Фотоэлектрическое устройство для измерения размеров нагретых изделий Советский патент 1984 года по МПК G01B21/06 

Изобретение относится к измери.тельной технике и может использоваться для измерения геометрических размеров нагретых тел, в частности проката, в металлургической промышленности.

Известно устройство для измерения ширины проката, включающее фотоследящие головки, задатчик ширины, электронный блок, индикатор ij .

: Однако это устройство не позволяет вводить поправку термокомпенсации в результат измерения.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является фотоэлектрическое устройство для.измерения размеров нагретых изделий, содержащее сканирующий блок, фотоприемник связанный с выходом фотоприемника преобразователь положения кромки контролируемого изделия, блок термокомпенсации, сумматор, соединенный входами соответственно с выходами преобразователя положения кромки контролируемого изделия и блока термокомпенсации, блок индикации, подключенный, к выходу сумматора 2J .

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения температуры, а следовательно, и размера, так как на точность измерения температуры в устройстве большое влияние оказывает непостоянство коэффициента излучательной способкости материала изделия. Кроме того, устройство имеет два канала для измерения отклонения размера и температуры и содержит датчики, предназначеннью для коммутации, что также СНИ жает точность измерения

Цель изобретения - повьшение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем что в фотоэлектрическом устройстве для измерения размеров нагретых изделий, содержащем сканирующий блок, фотоприемник, связанный с выходом фотоприемника преобразователь положения кромки контролируемого изделия блок термокомпенсации, сумматор, соединенный входами соответственно с выходами преобразователя положения кромки контролируемого изделия и блока термокомпенсации, блок индикадии, подключенный у. выходу суммаiTopa, преобразователь положения кромки контролируемого изделия выполнен

в виде цепи из последовательно соединенных усилителя фототока, триггер Шмитта и функционального преобразователя , сканирующий блок выполнен в виде барабана с двумя рядами щелей, смещенными один относительно другого на половину шага, фотоприемник расположен внутри барабана на оптической оси, блок термокомпенсации выполнен в виде двух светофильтров с различной полосой пропускания, кажды из которых раположен напротив соответствующего ему ряда щелей барабана цепи из последовательно соединенных триггера Шмитта, блока разности, дифференцирующего звена, блока задержки, элемента И, ждущего мультивибратора, коммутатора и функционального преобразователя, блока автоматической регулировки усиления, вход триггера Шмитта блока термокомпенсации связан с усилителем фототока, второй вход блока разности - с выходом триггера Шмитта преобразователя кромки контролируемого изделия, выход блока разности соединен с вторым, входом элемента И, вход блока автоматической регулировки усиления подключен к второму входу коммутатор и выходу усилителя фототока преобразователя положения кромки контролируемого изделия, а выход - к фотоприемнику ..

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; фиг.2временная диаграмма, поясняющая его работу.

Устройство содержит сканирующий : блок, выполненный в виде барабана 1 с двумя рядами щелей, смещенными по образующей барабана на половину шага один относительно другого. Барабан приводится во вращение приводом 2. Внутри барабана на оптической оси расположен фотоприемник 3, к которому подключена цепь из последовательно соединенных усилителя 4 фот тотока, триггера Шмитта 5, функционального преобразователя 6, которые в совокупности представляют собой преобразователь положения кромки контролируемого изделия. К выходу усилителя 4 фототока подключена цепь из последовательно соединенных триггера Шмитта 7, блок 8 разности, дифференцирующего -звена 9, блока 10 задержки, элемента И II, ждущего мультивибратора 12, коммутатора 13,

функционального преобразователя 14. К фотоприемнику 3 подключен блок 15 автоматической регулировки усиления, вход которого связан с вторым вxoдdм коммутатора 13.

. Против каждого ряда щелей барабакА установлены соответственно светофильтры 16 и 17 с разной полосой пропускания. Совокупность элементов 717 представляет собой блок термокомпенсации. К выходам элементов 6 и 14 подключен сумматор 18, связанный с блокЪм 19 индикации.

.Диаграммы 20-25 (фиг.2| соответствуют сигналам на выходах блоков 4, 5, 7,9,10 и 12.

Устройство работает следующим образом.

Изображение края изделия проектируется с помощью объектива (не пока3aHV в плоскость анализа изображения, т.е. в плоскость поверхности барабана 1 (фиг.1) . В результате сканирования изображения с фотоприемни.ка 3 поступают две последовательноети импульсов 20 (фиг.2), длительност которых определяется смещением кромки контролируемого изделия относительно оптической оси, амплитуда определяется температурой изделия. Раз ность амплитуд последовательностей импульсов определяется тем, что они пропущены соответственно через светофильтры 16 и 17 (фиг.1) с различной полосой пропускания. Сигналы с усилителя 4 фототока поступают на блок 15 автоматической регулировки усиления, который поддерживает ампли туду импульсов наибольшей амплитуды постоянной, вследствие чего амплитуда импульсов меньшего сигнала

характеризует собой температуру контролируемого изделия. Сигналы с усилителя фототока подаются также на вход триггеров Шмитта 5 и 7 (фиг.|) с разными уровнями срабатывания. Полученные с выходом триггеров сигналы 21 и 22 (фиг.2) подаются в блок 8 разности (фиг.1). Импульс 23 (фиг.2) с выхода блока 8 разности (фиг.1) подается через дифференцирукнцее звено 9 и блок 10 задержки на первый вход элемента И II, на второй вход которого поступает импульс непосредственно с выхода блока 8. В результате на выходе элемента И I1 вырабатывается импульс, который задним фронтом запускает ждущий мультивибратор 12. На выходе последнего появляется импульс 25 длительностью t (фиг.2), который с помощью коммутатора 13 вырезает часть импульса фототока с переменной амплитудой, пропорциональной температуре изделия. Полученный импульс поступает на вход функционального преобразователя 14 и далее на сумматор 18; Тем самым в результат измерения вво дится корректирукмцая температурная поправка. Дополнительно на вход функ ционального преобразователя 14 может поступать сигнал, пропорциональный абсолютному размеру изделия (например, диаметру D).

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет увеличить точность получения температурной доправки, путем использования одноканальной , системы измерения и тем самым повысить точность измерения нагретых тел.

1п

гз

П П П

г

1L I

П П

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ НАГРЕТЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержащее сканирзпощий блок, фотопрйемник, связанный с выходом фотоприемника преобразователь положения кромки контролируемого изделия, блок термокомпенсации, сумматор, соединенный входами соответственно с выходами преобразователя положения ;кромки контролируемого изделия и iблока термокомпенсации, блок индика|ции, подключенный к выходу сумматор, :отличающееся тем, что, с целью повышения, точности измерений, ,преобразователь положения кромки ;контролируемого изделия выполнен в Iвиде цепи из последовательно соединенных усилителя фототока, триггера Шмитта и функционального пфеобразователя, сканирующий блок вьтолиен в виде барабана с двумя рядами щелей, смещенными один относительно другого на половину шага, фотоприемник расположен внутри барабана на оптической оси, блок термокомпенсации выполнен в виде двух светофильтров с различной полосой пропускания, каждый из которых расположен напротив соответствующего ему ряда щелей барабана, цепи из последовательно соединенных триггера Шмиттау блока разности, дифференцирующего звена,, блока задержки, элемента И, ждущего мультивибратора, коммутатора и (Л циональнрго преобразователя, блока автоматической регулировки усиления, вход триггера Шмитта блока термоком пенсации связан с усилителем фототока, второй вход блока разности - с выходом триггера Шмитта преобразог вателя кромки контролируемого изделия, выход блока разности соединен С вторым входом элемента И, вход со о блока автоматической регулировки усиления подключен к второму входу ;коммутатора и выходу усилителя фото4 тока преобразователя положения кромки контролируемого изделия, выход - к фотоприемнику.