Фотоэлектрическое устройство для измерения геометрических параметров прозрачных труб в процессе их вытягивания

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения диаметра и толщины стенки прозрачных труб. Целью изобретения является расширение диапазона измерений и повышение точности за счет устранения влияния смещения контролируемой трубы в процессе измерения. Для этого устройство снабжено системой для контроля угловой ориентации трубы, содержащей многоэлементный фотоприемник, две полупрозрачные пластины и объектив, сопрягающий через внешнюю поверхность трубы, световую марку, сформированную передающей системой, с плоскостью фотоприемника, что обеспечивает учет влияния переноса трубы в плоскости падения лучей. Оно также снабжено цилиндрическими линзами, расположенными в оптических принимающих системах между объективами и фотоприемниками и служащими для их сопряжения и уменьшения размера отображений световой марки в плоскости фотоприемников, что обеспечивает исключение влияния смещения трубы перпендикулярно плоскости падения лучей. 1 ил.

QQQ3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ 1лстИЧЕСйИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С Ol В li ДО

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HGM!4TET

ПО ИЗОБРЕТЕИИЯМ И ОТНРЬГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2i) 4406828/24-28 (22) 11.04.88 (46) 07.01.90. Бюл. № 1 (72) Ю. N. Голубовский и Ю. С. Маслюков (53) 531.717.1 (088.8) (56) Патент Великобритании № 1207977, кл. ЯА, 1973. (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЗРАЧНЫХ ТРУБ

В ПРОЦЕССЕ ИХ ВЫТЯГИВАНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения диаметра и толгцины стенки прозрачных труб. Целью изобретения является расширение диапазона измерений и повышение точности за счет устранения влияния смешения контролируемой трубы в

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения внутреннего (наружного) диаметра и толщины стенки прозрачных труб, в частности для измерения наружного диаметра и толщины стенки кварцевых опорных труб в процессе их вытягивания.

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет устранения влияния изменения ориентации трубы в процессе измерения и расширение диапазона измерений.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит источник 1 излучения, например лазер, расположенные по ходу излучения конденсорную систему 2, диафрагму 3, полупрозрачную пластину 4, расположенные по ходу отраженного от пласпроцессе измерения.,Лля этого устройство снабжено системой для контроля угловой ориентации трубы, содержащей многоэлементный фотоприемник, две полупрозрачные пластины и объектив, сопрягающий через внешнюю поверхность трубы световую марку, сформированную передающей системой, с плоскостью фотоприемника. что обеспечивает учет влияния переноса трубы в плоскости падения лучей. Оно также снабжено цилиндрическими линзами, расположенными в оптических принимающих системах между объективами и фотоприемниками и служащими для их сопряжения и уменьшения размера отображений световой марки в плоскости фотоприемников, что обеспе чивает исключение влияния смещения трубы перпендикулярно плоскости падения лучей.

1 ил. тины 4 излучения призму 5, объектив 6, расположенные по ходу отраженных от контролируемой трубы пучков объективы 7, 7, цилиндрические линзы 8, 8 и многоэлементные фотоприемники 9, 9, блок 10 обработки сигналов, вход которого соединен с выходами фотоприемников 9, 9, ЭВМ 11, вход которой соединен с выходом блока 10 обработки сигналов, и расположенные по ходу прошедшего через пластину 4 излучения объектив 12, полупрозначную пластину 13 и многоэлементный фотоприемник 14, выход которого соединен с входом блока 10 обработки сигналов, позицией 15 обозначена прозрачная труба, геометрические параметры которой измеряют.

Устройство работает следующим образом.

Конденсорная система 2. состоящая из линз со сферическими и цилиндрическими

1534361

Формула изобретения 2,, 1=b —. n- — з1п;1;,51И 240

d —,:

2в10 р, (2) нСНЕрх.ксот:1МК, Осраэуст В ПЛОСКОСТИ днафрагмы 3 святящуюся щель. Объектив 6 проецирует изображение -».o1! цели в плсскссть, в которой лежит, ось контролируемой трубы, причем длинь ая сторона светящейся щели перпендикулярна оси трубы.

Отраженные от границ стекло-воздух четыр» пучка объективамк 7, 7 к цилиндрическ мк линзами 8, 8 направляются на фотоприемники 9, 9. Каждая система (объектив н цилиндрическая линза) образует в

lIëoeêoeòè фотопркем ников 9, 9, световые сигналы в виде двух светящихся дуг.

Прк помощи линеиных многоэлементных фотоприемников 9, 9 блока;0 ооработки сигналов и 38i6 11 между дугами определяется ра-стояни". По этим данн1ым в ЭБМ 11 проводится расчет толщины стенки и внутреннего дк аметра тр i á!-.! !! соответствии с формулами:!

-;!,e 11 — угол падения це1ггрального луча пучка на поверхность трубы; н — — показатель преломления;

6 — — расстояние между центральными лучамк световых пучков, отраженных от наружной к внутренней стенок тр1 бы; с — — расстояние между центральными лучамк световых пучков, отраженных от Бн, à oeHíèõ стенок трубы.

Для определения угла iy падения сл дккт снсте;,.а коррекции. Зб ьектнв 12 системы коррекции, проецирующий изображение светящейся цели через наружную поверхчoсть трубы в плоскость фотоllриеvнкка 14. образует на его фото увствительной поверх-1ости светово штрих.

Прк наклонах трубы световой штрих . мешается по фоточувствительной поверх1остк фотоприемника. С помощью многоэлементного фотоприемника 14, блока 10 обработки сигна,1оэ а ЭВМ 11 последователь-1 о определяются величина смещения штрк з, изменение угла падения относительно .о начальногс, заданного зна ения и реаль1ая Всл книна угла падения Система коррекдик реагирует только на повороты трубы вокруг оск, перпендикулярной плоскости падения. Она малочувствительна, к смещениям г1убы параллельно своей оск.

2G

30 >5

4

Цилиндрические линзы 8, 8 и оптически сопрягают входнь1е зрачки объективов

7, 7 с фоточувствительными поверхностями фотоприемников и уменьшают длину светящихся дуг. Коэффициент уменьшения выбирается таким, чтобы в плоскости фотоприемника размеры светящихся дуг по их длине и размер фоточувствительной части фотоприемников ло ширине были сравнимы.

8 результате этого достигается пространственная неподвижность светящихся дуг относительно фотоприемников при смещении трубы в направлении, перпендикулярном плоскости падения, и происходит усреднение выходного сигнала фотоприемников по длине дуг.

Фотоэлектрическое устройство для измерения геометрических параметров прозрачных труб в процессе их вытягивания, содержащее источник излучения, передающую оптическую систему, предназначенную для формирования на поверхность контролируемой трубы световой марки, принимающую оптическую систему, выполненную в виде последовательно расположенных по ходу отраженных пучков излучения объективов и фотоприемников, и блок обработки сигналов, вход которого соединен с выходами фотоприемников, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений, оно снабжено оптической системой, предназначенной для контроля условий ориентации трубы, расположенной в одной плоскости. с оптическими осями передающей и принимающей систем, и выполненнок в виде первой полупрозрачной пластины, расположенной по ходу излучения за передающей системой и предназначенной для формирова.ния дополнительного лучка, и расположенных по ходу дополнительного лучка дополнительного объектива, второй полупрозрачной пластины и дополнительного фотоприемнкка, ориентируемых так, что дополнительный фотоприемник расположен в плосксти изображения дополнительным объективом световой марки через наружную поверхность трубы на оси, перпендикулярной оси трубы, и цклкнидрическими линзами, расположенными по ходу отраженных пучков между объективами и фотоприемниками, а фотоприемники размещены в плоскостях изображения входных зрачков объективов цилиндрическими линзами.

1534301

Составитель В. Бахтин

Редактор С. Патрушева Техред И. Верес Корректор М. Шароши

Заказ 34 Тираж 482 Г!одписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101