Устройство для измерения площади плоских объектов Советский патент 1980 года по МПК G01B11/28 

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам для измерения площади плоских объектов со сложной конфигурацией, и может быть использовано преимущественно в биологических исследованиях, связанных с определением площади листьев растений, а также в других областях науки и техники,-где требуется измерение площади гибких плоских объектов произвольной формы.

Известно устройство для измерения площади плоских объектов, содержащее два вращающихся прозрачных полых барабана (один из них может быть заменен прозрачной движущейся лентой), между которыми проходит объект измерения, источник света и блок дискретных фотоприемников, расположенные с разных сторон измеряемого объекта внутри полыхбарабанов 1 ..

Однако известное устройство непригодно для измерения объектов с ограниченной свободой перемещения, имеет значительные габариты и вес и потребляет больщую с точки зрения применения в переносном приборе мощность.

Наиболее близким к предпагаемому по технической сущности является устройство дня измерения площади плоских объектов, содержащее прозрачный полый цилиндр, источник света в виде удлиненной лампы, размещенный внутри цилиндра, и точечный измерительный фотодетектрр, перемещаюгцийся снаружи цилиндра вдоль

10 его образующей при помощи механизма поступательного дви«енич, что обеспечивает непрерывную спиральную развертку площади измеряемого объекта, закрепленного на поверхности цилиндра 2.

Недостаток данного устройства состоит в том, что оно не может быть использовано для измерения площади объектов с ограниченной

20 свободой перемещения, например несорванных со стебеля листьев растения, из-за вращения цилиндра, на поверхности которого должен быть закреплен измерительный объект.Кро25ме того мощность, потребляемая удлиненной лампой, расположенной внутри цилиндра, значительно увеличивает энергопотребление устройства, усложняя применение его в полевых условиях. Указанные недостатки снижают производительность измерения .

Цель изобретения - повышение производительности измерения за счет обеспечения возможности измерения площади закрепленных объектов, в частности листьев вегетирующих растений, беЭ их срыва со стебля в полевых условиях.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено валом расположенным внутри прозрачного полого цилиндра и соединенным с приводом вращения и механизмом поступательного движения, фотодетектром сравнения, установленным параллельно точечному измерительному фотодетектору и связанным с приводом вращения, компаратором, вход которого соединен, с выходами фотодетекторов, а выход подключен к электронному блоку, прозрачный пол цилиндр установлен подвижно, а точечный фотодетектор расположен на валу .

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устроства .

Устройство содержит неподвижный прозрачный полый цилиндр 1, распо.ложенный внутри него вал 2, соединенный с приводом 3 вращения и механизмом 4 поступательного движени выполненный в виде винтовой пары измерительный точечный фотодетектор 5 , расположенный на валу 2 и связанный с приводом 3 вращения, фтодетектор б сравнения, установленный параллельно точечно у измерительному фотодетектору 5, компаратор 7,вход которого соединен с выходами фотодетекторов 5 и 6, а выход подключен к электронному блоку 8, контролируемый объект 9..

Устройство работает следующим образом.

Контролируемый объект 9 закреп.ляют на поверхности полого прозрачного цилиндра 1 , например при помощи тонкой прозрачной пленки, охватывающей боковую поверхность цилиндра. Привод 3 сообщает равномерное вращательное движение валу 2, а вместе с ним измерительному точечному фотодетектору 5 и фотодетектйру 6 сравнения. Одновременно механизм 4 поступательного движения, выполненный, например, в виде винтовой пары, обеспечивает валу 2 равномерное поступательное движение вдоль оси цилиндра, а вмете с ним и фотодетектору 5. При этом фотодетектор 5 обегает по непрерывной спирали всю поверхность цилиндра, регистрируя величину затемнения внешнего светового потока контролируемым объектом 9.

Величина внешнего светового потока различна с -разных сторон ци|линдра, что связано с условиями освещения, расположением и видом окружающих предметов и т.п., поэтому сигналы с измерительного фотодетектора 5 и с синхронно вращаиощегося с ним фотодетектора 6 сравнения (фотодетектор сравнения вращается вне зоны измерения и следовательно не затеняется объектом измерения) подаются на вход компаратора 7. При отсутствии перед измерительным фотодетектором 5 объекта измерения сигналы обоих фотодетекторов равны и на выходе компаратора 7 сигнал .равен нулю вне зйвисимости от величины внешнего светового потока. При прохождении фотодетектором 5 зоны, перекрытой контролируемым объектом 9, сигнал фотодетектора б сравнения превышает сигнаш фотодетектора 5 и на выходе компаратора 7 появляется сигнал, пропорциональный по длительности элементарной площади, который поступает на электронный блок 8.

При полном цикле измерения вся поверхность цилиндра 1 просматривается равномерно и последовательно, в результате чего регистрируется суммарная величина затенения поверхности цилиндра контролируемым объектом 9, по которой одним из известных методов (например с использованием того или иного генератора маркерных MeTok, время-импульсных систем и т.д.) определяется величина измеряемой площади.

Использование предлагаемого устройства позволяет повысить скорость измерения в 20-30 раз, при этом снижается трудоемкость процесса измерения, полностью исключаются случайные ошибки, на порядок уменьшаются методические ошибки измерения. Исключение искусственного источника света практически не ограничивает (кроме ночного времени) применения устройства, позволяя при этом снизить общую потребляемую им мощность до 1,0 Вт.

Формула изобретения

Устройство для измерения площади плоских Объектов, например листьев растений, содержащее прозрачный полый цилиндр, точечный измерительньгй фотодетектор, привод вращения, механизм поступательного движения и электронный блок, о тличающееся тем, что, с целью повышения производительности измерения, оно снабжено валом, расположенным внутри прозрачного полого цилиндра и соединенным с приводом вращения и механизмом поступательного движения, фотодётектором сравнения, установленным параллельно точечному измерительному фотодетектору и связанным с приводом вращения, компаратором, вход которого соединен с выходами фотодетекторов, а выход подключен к электронному блоку, прозрачный полый цилиндр установлен неподвижно, а точечный фотодетектор расположен на валу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент QUA № 3717414, кл, G 01 В 11/28, 1970.

2.Акцептованная заявка Франции № 7303882, кл. «3 01 В 19/00, 1972 (прототип).

/ /