Устройство для измерения положения и диаметра объекта

Номер патента: 1441200

Авторы: Бывших, Иванов, Копылов, Ларин, Пустовойт, Староверов

ZIP архив

Текст

(54) УСТРОЖЕНИЯ И ДИАМЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(46) 30,11.88. Бюл, И 44 (71) Ивановский энергетический институт им. В,И.Ленина и Специальное проектно-конструкторское бюро Всесо юзного научно-исследовательского Проектно-конструкторского и техноло гического института кабельной промышленности(088.8)ое свидетельство СССР 01 В 21/00, 1983.ТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛОТРА ОБЪЕКТА 801441200 А/ (57) Изобретение относится к конт" рольно-измерительной технике, Цель изобретения - повышение точности и информативности измерения за счет введения одноканальной оптической системы и измерения диаметра объекта по двум направлениям. Устройство для измерения положения и диаметра объекта содержит последовательно расположенные и оптически связанные лазер 1, блок 2 сканирования, оптическую систему, состоящую из объектива 3, оборачивающего зеркала 4, установленного под углом 45 к оптической оси. фокусирующей линзы 5, объект 6 измерения, фотоприемник 7, усилитель-фор-мирователь 8, Вышедший из лазера 1 пучок света попадает на блок 2 сканирования, излучение попадает нь1441 200 объектив 3, который установлен птскпнирующего многогранного зеркалаблока 2 на расстоянии, равном егорабочему отрезку. Объектив 3 осуществляет преобразование развертки изугловой в линейную, Зеркало 4, установленное под углом 45 к оптическойоси, осуществляет поворот световогопотока на 90 , Объект 6 должен бытьрасположен в точках пересечения прямого светового потока, при этом обесИзобретение относится к контрольно-измерительной технике и может бытьиспользовано для измерения наружногодиаметра и контроля положения протяжных изделий при производстве стекловолокна, проволоки, кабеля.Целью изобретения является повышение точности и информативностиизмерения за счет введения одноканальной оптической системы и измерения диаметра по двум направлениям.На фиг. 1 представлена блок-схемапредложенного устройства; на фиг.2 -временные диаграммы информационных,импульсов; на фиг. 3 - временные диаграммы работы устройства,Устройство содержит последовательно расположенные и оптически связанные лазер 1, блок 2 сканирования,представляющий собой многогранноезеркало, установленное с воэможностьювращения с заданной частотой, оптический блок, состоящий из объектива3, оборачивающего зеркала 4, установленного под углом 45 О к оптическойоси и фокусирующей линзы 5, объективб измерения и фотоприемник 7. К выходу фотоприемника 7 через усилительформирователь 8 подключены перваясхема 9 задержки и блок 1 О временнойселекции, состоящий из инвертора 11,одновибратора 12, четырех 13-триггеров 13-16, включенных по схеме деления на два, и четырех трехвкодовыхсхем И 17-20, Счетный вход 0-триггера15, а также входы инвертора 11, одновибратора 12, третьи входы схем И7 и 18, вход с. емы 9 задержки подпечивается измерение параметров объекта по координате Х, и световогопотока, повернутого на 90" зеркалом4, что обеспечивает измерение смешения и диаметра объекта 6 по координате У, Затем свет попадает на фокусирующую линзу 5, которая собираетего на фотоприемник 7. Последний вырабатывает информационные сигналы,попадающие на усилитель-формирователь 8. 3 ил,ключены к выходу усилителя-формирователя 8, счетный вход Р-триггера 13и первые входы схем И 19 и 20 подключены к выходу инвертора 11; выход5 одновибратора 12 связан с В-входамивсех В-триггеров, прямой выход Л-триггера 13 соединен со счетным входомР-триггера 14, прямой выход 0-триггера 15 подключен к счетному входу1 ОВ-триггера 16 и к вторым входам схем,И 17, 18 и 19, а обратный - к третьему входу схемы И 20, прямой выход Ртриггера 14 связан с первым входомсхемы, И 18 и с вторым входом схемыИ 20, прямой выход Б-триггера 6 подключен к первому входу схемы И 17 ик третьему входу схемы И 19, выходысхем И 17-20 подсоединены к первымвходам схем 21 совпадения соответствующих измерительных каналов 22-25,каждый иэ которых состоит из последовательно соединенных схемы 21 совпадения, счетчика 26 и буферного ре 25 гистра 27. К вторым входам схем 21совпадения всех измерительных каналов22-25 подключен генератор 28 тактовой частоты, Выход первой схемы 9задержки связан непосредственно сосчетным входом буферного регистра 27всех измерительных каналов 22-25 ичерез вторую схему 29 задержки - сВ-входом счетчика 26 также всех измерительных каналов 22-25,Устройство работает следующим об 35 разом,Вышедший из лазера 1 пучок светапопадает на блок 2 сканирования. Далее излучение попадает на объектив3, к вторый установлен от сканируюцк го многогранного зеркала блока 2 на расстоянии, равном его рабочему отрезку.5Объектив 3 осуществляет преобразование развертки из угловой в линейную. Зеркало 4, установленное под углом 45 к оптической оси, осущестовляет поворот светового потока на 1 О 90 , Объект 6 должен быть расположен в точках пересечения прямого светового потока, при этом обеспечивается измерение параметров объектов по коор - динате Х и светового потока, повер нутого на 90 зеркалом 4, что обеспечиваетизмерение смещения и диаметра объекта 6 по координате У,Затем свет попадает на фокусирующую линзу 5, которая собирает его на 2 О фотоприемник 7, Последний вырабатывает информационные сигналы, попадающие на усилитель-формирователь 8. Информационные сигналы с выхода фотоприемника представляют собой импульс 25 засветки и теневые импульсы (фиг, 2).В отсутствие объекта измерения сигнал представляет собой импульс засветки (фиг. 2 а), длительность которого ( ) равна времени сканирования, В ЗО случае наличия объекта в зоне сканирования на импульсе засветки появляются теневые импульсы (фиг, 2 в), длительность которых ( 2 и ) определяются частотой вращения многогранного зеркала блока 2, фокусным расстоянием объектива 3 и равна времени прохождения светового сфокусированного луча через объект, т.е. пропорциональна размеру объекта измерения. 4 ОВремя Г,(фиг. 2 в) между начальным фронтом светового импульса и начальным фронтом первого теневого импульса ( ) несет информацию о положении объекта по координате У, так как эта 45 часть информационного импульса получается от пересечения объекта 6 повернутым на 90 световым потоком, соответственно теневой импульс длительностьюнесет информацию о диамет О ре объекта по координате У.Время (фиг. 2 в) между последним фронтом светового импульса и вторым фронтом второго теневого импульсанесет информацию о положении объекта по координате Х, так как эта часть информационного импульса получается от пересечения объекта прямым световым потоком, который затем через зеркало 4 попадает на фотоприемник,соответственно, теневой импульсдлительностью 7 несет информацию одиаметре па координате Х, Единственным ограничением в предложенном устройстве является невозможность измерения параметров объекта, когда оннаходится в точке а (фиг.1), В этомслучае информационный импульс имеет вид, показанный на фиг. 2 с, и схе-,ма 29 будет выдавать ложную информацию,Усиленные информационные сигналыс усилителя-формирователя 8 (фиг.За)поступают на блок 10 временной селекции, выделяющий импульсы, несущие информацию о координатах Х и У(соответственно фиг. ЗК и ) и диаметре по координатам Х и У соответственно фиг. Зш и 1), На выходеинвертора 11 сигнал имеет вид, показанный на фиг. Зв, на прямых выходах Э-триггеров 13-16 формируютсясигналы, изображенные соответственно на фиг, З-д, а на обратном выходе Р-триггера 15 - сигнал, показанный на фиг, Зе. Сигнал с одновибратора 12 (фиг. Зс), длительностькоторого выбирается больше длительности импульса засветки, используется для обнуления Р-триггеров 13-16,Сигналы с блока 10 временной селекции поступают в соответствующие каналы измерения смещения по Х (блок 24), смещения по У (блок 25), диаметра по координате Х (блок 22) и диаметра по координате У (блок 23) на схему 21, где заполняются импульса" ми генератора 28 тактовой частоты, Счетчик 26 подсчитывает число импульсов, пропорциональное измеряемым параметрам объекта. Выходной сигнал счетчика 26 в параллельном коде поступает на информационные входы буферного регистра 27. Запись информации в регистр 27 осуществляется по переднему фронту импульса, формируемого схемой 9 задержки (фиг, Зп), а сброс счетчика 26 происходит после записи информации в регистр 2 коротким нулевым импульсом, формируемым второй схемой 29 задержки (фиг. Зр). Следует отметить, что дпительность импульса, формируемого схемой 9 задержки (фиг, Зп), должна быть больше длительности импульса засветки , нол меньше длительности импульса, форми 11200руемого одновибратором 12 (фиг. Зс), обнуляющим Р-триггеры блока 1 ОВыходная информация с буферного регистра 27 может подаваться на ин 5 дикацию в устройство управления положением измеряемого объекта на цифроаналоговый преобразователь и т.д.формула изобретенияУстройство для измерения положения и диаметра объекта, содержащее оптически связанные лазер, блок сканирования, оптический блок, последо вательно соединенные фотоприемник и усилитель-формирователь, блок временной селекции, связанный с выходом усилителя-Формирователя, генератор тактовой частоты, схему задержки,два .20 измерительных канала положения, каждый из которых состоит из схемы совпадения, буферного регистра и счетчика, выход которого связан с информационным входом буферного регистра, 2 б при этом выход генератора тактовой частоты подключен к первому входу схемы совпадения, а выход фотоприемника связан через усилитель-формирователь и схему задержки со счетным входом буферного регистра, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повьппения точности и информативности измерений, оно снабжено двумя каналами измерения диаметра объекта, идентичными из-мерительным каналам положения, второй схемой задержки, вход которой подключен к выходу первой схемы задержки, а выход - к Б-входам счетчиков, причем выход схемы совпадения визмерительном канале связан непосредственно со счетным входом счетчика,а блок временной селекции выполнен ввиде инвертора, одновибратора, четырех Э-триггеров, включенных по схемеделения на два, и четырех трехвходовых схем И, при этом счетный входтретьего Р-триггера, а также входыннвертора, одновибратора и третьивходы первой и второй схем И подключены к выходу усилителя-формирователя, выход инвертора подключен к счетному входу первого Э-триггера и первым входам третьей и четвертой схемИ, выход одновибратора связан с Ввходами всех Э-триггеров, прямой выход первого Э-триггера соединен сосчетным входом второго Э-триггера,прямой выход третьего Б-триггера подключен к счетному входу четвертогоЭ-триггера и к вторым входам первой,второй и третьей схем И, а обратный -к третьему входу четвертой схемы И,прямой вход второго 13-триггера связан с первым входом второй схемы Ии с вторым входом четвертой схемы И,а прямой выход четвертого Э-триггера"с первым входом первой схемы И и стретьим входом третьей схемы И, причем выходы всех четырех схем И подключены к вторым входам схем совпадения соответствующих измерительныхканалов,Составитель С,Валиуллинлемеш Техред Л.Сердюкова Корректор С. Чер 1 Редак 680 Заказ 6276/4 Т 11 ИИ сударстве ам изобре-35 олиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная зводстве по де13035, Мос Подписиного комитета СССРений и открытийРаушская наб д, 4/

Смотреть

Заявка

4239752, 04.05.1987

ИВАНОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. В. И. ЛЕНИНА, СПЕЦИАЛЬНОЕ ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКОЕ БЮРО ВСЕСОЮЗНОГО НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКОГО И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА КАБЕЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

СТАРОВЕРОВ БОРИС АЛЕКСАНДРОВИЧ, ПУСТОВОЙТ ЕВГЕНИЙ АЛЕКСЕЕВИЧ, ИВАНОВ ЕВГЕНИЙ ВИКТОРОВИЧ, ЛАРИН ЕВГЕНИЙ НИКОЛАЕВИЧ, КОПЫЛОВ ВИКТОР ДАНИЛОВИЧ, БЫВШИХ АНАТОЛИЙ ФЕДОРОВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01B 21/00

Метки: диаметра, объекта, положения

Опубликовано: 30.11.1988

Код ссылки

<a href="https://patents.su/5-1441200-ustrojjstvo-dlya-izmereniya-polozheniya-i-diametra-obekta.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для измерения положения и диаметра объекта</a>

Похожие патенты