Способ фотоэлектрического измерения диаметра движущегося изделия Советский патент 1988 года по МПК G01B21/12 

гл

Ы

СО

со

IND

СО

ю

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения диаметров изделий любых размеров.

Цель изобретения - повышение информативности способа путем обеспечения измерения диаметров изделий больших размеров.

На фиг. 1 изображены варианты схем размещения трех фотодетекторов и временные диаграммы их работы; на фиг. 2 - схема взаимодействия изделия с фотодетекторами; на фиг. 3 - блок-схема устройства, реализующего способа

Способ осуществляют следующим образом.

Перемещают изделие с постоянной скоростью между источниками света и оптически связанными с каждьм из ни фотодетекторами Ф1 , Ф2 и ФЗ. Источники света и соответствующие им фотдетекторы располагают в плоскостях, каждая из которых параллельна напра лению движения изделия. Источники света и фотодетекторы Ф1, Ф2 и ФЗ размещают в точках, образующих вершны равнобедренного прямоугольного треугольника, катет К которого удовлетворяет условию , где R - радиус измеряемого изделия круглой формы.

Для однозначности при практической реализации способа специально введено правило нумерации фотодетек торов в схеме их размещения.

рианта схем размещения фотодетекторов симметричны горизонтальной линии, проходящей через центр изделий круглой формы и имеют временные диаграммы, идентичные изображенным на фиг. 1.

Пусть фотодетекторы (фиг. 2) обозначены соответственно Ф1, Ф2 и ФЗ, центры изделия для произвольно выбранных точек времени обозначены - О, и Oj, радиус круга R, расстояние 1 , пройденное изделием за некоторый промежуток времени,расстояние 0 Ф1 равно X, а катеты равнобедренного прямоугольного треугольника равны а.

Тогда

R

хЧ

а

(1)

или

R (R - 5)+af

(2)

После алгебраического преобразования получаем выражение для определения искомого радиуса окружности изделия :

l + а R Ч---. (3)

Расстояние I определяют как произведение скорости V движения изделия на время S прохождения этого расстояния .

Скорость на известном расстоянии а определяют по формуле

а/ Р. .

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение информативности способа путем обеспечения измерения диаметров изделий больв1их размеров. Сущность способа заключается в перемещении изделия между двумя источниками света и соответствующими им тремя фотодетекторами Ф,, Ф, Ф, размещенными на плоскости, параллельной направлению движения изделия. В процессе движения измеряют два временных интервала между моментами пересечения границей контура изделия первого и третьего оптических каналов, а также первого и второго и определяют величину диаметра путем сложения прямого и обратного отношений значений измеренных временных интервалов и последующего умножения полученной суммы на численное значение расстояния между первым и третьим фотодетекторами. 3 ил. €

Первый фотодетектор всегда размещают в точке,образующей вершину прямого угла треугольника, второй фотодетектор размещают в точке, образующей одну из вершин острого угла и соответственно принадлежащей либо катету, совпадающему с линией движения центра диаметра меряемого изделия, либо катету, совпадающему с линией движения любой его точки, но в этом случае третий фотодетектор размещают в точке, которая находится ра окружности,

на линии движения цент

Изображенные на фиг. 1. варианты размещения трех фотодетекторов по схеме равнобедренного прямоугольного треугольника относительно объекта измерения не исчерпывают всего множества, однако остальные четыре ва

где

5

- время прохождения расстояния а. Таким образом.

(4)

или

R

а, (

-) -1

U

(5)

откуда

50

D 2R

а

И

Ч б

-.

(6)

где D - диаметр движущегося изделия,

Из формулы (6) видно, что для измерения диаметра движущегося изделия измеряют два интервала времени между моментами пересечения границей контура движущегося изделия первого и третьего фотоде.текюров, а т;1кже

первого и второго, и определяют диаметр движущегося изделия путем сложения прямого и обратного отношения значений измеренных временных интервалов и последующего умножения полученной суммы на численное значение катета треугольника.

Устройство, реализующее способ для измерения диаметра изделия круглой формы, движущегося с постоянной скоростью, содержит блок 1 фотодетек торов, генератор 2 прямоугольных импульсов, первый 3 и второй 4 элементы И-НЕ, первый 5 и второй 6 элементы ИЛИ, первый 7 и второй 8 элементы И, первый 9 и второй 10 счетчики, первый 1 1 и второй 1 2 цифровые индикаторы.

Устройство работает следующим образом.

При измерении диаметра изделия круглой формы (например, диаметра двигающегося на транспортной ленте конвейера с некоторой постоянной ско ростью) изделие, перемещаясь между тремя источниками света и соответствующими им тремя фотодетекторами, расположенными относительно изделия по схеме первого варианта (фиг. 2), будет прерьюать последовательно оптические каналы и тем самым заставит реагировать соответственно первый, второй и третий фотодетекторы в блоке 1 фотодетекторов. В момент включения первого фотодетектора блока 1 первый 5 и второй 6 элементы ИЛИ пропустят сигналы включения третьего фотодетектора высоким потенциалом на третий вход первого 7 и второго 8 элементов, а так как на вторых входах этих элементов высокие потенциалы, то элементы И 7 и 8 начнут пропускать на счетные входы первого 9 и второго 10 счетчиков им- пульсы с генератора 2 прямоугольных импульсов, где они будут подсчитываться и соответственно отображаться на первом 11 и втором 12 цифровых индикаторах. Так начинается отсчет временных интервалов i

В момент включения второго фотодетектора Ф2 блока 1 сигнал высоким потенциалом поступит на второй вход второго элемента 4 И-НЕ Л, а так как на первом входе элемента И-НЕ 4 присутствует высокий потенциал сигнала с третьего фотодетектора блока 1, то выход элемента И-НЕ 4 перейдет в сос92372

тояние низкого потенциала и тем самым закроет второй элемент И 8. Поступление импульсов на второй счетчик .J- 10 прекратится. Таким образом, на счетчике 10 будет сформирован цифровой код величины, равный И , который отобразится на втором индикаторе 12. В момент включения третьего фото- 10 детектора ФЗ блока 1 аналогично сработают первый элемент И-НЕ 3, первый элемент И 7, первый счетчик 9 и первый индикатор 11, на котором отобразится цифровой код, равный I g . Счет- 15 чики-9 и 10 будут сохранять информацию до момента выключения всех трех фотодетекторов блока 1 за счет того, что выходы первого 5 и второго 6 элементов ИЛИ соответственно соедине- 20 ны со входами сброса первого 9 и второго 10 счетчиков. После того, как цифровые коды временных интервалов, равные i , и С, сформированы, вычисляют прямое и обратное отнощение чис- 25 ловык значений (цифровых кодов) временных интервалов, складывают их и

полученную сумму ( I s/ v умножают на числовое значение расстояния между первым и третьим фотодет.екто- 30 ром, равное а. Таким образом подсчитывают числовое значение диаметра измеряемого изделия.

Формула изобретения

Способ фотоэлектрического измерения диаметра движущегося изделия, заключающийся в том, что перемещают изделие с постоянной скоростью межДУ оптически связанными источником света и фотодетектором, расположенными в плоскости, перпендикулярно направлению движения изделия, отличающийся тем, что, с целью повьппения информативности измерений, в плоскостях, параллельных движению изделия, дополнительно размещают две пары оптически связанных источника света и фотодетектора так,

что точки размещения трех источников света и фотодетекторов соответственно образуют верщины прямоугольного равнобедренного треугольника,.катет К которого удовлетворяет условию

К R, где R - радиус изделия, первую пару оптически связанных источника света и фотодетектора.размещают на линии траектории движения центра изделия в точке, соответствующей вершине прямого угла прямоугольного равнобедренного треугольника, фиксируют моменты перекрытия изделием светового потока источников света соответственно первой, второй и третьей пары, измеряют временные интервалы между моментами перекрытия изделием светового потока источников сне- та первой и второй пары, первой и третьей пары, определяют диаметр движущегося изделия, используя полученные значения временных интервалов.

Фт