Способ измерения диаметра бревен и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК G01B21/10 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в лесной и деревообрабатывающей промышленности в автоматизированных устройствах для обмера и учета объема лесоматериалов.

Известен способ измерения диаметра бревен, по максимальным углам отклонения шторки, вращаемой ими вокруг оси, расположенной над лентой транспортера, перемещающего бревна.

Максимальное отклонение шторки от исходного (вертикального) положения наступает в тот момент, когда ее конец оказывается на перемещающемся бревне. Угол отклонения шторки в этот момент равен

фмакс ЗГСС08

-:- arccos (1 -г-)

где I - расстояние от оси вращения шторки до ленты транспортера;

d - диаметр торца бревна.

Основным недостатком способа является низкая точность измерения, которая связана с тем, что функциональная зависимость максимального угла поворота от диаметра бревна носит явно выраженный нелинейный характер.

Следовательно, зависимость погрешности измерения этих устройств от диаметра бревна будет иметь возрастающий характер.

Известноустройство, в котором угол поворота шторки преобразуется в последовательность электрических импульсов, число которых на входе счетчика импульсов численно равно диаметру бревна. Команду на прекращение счета импульсов подает путеXJ XI ГО СЬ Ю 00

вой командоаппарат, когда его достигает бревно, перемещаемое транспортером.

Однако известное устройство обладает низкой точностью измерений из-за систематического завышения результатов измере- ния.

Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения диаметров бревен, содержащее две шторки: измерительную и дополнительную - удлиненную, которая нажимает на конечный выключатель, находящийся на конце измерительной шторки, реле, выполняющее функции электронного ключа.

Обе шторки вращаются совместно до тех пор, пока измерительная шторка не окажется лежащей на бревне, а при дальнейшем перемещении бревна продолжает вращаться только дополнительная удлиненная шторка. Благодаря этому она перестает нажимать на конечный выключатель, который разрывает цепь питания реле, которое в свою очередь разрывает свои контакты на входе счетчика импульсов, препятствуя поступлению в него возможных ложных им- пульсов.

Таким образом фиксируется момент, когда измерительная шторка оказывается лежащей на бревне.

Известное устройство имеет следую- щие недостатки:

сложность и ненадежность узла, фиксирующего момент, когда при прохождении бревна, конец измерительной шторки оказывается на его поверхности;

низкая точность измерения, связанная с использованием системы штырек - рычаг - электрический контакт в качестве источника импульсов.

Целью изобретения является повыше- ние точности измерения.

Это достигается тем, что диаметр бревен определяется по расстоянию, на которое необходимо переместить бревно, чтобы оно отклонило измерительную шторку на заданный угол.

Это достигается тем, что оно снабжено узлом управления циклом измерений, подключенным первым входом к выходу первого конечного выключателя, вторым - к выходу второго конечного выключателя, выходом - к первому входу электродного ключа, датчиком линейного перемещения контролируемого бревна, подключенным к второму входу электронного ключа, одновибратором, подключенным входом к выходу первого конечного выключателя, выходом - к второму входу счетчика импульсов, задатчиком первичной информации, подключенным к третьему входу счетчика

импульсов, блоком регистрации, первый вход которого подключен к выходу счетчика импульсов, второй - к выходу второго конечного выключателя, а второй конечный выключатель установлен с возможностью взаимодействия с измерительной шторкой а плоскости, наклоненной к плоскости установки шторки на заданное значение угла.

Способ иллюстрируется чертежом.

Устройство состоит из шторки 1, конечного выключателя 2, фиксирующего нахождение шторки в исходном (вертикальном) положении, конечного выключателя 3, фиксирующего поворот шторки на заданный угол узла 4 управления циклом измерений, датчика 5 линейного перемещения контролируемого бревна, электронного ключа 6, счетчика 7 импульсов, задатчика 8 первичной информации, одновибратора 9 и блока 10 регистрации.

Сущность способа измерения, заключающаяся в том. что устанавливают измерительную шторку в плоскости ерпен- дикулярной оси контролируемого бревна, измеряют угол отклонения шторки этим бревном, перемещаемым вдоль своей оси, и фиксируют момент отклонения шторки на заданный угол зад, замеряют расстояние S, на которое перемещено контролируемое бревно от момента начала отклонений шторки до момента ее отклонения на заданный угол, а диаметр бревна вычисляют по формуле

d I - S ctg зад .

где I -длина шторки, которая носит линейный характер во всем диапазоне измерения.

Для облегчения аппаратурной реализации предлагаемого способа измерения зоны перемещения бревна после начала отклонения им шторки разбить на элементарные отрезки длиной Д S. Тогда расстояние, дна которое в процессе измерения перемещено бревно, определяется количеством пройденных элементарных отрезков

-AS

В силу того, что диаметр бревна устанавливается с градацией 1 см, величина AS Ad должна быть равна 1 см.

Следовательно, определение диаметра бревна, согласно предлагаемому методу измерения, сводится к подсчету количества

элементарных отрезков, на которое перемещено бревно, прежде, чем отклоняемая им шторка из исходного (вертикального) положения повернется на заданный угол рзая- Затем полученное значение вычитается из заранее заданной величины I.

Способ с помощью устройства осуществляется следующим образом.

В статическом положении - при отсутствии бревна в створе устройства и неработающем транспортере подачи бревен - шторка 1 находится в вертикальном положении и, следовательно, конечный выключатель 2, фиксирующий шторку в этом положении - нажат, а конечный выключатель 3, фиксирующий отклонение шторки на заданный угол - в ненажатом состоянии и отключен датчик линейного перемещения контролируемого бревна 5.

Одновременно с включением транспортера бревен включается и датчик линейного перемещения контролируемого бревна 5, представляющий собой преобразователь типа угол поворота - код, вал которого связан с ведущей звездочкой транспортера. Таким образом перемещение ленты транспортера, а следовательно. и бревна на ней преобразуется в последовательность импульсо.в, каждый из которых соответствует перемещению бревна на элементарный отрезок пути. Количество этих импульсов на выходе датчика 5 пропорционально расстоянию, на которое перемещено бревно.

Однако до появления бревна в створе устройства конечный выключатель 2 продолжает оставаться в нажатом состоянии, а конечный выключатель 3 - в ненажатом.

При таком сочетании сигналов на входах угла управления циклом измерения - 4 на его выходе устанавливается логический О, который, попадая на первый вход электронного ключа 6, запирает его, не пропуская импульсы с датчика линейного перемещения контролируемого бревна 5 на счетчик импульсов 7,

В тот момент, когда бревно, перемещаемое транспортером, дойдет до шторки 1 (положение 1) и начнет ее отклонять, конечный выключатель 2 окажется в ненажатом состоянии.

При ненажатых конечных выключателях 2 и 3 на обоих входах узла управления циклом измерения 4 устанавливаются логические 1. Следовательно, логическая 1 устанавливается и на выходе узла управления 4, что приводит к открытию электронного ключа 6, через который импульсы с датчика линейного перемещения контролируемого бревна 5 начинают поступать на счетный вход счетчика импульсов 7. В качестве счетчика импульсов 7 используется реверсивный счетчик, который осуществляет вычитание импульсов, поступающих на его счетный вход из ранее записанного числа, которое вводится в память счетчика 7 с помощью задатчика предварительной информации 8. Таким образом, каждый поступающий на счетный вход счетчика импульсов 7 импульс уменьшает на единицу предварительно записанное в счетчик число.

Импульсы поступают на счетчик импульсов 7 в течение всего того промежутка времени, пока шторка 1. вращаемая перемещаемым бревном, не отклонится на заданный угол.

Количество импульсов, поступивших на счетчик импульсов 7 за указанный промежуток времени, численно равно расстоянию оси вращения шторки до бревна.

Когда шторка повернется на заданный

угол (положение II), срабатывает конечный выключатель и на выходе узла управления 4 устанавливается логический О. При этом запирается электронный ключ 6 и импульсы с датчика линейного перемещения контролируемого бревна 5 перестают поступать на счетчик импульсов 8.

На этом заканчивается измерение диаметра торца бревна.

Число, зафиксированное счетчиком 7}по

окончанию измерения, равно разнице между заданным числом, введенным в счетчик до начала измерения, и количеством импульсов, поступивших на его вход за время поворота шторки 1 из вертикального положения на заданный угол. Эта разница численно равна диаметру перемещаемого бревна.

При срабатывании конечного выключателя 3 одновременно с сигналом на запирание электронного ключа 6 со второго выхода этого выключателя поступает сигнал на блок регистрации 10. который считывает показания счетчика импульсов.

Когда- бревно, продолжая перемещаться дальше, полностью выйдет из створа устройства, шторка 1 вернется в исходное (вертикальное) положение. При этом сработает конечный выключатель 2 и с его второго выхода поступит сигнал на одноеибрэтор 9.

который вырабатывает короткий импульс, устанавливающий счетчик импульсов в исходное положение (с записанным в его память числом I).

Цикл измерения закончен,

Устройство измерения диаметра бревен снабжено узлом управления циклом изме- рсния, который точно определяет продолжительность измерения перемещения бревна.

Датчик линейного перемещения контролируемого бревна, обеспечивающий определение перемещения бревна на цикл измерения, задатчиком первичной информации обеспечивает ввод в счетчик импульсов числа, равного расстоянию от оси вращения шторки до ленты транспортера. Блоком регистрации и одновибратором обеспечивается возвращение счетчика импульсов в начальное состояние. Оба входа узла управления циклом измерения соединены с конечными выключателями. Выход устройства соединен с первым входом электронного ключа, который оказывается открытым для прохождения сигналов, поступающих на его второй вход, только тогда, когда на его первом входе находится логическая 1.

На второй вход электронного ключа подключен датчик перемещения ленты транспортера. Выход электронного ключа соединен со счетным входом счетчика им- лульсоа, К установочному входу счетчика импульсов подключен задатчик первичной информации, а третий вход счетчика импульсов чераз одновибратор соединен со вторым выходом конечного выключателя, фиксирующего положения шторки в начале цикла измерения, что обеспечивает установку счетчика импульсов в исходное состо- яние после возвращения шторки в начальное (вертикальное) положение.

Выход счегчика импульсов соединен с блоком регистрации, который регистрирует показания счетчика на бумажную или магнитную ленту.

Формула изобретения

1. Способ измерения диаметра бревен, заключающийся в том, что устанавливают измерительную шторку в плоскости, перпендикулярной оси контролируемого бревна, перемещают бревно в направлении своей оси, отклоняя шторку, измеряют угол отклонения шторки, отличающийся

тем, что, с целью повышения точности измерений, фиксируют момент достижения угла отклонения шторки заданного значения тзад, замеряют расстояние S, которое проходит контролируемое бревно от момента

начала отклонения шторки до момента отклонения ее на заданный угол, а диаметр d бревна вычисляют по формуле

15

CH-S Ctgfaafl,

где I - длина шторки.

1. Устройство для измерения диаметра бревен, содержащее измерительную шторку, два конечных выключателя, первый из

которых установлен в плоскости установки шторки, электронный ключ, счетчик импуль- соа, подключенный к выходу электронного ключа, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено узлом управления циклом измерений, подключенным первым входом к выходу первого конечного выключателя, вторым - к выходу второго конечного выключателя, выходом - к первому входу электронного ключа, датчиком линейного перемещения контролируемого бревна, подключенным к второму входу электронного ключа, одно- вибратором, подключенным входом к выходу первого конечного выключателя,

выходом - к второму входу счетчика импульсов, задатчиком первичной информации, подключенным к третьему входу счетчика импульсов, блоком регистрации, первый вход которого подключен к выходу счетчика

импульсов, второй к выходу второго конечного выключателя, а второй конечный выключатель установлен с возможностью взаимодействия с измерительной шторкой в плоскости, наклоненной к плоскости установки шторки на заданное значение угла.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в лесной и деревообрабатывающей промышленности и автоматизированных устройствах для обмера и учета объема материалов. Целью изобретения является повышение точности измерений. При перемещении контролируемого бревна датчик линейного перемещения выдает последовательность импульсов, число которых пропорционально линейному перемещению бревна. Дойдя до вертикально повешенной шторки, бревно начинает ее отклонять. При повороте шторки на заданный угол срабатывает конечный выключатель и импульсы перестают поступать на счетчик. Диаметр бревна вычисляется по формуле Ctgfaafl, где I - длина шторки; S - линейное перемещение бревна; f3aA - заданный угол отклонения шторки. 2 с.п.ф-лы, 1 ил. fe