Устройство для измерения диаметра стеклянной трубки Советский патент 1991 года по МПК G01B21/10 

Фиг1

топриемник 10. Генератор 6, делитель 7, блок 8 управления формируют сигналы, вращающие двигатель 9, связанный с зеркалом 5. При перемещении пучка света относительно стеклянной трубки 3t на фотоприемнике 10 формируется сигнал, фронты которого выделяются формирователем 15. Временной селедтор формирует информационный временной интервалs заполняемый импульсами с помощью элемента И 12„ Количество импульсов5 пропорциональное диаметру стеклянной трубки 3I,

подсчитывается счетчиком 13 и индицируется индикатором 14. Построение временного селектора на двух реверсивных счетчиках и логической схеме, обеспечивает формирование временного интервала, длительность которого определяется вторым и предпоследним импульсами, формируемыми формирователем 15. Первый и второй дополнительные фотоприемники 11, 16 осуществляют сброс и переключение реверсивных счетчиков, входящих -в временной селектор. 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике Цель изобретения - повышение точности намерения диаметра прозрачной стеклянной трубки. Лазер 1 формирует узкий пучок света, который с помощью призмы 2, зеркала 5, коллимирующего объектива 3, фокусирующего объектива 4 попадает на фо

Устройство относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения внутреннего диаметра прозрачной трубки.

Цель изобретения - повышение точности измерения диаметра прозрачной стеклянной трубки,

На фиг,1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - функциональная схема временного селектора j на фиг.З - временные диаграммы сигналов, Формируемых на выходах отдельных узлов устройства.

Устройство (фиг„1) содержит оптически связанные лазер 1, призму 2„ коллимирующий и фокусирующий объективы 3 и 4, зеркало 5, ось вращения ко- торого расположена на оптической оси коллимируемого и фокусирующего объективов 3 и 4 в фокальной плоскости кол лимирующего объектива 3, электрически связанные генератор 6, делитель 7 им- пульсов, блок 8 управления, двигатель 9., кинематически связанный с зеркалом 5, фотоприемник 109 расположенный в фокальной плоскости- фокусирующего объектива 45 первый дополнительный фото- приемник 11, расположенный между кол- лимирующим и фокусирующим объектива- .ми 3 и 4 в плоскости, проходящей через оптическую ось коллимируюпзго и фокусирующего объективов 3 и 4, вре™ менной селектор, первый элемейт И 29 первый вход которого подключен к генератору 65 последовательно соединенные счетчик 13 и индикатор 14, вход счетчика 13 подключен к выходу первого элемента И 12, формирователь 15, вход которого подключен к фотоприемнику 10, второй дополнительный фотоприемник 169 расположенный между кол

5

„

Q

5

лимирутощим и фокусирующим объективами 3 и 4 я плоскостиэ проходящей через оптическую ось коллимирующего и фокусирующего объективов.

Временной селектор (фиг.2) выполнен в виде триггеров 17-19, реверсивных счетчиков 20.1 и 20,2, дешифраторов 21 и 22э элементов ИЛИ 23-28, элементов И 29,и 30, счетные входы триггеров 17 и 18 подключены соответственно к первому и второму дополнительному фотоприемникам 11 и 16, первые входы элементов И 29 и 30 подключены к первому дополнительному фотоприемнику ,11, вторые входы элементов И 29 я 30 - соответственно к прямому и ин версному выходам триггера 17, выходы элементов И 29 и 30 соединены с входами Сброс реверсивных счетчиков 20„1 и 20.2s первые входы элементов ИЛИ 23-26 подключены к выходу формирователя 15, вторые входы элементов ИЛИ 24 и 25 и элементов ИЛИ 23 и 26 под- ключены соответственно к прямому и инверсному выходам триггера 18, выходы элементов ИЛИ 23 и 24 соединены с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика 13S выходы элементов ИЛИ 25 и 26 с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика 20.2, входы дешифраторов 21 и 22 подключены соответственно к выходам реверсивных счетчиков 20,1 и 20.2, входь элемента ИЛИ 27 подключены к выходам дешифраторов 21 и 22, выход элемента ИЛИ 27 соединен со счетным входом триггера 19 входы элемента ИЛИ 28 подключены к выходу элемента ИЛИ 27 и прямому выходу триггера 19Х выход элемента ИЛИ 28 соединен с вторым входом элемента И 12. Измеряется диамет стеклянной трубки 31 .

Устройство работает следующим образом.

Узкий пучок света, формируемый лазером 1, пройдя призму 2,направляетс коллимирующим объективом на вращающееся зеркало 5.

Генератор 6 формирует импульсы, которые делятся делителем 7 импульсов и направляются в блок 8 управления, формирующий управляющие сигналы поступающие на двагитель 9.,Последний вращает зеркало 5.

Пучок света, отраженный от зеркала 5, пройдя коллимирующий объектив 3, перемещается параллельно оптической оси коллимирующего объектива 3, пересекая стеклянную трубку 31, формируя ее развертываемое теневое изображение .

Пучки света, прошедшие фокусирующий объектив 4, преобразуются фотоприемником 10 в электрический еиг- нал. Передние и задние фронты электрического сигнала, снимаемого с фотоприемника 10, преобразуются в короткие импульсы формирователем 15.

При нахождении пучка света в крайних положениях первый и второй дополнительные фотоприемники 11 и 16 формируют импульсы, поступающие на управляющие входы временного селектора.

Диаметр стеклянной трубки 31 определяется временным интервалом &с (фиг.З), определяемым вторым и предпоследним фронтами сигнала, снимаемого с фотоприемника 10, т.е. вторым и предпоследним импульсами, формируемыми формирователем 15..

Сигнал, длительность которого пропорциональна диаметру стеклянной трубки 31, поступает на второй вход элемента И 12, на первый вход которого поступают импульсы с генератора 6.

Число импульсов в пачках импульсов, периодически формируемых на выходе элемента И 12, подсчитывается счетчиком 13 и- индицируется индикатором 14. Показания индикатора 14 пропорциональны диаметру стеклянной трубки 31.

Временной селектор (фиг.2) работает следующим образом.

По сигналу Пуск осуществляется установка в нулевое состояние триггеров 17-14. Сигнал, формируемый вторым дополнительным сЬотоприемником 11, периодически перебрасывает триггер 17. Этот же сигнал, пройдя элемент И 29 или 30, сбрасывает реверсивный счетчик 20.1 или 20.2.

Сигнал, формируемый вторым дополнительным фотоприемником 16, перебрасывает триггер 18, прямой и инверсный выходы которого формируют сигналы, поступающие на элементы ИЛИ 24 , 25 и 23, 26. При наличии логического О на входе элемента ИЛИ 23 реверсив5 ный счетчик 20,1 осуществляет подсчет количества импульсов, поступающих с формирователя 15.

При поступлении второго импульса с формирователя 15 дешифратор 21 фор0 мирует импульс, поступающий через элемент ИЛИ 27 на счетный вход триг.- гера 19 и перебрасывающий его в состояние логической 1, сигнал логической 1 проходит через второй

5 вход элемента И 12, характеризуя начало информационного временного интервала.

При раооте реверсивного счетчика 20.1 на сложение реверсивный счетчик

0 20.2 работает на вычитание. При поступлении седьмого за цикл измерения импульса с формирователя 15, через элемент ШШ 26 на вычитающий вход реверсивного счетчика 20.2 на выходе дешифратора 22 формируется импульс, который проходит через элемент ИЛИ 27 и перебрасывает триггер 19 в состояние логического О. Этот же импульс через элемент ИЛИ 28 поступает на

п второй вход элемента И 12. При поступлении седьмого импульса на реверсивный счетчик 20.2 сигнал, формируемый дегаифратором 22, переходит в состояние логического О, который

5 через элементы ИЛИ 27 и 28 поступает на второй вход элемента И 12. Задний Фронт импульса, формируемого дешифратором 22, характеризует окончание информационного временного ин0 тервала.

В конце цикла измерения второй дополнительный фотоприемник 16 формирует импульс, по которому триггер 18 перебрасывается.

5 Последующий цикл выделения временного интервала аналогичен, только начало временного интервала определя- ется реверсивным счетчиком 20.2, работающим в режиме сложения и де5

шифратором 21, а окончание временного интервала определяется реверсивны счетчиком 20.1, работающим в режиме вычитания, и дешифратором 21.

Использование устройства позволяет повысить точность измерения диаметра стеклянной трубки за счет ис- слючения погрешностей, возникающих ри формировании неинформационных изменений интенсивности потоков излучения, проходящих через центральные области стеклянной трубки.

Формула изобретения

Устройство для измерения диаметра

стеклянной трубки, содержащее оптически связанные лазер, коллимирующий и фокусирующий объективы, зеркало, ось вращения которого расположена на оптической оси коллимирующего и фокусирующего объективов в фокальной плоскости коллимирующего объектива, электрически связанные генератор,де- литель импульсов, двигатель, кинематически связанный с зеркалом, фотоприемник, расположенный в фокальной плоскости фокусирующего объектива, первый дополнительный фотоприем- ник, расположенный между коллимиру- ющим и фокусирующим объективами в плоскости, проходящей через, оптическую ось коллимирующего и фокусирующего объективов, и смещенный относи- тельно оптической оси коллимирующего и фокусирующего объективов, временной интервал, первый элемент И, входы которого подключены к генератору и выходу временного селектора, последовательно соединенные счетчик и индикатор, вход счетчика подключен к выходу первого элемента отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения ди- аметра прозрачной стеклянной трубки, оно снабжено формирователем,вход которого подключен к фотоприемнику, вторым дополнительным фотоприемником, расположенным между коллими- рующим и фокуснрующим объективами

0

$

е

0 5 0 - .«.

0

в плоскости, проходящей через оптическую ось коллимирующего и фокусирующего объективов, и смещенным в противоположную сторону относительно первого дополнительного фотоприемника относительно оптической оси колт- лимирующего и фокусирующего объективов, временной селектор выполнен в виде трех триггеров, двух реверсивных счетчиков, двух дешифраторов, шести элементов ИЛИ, второго и третьего элементов И, счетные входы первого и второго триггеров подключены к первому и второму дополнительному фотоприемникам, первые входы второго и третьего элементов И подключены к первому дополнительному фотоприемнику, вторые входы второго и третьего элементов И подключены соответственно к прямому и инверсному выходам первого триггера, выходы второго и третьего элементов И соединены с входами Сброс первого и второго реверсивных счетчиков, первые входы первого, второго, третьего, четвертого элементов ШМ подключены к выходу формирователя, вторые входы второго, третьего и первого, четвертого элемента ИЛИ подключены к соответственно к прямому и инверсному входам второго триггера, выходы первого,второго элемента ИЛИ соединены с суммирующим и вычитающим входами первого реверсивного счетчика, выходы третьего, четвертого элементов ИЛИ соединены с суммирующим и вычитающим входами второго реверсивного счетчика-, входы первого и второго дешифраторов подключены соответственно к выходам первого ги второго реверсивного счетчиков, входы пятого элемента ИЛИ подключены к выходам первого и второго дешифраторов, выход пятого элемента ИЛИ соединен со счетным входом третьего триггера, входы шестого элемен а ИЛИ подключены к выходу пятого эле- мента ИЛИ и прямому выходу третьего триггера, выход шестого элемента ИЛИ является выходом временного селектора.