Устройство для контроля толщины плоских объектов Советский патент 1993 года по МПК G01B11/06 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля толщины плоского проката и ленточных материалов.

Цель изобретения - повышения точности и автоматизации контроля за счет исключения погрешности, связанной с нестабильностью ориентации контролируемого объекта в зоне контроля.

На фиг. 1 приведена оптическая схема устройства для контроля толщины плоских объектов; на фиг.2 - схема, поясняющая принцип работы устройства.

Устройство для контроля толщины плоских объектов содержит (фиг, 1) осветитель 1

(лазер), светоделитель 2, две оптические зеркальные системы, содержащие зеркала 3, 4 и 5, 6, соответственно, две фокусирующие системы 7 и 8, две приемные оптические системы, содержащие отражатели 4,9,10 и 6, 11, 12, соответственно, причем отражатели 9 и 11 выполнены с отверстиями для зондирующих пучков, сканирующий блок 13, выполненный в виде сферического сегмента с радиальными прорезями 14 (фиг.2), фотоприемный блок 15 и блок 16 обработки сигналов, в состав которого входит сумматор 17. Для более полного использования светового потока используются вспомогательные линзы, устанавливаемые перед зеркалами 9 и 11.

vj

00

чэ

00

ел

Устройство работает следующим образом.

Световой поток осветителя 1 делится светоделителем 2 на два примерно равных по интенсивности световых пучка. Поворот- ными зеркалами 3, 5 пучки направляются параллельно-поверхностям контролируемой полосы. Пройдя вцпомогательные расширите л ьйм Гл йнгзь/Г пучки сначал кр Цент йруЙтсйi и пропускаются в малые г росветы зеркал §, 11, далее расширяются и зеркалами 4, б направляются перпендикулярно обеим поверхностям контролируемого участка полосы 18. Выход- ные объективы 7,8 формируют два индентич- ных, расположенных на одной оси перпендикулярной плоскости полосы, световых конуса, направленных остриями на противоположные поверхности контролируемого участка полосы. Отраженные от обеих поверхностей световые пучки вначале проходят тот же путь, что и падающие, однако на зеркалах 9, 11, имея диаметры сечения несоизмеримо больше, чем диаметры падающих пучков света, проходящих в прбсвёты этих зеркал, отражаются к зеркалам 10, 12 и далее к сканирующему устройству 13, Сканирующее устройство

разворачивает (во времени) изображение отраженных световых пучков по их диаметрам. При этом на выходе фотоприемного блока 15 появляются электрические импульсы, длительность которых пропорциональна диаметрам отраженных световых пучков в плоскости сканирующего элемента. На выходе сумматора 17 получаются сигналы пропорциональные сумме длительностей обеих импульсов поступающих со светоприемни- ков, С выхода сумматора сигнал подается на регистратор, проградуированный в единицах толщины (на фиг. 1, 2 не показан).

При угловых отклонениях контролируемой полосы 18 в плоскости: линия измерения - линия, перпендикулярная оси протяжки, изображения световых пятен по поверхности полосы смещаются на скани- сторе 13 по его диаметру на одинаковую величину. Поэтому изменение скоростей сканирования изображения световых пятен одинаковы по величине и противоположны по знаку и сумма длительностей импульсов на фбтоприемниках не изменяется, и на результат измерения не влияет. Принцип компенсации других погрешностей, связанных с нестабильностью положения контролируемого объекта в зоне контроля аналогичен.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля толщины плоского проката и ленточных материалов. Цель изобретения - по- вышение точности и автоматизация контроля за счет исключения погрешности, связанной с нестабильностью ориентации контролируемого объекта в зоне контроля. Зондирующие пучки, направляемые зеркалами 3, 4 и 5, 6 на контролируемый объект перпендикулярно его поверхности, фокусируются оптическими фокусирующими системами 7 и 8. Увеличение изображения световых пятен на поверхности объекта с помощью фокусирующих систем 7 и 8 и приемных оптических систем проецируются на поверхность сканирующего блока 13, выполненного в виде сферического сегмента с радиальными прорезями и установленного по ходу отраженных от объекта пучков на расстоянии от фокальной плоскости фокусирующих систем, равным радиусу сферического сегмента, с возможностью вращения вокруг оси, проходящей через его радиус. В результате сканирования изображений световых пятен на выходах фотоприемного блока 15 формируются импульсы, пропорциональные их диаметрам. Далее импульсы суммируются сумматором в блоке 16 обработки сигналов и поступают на регистратор, ripo- градуированный в единицах толщины, 1 П.ф., 2 ИЛ; (Л С

Ф о р м у л а и з о б р е т е н И я

Устройство для контроля Толщины пло- ских объектов, содержащее осветитель, формирующий пучок света, светоделитель, формирующий два зондирующих пучка, две оптических зеркальных системы, установленные по одной по ходу каждого зондирующих пучка и предназначенные для освещения контролируемого объекта, фотбприемный блок и блок обработки сигналов, отличающее- с я тем. что, с целью повышения точности и автоматизации контроля, оно снабжено двумя фокусирующими системами, установлен- ными по одной по ходу каждого

зондирующего пучка после оптических зеркальных систем, двумя приемными оптическими системами, установленными по

одной по ходу отраженных пучков после фокусирующих систем, и сканирующим блоком, выполненным в виде сферического сегмента с радиальными прорезями, оптически связанным с обеими приемными оптическими системами и установленным по ходу отраженных пучков на расстоянии от фокальной плоскости фокусирующих сис- тем, равным радиусу сферического сегмента, с возможностью вращения вокруг оси,

проходящей через радиус, а блок обработки содержит сумматор импульсов.