Способ фотоэлектрического измерения диаметра движущегося изделия

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение информативности способа путем обеспечения измерения диаметров изделий больв1их размеров. Сущность способа заключается в перемещении изделия между двумя источниками света и соответствующими им тремя фотодетекторами Ф,, Ф, Ф, размещенными на плоскости, параллельной направлению движения изделия. В процессе движения измеряют два временных интервала между моментами пересечения границей контура изделия первого и третьего оптических каналов, а также первого и второго и определяют величину диаметра путем сложения прямого и обратного отношений значений измеренных временных интервалов и последующего умножения полученной суммы на численное значение расстояния между первым и третьим фотодетекторами. 3 ил. €

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„,1392372 (gI) y G 01 В 21/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 о

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4133426/24-28 (22) 30. 06.86 (46) 30.04.88. Бюл. 11 16 (71) Куйбышевский политехнический институт им. В, В. Куйбышева (72) И. М. Муратов (53) 531.7(088.8) (56) Заявка ФРГ N9 3302757, кл. G 01 В 11/08, 1983. (54) СПОСОБ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ ДИАМЕТРА ДВИЖУЩЕГОСЯ ИЗДЕЛИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения повышение информативности способа пу.. тем обеспечения измерения диаметров изделий больших размеров. Сущность способа заключается в перемещении изделия между двумя источниками света и соответствующими им тремя фотодетекторами Ф,, Ф, Ф, размещенными на плоскости, параллельной направлению движения изделия. В процессе движения измеряют два временных интервала между моментами пересечения границей контура изделия первого и третьего оптических каналов, а также первого и второго и определяют величину диаметра путем сложения прямого и обратного отношений значений измеренных временных интервалов и после" дующего умножения полученной суммы на численное значение расстояния меж" ду первым и третьим фотодетекторами.

3 ил.

1392372 или

I+ а

R =

I (3) а/

1 !

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь" эовано для бесконтактного измерения диаметров иэделий любых размеров.

Цель изобретения — повышение информативности способа путем обеспечения измерения диаметров изделий больших размеров.

На фиг. 1 изображены варианты схем размещения трех фотодетекторов и временные диаграммы их работы; на фиг. 2 — схема взаимодействия изделия с фотодетекторами; на фиг, 3— блок-схема устройства, реализующего ! способ

Способ осуществляют следующим образом, Перемещают изделие с постоянной скоростью между источниками света и 20 оптически связанными с каждым из них фотодетекторами Ф1, Ф2 и ФЗ. Источники света и соответствующие им фотодетекторы располагают в плоскостях, каждая из которых параллельна направ-.25 лению движения изделия. Источники света и фотодетекторы Ф1, Ф2 и ФЗ размещают в точках, образующих вершины равнобедренного прямоугольного треугольника, катет К которого удовлетворяет условию К (R где R— радиус измеряемого изделия круглой формы.

Для однозначности при практической реализации способа специально введено правило нумерации фотодетекторов в схеме их размещения. рианта схем размещения фотодетекторов симметричны горизонтальной линии, проходящей через центр изделий круглой формы и имеют временные диаграммы, идентичные изображенным на фиг ° 1.

Пусть фотодетекторы (фиг. 2) обозначены соответственно Ф1, Ф2 и ФЗ, центры изделия для произвольно выбранных точек времени обозначены — О, и 02, радиус круга R, расстояние 2

01-02, пройденное изделием за некоторый промежуток времени, расстояние 0 2 Ф1 равно Х, а катеты равнобедренного прямоугольного треугольника равны а.

Тогда

R-=X+ а

2 2

R = (R- I) +а2 (2) После алгебраического преобразования получаем выражение для определения искомого радиуса окружности изделия:

Расстояние I определяют как произ2 ведение скорости V движения изделия на BpeMa „ прохОждения этОГО расстоянияф

Скорость на известном расстоянии а определяют по формуле

HepBblH o o e KYop e pBsMB щают в точке, образующей вершину прямого угла треугольника, второй фото40 детектор размещают в точке, образующей одну иэ вершин острого угла и соответственно принадлежащей либо катету, совпадающему с линией движения центра диаметра из- "

45 меряемого иэделия, либо катету, совпадающему с линией движения любой его точки, но в этом случае третий фотодетектор размещают в точке, которая находится на линии движения цент- 50 ра окружности.

Изображенные на фиг. 1. варианты размещения трех фотодетекторов по схеме равнобедренного прямоугольного 55 треугольника относительно объекта измерения не исчерпывают всего миожества, однако остальные четыре вагде — время прохождения расб стояния а.

Таким образом, а

1 = --- I и б (4) откуда

"и 6

D=2R=a (+ л), (6) и где D - диаметр движущегося изделия °

Из формулы (б ) видно, что для измерения диаметра движущегося иэделия измеряют два интервала времени между моментами пересечения границей контура движущегося изделия первого и третьего фотодетек1оров, а также

1392372

Способ фотоэлектрического измерения диаметра движущегося изделия, заключающийся в том, что перемещают изделие с постоянной скоростью меж40 ду оптически связанными источником света и фотодетектором, расположенными в плоскости, перпендикулярно направлению движения изделия, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения информативности измерений, в плоскостях, параллельных движению изделия, дополнительно раз.мещают две пары оптически связанных источника света и фотодетектора так, что точки размещения трех источников света и фотодетекторов соответственно образуют вершины прямоугольного равнобедренного треугольника,,катет

К которого удовлетворяет условию

К (К, где R — радиус изделия, первую пару оптически связанных источника света и фотодетектора размещают на линии траектории движения центра изделия в точке, соответствующей верпервого и второго, и определяют диаметр движущегося изделия путем сложения прямого и обратного отношения значений измеренных временных интервалов и последующего умножения полученной суммы на численное значение катета треугольника.

Устройство, реализующее способ для измерения диаметра изделия круглой формы, движущегося с постоянной скоростью, содержит блок 1 фотодетекторов, генератор 2 прямоугольных импульсов, первый 3 и второй 4 элементы И-НЕ, первый 5 и второй 6 элементы ИЛИ, первый 7 и второй 8 элементы И, первый 9 и второй 10 счетчики, первый 11 и второй 12 цифровые индикаторы.

Устройство работает следующим образом.

При измерении диаметра изделия круглой формы (например, диаметра двигающегося на транспортной ленте конвейера с некоторой постоянной скоростью) изделие, перемещаясь между тремя источниками света и соответствующими им тремя фотодетекторами, расположенными относительно изделия по схеме первого варианта (фиг. 2), будет прерывать последовательно оптические каналы и тем самым заставит реагировать соответственно первый, второй и третий фотодетекторы в блоке 1 фотодетекторов. В момент включения первого фотодетектора блока 1 первый 5 и второй 6 элементы

ИЛИ пропустят сигналы включения третьего фотодетектора высоким потенциалом на третий вход первого 7 и ,второго 8 элементов, а так как на вторых входах этих элементов высокие потенциалы, то элементы И 7 и 8 начI нут пропускать на счетные входы первого 9 и второго 10 счетчиков им пульсы с генератора 2 прямоугольных импульсов, где они будут подсчитыватвся и соответственно отображаться на первом 11 и втором 12 цифровых индикаторах. Так начинается отсчет временных интервалов и .„, и л

В момент включения второго фотодетектора Ф2 блока 1 сигнал высоким потенциалом поступит на второй вход второго элемента 4 И-НЕ 4, а так как на первом входе элемента И-НЕ 4 присутствует высокий потенциал сигнала с третьего фотодетектора блока 1, то выход элемента И-НЕ 4 перейдет в сос 5

30 тояние низкого потенциала и тем с.амым закроет второй элемент И 8 ° Поступление импульсов на второй счетчик

10 прекратится, Таким образом, на счетчике 10 будет сформирован цифровой код величины, равный „, который отобразится на втором индикаторе 12.

В момент включения третьего фотодетектора ФЗ блока 1 аналогично сработают первый элемент И-НЕ 3, первый элемент И 7, первый счетчик 9 и первый индикатор 11, на котором отобразится цифровой код, равный . Счетчики-9 и 10 будут сохранять информацию до момента выключения всех трех фотодетекторов блока 1 за счет того, что выходй первого 5 и второго 6 элементов ИЛИ соответственно соединены со входами сброса первого 9 и второго 10 счетчиков, После того, как цифровые коды временных интервалов, равные „ и °, сформированы, вычисляют прямое и обратное отношение числовых значений (цифровых кодов) временных интервалов, складывают их и полученную сумму (i„/i +7 /i„) умножают на числовое значение расстояния между первым и третьим фотодетектором, равное а. Таким образом подсчитывают числовое значение диаметра измеряемого изделия, Формула изобретения

1392372

Составитель О. Несова

Техред И.Верес Корректор Л. Пилипенко

Редактор А. Ревин

Заказ 1882/44

Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4.шине прямого угла прямоугольного равнобедренного треугольника, фиксируют моменты перекрытия изделием светового потока источников света ,:соответственно первой, второй и третьей пары, измеряют временные интервалы между моментами перекрытия изделием светового потока источников света первой и второй пары, первой и

5 третьей пары, определяют диаметр движущегося изделия, используя полученные значения временных интервалов.