Устройство для измерения геометрических размеров прозрачных труб

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИ ХРЕСПУБЛИК В 1/ 51) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 2цой технике. Цель изоб ьцене точности за сче о-из ен учета световихконтролируемую1)ормативости нстии него диаме з исто оит ива 4 и е трубь ат едем Ьазо 5 с ССРти ца Ао внешнего таки 5 метра т троль инвертора /, вход которого подключен к выходу Аотоприемнка 5, триггера Я, счетный вход которого объединен с входом инвертора /, триггера 9, счетный вход которого тодключен к выходу инвертора /, триггера 1), счетный вход которого подключен к прямому выходу триггера 8, триггера 11, счетный вход которого подключен к прямому выходу триггера 9, триггера 13, счетць вход которого подключен к грямому выходу триггера 1), триггера 14, счетный вход которого подключен к прямому выходу триггера 11, элемента 15 ИЛИ-Нг входы которого подключены к прямому выходу триггера 8 и инверсному выходу триггера 9 соответственно, элемента 16 ПИ-НВ, входы ко - торого подключены к выходу элемента 15 ИЛИ-НЕ и инверсному выходу триггера 12, элемента 1/ ИЛИ-НЕ, входы которого подключены к инверсным виходам тригИзобретение отно о-измерительной те использовано для ко прозрачных труб.Цель изобрете тся к ике и оцтрольожет быть оля диаметра овьшецие то я - . и та све чей,трубусчет ности за счет у х ерез контролируемнйормативностинутреннего диамет1 представлена стйства; на Ьиг,а входа луча от к ошедших ч повышениемереция вНа Лиг.ема устро а трубы,уктурцаязавиординамость ти выхода на Аиг, 3 прозрачной геометрия рассеянитрубой; на Лиг. 4 рамми работы блоков ет -менние диаройства. оптическ т строиство сос ка 1 света, рас диаграммы 3, отоприемника 5 блокаеосигцала, состоящего сеисвязанныхвателятива 4 и А сточни ел евой из работк ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(/1) Киевский политехническийтут им. 5 О-летия Великой Октябсоциалистической революции(56) Авторское свидетельство СР 361391, кл. Г О 1 В 11 /)8, 19лучей, прошедшх через трубу, и повышение ина счет измерения внут- а труби, Устройство чцика 1 света, рассеиой диайрагмь 3, объекиемцика 5. Лри просветом, рассеянным рассеи ределецие интенсивносцике 5 зависит как отот внутреннего диа ил.герон 13 и 1 чр послеловдтельцо соединных счетчика 13, вход разрешения счета которого пЛключец к вьхЛУ элемен - та 16 11 П 1-1 Е, и регистра 1 Чр поспел- влтельцс Гоелиненцых счетчикд 2), вхоЛ разрешения счета котрог поЛ- ключен к выходу элемента 11 И.111-Ш.р и регистра .1, и генератора 2 ., выхл которого поцк:ючец к счетцым вхЛдм счетчиков 18 и ), блока 23 вычислений, вьполнеццого в виде программируемого контроллера, сицхрониэируощий вход которого цЛключен к сицхроциэируюшему выходу сМтприемника 5, иц- С)5 РМЛЦИОЦЦЫЕ ВХОЛЫ ПОЛКЛЮЧЕНЫ К ЦЫХ- лам регистров 1 ч и 21, первый синхроцизирующий выхЛ "11 лчло измереция плдк.юче к устацовочн м в ) пхоллм триГсров Я 1 с и сче гчи 1(ов 1 В 20 и 2,), второй сицхроцизируюгий ныхолКонец 11 эмерепя которого пЛключен к тактовьл входам регистров 19 и .1, вход которого подключен к выхЛУ бл- ка 23 и инЛиклтора 2, 25Устройство работает слецующим образом,11 оток светя от источника 1, рлссеиваемый рассеивателем 2 и ограниЧИВаЕМЬй С ЛВУХ СТОРОН сТЦОСИТЕЛЬЦплоскоети в которой нлхОЛлтсн ици 51регистрации и сь црзрачцой трутнь25, лил(рагмЙ 3, снеглет прозрлчцуютрубу 25. 6 ректв 4 Переносит изображение исслецуе;1 го объекта в плоскость анд.иза, в которой цахлится35Лиекретцый сдсториемцик 5. 1 акимб -разом, из пткл рассеянцых .учей,прошелг 1 х через црзрачцую трубу 5,С ПОМОЩЬЮ ОЗЪКТИЦДГ 11,ЯЮТ ЦУЧОК40плраксил 5 ьцьк .р;че, вшелггс ц прсзрачцую трубу 5 5 сектре, огрлИценном поскс.тли р ИРох 5 глц чеРезвнутрецнис края геес 11 Лидрдгм 1 3и прозрлчц ла трубч .р, српкс;Ия цуч -45ка парлк ид.,ц :(:У."1, срс яггегиэ свет.пх и т мцых цлс, Гуг Ггцляется зтсгцрисрлцикл 5г;Гк тц,перпенпнку.ярцйс и прозрачной трубы 25. Нл вхлс )логопримц;кл 5 р 50 мируетея ццеоеигцд:;ризс., ецьцна фиг.В ичке пдрдкецдльцх учей отсутствуют лучи, углы вхцл которых в прзрдчцую трр бу .5, брд зодц - НЫЕ Лцние й Р ГцстДЦИ.ИЦИЯЛС 1,с 5 проходящими чер лрля;цсьрлг3 и прозрл:ную трубу 5, прсвылсгабс(1 лтц" вс.иц. Идч ц;+О,+Е,.;, Е,а,. е--дельные значения углов входа в прозрачную трубу .5 лучей, соответственно прои 1 едших через Лве стенки трубы 25 и ее внутреннее отверстие (см. гра 15 ики А и А на сиг. ,а и луч А на1иг. 3), испьггавгп 1 х явление полного вцутрецнего отражения на границе внутреннего отверстия (см, графики В и Вца Фиг. 2 л и лучи В и В на сиг. 3) и прог,елших только через стенку трубы 25 (см. графики С и С наиг.2 а/и луч С на Аиг. 3).ГраАик зависимости угла входа оптических лучей в прозрачную трубу 25 от координат выхода эТих лучей параллельно линии регистрации, привеЛенцой на Рвг. 2 а, построен на основе зависимостей: Х, Х9 -2(лгсз 1 п- -лгсв 1 п - +агсв)па па пЬХ.5 = (агсв 1 п -- ггсв 1 п-) (3)пЬ Ъ фгце 8 - угол вхоЛа лучей, прохоЛящихчерез лве стенки трубы 5 и внутреннее отверстие; 62- угол входа лучей,проходящих через стенку трубы 25 ииспьтывающих явление полного внутреннего тражеция на границе внутреннего отверстия трубы ,5; 9- уголвхода лучей, прохоЛящих только черезстс цку трубы 25 и не входящих во внутренее отверстие; и - показатель преломлеция материала трубы 5 (показате 5 ь преломления окружающего трубувозЛухл и внутреннего отверстия ранец 1); .л и Л - внутренний и внешнии Лилметры прозрачной трубы 25,Х - коорЛинаты вьхдд относительнолгини РегистРаЦии лУче)гр пРошеЛшихчерез трубу 25 и ныхлящих параллельц линии регистрации,,отцошец)я (1), (2), (3) получены нл ИРеЛполо:сениир что ЦентРыьцутреццего отверстия и внешней окружцости трубь 5 совпаЛлют,1 ра)2 ик на Лиг.,л свиЛетельствуеттм, что при отсечении лучей, углывхла которых в прэрачную трубу 25превышают соответстнуюгие значения3 о рр 16 р пр 5 врлит к их Отсугстврю в пучке лучей, выхЛящих из про16571)61 зрачцой трубы,.5 параллс льно л)ц)ии регистрации. зт параметров трубы 5 и размерондиафрагмы 3, за 1;аю)1 ей преде:ельнь)е углывхода луче н измеряемый объект . Н 10 -зтому по положе)гню границ светотеццможно судить об одном из параметровпрозрачной трубы .5, заАиксирован остальцсые параметры с 1 бъекта и положе -цие ограцичива)с 1)1 с)сх граней диафрагмы 3.Например, заАиксиронав значения показателя п преломления материала трубы,".5, внеи)него ее диаметра Л=Ь,предельного угла У 2 л входа лучей нтрубу 5 и попоженцс границ светоте- )5 ни + Х (Миг. и 3) по уравнению ( .)находят значение ннутрецнего диаметра трубы .5: Отсутствие лучей в пучке приводит к образованию темных полос, что соот -11 11ф5 нетствует уровню) сигнала ца вь)ходе Аотоприеицика 5 (Лиг. 2). Лучи, вошедшие в прозрачную трубу 25 внутри секторов, ограниченных значениями углов -01,9 гл, Оп, обРазУют свет+йлые полосы света н пучке параксиальных лучей, что соответствует уровнюсигнала на выходе фотоприемника 5 (Лиг ) . Х 21Значения внешнего диаметра В=".Ь находят по положению границ светотени Х(стиг . 3), образ овац ных н не шними краями трубы ,51 по формуле.251)= Х 4 (5)Для определения численных значений расстояний между границами светотени Хг и Х 4 служит блок обработки видеосигнала, диаграммы работы кото -ЗО рого приведены ца Лиг. 4, Импульсы длительностью Г 2=.Х формируются эле 2ментом 16 ИЛИ-НЕ из сигналов Б на1 Я ньг;.оде триггера 1 и Б на выходе элемента 15 ИЛИ-Ш Импульсы длитель ностью г=ЛХ 4 формируются элементом 17 ИЛИ-НЕ из сигналов Г 1 1 и Б 1 ца выходе триггеров 13 и 14 . Численности импульсов, пропорциональные длительностям импульсов г и2. Ф 140 подсчитываются соотнетстнеццо счетчиками 18 и 1). На информационных выходах регистров 19 и Л 1 по сигналу 11 11КИ Формируются цифровые значения длительностей импульсон45(6) (7) 111 гй /Х Г 5 Оформула из обретения Согласно уравнениям (1),1 (3)положение границ светотени зависит где Го - частота генератора В блоке 13 вычислений после окончания цикла Аормиронания видеосигнала фотоприемником 5 с учетом уравнений (4) - (7) рассчитываются значения внутреннего с 1 и внешнего 0 диаметрон, прозрачной трубы I5.Результаты вычислений индицируются индикатором г 4. Значение предельного угла 9 уста 2 цавливают н процессе калибровки устройства, заАиксиронан положение диафрагмы 3, Калибровка устройства осуществляется с помощью эталонного образца трубы 5 с известными значениями внутреннего и внешнего диаметров. Для обеспечения работоспособности устройства размеры диафрагмы 3 должны пренышать максимальное значение внешнего диаметра измеряемых труб 51 елесообразно задавать значение предельного угла 9 входа лучей в трубу, 5, испытываю)1 с)сх явление полного внутреннего отражения ца границе внутреннего отверстия н пределах от)ОФдо 6, что установлено эксперимен - тально, а также аналитически расчетом зависимостей углон входа лучей, прошедших через исследуемый объект, от коордицаты выхода их из объекта параллельно линии регистрации для различных соотношений нцешцего и внутреннего диаметров прозрачных труб. Для приведенного на Лиг. :.а примера -"и Устроиство для измерения геометрических размеров прозрачных труб, содержащее оптически связанные источник света, объектив и Аотоприемцик, и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я темВ что, с целью повышения точности и информативности за счет измерения внутреннего диаметра трубы, оно снабженорассеивателем и нелевой диафрагмой,установленными между объективом и источником света, последовательно соединеннь 1 ми блоком обработки видеосигнала, вход которого подключен к выходу фотоприемника, и блоком вьгшслений, выход которого подключен к входуиндикатора.165796 1 Оу и,.11 олионов едакто акаэ 249НИИПИ Госупарс Тираж 381 По о рытиям при ГКНТ ССС 4/5 Лроиэводственно-иэдатедьский комбинат "Патент", г, Ужгород, у агарина, 10 ц ив 09 й иб Составитель М.КузнецовТехред А.Кравчук. Корректор А ечного комитета по иэобретениям и 13035, Москва, Ж, Раушская наб