ФОТОИМПУЛЬСНОЕ УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ ИЗДЕЛИЙ Советский патент 1973 года по МПК G01B21/06 

1

Известно фотоимпульсное устройство для измерения размеров изделий, например, горячего проката, с использованием сканирования изображения двух кромок изделия, содержащее измерительный блок, блок питания и два одинаковых формирующих канала, каждый из которых содержит оптическую систему, фотодатчик, дифференцирующий усилитель, стабилизатор амплитуды и формирователь рабочих импульсов, возникающих в момент сканирования изображения кромок изделия, причем фотодатчики соединены с разнополярными выходами блока питания.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что в нем измерительный блок снабжен формирователем тактового импульса, формирователем измерительного импульса и установленными по одному на выходе указанных каналов двумя триггерами с раздельными входами, один из которых у каждого триггера соединен с формирователем тактового импульса, другой - с формирователем рабочего импульса соответствующего канала, а выходы обоих триггеров соединены с формирователем измерительного импульса.

Это позволит повысить точность измерения.

Кроме того, в предлагаемом устройстве для проверки его исправности блок питания может быть выполнен с переключателем полярности напряжений питания фотодатчиков.

Ка чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства и приведены эпюры напряжения, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит два одинаковых формирующих канала, включающих оптические системы / и 2, фотодатчики , дифференциальные усилители 5 н 6, стабилизаторы 7 и 8 амплитуд рабочих импульсов, возникающих в момент сканирования изображения кромок

изделия, формирователи 9 и 10 рабочих импульсов. Причем один канал состоит из узлов J, 3, 5, 7, 9, а второй - из узлов 2, 4, 6, 8, 10. Каждый канал служит для формирования сигналов, соответствующих одной из двух

кромок измеряемого изделия. Устройство содержит также измерительный блок, состоящий из триггеров //, 12, формирователя 13 тактового импульса, формирователя М измерительного импульса, интегрирующего фильтра 15, измерительного прибора 16, и блок /7 питания, разнополярные выходы которого соединены с фотодатчиками 3 я 4. Блок 17 питания выполнен с переключателем полярности (на чертеже не показан) напряжений питання фотодатчпков 3 и 4.

Триггеры // и 12 выполнены с раздельными входами, один из которых у каждого триггера соединен с формирователем 13 тактового импульса, другой вход триггера // соединен с

формирователем 9 рабочего импульса первого

канала, а другой вход триггера 12 соединен с формирователем 10 рабочего импульса второго канала.

Выходы обоих триггеров // и 12 соединены с формирователем 14 измерительного имнульса, выполненным, например, в виде схемы совпадений.

Оптические системы / и 2 устанавливают относительно измеряемого изделия, например горячего проката 18, таким образом, чтобы расстояние между их оптическими осями было равно номинальному измеряемому размеРУ в.

Устройсвтво работает следующим образом. При сканировании (развертке) изображения с помощью систем 1 Е 2 в фотодатчиках 3 R 4 за счет энергии, излучаемой горячим прокатом 18, формируются исходные импульсы 01 и 02 напряжения, по длительности пропорциональные величинам проекций ширины полосы изделия 18 в плоскости разверток. Вследствие того, что фотодатчики 3 н 4 соединены с разнополярными выходами блока 17 питания, импульсы Ф; и Фа, формируемые фотодатчиками 3 и 4 соответственно, имеют противоположную полярность (эпюра а). Усилители 5 и 5 усиливают импульсы Ф и Фг соответственно и дифференцируют их, образуя импульсы fi, TI, t2, TZ соответствующим фронтом исходных импульсов (эпюра Ь).

В качестве тактового импульса может быть использован импульс T-i соответствующий началу развертки, либо импульс Г, соответствующий концу развертки, или какой-нибудь другой, специально сформированный импульс.

В предлагаемом примере реализации устройства в качестве тактового импульса выбран импульс TZИмпульсы /1 и tz являются рабочими импульсами и образуются в моменты прохождения развертывающих элементов систем 1 i 2 мимо изображения кромок проката 18. Амплитуды импульсов ti и tz стабилизированы с помощью стабилизаторов 7 и 5. Из импульсов 1 и 2 в формирователях 9 и 10 соответ твенно образуются инверсные им импульсы i и t2 (Эпюры d и е).

Тактовые импульсы Т через формирователь 13 (эпюра с) включает одновременно оба триггера // и 12 (эпюры f к g). Возврат триггеров 11 и 12 в исходное состояние осуществляется импульсами ti и 4 поступающими от формирователей 9 и 10 соответственно (эпюры d, е, I g).

Импульсы Гг 11, снимаемые с выхода триггера // (эпюра f), и импульса Тг 12, снимаемые с выхода триггера 12 (эпюра g) поступают на входы формирователя 14, в результате чего на выходе формирователя 14 вырабатываются измерительные импульсы Un, длительностью т (эпюра /г), подаваемые далее в интегрирующий фильтр 15. Интегрирующий фильтр 15 выделяет из переменного напряжения, образуемого импульсами t/i4, постоянную составляющую t/is, величина которой пропорциональна длительности т импульса Uu (эпюра 0Полученная в интегрирующем фильтре 15 постоянная составляющая t/is поступает на измерительный прибор 16, показывающий отклонение ширины полосы проката 18 от номинального значения LH.

Эпюры, изображенные на чертеже, поясняют случай, когда измеряемый размер больше номинального. Если измеряемый размер меньше номинального, то работа устройства не изменяется, но с формирователя 14 снимается

импульс (/14 другого знака.

Для проведения тарировки и проверки устройства непосредственно от полосы проката 18 в режиме проверки переключателем (на чертеже не показан) блока 17 питания изменяют полярность напряжений питания фотодатчиков 3 II 4, вследствие чего изменяется полярность импульсов на эпюрах а, Ь. Теперь рабочими станут импульсы Г и TZ, а тактовыми - и.мпульсы t2. Поскольку импульсы

TI и соответствуют началу и концу развертки, то их взаимное положение во времени постоянно, вследствие чего прибор 16 будет давать то же показание, что и до изменения полярности напряжений питания фотодатчиков

3 к 4. Стабильность этого показания при указанном изменении полярности и будет определять правильность работы устройства.

Предмет изобретения

1. Фотоимпульсное устройство для измерения размеров изделий, например, горячего проката, с использованием сканирования изображения двух кромок изделия, содержащее

измерительный блок, блок питания и два одинаковых формирующих канала, каждый из которых содержит оптическую систему, фотодатчик, дифференцирующий усилитель, стабилизатор амплитуды и формирователь рабочих импульсов, возникающих в момент сканирования изображения кромок изделия, а фотодатчики соединены с разнополярными выходами блока питания, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности измерения, измерительный блок снабжен формирователем тактового импульса, формирователем измерительного импульса и установленными по одному на выходе указанных каналов двумя триггерами с раздельными входами, один из

которых у каждого триггера соединен с формирователем тактового импульса, другой - с формирователем рабочего импульса соответствующего канала, а выходы обоих триггеров соединены с формирователем измерительного

импульса.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью проверки исправности устройства, блок питания выполнен с переключателем полярности напряжений питания фотодатчиков.