Устройство измерения длины движущегося проката Советский патент 1990 года по МПК G01B7/04 

И 111

/У

0

i/v

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в прокатном производстве для измерения длины проката на станах холодной и горячей прокатки. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет исключения погрешности, вызванной загрязнением оптических поверхностей. В момент пересечения передним концом проката 2 N-го фотодатчика 1, блок 8 слежения-хранения по спаду сигнала с этого фотодатчика запоминает величину сигнала U_р на фотоэлементе 5, соответствующую его освещенности полным световым потоком. Сигнал U_р в аналоговой форме поступает на один из входов компаратора 6, и в цифровой форме, в которую он преобразуется в аналого-цифровом преобразователе 11, на один из входов вычислительного блока 13. В следующий момент, когда прокат 2 начинает перекрывать световой поток, происходит уменьшение сигнала на выходе фотоэлемента 5 и связанным с ним входе компаратора 6, из-за чего последний переходит в состояние с уровнем логической единицы на выходе и дает разрешение на работу счетчика 9 и блока 12 логики. Счетчик 9 произведет подсчет количества N_I фотодатчиков 1, перекрытых прокатом 2, а Д-триггеры блока 12 логики будут оставаться в исходном состоянии до тех пор, пока задний конец проката 2 не пересечет оптической оси одного из фотодатчиков 1. В этот момент сигнал на выходе этого фотодатчика изменится от уровня логического нуля до уровня логической единицы. По перепаду сигнала Д-триггер установится в единичное состояние, т.е. на его инверсном выходе появится уровень логического нуля. Поскольку все диоды включены по схеме ИЛИ, то появление нуля на инверсном выходе любого триггера приведет к появлению уровня логического нуля на управляющем входе блока 7 слежения-хранения. Блок 7 слежения-хранения перейдет в режим хранения сигнала U с фотоэлемента 5. Зафиксированный в блоке 7 уровень сигнала U преобразуется в код и поступает на соответствующий вход вычислительного блока 13. На этот же блок поступает код из счетчика 9. Вычислительный блок производит расчет длины L_п проката, который передается на блок 14 индикации. После прохождения заднего конца проката 2 через N-й фотодатчик 1 происходит переход устройства в исходное состояние. 2 ил.

к

со

со

ния передним концом проката 2 п-го фотодатчика 1 блок 8 слежения-хранения по спаду сигнала с этого фотодатчика запоминает величину сигнала Up на фотоэлементе 5, соответствующую его освещенности полным световым потоком. Сигнал Up в аналоговой форме поступает на один из входов компаратора 6 и в цифровой форме, в которую он преобразуется в аналого-цифровом преобразователе 11, - на один из входов вычислительного блока 13. В следующий момент, когда прокат 2 начинает перекрывать световой поток, происходит уменьшение сигнала н.а выходе фотоэлемента 5 и связанном с ним входе компаратора 6, из-за чего последний переходит в состояние с уровнем логической единицы на выходе и дает разрешение на работу счетчику 9 и блоку 12 логики. Счетчик 9 производит подсчет количества П| фотодатчиков 1, перекрытых прокатом 2, а D-триггеры блока 12 логики остаются в исходном состоянии до тех пор, пока задний конец проката 2 не пересечет оптическую ось одного из фотодатчиков 1. В

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в .прокатном производстве для измерения длины проката на станах холодной и горячей прокатки.

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет исключения погрешности, вызванной загрязнением оптических поверхностей.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства измерения длины движущегося проката; на фиг.2 - принципиальная электрическая схема блока логики.

Устройство содержит фотодатчики 1, оптические оси которых перпендикулярны направлению движения проката 2, источник 3 плоского параллельного светового пучка, конденсор 4, фотоэлемент 5, компаратор 6, блоки 7 и 8 слежения-хранения, счетчик 9 числа сработавших фотодатчиков, аналого- цифровые преобразователи 10 и 11, блок 12 логики, вычислительный блок 13 и блок 14 иядикации. При этом выход фотоэлемента 5, установленного в фокусе конденсора 4, соединен с управляющими входами блоков 7 и 8 слежения-хранения и с одним из входов компаратора 6. Выход блока 8 слежения-хранения, вход которого подключен к одному из фотодатчиков 1, соединен с входами аналого-цифрового преобразователя 11 и компаратора 6, а выход последнего - с управляющим входом счетчика 9 и блока 12 логики. Выход блока 12 логики соединен с

этот момент сигнал на выходе этого фотодатчика изменяется от уровня логического нуля до уровня логической единицы. По перепаду сигнала D-триггер устанавливается в единичное состояние, т.е. на его инверсном выходе появляется уровень логического нуля. Поскольку все диоды включены по схеме ИЛИ, то появление нуля на инверсном выходе любого триггера приводит к появлению уровня логического нуля на управляющем входе блока 7 слежения-хранения. Блок 7 слежения-хранения переходит в режим хранения сигнала U с фотоэлемента 5. Зафиксированный в блоке 7 уровень сигнала и преобразуется в код и поступает на соответствующий вход вычислительного блока 13. На этот же блок поступает код из счетчика 9. Вычислительный блок производит расчет длины Ln проката, который передается на блок 14 индикации. После прохождения заднего конца проката 2 через п-й фотодатчик 1 происходит переход устройства в исходное состояние. 2 ил.

управляющим входом блока 7 слежения- хранения, выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя 10. Выходы аналого-цифровых преобразователей 10 и 11 и счетчика 9 соединены с соответствующими входами вычислительного блока 13, выход которого соединен с блоком 14 индикации. Фотодатчики 1 соединены с параллельно включенными входами счетчика 9 и входами блока 12 логики.

Блок 12 логики (фиг.2) содержит D-триггеры 15, диоды 16 и резисторы 17. При этом С-входы триггеров 15 соединены с соответствующими им фотодатчиками 1, D-входы всех

D-триггеров 15 - с одним из выводов резистора 17, второй вывод которого подключен к источнику питания (не показан), а R-входы - с выходом компаратора 6. Выходы триггеров 15 через диоды 16 подключены к управ.ляющему входу блока 7 слежения-хранения. К этому же входу подключен один из выводов резистора 17, второй вывод которого связан с источником питания.

Фотодатчики 1 установлены по линии

продольного движения проката с шагом L. Ширина плоского светового пучка и конденсора 4 выбрана большей, чем L. Источник света выбирают таким образом, чтобы излучаемые им световые волны находились в

коротковолновой части спектра видимых лучей, где отсутствует излучение, вызванное нагревом проката.

Устройство работает следующим образом, В исходном состоянии до пересечения передним концом проката 2 оптической оси ММ фотодатчика 1 (фиг.1), соединенного с управляющим входом блока 8 слежения- хранения, фотодатчик 1 находится в единичном состоянии (на его выходе имеется уровень логической единицы), блоки 7 и 8 слежения-хранения - в режиме слежения, компаратор 6- в нулевом состоянии, а триггеры 15 блока 12 логики - в состоянии с уровнями логической единицы на инверсных выходах. В момент пересечения передним фронтом концом проката 2 оптической оси ММ фотодатчика 1 блок 8 слежения-хранения по спаду сигнала с этого фотодатчика запоминает величину сигнала Up на фотоэлементе 5, соответствующую его освещенности полным световым потоком. Сигнал Up в аналоговой форме поступает на один из входов компаратора 6, и в цифровой форме, в которую он преобразуется в аналого-цифровом преобразователе 11,- на один из входов вычислительного блока 13. В следующий момент, когда прокат 2 начинает перекрывать световой поток, происходит уменьшение сигнала на выходе фотоэлемента 5 и связанном с ним на входе компаратора б, вследствие чего последний переходит в состояние с уровнем логической единицы на выходе.и дает разрешение на,работу счетчику 9 и блоку 12 логики. Счетчик 9 производит подсчет количества (щ) фотодатчиков 1, перекрытых прокатом 2, а D-триггеры 15 блока 12 логики и после появления на их R-входах логической единицы продолжают оставаться в исходном состоянии (на инверсных выходах Триггеров - уровни логической единицы) до тех пор, пока после переключения компаратора 6 задний конец проката 2 не пересечет оптическую ось одного из фотодатчиков 1. В этот момент сигнал на выходе этого фотодатчика изменяется от уровня логического нуля до уровня логической единицы. По перепаду сигнала D-триггер, подключенный к сработавшему фотодатчику, устанавливается в единичное состояние, т.е. на его инверсном выходе появляется уровень логического нуля. Поскольку все диоды 16 включены по схеме ИЛИ, то появление нуля на инверсном выходе любого из триггеров 15 приводит к появлению уровня логического нуля и на анодах диодов, а следовательно, и на связанном с анодами диодов управляющем входе блока 7 слежения-хранения. Блок 7 слежения-хранения переходит в режим хранения сигнала U с фотоэлемента 5. Зафиксированный в блоке 7 уровень сигнала и преобразуется в аналого-цифровом

преобразователе 10 в код и поступает на соответствующий вход вычислительного блока 13. На этот же блок поступает и код из счетчика 9. Вычислительный блок производит расчет длины Ln проката по формуле

+ L(ni-1) +L(1 -п).

Up

где LO - расстояние от края светового пучка до оптической оси ближайшего фотодатчика.

Результаты расчета выводятся на блок 14 индикации.

После прохождения заднего конца проката 2 через оптическую ось ММ фотодатчика 1 последний переходит в исходное состояние, а вслед за ним в исходное состояние устанавливаются блок 8 слежения-хранения, компаратор 6, блок 12 логики и блок 7 слежения-хранения.

Формула изобретения Устройство измерения длины движущегося проката, содержащее п фотодатчмкоо, последовательно установленных вдоль оси движущегося проката, счетчик числа сработавших фотодатчиков и вычислительный блок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено источником плоского параллельного светового пучка, конденсором с установленным в его фокусе фотоэлементом, образующими оптическую связанную систему, компаратором, двумя блоками слежения- хранения, двумя аналого-цифровыми преобразователями, блоком логики и блоком индикации, выходы каждого фотодатчика соединены с соответствующими входами счетчика числа сработавших фотодатчиков и блока логики, выход фотоэлемента соединен с управляющими входами блоков слежения-хранения и с первым входом компаратора, п-й фотодатчик соединен с вторым входом одного из блоков слежения- хранения, а выход этого блока - с вторым входом компаратора и выходом одного из аналого-цифрозых преобразователей, выход компаратора соединен с соответствующими управляющими входами счетчика числа сработавших фотодатчиков и блока логики, выход которого соединен с управляющим входом второго блока слежения-хранения, выход которого соединен с входом второго аналого-цифрового преобразователя, выходы аналого-цифровых преобразователей и счетчика числа сработавших фотодатчиков соединены с соответствующими входами вычислительного блока, а выход последнего соединен с блоком индикации.