаким образом, что свет от источни ка 1 света попадает через обьектив2 на линейку фоточувствительныхэлементов фотоэлектрического преобразователя 6. Бревно 30, двигаясьпо транспортеру 1, закрывает частьисточника 1 света и создает на отдельном участке линейки Фоточувствительных элементов фотоэлектрического преобразователя б тень. Источник 1 света и линейка фоточувствительных элементов фотоэлектрического преобразователя 6 установлены водной плоскости, например, вертикально. Эта плоскость называетсязоной измерения устройства. Импульсный датчик 26 перемещения кинематически связан с транспортером 31.Все ключи 16, 17, 24, 25 и 27 выполнены, например, на элементах И,триггеры 18, 19 и 20 - на Р -триггерах, формирователь 4 кадра выполнен, например, на счетчике. 40 45 50 55 60 65 Работа устройства осуществляет-. ся в циклическом режиме следующим образом.Тактовый генератор 3 и формирователь 4 кадра определяют длительность цикла, т,е, период кадра.Весь период кадра разбивается на четыре временные эоны. Длительность временных зон и их последовательность строго постоянная и зависит от состояния формирователя 4 кадра. Это состояние определяется тактовым генератором 3, который, в свою очередь, управляет работой Фотоэлектрического преобразователя б, Таким ,образом, режимы работы фотоэлектрического преобразователя и формирователя 11 временных зон строго совпадают по времени.В течение времени зоны записи, вырабатываемого формирователем 12, по команде тактового генератора 3 производится запись информации с линейки фотоЧувствительных элементов в регистр фотоэлектрическогЬ преоб разователя б, В течение зоны, счета и зоны контроля формирователей 13 и 14 производится вывод импульсных сигналов с регистра фотоэлектрического преобразователя 6 и засветка линейки его фоточувствительныхэлементов.В течение зоны вычитания продолжается засветка линейки фоточувствительных элементов. Работа Формирователей временных эон происходит следующим образом. В начале кадра формирователь 4 кадра обнулен.формирователь 5. формирует импульс начала кадра, по которому Э -триггер Формирователя 12 эоны записи устанавливается в единичное состояние. Когда счетчик формирователя 4 сосчитает определенное количество импульсов, на Р-вход формирователя 12 поступает сигнал, который сбрасывает формирователь зоны записи. По заднему Фронту сигнала формирователя 12 эоны записи устанавливается в единицу Формирователь 13 зоны счета. Через определенное количество импульсов формирователь сбрасывается по к -входу сигналом счетчи ка формирователя 4. Работа формирователей эоны контроля 14 и. вычитания 15 производится аналогичнымобразом. Если н зоне измерения устройства отсутствует бревно 30, тоЭ-триггер 18 огибающей видеосигнала закрывает ключ 17 огибающей видеосигнала, так как уровеньамплитуды видеосигнала, поступающего на.Д-вход 1)-триггера 18 огибающей нидеосигнала с выхода компаратора 10 во времяэоны счета высокий 9 -триггер 19 наличия бревна сбрасываетсяпо Р -входу сигналом формирователя12 зоны записи. В течение зоны счета он не изменяет свое состояние,так как ключ 17 огибающей,видеосйгнала закрыт. О -триггер 20,длиныбренна переписывает состояние Э-триггера 19 наличия бревна по сигналуформирователя 5, Таким образом, навыходе 2 -триггера 20 длины бревнав случае отсутствия бревна в зонеизмерения присутствует высокий уровень сигнала, разрешающий прохождение импульсов формиронателя 12 эонызаписи через. ключ 25 сброса на входсброса первого счетчика 8. Второйсчетчик 9 импульсон переписываетсостояние первого счетчика 8 импульсов по сигналу формирователя 12зоны записи, поступающему на управляющий вход записи второго счетчика 9 импульсовТаким образом, счетчики 8 и 9 импульсон- находятся внулевом состоянии. Бревно 30 перемещается транспортером 31 и попадает в зону измерения устройства.Изображение контролируемого бренна 30 проецируется с помощью объектина 2 на поверхности линейки с Фозочувствительными элементами фотоэлектрического преобразователя 6,По команде тактового генератора 3информация с линейки с Фоточувстви-тельными элементами переписываетсяв регистр Фотоэлектрического преобразователя 6 и выводится в видеимпульсных сигналов. Эти сигналыусиливаются усилителем 7. Амплитудаимпульсов зависит от величины освещенности фоточувствительных элемен 1 О тон Фотоэлектрического преобразователя 6. Импульсы, амплитуды которыхпревышают определенный уровень, про.ходят.на выход компаратора 10.3-триггер 18 огибающей видеосигна 15 ла открывает ключ 16 импульсов заполнения, если на его Р-вход поступает низкий. уровень видеосигнала.Импульсы заполнения проходят с выхода тактового генератора 3 через .2 О ключ 16 импульсов заполнения навходы Элементов 22 и 23 И и ключа24, Во время первого кадра послевхождения бревна в зону измеренияэлемент 22 И открыт сигналом П-триг 25 гера 20 длины бревна. Он хранитсостояние в предыдущем кадре, когдав зоне измерения не было бревна 30.Ключ 24 запрета, элемент 23 И закрыты низким уровнем сигнала с Р-выхода второго счетчика 9 импульсов,так как он в нулевом состоянии. Втечение зоны счета импульсы заполнения проходят через элемент 22 Ии.сосчитынаются первым счетчиком 8импульсов в режиме сложения. В начале второго кадра после вхождениябревна в зону измерения устройстваЯ-триггер 20 длины бревна по команде формирователя 5 записывает состояние Э-триггера 19 наличия бревнаи запирает элемент 22 И, ключ 25сброса и открывает ключ 27 импульсовдлины,По сигналу формирователя 12 зоны записи, поступающему на управ 45 ляющий вход записи, второй счетчик9 импульсов переписывает состояниепервого счетчика 8 импульсов.В течение эоны счета импульсызаполнения проходят аналогичным образом на вход ключа 24 запрета исчитаются вторым счетчиком 9 в режиме вычитания. Если второй измеренный диаметр будет больше, то второйсчетчик 9 импульсов обнулится и55 закроет ключ 24 запрета и элемент23 И, Если второй диаметр будетменьше предыдущего, то по окончаниизоны измерения во втором счетчике9 останется разность в измеренных60 диаметрах. Эта разность сосчитывается счетчиками 8 и 9 импульсов в режиме вычитания импульсами, поступающими через элемент 23 И и ключ 24запрета в течение зоны вычитания.65 После того, как второй счетчик 91060943 ИИПИ Заказ 10024 41 Тираж 602 Подписи лиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул.Проектная,4,импульсов обнулится он закрывает ключ 24 запрета и элемент 23 И сигналом с -Р-выхода. В результате в первом счетчике 8 импульсов хранится меньший диаметр.начиная со второго к,дра после 5 вхождения бревна в зону измерения устройства процесс записи во второй счетчик 9 импульсЬв,. вычитания из него и вычитания из первого счетчика 8 импульсов повторяется до тех пор, пока бревно не уйдет из зоны измерения устройства измерения.Во время первого кадра после ухода бревна .из зоны измеренияЭ-триггер 19 наличия бревна не бу дет установлен в "1", так как ключ 17 огибающей видеосигнала в течение эоны счета будет закрыт 9 -триггером 18 огибающей видеосигнала, а 9-триггер 20 длины бревна уетановлен в ф 1". Во время зоны контроля происходит .запись оостояния первого счетчика 8 импульсов и счетчика 28 длины бревна, который во время приоутствия бревна в зоне измерения устройства считает импульсы датчика 26, в блок 29 регистрации данных о длине и минимальном диаметре бревна по сигналу элемента 21 И.Во время второго кадра Э -триггер 20 длины бревна переписывает состояние "0" Р-триггера 19, разрешая тем самым сброс счетчиков 8, 9 и 28, Устройство готово для очередного замера. Блок 29 хранит информацию о длине и минимальном диаметре бревна 30 до тех пор, пока в него не будет произведена запись информации об очередном бревне.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет производить измерение диаметров бревна на всей его длине с определенным шагом и выбирать среди них минимальное значение, тем самым оно может производить измерение диаметра вершинной части бревна на участке свободном от мутовок, наплывов и т,п и одновременно измерять длину бревна.