Устройство для определения неплоскостности холоднокатаной полосы Советский патент 1983 года по МПК G01B11/30 

Изобретение относится к контроль но-измерительной технике, используе мой в металлургической промышленности, и может быть использовано, в частности, для определения неплоскостности поверхности, например, хо лоднокатаной полосы. Известно устройство для определения неплоскостности поверхности, основанное на методе муара и содержащее осветитель, растр, конденсато и систему зеркал для раздвоения растра на исследуемую поверхность под разными углами С 1 Недостатками устройства являются недо:статочно высокие точность и производительность определения. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является ус ройство для определения неплоскостности холоднокатаной полосы, содержащее линейный растр, располагаемый над исследуемой поверхностью холоднокатаной полосы, и источник света. Муаровые полосы, по которым судят о форме поверхности, возникают в результате механической интерференции растра и его теневого изображения на исследуемой поверхности С2 J Недостатками известного устройства являются большая трудоемкость определения неплоскостности и ограни ченная точност ь, обусловленные тем, что при большом количестве муаровых полос, по которому судят о величине неплоскостности, затруднителен подсчет их числа. Целью изобретения является повы шение точности и производительности определения неплоскостности. Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения неплоскостности холоднокатаной полосы, содержащее линейный растр, располагае |й над исследуемой поверхностью холоднокатаной полосы, и источник света, снабжено дополнител ным линейным растром, расположенным в плоскости основного растра смежнс) с ним и имеющим шаг, меньший шаг основного растра, а источник света имеет прямоугольную форму ,располо жен большей стороной параллельно линиям растров и имеет размеры, определяемые зависимостяк . ширина 8 u -BJ±±:Ri, а - шаг дополнительного растра; h - расстояние от источника ;света до исследуемой поверхности ; V - расстояние от растров до исследуемой поверхности; В - длина волны неплоскостности; R - кривизна исследуемой поверхности, На фиг, 1 изображена оптическая схема устройства для определения неплоскостности холоднокатаной полосы; на фиг, 2 - схема, поясняющая условие, ограничивающее ширину источника света; на фиг, 3 схема, поясняющая связь между длиной источника света и размером участка полосы с высокой поверхностной яркостью; на фиг, k - схема к выводу условия, ограничивающего минимальную длину источника света. Устройство для определения неплоскостности холоднокатаной полосы состоит из линейного растра 1 1фиг,1) расположенного над исследуемой поверхностью 2, В плоскости основного линейного растра смежно с ним располагается дополнительный линейный растр 3 с шагом, меньшим шага основного линейного растра 1. Источник 4 света имеет прямоугольную форму и расположен большей стороной параллельно линиям растра 3, кроме того, размеры источника света определя.ются следующими зависимостям ширина длина 1 vBitn-R) где а - шаг дополнительного растраi h - расстояние от источника света до исследуемой поверхности;I - расстояние от растров до исследуемой поверхности; R - кривизна исследуемой поверхности;В - длина волны неплоскостности. Определение неплоскостности с помощью предлагаемого устройства производят следующим образом, ; Основной линейный растр 1 (фиг,1): станавливают над исследуемой поверхностью 2, В плоскости растра 1 смежно с ним располагается дополниел.ьный линейный растр 3 с шагом. меньшим nara основного линейного ра стра 1. Растры 1 и 3 освещают и сточником Ц света. По форме и количеству муаровых полос визуально судят о неплоскостности ихарактере ее распространеяйя по исследуемой поверхности 2, Контрастность муаровой картины получается высокой, если получено достаточно резкое теневое изображение растра 3 ма иссл едуемой поверхности 2, Теневое изображ1ение. получа ется резким если смацение одной системы теневых изображений (от точ ки А, фиг. 2) относительно другой .системы полос (от точки В, фиг. 2) не превышает как максикогм 1А шага растра 3, Из зтого условкя и получается Ограничение на ширину 1) (отрезок АВ) источника k света, а име но - - - -.-i. 4Г ширина где а - шаг дйпол ни тельного растра.; h - расстояние от источника све та до исследуемой поверхности;. 1 - расстояние от растров до ис следуемой по верхности; Если источник Л е1аета расположен параллельно линиям растров 1 и 3, то его длина не влияет на контрастHocTi муаровой картины. Однако, если длина, источника k света мала по сравнению с длиной волны неппоскОстйостй, то на полосе (фиг. 3) имеются участки с разными услрвиягми отражения света: более яр кий участок СД, размеры которого определяются размерами источника (, света, и менее яркая остальная част Из фиг. и следует, что длина L (отрезок АС) источника А свеТа, при Ко торой мсслэдуемая гюверхност ь равно мерно осв щается, определяется из соотношения, LsfiHllEl м о- .-.. - - .- где В - длина волны неплоскостности R - кривизна исследуемой поверх ности. . Участки исследуемой поверхности с разными условиями освещённости, при освещений коротким источником света уровни освещённости, отличакициеся один от другого в несколько или. Деже несколько десятков раз, что является серьезной проблемой при автоматической дешифровке 10 муаровых карти. Если исследуемая поверхность освещена без бликов, то вся поверхность имеет одинаковый уровень освещенности. На таком фоне муаровые полосы легко преобразуются в электрический сигнал без дополнительных погрешностей, снижается на-, грузка на зрение при визуальном контроле. Источник. света указанных выше размеров может быть получен.путем освещения щеЛи заданных размеров и закрытой матовым стеклом. Повышение томности измерения достигается в результате применения дополнительного линейного растра с меньшим шагом, чТо позволяет получить муаровую картину с меньшей ценой деления муаровой полосы. Цена деления уменьшается во столько раз, во сколько раз- уменьшается шаг дополнительного растра 3 по сравнению с основным растром 1. Снижение трудоемкости измерения неплоскостности достигается в результате расположения дополнительного линейного растра 3 смежно с основным линейным растром 1. При этом подсчитывается не общее число полос, получаемое с помощью дополнительного растра 3 а число полос, получаемое с помощью основного растра 1 плюс число полос дополнительного растра 3 получаемого между крайними (неполные деления) муаровыми полосами. -- , Преимущество предлагаемого устройства перед известным, состоит . в том, что дополнение известного устройства растром, расположенным Смежно с основным растром, позволяет повысить производительность измерения неплоскостности при одновременном снижении трудоемкости измерения. Форма, размеры и расположение источника света, определяемые шагом и расположейием дополнительного растра, позволяют повысить контрастность муаровой картины и получить равномерную освещенность исследуемой. noBiEpXHOCTH. При произвольной форме и размерах светящегося элемента источника света не удается получить контрастную муаровую картину при удалении растра от исследуемой поверхности на 10-15 мм и шага растра 0,2 мм С помощью предлагаемого Устройства, источник света которого имеет определенные размеры, удается

легко получить достаточно качественную муаровую картину при удалении растра от исследуемой поверхности на расстояние 15 и даже 0 мм. При определении неплоскостности движущейся прокатываемой полосы расположе1019238

ние растра на расстоянии свыше 10 мм приобретает больиюе значение, поскольку это предохраняет растр от повреждения при биениях полосы и повышает условия техники безопасности при работе на стане.

Фиь2

.д

Фиг.