Устройство для измерения поперечного размера движущихся цилиндрических тел Советский патент 1978 года по МПК G01B11/10 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано & прокатном производстве.

Известны устроаства для измерения размеров произвольно ориентироваггаого объекта, содержащие две оптические снС темы, расположенные на фиксированном расстоянии одна от другой, и вычислитель для определения размера по формуле, в которую входят величины проекций измеряемого размера, величины проекций от внутренних краев изображений до оптических осей, расстояние между оптическими осями.и фокусное расстояние объективов fll.

К недостаткам известного устроКсггва относится его неприменимость для контроля объектов цилиндрической формы, так как измеряемые проекции образуются различными сечениями контролируемого объекта.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения поперечного размера цилиндрических тел, содержащее два идентичных измерительных канала, каждый из которых содержит последовательно соеаиненные сканирующую приемнуюфотоголовку и формирователь измерительных импульсов, суммирующий блок, одним , входом связанный с выходом формирователя измерительных импульсов, и индикатор, вход которого подключен к выходу суммирующего блока 2.

В известном устройстве головки находятся по разные стороны изделия на одной прямой. Размер головки определяется как полусумма оптических проекций. Достсжнством такого устройства является возможность устранить масштабную ошибку от смеще гая изделия вдоль оптической оси тсаналов.

Недостатком такого устройства является потребность в двойном количестве головок при измерении размеров изделия в нескольких сечениях. J63 Целью изобретения является повышение точности измерения. Для этого оптические оси фотоголовок направлены под углом, например пря мым, одна к другой, каждый канал снабжен блоком определения поперечного смещения изделия в направлении, перпендикулярном оптической оси соответствующей фотоголовки, и блоком коррекции, в каждом канале вход блока определения поперечного смещения связан с фотоголов кой через формирователь измерительных импульсов, а выход с входом блока коррекции, при этом выходы формирователей измерительных импульсов и блоков коррекции перекрестно связаны соответственно с входом блока коррекции и вторым входом суммирующего блока.. На чертеже изображено предлагаемое устройство. Изделие измеряется в двух сечениях (размеры D и D 2 ) приемными фотоголовками 1 и 2, оптические оси которьгх пересекаются в точке Oj и расположены под углом, прямым, одна к другой. В фотоголовкахiполучают оптические проекции измеряемого размера в соответствующем сечении и проводят их сканирование. Измерительные каналы помимо головок 1 и 2 содержат последовательно включенные формирователи 3 и 4 измерительных импульсор , суммирующие блоки 5 и 6, индикаторы размеров 7 и 8. Кроме того, каналы снабжены блоками 9 и 10определения смешения i-изделия в направлении, перпендикуля.рном оптической оси своей головки, н блоками 11 и 12 коррекции измерения другого канала. Блоки смещения 9 и 10 подключены к формирователям 3 и 4, измер ггельного импульса, блоки коррекции 11 и 12 подклю чены к блокам смещения 9 и 1О в своих каналах и формирователям 3 и 4 в другкх. каналах. Выходы блоков коррекции 11и 12 подключены к суммирующим бло кам 5 и 6 других каналов. Все блоки, имеющие нечетную нумерацию, относятся к первому каналу, имеющие четную нумерацию - ко второму. Изделие может иметь неконтролируемые смещения, которые вызывают изменение величины оптических проекций. В общем случае, величина 8 на которую нужно скорректировать размер D в соответствующей фотоголовке, является функ1шей койструктивных параметров устройства S (расстояние от изделия до фо тоголовки) и i (фокусное расстояние 7 фотоголовки) и измеряемых параметров D (размер) и h (смещение вдоль оптической оси фотоголовки). Если смещение изделия происходит не вдоль оптической оси, то его раскладывают вдоль оптических осей по правилу параллелограмма. Для больщого класса практических задач, когда смещение вдоль оптических осей не превьгщает 5% расстояния от изделия до фотоголовки и углом между осями фотоголовок прямой, формула для определения величины коррекции приобретает простой вид: где К - коэффициент пропорциональности, зависящий от конструктивных параметров устройства. Индекс 2 показывает, что, соответствующие величины в,зяты для фотоголовки 2. Если смещение произойдет вдоль оси головки 1 на величину h .то величина S коррекции размера , вьгразится аналогичной формулой, где соотйетствую- щие величины войдут с индексом 1. Схема обеспечивает введение перекрестной , коррекции в измерительные каналы для устранения масщтабной ошибки от неконтролируемого смещения изделия. Устройство работает следующим образом. Фотогояовки 1 и 2 сканируют оптические проекции измеряемых размеров. Блоки 3 и 4 обрабатывают поступающий видеосигнал с головок и вырабатывают измерительные сигналы, длительность которых пропорциональна величине оптичес1шх проекций. Блоки 9 и 10 по расположению видеоимпульса относительно края или середины поля зрения определяю смещение изделия относительно своего исходного положения вдоль оптичес ких осей фотоголовок. Блоки коррекции 11 и 12, используя данные измерения величин оптических проекций и смещения изделия, а так же заложенные параметры устройства, вырабатывают корректирующиесигналы, которые поступают в суммирующие блоки 5 и б, где суммируются с информацией из блоков 3 и 4. Результат измерения выдается на индикаторьг 7 и 8. Формула изобретения Устройство для измерения поперечного размера движущихся пиликдрических

тел, содержащее два измерительных канала, каждый из которых содержит последовательно соединенные сканирующую приемную фотоголовку и формирователь измерительнь х. импульсов, суммирующий блок, одним входом связанный с выходом формирователя измерительных импульсов, и индикатор, вход которого подключен к выхоау суммирующего бло1са, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оптические оси фотоголовок направлены под углом, например, прямым,одна к другой, каждый канал снабжен блоком определения поперечного смещения изделия в направлении, перпендикулярном оптической оси ..соответствующей фотоголов1ш, и блоком коррекили , в кажпо.т канале вход блока онрепеления nonefx 4i oro смешения связан с I}K тоголовкой через формирователь измерительных ик1пу.птсов, а выхоп - с входом блока KopfieKiimi, при этом выходы форк)рователей измерительных импу.га.сов и блоков Kopf eKuKH перекрестно связаны соответстве1гно с входом блока корзрекиии н вторым- BXOAONf сумЧГируюшего блока.

Источтшки информации, принятые во вниктание при экспертизе:

1.Полоник В. С, Телевизиотшые автоматические устройства. М., Связь, 1974, с. 17-18.

2.Авторское свидетельство

№ 349884, кл. Q 01 В 11/1О, 1972.