Устройство для измерения объема бревен

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИН 9) ( 51)4 В 07 С 5/08 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ устф Ф Ч ПИС ЗОБРЕТЕНИЯ 13ВМЫ. ИДЕТЕПЬСТ К АВТОРСКО 1 Оиршов, С.Р.А.Якушеви тельство СССР С 5/08, 984. ИЗМЕРЕНИЯ ОЬЪЕ осится к областипо их параметсить точность тем осуществлетроля его работы(2 ) 39 4694/40-12 (22) 16.05.85 (46) 15.03.88. Бюл. (72) Н.Н.Егоров, В. нян, В,П.Прокофьев (53) 621.928(088.8) (56) Авторское свид Мф 1256279, кл. В 07 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯБРЕВЕН (57) Изобретение от сортировки предметорам и позволяет пов работы устройства п ния оперативного ко По команде узла управления 16 коммутатор 17 поочередно подключает фотодатчики 12 к двоичному счетчику 18,затем информация поступает на региструмножения 19, откуда результат в двоичном коде поступает в блок 5, гдевеличина диаметра возводится в квадрат. Импульсы с датчика 14 через узелуправления 20 поступают в счетчик 22,где подсчитывается длина в двоичномкоде и затем подсчитывается объембревна. Блок 8 имитации параметровбревен позволяет проверить исправность всех узлов и блоков устройстваи точность расчета объема. 2 ип.Изобретение относится к сортировке предметов по их параметрам, в частности бревен, и предназначено для проведения операций, предшествующих сортировке, - определению диаметров, длин и объемов бревен.Цель изобретения - повьппение точности работы устройства путем осуществления оперативного контроля его работы.На фиг.1 показана структурная блок-схема устройства; на фиг.2 принципиальная схема блока имитации параметров бревен. 5Устройство содержит блок 1 измерения диаметров бревен, генератор 2 тактовых импульсов, блок 3 вычисления диаметра, блок 4 вычисления длины, блок 5 вычисления объема, блок 20 Ь индикации, блок 7 регистрации, блок 8 имитации параметров бревен с источником 9 питания (+ 5 в).Блок 1 содержит фотодатчик 10 и осветитель 1 наличия бревна, фото датчики 12 и осветители 13 измерения диаметра бревна, количество которых определяется заданной дискретностью измерения диаметра, например, через 4 мм, и максимальным диаметром бре вен, датчик 14 контроля перемещения бревна.Блок 3 вычисления диаметра содержит узел 15 совпадения, узел 16 управления, коммутатоР 17, узел 18 дво ичных счетчиков импульсов и узел 19 регистров. Блок 4 вычисления длины содержит узел 20 управления, делитель 21 частоты тактовых импульсов, двоичный счетчик 22 импульсов. Блок 40 5 вычисления объема содержит узел 23 возведения в квадрат, узел 24 управления, узел 25 умножения, сумматор 26, преобразователь 27 кода, узел 28 оперативной памяти. 45Блок 6 индикации содержит цифровой индикатор 29 с оперативной памятью общего объема, аналогичные индикатор 30 объема по диаметрам и индикатор 31 объема по длинам.Блок 7 регистрации содержит цифропечатающее устройство и перфоратор (не показаны).Блок 8 имитации бревен содержит кодирующий узел 32, формирователи 33, 34 импульсов, узел 35 разрядности, узел 36 цифровых индикаторов-счетчиков на три разряда, преобразователь 37 кода, формирователь 38 импульсов,генератор 39 импульсов, узел 40 счетчика и дешифраторов, кодирующий узел41, кнопку 42 "Сброс" и кнопку 43"11 уск" .Выход тактового генератора 2 подключен к одному из входов узла 15блока 3, к другому входу которогоподключен фотодатчик 10 наличия бревна. К входу коммутатора 17 блока 3подключены фотодатчики 12 измерениядиаметра бревна. На первый вход блока 4 подключен выход фотодатчика 1,0,на второй вход - выход датчика 14,к третьему входу блока 4 - выход блока 8 имитации объемов бревен.Выход тактового генератора 2 подключен к входам узлов 15, 21 и 24.Выход узла 20 блока 4 соединен свходами узлов 16, 24 и 25.Выход блока 5 подключен к информационным входам цифровых индикаторов29 - 31 блока 6. Выход блока 3 подключен к входам узлов 23, 25 и 28блока 5. Осветители 11 и 13 световыми потоками связаны с соответствующими фотодатчиками 10 и 12. Узел 15совпадения блока 3 одним иэ входов ивыходом соединен с узлом 16 управления, другой выход которого подключенпараллельно к управляющим входам коммутатора 17, узла 18 и узла 19 ре-.гистров,На информационные входы коммутатора 17 подключены фотодатчики 12измерения диаметра бревна и выходузла 37 блока 8.Выход коммутатора 17 соединен сосчетным входом узла 18 счетчиков, выход которого подключен к информацнонному входу узла 19 регистров.Выход делителя 21 частоты блока4 соединен с одним из входов узла20 управления, выход которого подключен к счетному входу счетчика 22 импульсов.Выход узла 24 управления блока 5подключен к управляющим входам узлов23, 25, сумматора 26, преобразователя 27 кода и узла 28 оперативной памяти. В блоке 5 выходы регистров 23соединены с вторыми информационнымивходами узла 25 умножения, выход ко-торого подключен к информационномувходу сумматора 26. Выход сумматора 26 подключен квходу преобразователя 27 кода, выходкоторого соединен с входом узла 28.Кодовые выходы индикаторов 2931 подключены к входам блокаВход узла 32 подключен к источнику 9 питания, а выходы узла 32 соединены соответственно с входами формирователей 33 и 34 импульсов.Второй вход формирователя 33 подключен к источнику 9 литания, а выход формирователя 33 соединен с разрешающим входом узла 35 разрядности,счетный вход которого подключен квыходу формирователя 34,Счетные выходы узла 35 соединенысо счетными входами узла 36. Выходыузла 36 подключены к входам преобразователя 37 кода, выход которого соединен с входом узла 17 блока 3. Входкнопки 42 "Сброс" соединен с источником 9 питания, а выход - с входом 20формирователя 38. Выход формирователя 38 подключен к К-входу узла 35,к К-входу генератора 39, к К-входуузла 40 и к входу узла 41, Выходкнопки "Пуск" 43 соединен с 3-входом 25генератора 39, а вход - с источником9 питания. Выход генератора 39 подключен к счетному входу узла 40, выходы которого подключены на соответствующие входы кодирующего узла 41.Выход узла 41 соединен с входом узла 20 блока 4.Выполнение узлов, входящих в состав блока 8 имитации параметров бревен, следующее.Кодирующий узел 32 диаметра реали 35зуется, например, на базе телефонного номеронабирателя, формирователь33 имеет ввод 44 питания и состоитиз триггера Шмитта 45 типа К 155 ТЛ 1,элементов И-НЕ 46 - 48 типа К 155 ЛАЗ,резисторов 49 - 5 типа МЛТ илиОМЛТи конденсатора 52 типа СГМ.Формирователи 34 и 38 импульсованалогичны и представляют из себя 45КБ-триггеры с инвертором на К-входе,они реализованы на элементах И-НЕ53 - 55 типа К 155 ЛАЗ.Узел 35 разрядности состоит издвоичного счетчика 56 типа К 155 ИЕ 250или К 155 ИЕ 5, дешифратора 57 типаК 55 НД 1 или К 155 НД 9 и элементов И 5860 типа К 155 ЛИ 1 или Е 155 ЛИ 5.Узел 36 собран из серийных цифровых индикаторов-счетчиков маркиФ 207 А, Ф 208 А или Ф 228 А,Узел 37 реализован на микросхемахпреобразователях двоично-десятичногокода в двоичный типа К 155 ПР 6. 1 енератор 39 собран на 1-к-триггерах 61 типа К 155 ТВ 1, элементах 11 НЕ 62 - 65 типа К 155 ЛЛЗ, конденсатора бб марки СГМ и резисторе 67 пп;.ОЮТ или МЛТ.Узел 40 реализован на двоичномсчетчике 68 типа К 155 ИЕ 2 или К 15511 Г 5,дешифраторах 69 и 70 типа К 155 Н,1или 155 НД 9 и развязывающих диодах 7 в78 типа КД 103 А.Кодирующий узел 41 состоит из клавишного переключателя с секциями 79,80 типа П 2 К или П 2 КЛ и триггера Шмитта 8 Т типа К 155 ТЛ 1.Фотодатчики 1 О и 12 собраны посхеме транзисторного ключа, например,на базе фоторезисторов типа СФЗ итранзистора КТ 315 Б.Осветителями 11, 13 могут служить,например, лампы накаливания КГП 2201650.Тактовый генератор 2 может бытьсобран, например, на микросхемах типа К 155 ЛАЗ и К 155 ЛА 8.Блоки 3 и 4 могут быть реализованы, например, на микросхемах серииК 155 ЛИ 1, К 155 КП 7, К 155 ИЕ 6, К 155 ЛА 8,К 155 ЛАЗ, К 155 ТВ 1, К 155 ЛН 1, К 155 НД 1.Блок 5 может быть выполнен, например, на микросхемах серии К 155 ЛИ 1,К 155 ИЕ 6, К 155 ИР 13, К 155 ЛА 8, К 155 ЛАЗ,К 155 ТВ, К 155 ЛА 7, К 155 ЛН 1, К 155 ИЕ 7,К 155 РУ 2, К 155 ЛРЗ.В качестве датчика 14 контроляперемещения может быть использовандатчик перемещения дискретный фотоэлектрический типа ПДФ(преобразователь угла поворота в, число импульсов),Блок б может быть выполнен на микросхемах типа К 155 ЛАЗ, К 55 ЛИ 1 и цифровых индикаторах типа Ф 228 Е илиФ 208 Е (цифровой индикатор с суммирующим счетчиком, памятью и кодовым выходом),Блок 7 монтируется, например, изтриггеров типа МП 26, П 214, цифропечатающего устройства марки "Строка"и параллельно включенных перфораторов типа ПЛили ПЛ,Устройство работает следующим образом.При вхождении бревна в зону измерения блока 1 световой луч осветителя 11 прерывается - на выходе фотодатчика 10 появляется потенциал "1",который запускает в работу олаки 3и 4. При дальнейшем движении бревнапо транспортеру оно перекрывает световые лучи осветителей 13. Последние и фотодатчики 2 диаметра расположены вертикально с шагом, например, 4 мм. Выбор шага, равного 4 мм, обеспечивает необходимую точность и при этом значительно упрощается электронная схема вычисления диаметра, так как при умножении числа затененных датчиков, выраженного в двоичном коде, на 4 происходит простой сдвиг двоичного кода влево на 2 разряда. Использовать шаг, равный, например, 2 мм, нецелесообразно, так как увеличивается количество датчиков 12 и разрядность кода, которая ведет к значительному увеличению числа микросхем в электронной схеме блоков 3 и 5, Затененные датчики 12 на выхо де имеют "1", Число затененных датчиков равно диаметру, деленному на шаг равный 4 мм. По команде узла 16 управления коммутатор 17 поочередно подключает фотодатчики 12 к двоичному счетчику 18, по окончании обегания информация о числе затененных датчиков 12 в двоичном коде поступает на регистр 19 умножения, где происходит умножение на шаг (4 мм), т.е. сдвиг влево на два разряда. Результат измерения диаметра с выхода узла 19 в двоичном коде поступает в узел 23 блока 5, где величина диаметра возводится в квадрат, с выхода узла 23 квадрат диаметра в двоичном коде поступает в узел 25 поразрядного умножения. При движении бревно приводит во вращение вал датчика 14 контроля скорости. Для вращения вала дат чика нужен очень малый крутящий момент, так.что небольшое усилие прижима вала датчика 14 к бревну устраняет пробуксовку. При вращении датчик 14 выдает электрические импульсы про порционально пройденному бревном расстоянию, например один импульс соответствует перемещению бревна в 1 мм, Импульсы датчика 14 через узел 20 управления поступают на двоичный счетчик 22, где ведется счет длины в двоичном коде.Предлагаемое устройство построено на принципе разбиения измеряемого бревна на элементарные цилиндры и суммирования их объемов, Длина бревна условно разбивается на элементарные участки Ь 1 диаметр которых Й; принимается на отрезке постоянным.40 диаметр бревна, а узла 41 - длина.Набор величины диаметра производитсяв десятичном коде, начиная со старшего разряда например, 386 мм, Принаборе цифры 3 нормально открытыйконтакт 82 узла 32 замыкается и потенциал 1 поступает на вход Формирователя 34 импульсов, Последний устраняет дребезг контакта. С прямоговыхода Формирователя 34 потенциалпоступает на счетный вход узла 35.На первом выходе счетчика 56 появляется сигнал, который поступает на соответствующий вход дешифратора 57. 15С первого выхода дешифратора 57разрешающий сигнал поступает на одиниз входов элемента И 58. Нормальнозакрытый контакт 83 при возврате узла 32 (диска номеронабирателя) в исходное состояние размыкается и замыкается несколько раз пропорциональнонабранной цифре, например, цифре 3.Соответствующее число импульсов поступает на вход триггера Шмитта 45 25формирователя 33, который вырабатывает прямоугольные импульсы с частотой и длительностью равные входнымимпульсам. Триггер Шмитта 45 устраняет дребезг контактов. При наличиина выходе элемента И-НЕ 46 "0" происходит разрядка времязадающей цепочкииз резистора 50 и конденсатора 52,В это время на выходе элемента 48имеется "1". При наличии на выходеэлемента И-НЕ 46 "1" происходит зарядка конденсатора 52. С помощью цепочки из резистора 50 и конденсатора52 входные импульсы с узла 32 длительностью 50 мс укорачиваются по длительности в 1 мкс.С выхода узла 33 счетные импульсыпоступают на один из входов элементаИ 58 узла 35, где на другом входеуже есть потенциал 1 . С выхода элемента И 58 старшего разряда импульсыпоступают на счетный вход индикаторасчетчика старшего разряда узла 36,где ведется счет и индицируется соответствующая цифра, в данном случае, Э.При наборе второй цифры, например,цифры 8 нормативно открытый контакт82 узла 32 замыкается вторично, на втором выходе счетчика 56 появляется"1", которая через дешиФратор 57 пос 55тупает на вход элемента И 59, на другой вход которого поступают счетные импульсы с нормально закрытого контакта узла 32, пройдя через Формирователь 33. С выхода элемента И 59 импульсы поступают на индикатор-счетчик среднего разряда узла 36. Аналогично происходит набор, например, цифры 6 младшего разряда. Узел 36, зафиксировав величину диаметра, передает ее в преобразователь 37 кода в параллельном двоично-десятичном коде. Преобразователь 37 кода преобразует двоично-десятичный код в параллельный двоичный код, который поступает в узел 17 блока 3. Интегральная длина, например, равна 326 мм, С помощью переключателя 79 задают длину бревна, например 1630 мм, следовательно, переключатель 79 поставлен в положение 5. Нажатием кнопки 43 Пуск триггером 61 включается генератор 39. Генератор с помощью конденсатора 66 настраивается на частоту,0326 м равную периоду, например, -д- - , где у - скорость транспортера в м/с (0,326 м - интегральная длина).Таким образом, выходной импульс имеет цену интегральной длины. Выходные импульсы через счетчик 68, дешифратор 69, диоды 71 - 79 в зависимости от положения через секцию 79 переключателя и триггер 81 поступают в узел 20 блока 4. Каждый импульс имитирует прохождение одной интегральной длины. После прохождения заданного числа интегральных длин, например 5, сигнал с дешифратора 70 через секцию 80 клавишного переключателя прекращает работу блока 8 и переводит его в исходное состояние. Поступившая в узел 7 блока 3 и узел 20 блока 4 информация, имитирующая диаметр и длину бревна, проходит обработку и на цифровых индикаторах блока 6 появляются соответствующиеданные.Таким образом, блок 8 имитации параметров бревен позволяет быстро н качественно проверить исправность всех узлов и блоков устройства и точность расчета объема, что позволяет производить наладку и настройку устройства, не используя технологическое оборудование и сырье.Формула и з о б р е т е н и яУстройство для измерения объема бревен, содержащее блок контроля диа10 1380808 ны и пятым входом блока вычисления Составитель Е.ХачатуроваТехред М.Ходанпч Корректор О.Кундрик Редактор Н.Слободяник Заказ 1139/1 О Тираж 569 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 метров и длины бревен, первые выходы которого связаны с первыми входами блоков вычисления длины и диаметра, второй выход блока контроля диамет 5 ров и длины бревен соединен с вторыми входами блока вычисления диаметра и блока вычисления длины, третий вход которого связан с первым выходом генератора тактовых импульсов, вторым выходом подключенного к третьему входу блока вычисления диаметра четвертым входом соединенного с первым выходом блока вычисления объема бревен, вторые входы которого свя завы с выходом блока вычисления длидиаметра, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностиработы устройства путем осуществления оперативного контроля его работы,оно имеет блок имитации параметровбревен, блок индикации и блок регистрации, входами связанный с выходамиблока индикации, входы которого соединены с вторым выходом блока вычисления объема, а выходы блока имитации параметров бревен связаны соответственно с четвертым входом блокавычисления длины и с шестым входомблока вычисления диаметра.