Устройство для измерения линейных размеров движущихся объектов Советский патент 1985 года по МПК G01B11/04 

М

Од

00

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ ДВИЖУЩИХСЯ ОБЪЕКТОВ, преимущественно ширины зазора в стыках рельсов, содержащее измеритель скорости движения, датчик начала и конца измеряемого объекта и вычислительное устройство, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности измерения, датчик Содержит осветитель и фотоприемник, снабженный четырехгранным световодом переменного прямоугольного сечения, малое сечение которого обращено к фотоприемнику, при этом две боковые грани световода, ориентируемые перпендикулярно направлению движения объекта, параллельны, а две другие расположены под, углом к оптической оси световода.

IJS.. 1

I1173

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения ширины зазора в стыках рельсов.

Целью изобретения является повыше-5 ние точности измерения за счет повышения отношения, сигнал/шум и увеличения разрешения устройства.

На фиг.1 изображена схема устройства для измерения линейных размеров Ю движущихся объектов, на фиг.2(а,б) схематично изображены две проекции :световода переменного сечения и ход лучей в нем.

Устройство (фиг.1) содержит датчик 1 начала и конца измеряемого объекта, в данном случае ширины зазора в стыках рельсов, содержащий осветитель 2, оптически связанный через свето- 20 вод 3 с фотоприемником А. Выход фотоприемника 4 подключен к входу вычислительного устройства 5, снабженного цифропечатанщим устройством 6. К другому входу вычислительного уст- 25 ройства 5 подключен выход измерителя 7 скорости движения. Световод переменного сечения (фиг.2) представляет .собой четырехгранник, две боковые грани которого, ориентируемые пер- зо певдикулярно направлению движения объекта, параллельны (фиг.26), а две другие (фиг.2а) расположены под углом к оптической оси световода. Расстояние между параллельными гранями- 0,1 мм, ,, что сравнимо с наименьшей шириной зазора. Максимальная длина широкого торца световода имеет размер, приблизительно равный ширине головки рельса. Максимальная длина узкого торца Q световода, обращенного к фотоприемнику, равна размеру фотоприемника. Осветитель, световод и фотоприемник укрепляются на выносной раме вагона-лаборатории, остальные блоки с источни- j ками питания располагаются в вагоне.

82

Устройство работает следующим обазом.

Свет от осветителя 2 падает на п6- ерхность рельса, в зазор между свеоводом 3 и рельсом. Так как поверхность рельса не зеркально гладкая, то свет от рельса отражается диффузно, но преимущественно под углом, авным углу падения. Через входную ель световода 3 на рабочую поверхность фотоприемника А попадают в основном лучи от точек участка рельса, ограниченных продолжением граней световода. От этих точек на выходную грань световода попадают как прямые учи, так и лучи, отраженные от граней световода, причем параллельные грани вьтолняют функцию бленды, поглощающей лучи, приходящие из участков, лежащих вне поля зрения по нормали к зазору, из-за их поглощения при многократном отражении от стенок, тем самым повьш1ая отношение сигнал/ шум и разреша(нцую способность устройства. Две другие грани, образующие угол с оптической осью световода, играют роль фоклина, собирающего лучи со всего поля зрения в направлении вдоль зазора.

При небольших вертикальных и горизонтальных смещениях световода параллельно его торцам временные характеристики сигнала с фотоприемника практически не изменяются, что приводит к значительному увеличению точности измерений .

Сигнал от фотоприемника 4 попадает в вычислительное устройство 5, в котором происходит вычисление времени отсутствия фотосигнала при прохождении зазора, не отражающего свет, и умножение этого времени на среднюю скорость движения, определяемую в измерителе 7 скорости движения. Результат измерений выдается на цифропечатающее устройство 6.

k

Фиг. 2