Фотоэлектрическое устройство для измерения геометрических параметров прозрачных труб в процессе их вытягивания Советский патент 1990 года по МПК G01B11/10 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения внутреннего (наружного) диаметра и толщины стенки прозрачных труб, в частности для измерения наружного диаметра и толщины стенки кварцевых опорных труб в процессе их вытягивания.

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет устранения влияния изменения ориентации трубы в процессе измерения и расширение диапазона измерений.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит источник 1 излучения, например лазер, расположенные по ходу излучения конденсорн ю систему 2, диафрагму 3, полупрозрачную пластину 4, расположенные по ходу отраженного от пластины 4 излучения призму 5, объектив 6, расположенные по ходу отраженных от контролируемой трубы пучков7объективы 7, 7 цилиндрические линзы 8, 8 и многоэлементные фотоприемники 9, 9, блок 10 обработки сигналов, вход которого соединен с выходами фотоприемников 9, 9 ЭВМ 11, вход которой соединен с выходом блока 10 обработки сигналов, и расположенные по ходу прошедшего через пластину 4 излучения объектив 12, полупрозначную пластину 13 и многоэлементный фотоприемник 14, выход которого соединен с входом блока 10 обработки сигналов, позицией 15 обозначена прозрачная труба, геометрические параметры которой измеряют.

Устройство работает следующим образом.

Конденсорная система 2. состоящая из линз со сферическими и цилиндрическими

сд

со

Јъ

со

i HA | in .in uoLJiyt-i в плоскости диа фрагмы 3 1нятящ юся щель Объектив 6 прочими г и «иораженчс згой щети в inoc с fb ч которой тежит ось контролируе м и причем длинная сторона све i пнеися щели перпендикулярна оси трубы (Сраженные от границ стекло возчух четы р ofii ектмвами 7 7 и цилиндричес к. ми шн ами 8 1аправшются на фото п,1КМ1 ики Ч Ч1 Каж 1ая система (объек

Ч

гив i1 ни 1ин хрическая линза) ( i ы ,и )оi прнечи чков 9

i и на )i в Pit

При помоча 4 огопрнемников i. и i на 1ов и -ЭВ

i I Н расе I Online

образует в ч, с ветовые вч светящихся уг пшкйных MIU илементных ч Ч бюка 10 обработки 11 меж л определи

По rmiM данным в ЭВМ

Цилиндрические линзы 8, 8 и оптически сопрягают входные зрачки объективов

77 с фоточувствительными поверхностями фотоприемников и уменьшают длину светящихся д г Коэффициент уменьшения выбирается таким, чтобы в плоскости фотоприемника размеры светящихся дуг по их длине и размер фоточувствительной части фотоприемников по ширине были сравнимы.

8результате этого достигается пространст- венная неподвижность светящихся дуг относительно фотоприемников при смещении в направлении, перпендикулярном плоскости падения, и происходит усреднение выходного сигнала фотоприемников по длине

дхг

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения диаметра и толщины стенки прозрачных труб. Целью изобретения является расширение диапазона измерений и повышение точности за счет устранения влияния смещения контролируемой трубы в процессе измерения. Для этого устройство снабжено системой для контроля угловой ориентации трубы, содержащей многоэлементный фотоприемник, две полупрозрачные пластины и объектив, сопрягающий через внешнюю поверхность трубы, световую марку, сформированную передающей системой, с плоскостью фотоприемника, что обеспечивает учет влияния переноса трубы в плоскости падения лучей. Оно также снабжено цилиндрическими линзами, расположенными в оптических принимающих системах между объективами и фотоприемниками и служащими для их сопряжения и уменьшения размера отображений световой марки в плоскости фотоприемников, что обеспечивает исключение влияния смещения трубы перпендикулярно плоскости падения лучей. 1 ил.

расчет

ТОЛЩИНЫ

V 1 I)

стенки и

0 HIH ГС ГВИИ С

- Ь.

sm

Sin 2-f

Jsl ll)

i ч а

i и | iii магния центральною ii i i a поверхность /iokisjTCib преломтения

) ii и.1тояние межд центральными л i ми i4(.roBi x , отраженных 1 ч /кчои и вн трснней стенок

| О1 I

PHI тянис M(. ж и центра 1ьными i i ы ..Btioriux n JKOB, отраженных м чь ipuihrx cretioK I ,,- ntnittnH v па q падения с жит п i Koppti i,ii Об ектив 12 системы о|фек .ы п юецир кмаий изображение све i пси я ii in i поверх i ( в пкпкость фотоприеуника 14 ог tn ci н i о: ) п вствитепьной поверх

HDC I И i U I ОВОИ 111 I |1И X

При юг Ю1МХ световой штрих Mii iae я i фо оч ветви ге тьнон поверх но ги () ою 1 ыеммнка С помощью многоэле м H-iiot ф(л() ipHLM iHKa 11 бюка 10 обра IKH ипчаюв и ЗП II последователь HI onpi u 1ЯЮНЯ JL 1ичина смещения штри i ипкнсиис ria па кния относительно о riu ia .ьн л а laiinoio значения и реаль я вс i ,ина i а п- 1ения Система коррек чи репир 1 то 1ько Нч повороты кр оси icpnei 1ик 1ярной плоскости ча ичия Она ча ю i нствительна к смеп ениям I бы IK р i н т но ctsoefi оси

С

Ь

Форму га изобретения

Фотоэлектрическое устройство для измерения геометрических параметров прозрачных в процессе их вытягивания, содержащее источник излучения, передаю- шлю оптическую систему, предназначенную для формирования на поверхность контро- световой марки, принимающую оптическую систему, выполненную в виде- последовательно расположенных по хо- д отраженных пучков излучения объективов и фоюприемников, и блок обработки сигналов, вход которого соединен с выхода0 ми фотоприемников, отличающееся тем, что, с цепью повышения точности и расширения диапазона измерений, оно снабжено оптической системой, предназначенной для конт- ротя условий ориентации , расположенной в одной плоскости с оптическими

5 осями передающей и принимающей систем, и выполненной в виде первой полупрозрачной пластины, расположенной по ходу излучения за передающей системой и предназначенной т IH формирования дополнительного , и расположенных по ходу дополни гепьного пучка дополнительного объектива, второй полупрозрачной пластины и допол нительною фотоприемника, ориентируемых так, что дополнительный фотоприемник рас- потожен в плоскости изображения дополнительным объективом световой марки через поверхность трубы на оси, перпендикулярной оси трубы, и цилинидричес- лими пинзами, расположенными по ходу отраженных пучков между объективами и фотоприемниками, а фотоприемники разме0 .цены в плоскостях изображения входных зрачков объективов цилиндрическими линзами

0

j

11

W

S l

т

-5