Способ определения толщины изделия Советский патент 1992 года по МПК G01B11/06 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к определению толщин нити оптическими методами.

Цель изобретения - повышение точности определения посредством учета наклонногр положения изделия.

На фиг. 1 показаны световые конусы, фронтальное сечение; на фиг.2 - кйнструкция оптозлектрического устройства.

Световые конусы 1 и 2 имеют общую ось 3, через которую, а также через изделие 4 проведено сечение плоскостью 5. Изделие Ф показано в двух положениях - под углами 9Q° и . В сечении образовались два равнобедренных треугольника OKL и OiKiLi, для которых основания 2г, высоты

h и расстояния между основаниями Н заданы конструктивно.

Устройство для создания конического пуча содержит источник 6 света, кольцевой коллиматор 7, кольцевую фокусирующую линзу 8, объектив 9, мозаичный фотоприемник 10, микропроцессорную систему 11 и индикатор 12.

Способ осуществляется следующим образом.

Источник 6 света с помощью коллиматора 7 и фокусирующей линзы 8 создает конический луч 13, который на поверхности изделия 4 создает световое изображение окружности, если уЗ О, или эллипса, если Д Ю. Объектив 9 проектирует изображение на мозаичный фотоприемник 10, нaпpиj ep

прибор с зарядовой связью (ПЗС), в котором формируется скрытое электрическое изображение. Микропроцессорная система 11 считывает электрический сигнал из ПЗС и рассчитывает истинное значение толщины Нц, которое отражается индикатором 12. Оптоэлектрическая система позволяет заме рять расстояния EAi и CDi, равные ri и п , соответственно. Вторая оптоэлектрическая система не показана. Она позволяет замерять расстояние на противоположной поверхности изделия.

Истинное значение толщины hu FB, а фактически замеряемое значение толщины равно АВ.

Из треугольника (Л) РВА:

hu-FB-AB созД

ДРВА подобен ДСОЕ, так как у них стороны параллельны и углы равны. Поэтому

ED AiDi OAi-ODi Y h- h т(п-п ): CD ri + n , потому to 5 JI.IIZJX 9 P r ri+n AB BOa - B02 Bi02-BiB; Bi02 BiOi+Oi02; BiB r2-tg/8: B02 Yh+H-h-r2tgj8 H-h+r2 ) ; A02 - DiO2-DiA: Di02 h-DiO -h-a:.,:: у -h-rv tg th-n (7+tg;S): AB H-h+r2( - tg ;S)-h+ri ( + tg/S) Таким образом, если /3 v О, hu(H-2h+n (b+tg/3)+r2 ( (2) Если плоскости изделия параллель основаниям KL и KiLi. то п п и .

В качестве источника света может быть применена серийная, лампа накаливания. Коллиматор может быть выполнен в виде пластины с кольцевой щелью. Для крепления деталей коллиматора между собой можно использовать тонкие перемычки, сечение которых в направлении хода лучей меньше сечения излучателя света. При этом линия, изображения щели будет непрерывной. В качестве фотоприемника целесообразно использовать серийные ПЗС мозаичного типа. При контроле древесностружечной плиты это может быть, например, ПЗС из 256x256 элементов. При этом дискретность д отсчета будет достаточной для контроля древесностружечных плит:

а 2 4

10 0.4%. При толщине древесностружечных плит мм, д: 4-10 0,080 мм. Допуск на толщину древесностружечной плиты ДЬ ±0,3 мм. При более высоких требованиях к точности измерения число элементов ПЗС должно быть больше. В качестве микропроцессорной системы может быть использована любая серийная ЭВМ достаточной производительности, оснащенная программой опроса элементов ПЗС. Быстродействие ЭВМ определяют, исходя из производительности труда на линии контроля древесностружечных плит. Формула изобретечния Способ определения толщины изделия, заключающийся в том, что проектируют на противоположные поверхности изделия изображения линий, измеряют расстояния между точками изображений линий и используют эти расстояния при определении толщины, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, изображения линий на поверхности изделия получают путем проектирования круговых световых конусов, измеряют расстояния между осью конусов и наиболее удаленными от нее двумя точками изображения и от третьей точки, лежащей на другой поверхности изделия напротив наиболее удаленной от оси точки изображения, и определяют толщину Нц изделия по формуле hu H-2h+r (-btg/3)-br2 (-tg)f к cos д

h ri-ri

H - расстояние между основаниями конусов;

h.r - высота и радиус основания светового конуса;

Г1, Г2 расстояния от оси конусов до наиболее отдаленных точек изображения, лежащих на разных поверхностях изделия;

П - расстояние от оси конусов до точки, расположенной не освещенной линии напротив наиболее отдаленной от оси конуса точки изображения;

/3- угол наклона изделия относительно оснований конусов.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к определению толщин плит оптическими методами. Цельизобретения - повышение точности определения посредством учета наклонного положения изделия. Для этого источник света с помощью коллиматора и фокусирующей линзы создает конический луч, который на поверхности изделия создает световое изображение окружности или эллипса (наклонное положение изделия). Объектив проектирует изображение на мозаичный фотоприемник. Микропроцессорная система считывает электрический сигнал с фото- приемника и рассчитывает значение толщины изделия. Оптоэлектрическая система позволяет измерять расстояния между осью конусов и наиболее удаленными от нее двумя точками изображения и от третьей точки, лежащей на другой поверхности изделия напротив наиболее удаленной от оси точки изображения, по которым и определяют толщину изделия. 2 ил.

«

Фиг.1

11 /

п