Фотоэлектрическое устройство для измеренияНЕплОСКОСТНОСТи Советский патент 1981 года по МПК G01B11/25 G02B26/12 

(54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

НЕПЛОСКОСТНОСТИ

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, в прокатном производстве для контроля волнистости и коробоватости.

Известно фотоэлектрическое устройство для измерения неплоскостности стальных лент и полос, содержащее источник, света, телевизионную камеру, видеоусилитель, формирователь измерительных импульсов, злектронную схему и основанное на опредении наклона поверхности полосы (или ленты) по смещению зеркально отраженных изображений, например,изображения источника света удлиненной формы (трубчатая лампа со щелевой диафрагмой). При исК ривлении полосы соответственно искрив ляется изображение источника света, что вызывает изменение интервалов вре мени между измерительными импульсакм, вырабатываемыми многоканальной электронной схемой, связанной с выходом телевизионной кгилеры tl

Недостатками известного устройства являются низкая точность измерения и ограниченная область применения. Эти недостатки обусловлены преимущественно или полйостью диффузным характером отражения контролируемое полосовых материалов.

Наиболее близким к данному решению по технической сущности и достигаемому результату является измерение методом оптической триангуляции. Фотозлектрическое устройство для измерения неплоскостности материала, например полосового, выполненное по схеме

10 двойного микроскопа и содержащее проекционную систему, приемный объектив, сканирующую систему с фотоприемником, формнрователь измерительных импульсов и злектронный измерительный блок. В

15 известйом устройстве проекционная система проецирует на поверхность контролируемой полосы под углом к вертикальной плоскости световое пятно в форме точки или узкой полоски. Для определения неплоскостности по всей ширине объекта (полосы) одновременно используют несколько таких устройств . (измерительных кангшов), установленных в ряд поперек полосы 12.

25

Наличие нескольких каналов делает устройство весьма сложным и не позволяет обеспечитьдостаточно высокую раэретиающую способность устройства.

30

Цель изобретения - повышение разрешающей способности устройства. Эта цель достигается тем, что устройство снабжено линейным растром установленным в предметной плоскости проекционной системы так, что его линии в процессе измерения ориентированы параллельно кромкам материала, и распределителем импульсов, включенным между формирователем измерительных импульсов и электронным измерительным блоком с числом каналов, равнымчислу точек измерения.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - один из вариантов выполнения проекционной и сканирующей систем; на фиг. 3 - один из вариантов схемы распределителя импульсов,

Устройство содержит проекционную систему 1, включающую в себя источник 2 света и линейный растр 3, установленный в предметной плоскости проекционной системы 1. Линии растра 3 параллельны кромкам контролируемой полосы 4. Проекционная система 1 расположена сбоку от рольганга,по которому движется контролируемая полоса 4, С противоположной стороны рольганга установлены объектив 5 и сканирующая система 6 с фотоприемником. Плоскость сканирования сканирующей системы 6 совмещена с плоскостью изображений объектива 5. Электрический выход сканирующей систе1«1ы 6 соединен со входом формирователя 7 измерительных импульсов, вьзход формирователя 7 соединен со входом распределителя 8 импульсов, а выходы распределителя 8 - со входами многоканального электронного измерительного блока 9, Число выходов распределителя и каналов электронного измерительного блока 9 равно числу точек измерения.

Устройство работает следующим образом.

Проекционная система 1 проецирует на поверхность контролируемой полосы 4 линейный растр 3 в виде чередукнцихся светлых и темных полосок (линий), параллельных кромкам полосы 4, Поле изображения проекционной систе1Ш 1 охватывает зону измерения, включающую весь диапазон ширины контролируемых полос и возможные пределы ропёрёчных колебаний полосы в процессе измерения. Объектив 5 изображает поверхность полосы 4 с линиями растра 3 в плоскости сканирования сканирующей систешл 6. Направление сканирования перпендикулярно линиям растра 3. Сканирующая система 6 преобразует пространственную последовательность линий растра 3 во временную последовательность импульсов Формирователь 7 измерительных импульсов формирует из имцульсов, образукяцихся в результате сканирования

изображения растра 3, измерительные импульсы. Распределитель 8 импульсов распределяет эти импульсы по каналам электронного измерительного блока 9. Для сокращения числа каналов могут использоваться не все измерительные импульсы, а через один или два и т.д. С выходов распреде. лителя 8 импульсы поступают на входы многоканального электронного изQ мерительного блока 9.

Если .на Некоторых участках полосы 4 образуется волнистость или коробоватость, то эти участки смещаются относительно базовой плоскости, соответствующей плоской полосе, располо5 женн(5й в среднем положении. Это вызывает смещение линий растра 3 на данных участках и соответствующий сдвиг во времени измерительных импульсов. В электронном измерительном

0 блоке 9 измеряется временной сдвиг измерительных импульсов и по величине этого сдвига, с учетом параметров оптической системы, определяются показатели неплоскостности полосы

5 для каждой точки, через которую проходит линия растра.

в варианте конструктивного выполнения проекционной и сканирующей систем (фиг. 2) для проекции растра используется теневой метод, отличающийся простотой и надежностью. Проекционная система состоит и5 линейного источника 2 света, установленного сбоку от рольганга, по которому движется контролируемая полоса 4, параллельно ее кромкам. Растр 3 выполняется в виде многощелевой маски и устанавливается между источником 2 света и полосой 4. Щели растра параллельны источнику 2 света.

Сканирующая система выполнена в виде цилиндрического барабана 10, установленного на валу электродвигателя 11. На цилиндрической поверхности барабана 10 имеются щели, параллельные оси барабана При вращении барабана 10 каждая его щель, перемещаясь по изображению участка полосы с линиями растра, поочередно пересекает все линии. В моменты пересечения на фотоприемнике сканирующей системы 6 образуются импульсы, временная последовательность которых соответствует расположению лкний растра в плоскости сканирования.

В варианте выполнения распределителя импульсов для растра, состоящего из 32-ух линий, и 1б-канального электронного измерительного блока (фиг. 3) используются не все измерительные импульсы, а через один (четные). Распределитель состоит из последовательно соединенных счетного триггера 12, четырехразрядного двоичного счетчика 13 и дешифратора 14 двоичного кода.

Измерительные импульсы поступают на вход счетного триггера 12, деляТ ся на два, после чего четные импульсы подаются на вход счетчика 13. В результате счета измерительных импульсов в счетчике 13 записывается код, соответствующий номеру измерительного импульса. Этот код с выходов счетчика 13 поступает на входы дешифратора 14 и вызывает появление сигнала на том из его шестнадцати выходов, номер которого соответствует коду на входах, следовательно, номеру измерительного импульса.

Сброс триггера 12 и счетчика 13 на нуль производится в начале каждого периода сканирования специальными опорными импульсами, которые вырабатываются сканирукнцей системой.

Таким образом, измерительные импульсы распределяются по выходам дешифратора в соответствии с их порядковыми номерами (с учетом деления на 2) .

В предложенном устройстве число точек измерения может быть достаточно велико за счет выбора соответствунлцего чирла линий растра и каналов электронного измерительного блока, т.е. не требуется использовать одновременно несколько устройств.

Формула изобретения

Фотоэлектрическое устройство для измерения неплоскос тности материала, например полосового, выполненное по схеме двойного микроскопа и содержащее проекционную систему, приемный объектив, сканирующую систему с фотоприемником, формирователь измерительных импульсов и электронный измерительный блок, отличающеес я тем, что, с целью повышения разрешающей способности устройства, оно снабжено линейным растром, установленным в предметной плоскости проекционной систе1«1 так, что его

линии в процессе измерения ориентированы параллельно кромкам материала, и распределителем импульсов, включенным между формирователем измерительных импульсов и электронным измерительным блоком с числом каналов,равным числу точек измерения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

25 Technol . Iron and Steel . Tokyo, 1970,

Part 2.

//

и fOfMupoSame/ifl

измерит.

импульсоВ

Вт скаии1 ующей

cuemeNtt

I

4§