Способ измерения толщины стенки прозрачных труб и устройство для его осуществления Советский патент 1990 года по МПК G01B11/06 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения толщины стенки прозрачных труб.

Цель изобретения - повышение точности измерений за счет исключения погрешности, вызванной клиновидностью стенки трубки.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства, реализующего способ измерения толщины стенки прозрачных труб; на фиг. 2 - ход отраженных от поверхности стенки трубы лучей при наличии ее клинозидности.

Устройство содержит осветительную систему 1, состоящую из осветителя. и формирователя узкого коллимкрованно- . го пучка,полупрозрачное поворотное зеркало 2, фотоприемные развертьшаю- щие блоки 3 и 4, электронные блоки 5 и 6 обработки информации и вычислительный блок 7.

Способ реализуется следующим образом.

Осветительная система 1 формирует узкий пучок световых лучей и направляет его на контролируемый объект 8 - прозрачну ю трубу под углом i. В ресд оо

Сд

О5

|

315

зультате отражения пучка от внешней и внутренней поверхности трубы возникают два отраженных световых пучка. Полупрозрачное зеркало 2 делит световые пучки на две пары. Одна пара пучков, отраженных от наружной и внутренней поверхностей трубы поступает на фотоприемньй развертыванлций блок 3, другая, отразившись от полупрозрачного зеркала 2, поступает на фотоприемный развертьшающий блок 4, причем фотоприемные развертывающие блоки 3 и 4 расположены на различных расстоя

НИЯХ Ij 1 + 1 и 1 + Ij

от измеряемой трубы соответственно. Сигналы с электронных блоков 5 и 6 обработки информации поступают в вычислительный блок 7,.в котором производится операция вычисления толщины t стенки трубы по формуле:

Измеренные расстояния d. и

d 2. между пучками определяется выражениями:

d,

Отсюда

d + 4d, d + adj

tge.

d +

d +

i,tge

da - d T- Таким образом, можно записать, что

d d, 1 d - -----I 1

1 1 1 °a 1 i Ч i-i i. i,j 1,

20

a толщина t стенки трубы с учетом клиновидности записывается в виде:

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения толщины стенки прозрачных труб. Цель изобретения - повышение точности измерений за счет исключения погрешности, вызванной клиновидностью стенки трубы. Это достигается путем введения второго регистрирующего канала. Осветительная система 1 формирует узкий световой пучок и освещает контролируемый объект 8 под углом I. Полупрозрачное зеркало 2 делит отраженные от наружной и внутренней поверхности пучки на две пары. Одна пара регистрируется фотоприемным блоком 3, расположенным на расстоянии L 1 от зеркала 2, другая пара регистрируется фотоприемным блоком 4, расположенным на расстоянии L 2 от зеркала 2. Информация о расстояниях D 1 и D 2 между отраженными пучками в каждой паре поступает в вычислительный блок 7, в котором производится операция вычисления толщины T стенки по формуле, приведенной в описании изобретения. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

- fH - 1 t (d,

tJ 411J-j/«A 1

sin2i

/., 1 V Vn - sin i t (d, - 1) --.--5.-,

где d,, и ид- соответственно расстояния между световыми пучками, отраженными от поверхностей измеряемой стенки трубы, на фото- приемных развертывающих бло1сах 3 и 4; п - показатель преломления материала стенки трубы; При наличии клиновидности стенки, отраженные от ее внутренней и наружной поверхностей, пучки не параллель- ны между собой и расстояние между ними зависит от расстояния от поверхности контролируемой трубы до плоскости регистрации и угла расхождения пучков G (фиг. 2). Погрешность измерения стенки j3t определяется выраже нием

dt

-ad

2tgi cosi

где 4 d 1 . tg 0 ;

. ( . ,з1п1ч 1 arcsin С) ,

1.

its.(ii i sis-i

sin 2i

t

1,)

Islisin

2i

1-,)

r

sin 2i

Таким образом, измеряя расстояние между отраженными пучками и зная расстояния от измеряемой трубы до фотоприемных блоков, показатель преломления материала трубы и угол падения, определяют толщину стенки независимо от. ее клиновидности.

Формула изобретения

t (d - -i-- 1 ) iGi-i- isli

1г-1, - sin 2i

.или

-

Ч)

sin i

sin 2i

де d.

- расстояние между первой парой световых пучков, отраженных от наружной и внутренней стенок;

- расстояние между второй пары пучков, отраженных от наружной и внутренней стенок; расстояние от измеряемого объекта до плоскости регистрации первой пары отраженньк пучков;

расстояние от измеряемого объекта до плоскости регистрации второй пары пучков; показатель преломления материала измеряемого объекта; угол падения светового пучка на измеряемый объект.

1, ь п

1

х; ,

4 i

10

56706

15

20

Фиг.1

8.2