Устройство относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости и длины длинномерной продукции в процессе ее производства, раскроя и учета, а также в качестве бортового измерителя скорости и пройденного расстояния различных транспортных средств (железнодорожного, метро, автомобильного и др.).
Известны лазерные доплеровские измерители скорости [1], но они имеют недостаточную надежность, сложную конструкцию и высокую стоимость.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является оптический измеритель скорости [2] , состоящий из оптического датчика, который включает в себя оптически согласованные излучатель, приемную линзу, два растровых анализатора, два фотоприемника и электронный блок.
Устройство работает следующим образом: излучение излучателя фокусируется на отражающей поверхности, рассеянное излучение собирается линзой и проецируется на двух растровых анализаторах, прошедшее их излучение преобразуется фотоприемниками в электрические сигналы, которые обрабатываются в электронном блоке.
Однако, практическое применение известного устройства ограничено из-за значительной дополнительной погрешности, возникающей при изменении расстояния между отражающей поверхностью и датчиком.
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является создание устройства, обеспечивающего высокую точность измерения скорости при вибрациях отражающей поверхности или датчика, т.е. при изменении расстояния между ними.
Для этого в предлагаемом устройстве, состоящем из оптического датчика, который содержит оптически согласованные излучатель, приемную линзу, два идентичных растровых анализатора, два фотоприемника, выходы которых связаны с двумя входами электронного блока, дополнительно в датчик вводятся две идентичные фокусирующие линзы, расположенные после приемной линзы и оптически согласованные с приемной линзой и растровыми анализаторами. При этом линзы расположены по разные стороны от оптической оси датчика и соответственно на расстоянии S1 и S2 от приемной линзы
где
f'1 - фокусное расстояние приемной линзы,
f'2 - фокусное расстояние фокусирующих линз,
Δf - дополнительное смещение фокусирующих линз.
В такой оптической схеме значение измеряемой скорости V и частоты выходных сигналов F1 и F2 по каждому каналу связаны в общем случае следующим соотношением
V = Kv • K(X) • F, или
V = Kv • K1(F1/F2) • F1,
где
Kv - коэффициент преобразования устройства по скорости,
K(X) - коэффициент преобразования устройства, зависящий от расстояния X между отражающей поверхностью и датчиком и определяемый как K(X) = K1(F1/F2).
Значения Kv и K(X) определяются при градуировке устройства.
Таким образом, дополнительная погрешность от изменения расстояния между отражающей поверхностью и датчиком будет значительно снижена, что обеспечит возможность точной работы при вибрациях отражающей поверхности объекта или датчика и значительно расширит возможность и область применения предлагаемого устройства.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена блок-схема устройства для измерения скорости.
Устройство содержит оптический датчик 1, состоящий из оптически согласованных излучателя 2, приемной линзы 3, фокусирующих линз 4 и 5, растровых анализаторов 6 и 7, фотоприемников 8 и 9, выходы которых соединены со входами электронного блока 10.
Устройство работает следующим образом: излучение излучателя 2 фокусируется на отражающей поверхности 11. Рассеянное излучение принимается линзой 3 и фокусируется линзами 4 и 5 соответственно на растровых анализаторах 6 и 7, промодулированное излучение попадает на фотоприемники 8 и 9, электрические сигналы с выходов фотоприемников частотой F1 и F2 подаются на входы электронного блока 10.
В электронном блоке 10 с учетом определенных при градуировке Kv и K1(F1/F2) определяется значение скорости по формуле (4).
Источники информации:
1. Рекламные проспекты ф. TSI (США) и ф. DANTEC (Дания).
2. Оптический измеритель скорости перемещения объектов. N 43134963, опубл. 27.10.94, кл. G 01 P 3/36, Bell of Andreas.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ОПТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ, ДЛИНЫ И НАПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ | 1999 |
|
RU2160450C1 |
СТРУЙНЫЙ АВТОГЕНЕРАТОРНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ РАСХОДА | 1997 |
|
RU2131589C1 |
ЛАЗЕРНЫЙ ДОПЛЕРОВСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ РАСХОДА | 1998 |
|
RU2129257C1 |
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ МОСТ | 2000 |
|
RU2171473C1 |
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ПОТОКА ЖИДКОСТИ В КАНАЛЕ | 2000 |
|
RU2162208C1 |
ВИБРАЦИОННЫЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ПЛОТНОСТИ ГАЗА | 1996 |
|
RU2107278C1 |
СТРУЙНЫЙ АВТОГЕНЕРАТОР | 1996 |
|
RU2120066C1 |
СТРУЙНЫЙ АВТОГЕНЕРАТОРНЫЙ РАСХОДОМЕР-СЧЕТЧИК | 1999 |
|
RU2175436C2 |
ОДНОСТРУЙНЫЙ СЧЕТЧИК ВОДЫ | 1998 |
|
RU2146040C1 |
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ РАСХОДА ЖИДКОСТИ | 2000 |
|
RU2178870C2 |
Измеритель может быть использован для измерения скорости и длины длинномерной продукции в процессе ее производства, раскроя и учета, а также в качестве бортового измерителя скорости и пройденного расстояния различных транспортных средств (железнодорожного, метро, автомобильного и др.). Измеритель содержит оптический датчик и электронный блок. Оптический датчик включает в себя оптически согласованные излучатель, приемную линзу, два растровых анализатора, два фотоприемника и две идентичные линзы, расположенные после приемной линзы и оптически согласованные с приемной линзой и растровыми анализаторами. Линзы расположены по разные стороны от оптической оси датчика и соответственно на заданном расстоянии от приемной линзы. Обеспечивается высокая точность измерения при вибрациях. 1 ил.
Устройство для измерения скорости, содержащее оптический датчик, который содержит оптически согласованные излучатель, приемную линзу, два растровых анализатора, два фотоприемника, выходы которых связаны с двумя входами электронного блока, отличающееся тем, что в датчик дополнительно вводятся две идентичные линзы, расположенные после приемной линзы и оптически согласованные с приемной линзой и растровыми анализаторами, при этом эти линзы расположены по разные стороны от оптической оси датчика и соответственно на расстоянии S1 и S2 от приемной линзы
где f1' - фокусное расстояние приемной линзы;
f2' - фокусное расстояние фокусирующих линз;
Δ f - дополнительное смещение фокусирующих линз.
DE 4313496 A1, 27.10.94 | |||
SU 1827024 A3, 07.07.93 | |||
Устройство для установки в заданном положении подвижного органа гидравлического затвора | 1971 |
|
SU522815A3 |
RU 94006562 A1, 20.12.95 | |||
US 5557395 A, 17.09.96. |
Авторы
Даты
1999-01-10—Публикация
1997-06-26—Подача