Фотоимпульсный измеритель диаметра Советский патент 1986 года по МПК G01B21/12 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено дан бесконтактного контроля диаметров изделий, например, на конвейере при разбраковке изделий по допускам.

Цель изобретения - повышение производительности и точности измерений путем исключения погрешностей от вибрации или при наклонном падении измеряемого изделия.

На фиг.1 представлена блок-схема фотоимпульсного измерителя диаметра; на фиг. 2 - схема, поясняющая вычисление диаметра изделия; на фиг. 3 - эпюры напряжений на элементах схемы.

Фотоимпульсный измеритель диаметра содержит источник 1 излучения, коллиматор 2, объектив 3, диафрагму 4, установленную в задней фокальной плоскости объектива 3, транспарант 5 с двумя отверстиями, фотоприемники 6 и 7, установленные за каждым из отверстий транспаранта 5, преобразователь 8 по модулю два, элемент 9 И, элемент 10 ИЛИ счетчики 11 и 12, пороговый элемент 13, усилитель 14 мошности и исполнительный механизм, например электромагнит 15. Каждый из фотоприемников 6 и 7 подключен к соответствующим входам преобразователя 8 по модулю два и элемента 9 И, выход элемента 9 И соединен с первым входом элемента 10 ИЛИ, выход которого подключен к второму счетчику 12, выход преобразователя 8 по модулю два соединен с вторым входом элемента 10 ИЛИ и с первым счетчиком И.

.Измеряется находящееся в бункере 16 изделие 17.

Фотоимпульсный измеритель диаметра работает следующим образом.

Источник 1 излучения (в виде лампочки нкаливания) через коллиматор 2 формирует равномерное световое поле параллельным пучком света, которым освещается изделие 17, свободно падающее из бункера 16 перпендикулярно параллельному пучку света. При падении изделие 17 затеняет часть параллельного пучка света, падающего на объектив 3 (заштрихованная часть пучка на фиг. 1). Диафрагма 4 не пропускает на изделие 17 излучение, ко-фрое смазывает кромки тени. При падении изделия 17 в параллельном пучк света увеличенное изображение тени от изделия 17 пробегает снизу вверх по транспаранту 5, перекрывая в последнем отверстия.

В действительности падающее изделие 17 пересекает под углом cf (фиг. 2) параллельно расположен1п 1е на расстоянии а друг от друга отверстия в транспараше 5, пропуска- юи1ие сигнал на фотоприемники 6 и 7. Истин ный диаметр cJ выражается через угол падения (j( к линию пересечения тени изделия Е в виде

j t-coecf , . . b2(t,tc2f,

(1)

(2)

где с, и Cj - соответственно время задержки и длительность оставшейся части 10импульса при прохождении тенью

изделия 17 расстояния i ; - ускорение свободного падения. Учитывая, что (см. треугольник ABC)

(3)

l,

где hi - отрезок, проходимый тенью изделия 17 за время , (h, - ВС),

получаем

.a

(5)

соответственно,

C05Q

(6)

JQ Подставив выражения (2) и (6) в формулу (1) получаем, что

45

50

J. 2j(t,ftJ

(7)

Отверстия в транспаранте 5 соответствуют точкам А и В (фиг. 2), поэтому импульсы от фотоприемников 6 и 7 отстают в точке А относительно точки В на , .

На фиг. 3 показаны эпюры напряжений, 40сt

где о и о соответствуют исходным

импульсам с задержкой на Ь( . В процессе преобразования по модулю два двух исходных импульсов с тактовой частотой, много превьпиающей частоту самих импульсов (фиг. 36, в), получаются пакеты единиц и нулей. Результат измерений на выходе преобразователя 8 по модулю два представлен на эпюре Z и соответствует двойному импульсу с длительностью 2 с, . Элемент 9 И позволяет выделить импульс длительностью ( (отрезок и, N на фиг. 3 в). С выхода элемента 10 ИЛИ сигнал в виде импульсов длительностью 2 , + С поступает на счетчик 12. С выхода счетчика 11 в ЭВМ поступают под- 55 считанные импульсы, соответствующие длительности 2 , , а со счетчика 12 - сигнал длительностью 2 L, - с. ЭВМ производит расчет истинного размера (диаметра) изделия 17

по формуле (7) и сравнение с диапазоном допускаемых размеров. Еслн изделие укладывается в диапазон, оно свободно пролетает мимо электромагнита 15. В случае, когда размер изделия 17 не укладывается в диапазон, ЭВМ подает сигнал на -отбраковку, который через пороговый элемент 13 и усилитель 14 мощности поступает на вход электромагниту 15, который выбрасывает бракованное изделие 17, например, в направлении стрелки D (фиг.).

Формула изобретения

Фотоимпульсный измеритель диаметра, содержащий оптически связанные источник излу- j, чения, объектив, диафрагму и транспарант, фотоприемник и блок логической обработки с элементом ИЛИ, отличающийся

тем, что, с целью повышения производительности и точности измерений, он снабжен вторым фотоприемником, в блок логической обра- обработки введены преобразователь по модулю два, элемент И и два счетчика, каждый из фотоприемнпков подключен к соответствующим входам преобразователя по модулю два и элемента И, выход элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму счетчику, выход преобразователя по модулю два соединен с вторым входом элемента ИЛИ и с первым счетчиком, а транспарант выполнен с двумя отверстиями, расстояние между которыми устанавливается в зависимости от эталонного размера объекта, и каждый иэ фотоприемников располагается напротив соответствующего отверстия транспаранта.

7)

/5

S

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для бесконтактного контроля диаметров изделий, например, на конвейере при разбраковке изделий по допускам. Целью изобретения является повышение производительности и точиости измерений. Измеритель содержит источник излучения, коллимированный поток от которого через диафрагму поступает на транспарант с двумя отверстиями, разнесенными на расстояние а , равное зталонному размеру изделия, а далее последовательно на фотоприемники, установленные за отверстиями. При падении изделия из бункера логической схемой выделяются интервалы времени , и пролета мимо отверстий и производится вычисление диаметра с помощью ЭВМ 2(C, C,f.{U4f-.;/ay Конструкции транспаранта и схемы позволяют учесть поправку при наклонном пролете изделия под углом Cf и при вибрации. 3 ил. (Л

V

фиг.2

OOOJI-1-r Л 00000001 f г г г о о

0000 0000 0000 000

и/vл/

2li Гг

Редактор А. Отар

Составитель Е. Гпазкова Техред И.ПоповичКорректор М. Пожо

Заказ 1938/37 Тираж 670

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

фиг.З

Подписное