Фотоэлектрический измеритель скорости объекта Советский патент 1992 года по МПК G01P3/36 

Изобретение относится к измерительной технике, точнее - к устройствам для измерения параметров движения объектов бесконтактным методом.

Известен фотоэлектрический измеритель скорости объекта, содержащий два фотоприемника с оптическими системами, два щелевых формирователя светового поля и измерительную схему, к входам которой подключены фотоприемники.

Недостаток этого устройства состоит в том, что оно не позволяет измерять скорость объекта на большом удалении от измерителя.

Известен также фотоэлектрический измеритель скорости объекта, содержащий два фотоэлектрических блока, устанавливаемых на заданном расстоянии друг от друга, и измерительную схему, причем каждый блок включает оптическую схему и фотоприемник, а выходы фотоприемников подключены к измерительной схеме.

Недостаток этого устройства состоит в том, что оно f e обеспечивает высокой точности измерения, поскольку поле зрения фотоприемников одинаково как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Цель достигается тем. что фотоэлектрический измеритель скорости объекта, содер- жащий два фотоэлектрических блока, устанавливаемых на заданном расстоянии друг от друга, и измерительную схему, причем каждый блок включает оптическую систему и фотоприемник, а выходы фотоприемников подключены к измерительной схеме, дополнительно содержит две пары щелевых экранов, две зрительные трубки и средства регулировки и фиксации положения блоков в пространстве, причем щелевые экраны попарно установлены перед оптическими системами. Зрительные трубки установлены за экранами с возможностью поворота их в плоскостях, проходящих через щели каждой пары экранов, а в экранах.

(Л

С

vi vi

00

VJ

расположенных перед зрительными трубками, выполнены поперечные прорези в пределах, лежащих вне поля зрения оптических систем.

На фиг.1 изображен общий вид фотоэлектрического измерителя скорости объекта; на фиг.2 - продольный и поперечный разрезы фотоэлектрического блока; на фиг.З - вид А на фиг.2; на фиг.4 и 5 - изображения, видимые наблюдателем в зрительную трубу при регулировке положения фотоэлектрического блока.

Фотоэлектрический измеритель скорости объекта включает два фотоэлектрических блока 1 и 2, подключенных к измерительной схеме 3 (фиг,1), Каждый фотоэлектрический блок содержит фотоприемник 4, короткофокусный объектив 5, первый щелевой экран 6, второй щелевой экран 7, зрительную трубу 8, установленную в подшипниках 9. Щелевые экраны 5 и 6 установ- ленытак, что их щели взаимно параллельны, Ширина щелей порядка 0,1 мм, а длина 120 мм. В верхней части первого щелевого экрана 6 выполнены поперечные прорези 10 (фиг.З)в пределах, лежащих вне поля зрения фотоприемника 4. Фотоэлектрические блоки устанавливаются на штативах с возможностью независимого регулирования и фиксации их положения в пространстве.

Фотоэлектрический измеритель скорости объекта работает следующим образом. Перед началом измерения скорости объекта положение в пространстве каждого фотоэлектрического блока 1 и 2 фиксируют следующим образом. На расстоянии 5-10 м от фотоэлектрических блоков 1 и 2 в направлении, перпендикулярном направлению движения объекта, выбирают два ориентира, расположенных на расстоянии 0,5-2 м друг от друга и взаимно параллельных. Такими ориентирами могут служить специально нанесенные на какую-либо видимую поверхность две параллельные линии длиной не менее 1-1,5 м, отвесы, углы построек и прочее.

Каждый фотоэлектрический блок 1 и 2 устанавливают соответственно на отдельном штативе так, чтобы расстояние между ними было равно расстоянию между ориентирами, а расстояние между фотоэлектрическим блоком соответствующим ему ориентиром в направлении, перпендикулярном плоскости, в которой расположены ориентиры, и расстояние между фотоэлектрическим блоком 2 и соответствующим ему ориентиром в том же направлении были равны между собой.

Затем для обеспечения параллельности щелей щелевых экранов соответствующим

ориентирам регулируют положение в пространстве каждого из этих блоков в отдельности. Для этого оператор устанавливает фотоэлектрический блок так, чтобы зрительная труба 8 (фиг.2) была направлена в сторону соответствующего ориентира и он попал в поле зрения этой трубы. При этом оператор наблюдает картину, представленную на фиг.4. Расширение поля зрения трубы 8 с

помощью узких поперечных прорезей Юоб- легчает оператору поиск ориентира. Затем, поворачивая фотоэлектрический блок на штативной головке, оператор добивается получения картины, представленной на

фиг.5, при которой ориентир строго параллелен щели. Поворачивая трубу 8 вокруг оси подшипника 9, оператор обеспечивает параллельность щели и ориентира на всей длине последнего. В таком достигнутом

положении фотоэлектрический блок фиксируется в пространстве. Аналогичным образом регулируется положение и производится фиксация другого фотоэлектрического блока.

Измерение скорости объекта, движущегося в плоскости, параллельной плоскости, в которой находятся ориентиры, и в направлении, перпендикулярном ориентирам, производят следующим образом.

В момент пересечения объектом узкого пространственного слоя, расположенного вблизи ллоскости, в которой находится первый ориентир и щели фотоэлектрического блока 1, происходит измерение величины

светового потока, падающего на фотопри- емник блока 1. Сигнал с выхода фотоприемника поступает на один из входов измерительной схемы 3. Затем объект пересекает узкий пространственный слой, расположенный вблизи плоскости, в которой находится второй ориентир к щели фотоэлектрического блока 2, происходит изменение величины светового потока, падающего на фотоприемник блока 2. С выхода этого фотоприемникй сигнал поступает на другой вход измерительной схчмы 3.

Измерительная схема 3 по злам, поступающим на ее входы, формирует сигнал, пропорциональный длительности интервала времени кежду моментами

поступления сигнзлоз с фотоприемников.

. По промежутку времени между моментами

поступления этих сигналов судят о скорости

движения объекта, поскольку расстояние

5 между пространственными слоями, световая информация из которых поступает на фотоприемники, известно.

Формула изобретения Фотоэлектрический измеритель скоро ти объекта, содержащий два фотоэлектрических блока, устанавливаемых на заданном расстоянии друг от друга, и измерительную схему, причем каждый блок включает оптическую систему и фотоприемник, а выходы фотоприемников подключены к измерительной схеме, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, измеритель дополнительно содержит две пары щелевых экранов, две зрительные трубки и средства регулировки и фиксации положе

ния блоков в пространстве, причем щелевые экраны попарно установлены перед оптическими системами, зрительные трубки установлены за экранами с возможностью поворота их в плоскостях, проходящих через щели каждой пары экранов, а в экранах, расположенных перед зрительными трубками, выполнены поперечные прорези в пределах, лежащих вне поля зрения оптических систем.

Использование: измерение параметров движения объекта бесконтактным методом. Сущность изобретения: устройство включает два фотоэлектрических блока, устанавливаемых на заданном расстоянии друг от друга, и измерительную схему. Каждый фотоэлектрический блок включает фотоприемник, подключенный к соответствующему входу измерительной схемы, оптическую систему, пару щелевых экранов и зрительную трубку. Зрительная трубка установлена за экранами с возможностью поворота их в плоскости,- проходящей через щели экранов. В экранах, расположенных перед зрительными трубками, выполнены поперечные прорези в пределах, лежащих вне поля зрения оптических систем. 5 ил.

фиг. 2

Фиг.З