Устройство для измерения геометрических параметров движущихся лесоматериалов Советский патент 1983 года по МПК G01B11/10 

ны соответственно с управляющим входом записи блока регистрации данных о длине и минимальном диаметре бревна, суммирующим входом первого счетчика, вычитающим входом первого счетика, выход ключа сброса соединен с входом сброса первого счетчика, выход первого счетчика связан с входом записи второго счетчика и первым входом записи блока регистрации данных о длине и минимальном диаметре бревна, выход счетчику длины соединен с вторым входом записи блока регистрации данных о длине и минимальном диаметре бревна, первый и второй счетчики выполнены реверсивными, а импульсный датчик перемещения кинематически связан с перемещаемым объектом измерения.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ. ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖУЩИХСЯ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ, содержащее ИСТОЧНИК света, объектив, оптически связан ньШ с ним фотоэлектрический преобразователь, усилитель, подключён-; ный к выходу фотоэлектрического преобразователя, формирователь кадра, связанный с первым из его выходов формирователь импульса начгша ., кадра, тактовый генератор, два счетчика, отличают ее с я тем, что, с целью повышения точности измерений и расыире.ния функциональных возможностей устройства, оно снабжено формирователем временных зрн : компаратором, триггерами огибающей видеосигнала, наличия бревна, длины бревна, ключами импульсов заполнения, огибающей видеосигнала, запрета., сброса, импульсов длины, тремя трехвходовыми элементами И, импульсным датчиком перемещения, счетчиком длины бревна, блоком регистраш1И данных о длине и минимальном диаметре бревна, формирователь временных .зон четырьмя управляющими входами соединен с соответствующими выходами формирователя кадра, формирователь импульса начала кадра соединен выходом с синхровходами формирователя временных зон и триггера длины бревна, формирователь временных зон, первым выходом связан с вторым входом третьего элемента И, вторым с первым входом первого элемента И, третьим - с вторым входом второго элементе И и первым входом ключа огибающей видеосигнала, четвертым с первым входом ключа сброса, установочным входом триггера наличия бревна и управлятадим входом записи второго счетчика, усилитель через компаратор соединен с установочным входом триггера огибающей видеосигнала, выход тактового генератора соединен с входом фотоэлектрического преобразователя, входом формирователя кадров, синхровходом триггера огибающей видеосигнала и вторым (Л входом ключа импуЛьсов заполнения, первый вход которого соединен с выходом триггера огибающей видеосигнала и вторым входом ключа огибающей видеосигнала, выход - с первыми входами второго и третьего элементов И и первым входом ключа запрета, второй вход которого соединен О5 с третьим входом третьего элемента о И и выходом обратного переноса второго счетчика, выход - с .вычитающим со 4 входом второго счетчика, выход триггера наличия бревна соединен с вторым входом первого элемента И и усоо ггановочным входом триггера длины бревна, выход которого подключен к третьим входам первого и второго элементов И, второму входу ключа сброса, второму входу счетчика длины бревна и первому входу ключа импульсов длины, второй вход которого связан с выходом импульсного датчика перемещения, выход - с первым входом счетчика длины бревна, выход ключа огибающей видеосигнала . .соединей с синхровходом триггера наличия бревна, выходы первого, второго, третьего элементов И соедине

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения геометрических размеров движущихся лесоматериалов, в частности длины и ширины бревен.

Известно устройство для измерения ширины протяженных объектов, содержащее объектив, фотоэлектрический преобразователь, тактовый . генератор, счетчик, блок индикации tl.

Недостатком устройства является не;возможность измерения минимального диаметра и длины пepeмeщae 1ыx объектов.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения геометрических параметров движущихся лесоматериалов, содержащее источник света, объектив, оптически связанный с ним фотоэлектрический преобразователь, усилитель, подключенный к выходу фотоэлектрического преобразователя, формирователь кадра, связанный с первым из его выходов формирователь импульса начала кадра, тактовый генератор, два счетчика 23.

Недостатком устройства является невозможность измерения с его помощью минимального диаметра бревна, находящегося., как правило, в вершинной части бревна. Кроме того, для измеренийдолжен выбираться участок с отсутствием наплывов, муг товок и т.п., чего нельзя добиться с помощью известного устройству. Устройство не позволяет также проводить одновременно измерение длины движущегося материала.

Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения геометрических параметров движущихся лесоматериалуов, содержащее источник света, объектив, оптически связанный с ним фотоэлектрический преобразователь, усилитель, подключенный к выходу фотоэлектрического преобразователя, формирователь кад5 ра, связанный с первым из его выходов формирователь импульса начала , кадра, тактовый генератор, два счетчика, снабжено формирователем временных зон, компаратором, тригге0 рами огибающей видеосигнала, наличия бревна, длины бревна, ключами импульсов заполнения, огибающей видеосигнала, запрета, сброса, импульсов длины, тремя трехвходовыми

5 элементами И, импульсным датчиком перемещения, счетчиком длины бревна, блоком регистрации данных о длине и минимальном диаметре бревна, формирователь временных зон четырьмя управляющими входами соединён с соответствующими выходами формирователя кадра, формирователь импульса начала кадра соединен выходом с синхровходами формирователя временных зон и триггера длины бревна, формирователь временных зон пepвы I ВЫХОДОМсвязан с вторым входом третьего элемента И, вторым - с первым входом первого элемента И, третьим - с вторьо входом второго

элемента И и первым входом ключа огибающей видеосигнала, четвертым с первым входом ключа сброса, установочным входом триггера наличия бревна и управляющим входим записи

5 второго счетчика, усилитель через кокпаратор соединен с установочным входом триггера огибающей видеосигнала, выход тактового генератора соединен с входом фотоэлектрическо0 го преобразователя, входом формирователя кадров, синхровходом триггера огибающей видеосигнала и вторым входом ключа импульсов заполнения, первый вход которого соединен с вы-;

с ходом триггера огибающей видерсигнала, выход - с первыми входами второго и третьего элементов И и первым входом ключа запрета, второй вход которого соединен с третьим

входом третьего элемента И и выходом обратного переноса второго счетчика, выход - с вычитакяцим входом второго счетчика, выход триггера наличия бревна соединен с вторым входом первого эЛемента И и установочным входом .триггера Длины бревна выход которого подключен к третьим входам первого и второго,элементов И, второму входу ключа сброса, второму входу счетчика длины бревна и первому входу ключа импульсов длины, второй вход которого связан с выходом импульсного датчика перемещения, выход .- с первым входом счетчика длины бревна, выход ключа огибающей видеосигнала соединен с синхровходом триггера наличия бревна, выходы первого, второго, третьего элементов И соединены соответственно с управляющим входом записи блока регистрации данных о длине и минимальном диаметре бревна, суммирующим входом первого счетчика, вычитающим входом.первого счетчика, выход ключа сброса соединен с входом сброса первого счетчика, выход первого счетчика связан с входом записи второго счетчика и входом записи блока, регистрации данных о длине и минимальном.диаметре бревна, выход счетчика длины соединен с вторым входом записи блока регистрации данных о длине и минимальном диаметре бревна, первый и второй счетчики выполнены реверсивными, а импульсный датчик перемещения кинематически связан с перемещаемым объектом измерения. На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения геометрических параметров движущихся лесоматериалов .

Устройство содержит источник 1 света, объектив 2, тактовый генератор 3, формирователь 4 кадра, формирователь 5 импульса начала кадра,

.выполненный, например, на одновибраторе, Фотоэлектрический преобразователь б, содержащий, например, линейку фоточувствительных элементов, затвор, регистр, усилитель 7, первый счетчик 8 импульсов, выполненный реверсивным, второй счетчик 9 импульсов, выполненный реверсивным, компаратор 10, формирователь 11 временных зон, который содержит формирователи 12 записи, 13 счета, 14

.контроля, 15 вычитания, выполненные например,на D-триггерах, ключ .16 импульсов заполнения, ключ 17, триггер 18 огибающей видеосигнала, триггер 19 наличия бревна, триггер 20 длины бревна, первый 21, второй 22, третий 23 элементы И, ключ 24 зап.рета, ключ 25 сброса, импульсный |датчик 26 перемещения, ключ 27 импульсов длины, счетчик 28 длины бревна, блок 29 регистрации данных о длине и минимальном диаметре бревна, содержащий, например, два регистра и индикаторы, которые

отображают результаты измерений.

Контролируется бревно 30, перемещаемое транспортером 31. Оптическая ось измерителя перпендикулярна оси бревна 30.

o Источник 1 света устанавливается, например, с одной стороны .транспортера 31, а фотоэлектрический преобразователь 6 с другой стороны таким образом, что свет от источни5 ка 1 света попадает через объектив 2 на линейку фоточувствительных элементов фотоэлектрического преоб- разователя 6. Бревно 30, двигаясь по транспортеру 1, закрывает часть

0 источника 1 света и создает на отдельном участке линейки фоточувствительных элементов фотоэлектрического преобразователя 6 тень. Источник 1 света и линейка фоточувстви5 тельных элементов фотоэлектрического преобразователя 6 установлены в одной плоскости, например, вертикально. Эта плоскость называется зоной измерения устройства. ИмпульсQ ный датчик 2-6 перемевдения- кинематически связан с транспортером 31. Все ключи 16, 17, 24, 25 и 27 выполнены, например, на элементах И, :триггеры 18, 19 и 20 - на D -триг. герах, формирователь 4 кадра выполнен, например, на счетчике.

Работа устройства осуществляется в циклическом режиме следующим Q образом.

Тактовый генератор 3 и формирователь 4 кадра определяют длительность цикла, т,е, период кадра. Весь период кадра разбивается на с четыре временные зоны. Длительность временных зон и их последовательность строго постоянная и зависит от состояния формирователя 4 кадра. Это состояние определяется тактовым генератором 3, который, в свою оче0

редь, управляет работой фотоэлектрического преобразователя 6. Таким рбразом, режимы работы фотоэлектрического преобразователя и формирователя 11 временных зон строго сов5 падают по времени.

В течение времени зоны записи, вырабатываемого формирователем 12, по команде тактового генератора 3 производится запись информации с ли0 нейки фоточувствительных элементов в регистр фотоэлектрическогЬ преоб- разователя 6. В течение зоны .счета и зоны контроля формирователей 13 и 14 производится вывод импульсных

5 сигналов с регистра фотоэлектрического преобразователя 6 и засветка линейки его фоточувствительных элементов.

В течение зоны вычитания продолжается засветка линейки фоточувствительных злементов. Работа формирователей временных зон происходит следующим образом. В начале кадра формирователь 4 кадра обнулен.Формирователь S формирует импульс начеша кадра, по которому D -триггер формирователя 12 зоны записи устанавливёётся в единичное состояние. Когда счетчик формирователя 4 сосчитает определенное количество импульсов f на (-вхОд формирователя 12 поступает сигнал, который сбрасывает Формирователь зоны записи. По заднему фронту сигнала формирователя 12 зоны записи устанавливается в единицу формирователь 13 зоны счета. Через определенное количество импульсов формирователь сбрасывается по f вхоДу сигналом счетчика формирователя 4. Работа формирователей зоны контроля 14 и вычитания 15 производится аналогичным образом. Если в зоне измерения устройства отсутствует бревно 30, то D-триггер 18 огибающей видеосигнала закрывает ключ 17 огибающе|4 видеосигнала, так как уровень амплитуды видеосигнала, поступающего на В-вход D-триггера 18 огибающей ви деосигнала с выхода компаратора 10 во время ЗОНЫ- счета высокий/ В -тригер 19 наличия бревна сбрасывается по R -входу сигналом формирователя 12 зоны записи. В течение зоны счета он не изменяет свое состояние, так как ключ 17 огибающей .видеосйгНсша закрыт. D -триггер 20.длины бревйа переписывает состояние D-тригера 19 наличия бревна по сигналу формирователя 5. Гаким образом, на выходе JD -триггера 20 цлины бревна в случае отсутствия бревна в зоне измерения присутствует высокий уровень сигнала, разрешающий прохождение импульсов формирователя 12 зоны записи через ключ 25 сброса на вход сброса первого счетчика 8. Второй счетчик 9 импульсов переписывает состояние первого счетчика 8 импульсов по сигналу формирователя 12 зоны записи, поступающему на управляющий вход записи второго счетчика 9 импульсов. .Таким , счетчики 8 и 9 импульсойг находятся в нулевом состоянии.

Бревно 30 перемещается транспортером 31 и попадает в зону измерения устройства.

Изображение контролируемого бревна 30 проецируется с помощью объектива 2 на поверхности линейки с фоточувствительнь1ми элементсми фотоэлектрического преобразователя 6. j-По команде тактового генератора 3 информация с линейки с фоточувствительными элементами переписывается в регистр фотоэлектрического пре образователя б и выводится в виде импульсных сигналов. Эти сигналы усиливаются усилителем 7. Амплитуда импульсов зависит от величины освещеннрсти фоточувствительных элемен хов фотоэлектрического преобразователя 6i Импульсы, амплитуды которых превышают определенный уровень, проходят на выход компаратора, 10. D-триггер 18 огибающей видеоситна15 ла открывает ключ 16 импульсов заполнения, если на его 1 -вход поступает низкий уровень видеосигнала. Импульсы заполнения проходят с выхода тактового генератора 3 через

0 ключ 16 импульсов заполнения на входы элементов 22 к 23 Н и ключа 24. Во время первого кадра после вхождения бревна в зону измерения элемент 22 И открыт сигналом D-триг25 гера 20 длины бревна. Он хранит

состояние в предыдущем кадре, когда в зоне измерения не было бревна 30. Ключ 24 запрета, элемент 23 И закрыты низким уровнем сигнала с Р-выQ хода второго счетчика 9 импульсов, так как он в нулевом состоянии, В течение зоны счета импульсы заполнения проходят через элемент 22 И и сосчитываются первым счетчиком 8 . 5 импульсов в режиме сложения. В начале второго кадра после вхождения бревна в зону измерения устройства D-триггер 20 длины бревна по команде фсрмирователя 5 записывает состояние D -триггера 19 наличия бревна

и запирает элемент 22 И, ключ 25

сброса и открывает ключ 27 импульсов длины.

По сигналу формирователя 12 зоны записи, поступающему на управ5 лякхций вход записи, второй счетчик 9 импульсов переписывает состояние первого счетчика 8 импул.ьсов.

В течение зоны счета импульсы заполнения проходят аналогичным об0 разом на вход Ключа 24 запрета и

считаются вторым счетчиком 9 в режиме вычитания. Если второй измеренный диаметр будет больше, то второй счетчик 9 импульсов обнулится и

5 закроет ключ 24 запрета и элемент 23 И. Если второй диаметр будет меньше пpeдыд цeгo, то по окончании зоны измерения во втором счетчике 9 останется разность в измеренных

0 диаметрах. Эт разность сосчитывается счетчиками 8 и 9 импульеов в режиме вычитания импульсами, поступаклцими через элемент 23 И и ключ 24 запрета в течение зоны вычитания.

5 JIocлe того, как второй счетчик 9