Способ контроля диаметра микропроволоки Советский патент 1987 года по МПК G01B11/08 

ется светоделителем 2 на два пучка. Первый пучок с помощью зеркала 3 и объектива 4 освещает микропроволоку 20, теневое изображение которой с помощью объектива 7 и окуляра 8 строится в плоскости двухщелевой диафрагмы 11. Блок 9 осуществляет сканирование теневого изображения микропроволоки 20, которое расщепляется на два полуконтрастных изображения, движущихся навстречу друг другу, блоком 10 раздвоения изображения. Два полуконтрастных изображения микропроволоки 20 преобразуются фотоприемниками 12 и 13 в импульсы фототока. Временной интервал между передним и задним фронтами импульсов измеряется блоком 16 и заполняется импульсами с импульсного датчика 17 зтлового положения блока 9. .Количество импульсов пропорциоf

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для измерения диаметра движущихся протяженных объектов, типа микропроволоки и является дополнительным к изобретению по авт.св. № 859807.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет измерения поворота микропроволоки относительно нормали к направлению сканирования.

На фиг.1 представлена функциональная устройства, реализующего способ; на фиг.2-- функциональная схема блока обработки сигналовJ на фиг.З - временные диаграммы сигналов формируемых на выходах отдельных узлов блока обработки сигналов.

Устройство содержит оптически связанные лазер 1, светоделитель 2, первое зеркало 3, объективы 4 и 5, второе зеркало б, объектив 7, окуляр 8, блок 9 сканирования, выполненный в .виде призмы, блок 10 раздвоения изображения, двухщелевую диафрагму 11, фотоприемники 12 и 13, усилители 14 и 15, входы которых подключены к фотоприемникам 12 и 13, блок 16 обра- ботки сигналов, входы которого подключены к выходам усилителей 14 и 15,

нально диаметру микропроволоки 20 и связано с ее поворотом относительно оси сканирования. Второй пучок света с помощью светоделителя 2, объектива 5 и зеркала 6 освещает микропроволоку 20. Отраженные от микропроволоки 20 пучки лучей в виде светлой линии проецируются в плоскость установки двухщелевой диафрагмы. Временной интервал между импульсами фототока, соответствующими моментам прохождения светлой линии двухщелевой диафрагмы 11, выделяются блоком 16 и заполняются импульсами. Количество импульсов связано с углом поворота микропроволоки 20 относительно нормали к направлению сканирования. Блок 19 вычислений производит вычисления диаметра микропроволоки 20 с учетом яо- правки, вызванной ее поворотом. 3 ил.

импульсный датчик 17 углового положения, кинематически связанный с блоком 7 сканирования, блок 18 связи, вход которого подключен к выходу

блока 16 обработки сигнала, блок 19 вычислений, выполненный в виде микропроцессора, вход которого подключен к выходу блока 18 связи.

Измеряется диаметр и пространст - венное положение движущейся микропроволоки 20.

Блок 16 обработки сигналов (фиг.2) выполнен в виде одновибраторов 21 и

22, элемента И-НЕ 23, элемента 24 задержки, элемента И 25, одновибратора 26, триггера 27, элемента И-НЕ 28, элемента И 29, триггера 30, элемента ИЛИ 31, элементов И-НЕ 32 и 33, триггеров 34 и 35, элемента И 36, элемента ИЛИ 37, элемента И 38, счетчиков 39 и 40.

Способ осуществляется следующим образом.

Параллельный пучок света, фopмIi- руемый лазером 1, делится на два пучка светоделителем 2. Первый пучок света с помощью зеркала 3 и объекти- ва 4 направляется на микропроволоку 20, теневое изображение которой стро31

итс-я (iR bOKTHiiOM 7, бкуляром 8 и ri.unf.- ксн-.ти днух1неле7 г1Й лияфряг мы 11,

11 еле,г;ые диафрагмы смешены олия относительно другой в направле1 ии, перпендикулярном направлению сканиро вания теневых полуконтрастных изображений мнкропроволоки 20.

Клок 9 сканирования осуществляет сканирование теневого изображения ьшкропроволоки 20, а блок 10 равдвое ния изображения осуществляет расщепление теневого изображения микропроволоки 20 на два полуконтрастных изображения, движущихся навстречу.

Двухщелевая диафрагма 11 и фото- приемники 12 и 13 преобразуют распределение освещенности в плоскости формирования двух движущихся полу- контрастных теневых изображений микропроволоки 20 в импульсы фототока, усиливаемые усилителями 14 и 15. Сиг налы, формируемые усилителями 14 и 15 поступают на входы блока 16 обработки сигналов. Блок 16 обработки сигналов формирует временной интер- вал, начало которого соответствует переднему фронту сигнала, снимае юго с выхода усилителя 14, соответствующего передней границе первого теневого полуконтрастного изображения микропроволоки 20. Окончание временного интервала соответствует заднему фронту сигнала, снимаемого с выхода усилителя 15, который соответствует задней границе второго теневого полу контрактного изображения микропроволоки 20.

Временной интервал заполняется импульсами, поступающими с импульсного датчика 17 углового положения, кинематически связанного с блоком 9 сканирования. На выходе блока 16 обработки сигнала формируется параллельный код, пропорциональный временному интервалу, поступающему через блок 18 связи в блок 19 вычислений.

Второй пучок света, отразившись от светоделителя 2, направляется объективом 5 и зеркалом 6 на поверхность движущейся микропроволоки 20.

Отразившиеся от поверхности микропроволоки пучки света направляются объективом 7 и окуляром 8 в илоскост установки двухщелевой диафрагмы 11.

Поверхность микропроволоки 20 отображается в плоскости установки двухщелевой диафрагмьь 11 в виде светлой линии, которая перемещается совмест314

но с теневым изображением микропро- нолоки 20 блоком 9 скаииропания.

В момент прохождения изс бражения спетлой линии относпте. диафраг мы 11 на выходе фотоприемников 12 и 13 формирунп ся импульсы фототока. Временной интервал между гтмпульсам и фототока связан с поворотом микроттро- волоки относительно нормали к направлению сканирования. Временной интервал между импульсами фототока измеряется и преобразуется в двоичный код блоком 16 обработки сигналов.

Блок 19 вычислений вводит поправку в результат измерения диаме тра ьткропроволоки 20, вызванной ее поворотом относительно нормали к направлению сканирования. Диаметр микропроволоки 20 вычисляется по формуле:

d

K,

где d - диаметр микропроволоки;

К - масштабный коэффициент,

связанный со скоростью сканирования, скоростью протяжки микропроволоки, линейным увеличением оптической системы;

К - поправочный коэффициент,

связанный с поворотом микропроволоки, д.С - временный интервал между

моментами касания- и разъединения двух полуконтрастных изображений микропроволокиKj cosarctg К.- bt,

где К - масштабный коэффициент, связанный с растоянием между шелевыми диафрагмами 11, скоро стью сканирования и скоростью протяжки микропроволоки, линейным увеличением оптической системы, at - временной интервал между

импульсами фототока, сформированными при сканировании светлой линии. Состав блока 16 обработки сигнала представлен на фиг.2.Сигналы, снимаемые с усилителей 14 и 15, поступают на мультивибраторы 21 и 22 и логически обрабатываются элементом И-НЕ 23 и элементом И 25. Задержанный элементом 24 сигнал подается на первый вход элемента И-НЕ 28, на второй вход которого подается сигнал с одновибратора 26„

5

На рыходе элемента И-ИЕ 28 формируется четыре импульса при повороте микропроволоки 20 и два импульса при отсутствии поворота. На выходе элемента И 25 формируется один импульс при повороте микропроволоки 20 и не формируется импульс при отсутствии поворота.

Элементы 27, 29-35, 37 формируют два временных интервала ut и ut, которые заполняются импульсами, по- стз пающими с импульсного датчика 17 углового положения.

На выходе элементов И 38 и 36 формируются-пачки импульсов. Число импульсов подсчитывается счетчиками 39 и 40.

Использование способа позволяет измерять поворот микропроволоки и вводить поправочный коэффициент в результат измерений при повороте, ми ропроволоки в процессе ее протяжки.

98333 .6

Формула изобретения

Способ контроля диаметра микропроволоки по авт.св. № 859807, о т л ис чающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет измерения поворота микропроволоки относительно нормали к направлен1по сканирования, направляют

W на микропроволоку пучки света, из отраженных от поверхности микропроволоки пучков света формируют совмещенное с увеличенным изображением микропроволоки изображение середины

15 микропроволоки в виде световой протяженной ленты вьщеляют в импульсах фототона фронты соответствующие времени преобразования световой протяженной ленты в импульсы фототона, по

20 временному интервалу между которыми судят о повороте микропроволоки.

Фиг. 2

Изобретение относится к измерительной текнике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет измерения поворота микропроволоки относительно нормали к направлению сканирования. Пучок света, формируемый лазером 1, расщепля(Л ю г оо ел 05 оо гч