УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ ОБЪЕКТОВ Советский патент 1973 года по МПК G01B17/00 

1

Устройство относится к системам автоматического контроля.

Известны устройства для измерения размеров объектов, содержащие акустический волновод, на одном торце которого закреплен поглотитель, а другой торец соединен с генератором ультразвуковых колебаний, вдоль боковой поверхности акустического волновода расположены входные торцы светопроводящих волокон волоконно.-оптического преобразователя, выходные торцы которых соединены с фотоириемниками.

Описываемое устройство отличается тем, что в нем дополнительно установлены фильтры, коммутатор, логический элемент «ИЛИ и триггер, причем выходы фотоприемников через фильтры подключены ко входам коммутатора и логического элемента «ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом триггера, потенциальные выходы которого подключены к управляющим входам коммутатора.

Такое выполнение позволяет повысить точность работы устройства, а также получать непрерывно кодированные сигналы, пропорциональные координатам противоположных краев измеряемого объекта.

На чертеже приведена схема описываемого устройства.

Оно содержит кодирующий волоконно-оптический преобразователь /, передние торцы

светопроводящих жгутов 2, входной зрачок 3 преобразователя, фотоприемники 4, акустический волновод 5, поглотитель 6, пьезопреобразователь 7, генератор ультразвуковых колебаНИИ 8, фильтры 9, управляемый двухпозиционный коммутатор 10, логический элемент «ИЛИ //, триггер 12.

Кодирующий волоконно-оптический преобразователь /, составлен из жгутов светопроводящих волокон, передние торцы 2 которых размещены вплотную друг к другу на одной прямой, образуя выходной зрачок 5. Выходные концы светопроводов каждого жгута распределены между фотоприемниками 4 в заданном

коде, например в коде Грея, пропорциональном положению данного жгута на входном зрачке. Перед входным зрачком 3 преобразователя / установлен прозрачный акустический волновод 5, на одном торце которого размещен поглотитель 6, а на другом - пьезопреобразователь 7, подключенный к генератору 8 ультразвуковых колебаний. Генератор 8 и пьезопреобразователь 7 предназначены для возбуждения в волноводе 5 бегущей ультразвуковой волны. На выходах фотодатчиков 4 установлены фильтры Я настроенные на частоту ультразвуковых колебаний. Выходы фильтров 9 подключены параллельно к входам управляемого двухпозиционного коммутатора 10 и к входам логического элемента

«ИЛИ п. Выход элемента «ИЛР1 // соединен со счетным входом триггера 12, потенцнальные выходы которого нодключены к управляющим входам коммутатора 10. Триггер 12 предназначен для управления коммутатором 10, т. е. для перевода его из первой позиции, когда входные шины подключены к одной группе / выходных шин, во вторую позицию, когда входные шины подключаются к другой группе // выходных шин. На шинах первой группы можно отсчитать код, пропорциональный координате одного края измеряемого объекта, а на шинах второй группы - код, пропорциональный координате другого его края.

Устройство работает следующим образом.

Изображение измеряемого объекта, например горячей полосы, проецируется сквозь боковую поверхность волновода 5 на входной зрачок 3. С помощью генератора 8 и пьезопреобразователя 7 в волноводе 5 возбуждается бегущая ультразвуковая волна, которая, перемещаясь в направлении поглотителя 6, вызывает изменение градиента показателя преломления, вследствие чего проекция объекта смещается на входном зрачке 3, причем это смещение осуществляется последовательно по мере цродвижения ультразвуковой волны. Амплитуда смещения выбрана равной ширине одного торца 2 кодирующего жгута. Частота f колебаний, вырабатываемых генератором 8, выбрана такой, чтобы пьезопреобразователь 7 возбуждал очередную волну после того как предыдущая волна дойдет до поглотителя 6. Таким образом, если проследить за краями проекции объекта на входном зрачке 5, то можно заметить, что они изменяют свое положение с частотой /, но в разные моменты времени.

Периодическое изменение состояния (засвечен - затемнен) одного из кодирующих жгутов, на торец которого проецируется один край объекта, регистрируется фильтрами 9, расположенными на выходах фотоприемников 4, к которым подведены концы светопроводов этого жгута. Кодированные сигналы с выходов фильтров 9 поступают через коммутатор 10 на первую группу выходных щин и одновременно - на входы логического элемента «ИЛИ 11, который вырабатывает сигнал, поступающий на счетный вход триггера 12.

Триггер 12 изменяет свое состояние, нследствие чего управляющий сигнал переходит с одного его потенциального выхода на другой и переводит коммутатор 10 во вторую позицию, при которой его входные шины подключаются ко второй группе выходных щин. Через некоторый интервал времени на выходах соответствующих фильтров 9 появляются кодированные сигналы, пропорциональные положению другого края проекции. Эти сигналы проходят через коммутатор 10 на вторую

группу выходных щин и одновременно поступают на вход элемента «ИЛИ 11. Сигнал с выхода элемента «ИЛИ 11 поступает на счетный вход триггера 12, и он переводит коммутатор 10 в исходное положение. Далее цикл

измерения повторяется.

Таким образом, устройство практически постоянно вырабатывает кодированные сигналы, пропорциональные координатам противоположных краев измеряемого объекта, что

позволяет определить поперечный размер объекта и его положение в зоне измерения.

Предмет изобретения

Устройство для измерения размеров объектов, содержащее акустический волновод, на одном торце которого закреплен поглотитель, а другой торец соединен с генератором ультразвуковых колебаний, вдоль боковой поверхности акустического волновода расположены входные торцы светопроводящих волокон волоконно-оптического преобразователя, выходные торцы которых соединены с фотоприемниками, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности работы устройства, в нем дополнительно установлены фильтры, коммутатор, логический элемент «ИЛИ и триггер, причем выходы фотоприемников через фильтры подключены ко входам коммутатора и логического элемента «ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом триггера, потенциальные выходы которого подключены к управляющим входам коммутатора.

ITTT

П

7707/

m

00101

I