Устройство для измерения геометрических параметров движущихся лесоматериалов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ. ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖУЩИХСЯ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ, содержащее ИСТОЧНИК света, объектив, оптически связан ньШ с ним фотоэлектрический преобразователь , усилитель, подключён-; ный к выходу фотоэлектрического преобразователя, формирователь кадра , связанный с первым из его выходов формирователь импульса начгша ., кадра, тактовый генератор, два счетчика , отличают ее с я тем, что, с целью повышения точности измерений и расыире.ния функциональных возможностей устройства, оно снабжено формирователем временных зрн : компаратором, триггерами огибающей видеосигнала, наличия бревна, длины бревна, ключами импульсов заполнения , огибающей видеосигнала, запрета ., сброса, импульсов длины, тремя трехвходовыми элементами И, импульсным датчиком перемещения, счетчиком длины бревна, блоком регистраш1И данных о длине и минимальном диаметре бревна, формирователь временных .зон четырьмя управляющими входами соединен с соответствующими выходами формирователя кадра, формирователь импульса начала кадра соединен выходом с синхровходами формирователя временных зон и триггера длины бревна, формирователь временных зон, первым выходом связан с вторым входом третьего элемента И, вторым с первым входом первого элемента И, третьим - с вторым входом второго элементе И и первым входом ключа огибающей видеосигнала, четвертым с первым входом ключа сброса, установочным входом триггера наличия бревна и управлятадим входом записи второго счетчика, усилитель через компаратор соединен с установочным входом триггера огибающей видеосигнала , выход тактового генератора соединен с входом фотоэлектрического преобразователя, входом формирователя кадров, синхровходом триггера огибающей видеосигнала и вторым (Л входом ключа импуЛьсов заполнения, первый вход которого соединен с выходом триггера огибающей видеосигнала и вторым входом ключа огибающей видеосигнала, выход - с первыми входами второго и третьего элементов И и первым входом ключа запрета , второй вход которого соединен О5 с третьим входом третьего элемента о И и выходом обратного переноса второго счетчика, выход - с .вычитающим со 4 входом второго счетчика, выход триггера наличия бревна соединен с вторым входом первого элемента И и усоо ггановочным входом триггера длины бревна, выход которого подключен к третьим входам первого и второго элементов И, второму входу ключа сброса, второму входу счетчика длины бревна и первому входу ключа импульсов длины, второй вход которого связан с выходом импульсного датчика перемещения, выход - с первым входом счетчика длины бревна, выход ключа огибающей видеосигнала . .соединей с синхровходом триггера наличия бревна, выходы первого, второго , третьего элементов И соедине

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(5р 0 01 В 11/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTFT СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ,Ф (21) 3471120/18-28 (22) 20.07.82 (46) 15.12.83. Вюл. Р 46 (72) Н.В.Горячий, И.П.Кагановский и О.И.Горбань (71) Центральный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт. механизации и энергетики лесной промышленности (53) 531.717(088.8)-. (56) 1. Авторское свидетельство СССР ,в 796656, кл. 0 01 В 11/04, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР ;

М 221312, кл. G . 01 В 11/08, 1978 (прототип ) .

/ (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ . ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖУЩИХ

СЯ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ, содержащее источник света, объектив, оптически свя-. занный с ним фотоэлектрический itpe- . образователь, усилитель, подключен-; ный к выходу фотоэлектрического преобразователя, формирователь кадра, связанный с первым из его выходов формирователь импульса начала кадра, тактовый генератор, два счетчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,.с целью повышения точности измерений и расширения функциональных. возможностей устройства, оно снабжено формирователем временных зон, компаратором,.триггерами огибающей видеосигнала, наличия бревна, длины, бревна, ключами импульсов заполнения, огибающей видеосигнала, запрета, сброса, импульсов длины, тремя трехвходовыми элементами И, импульсным датчиком перемещения, счетчиком длины бревна, блоком регистрации данных о длине и минимальном диаметре бревна, формирователь временных .зон четырьмя управляющими входаэя соединен с соответствующими выходами формирователя кадра, формирователь импульса начала кадра соединен выходом с сннхровходами формировате„„SU„„1060943 ля временных зон и триггера длины бревна, формирователь временных зон, первым выходом связан с вторым входом третьего элемента И, вторымс первым входом первого элемента И, третьим - с вторым входом второго элемента И и первым входом ключа огибающей видеосигнала, четвертым— с первым входом ключа сброса, установочным входом триггера наличия бревна и управляющим входом записи второго счетчика, усилитель через компаратор соединен с установочным входом триггера огибающей- видеосигнала, выход тактового. генератора соедйнен с входом фотоэлектрического преобразователя, входом формиро- а вателя кадров, синхровходом триггера огибающей видеосигнала и вторым входом ключа импульсов заполнения, первый вход которого соединен с выходом триггера огибающей видеосиг.нала и вторым входом ключа огибаю- Я щей видеосигнала, выход » с первыми входами второго и третьего элементов И и первым входом ключа эапре- { ) та, второй вход которого соединен с третьим входом третьего элемента Ф

И и выходом обратного переноса вто- {, рого счетчика, выход - с,вычитающим у входом второго счетчика, выход триггера наличия бревна соединен с вто- 0фЬ рым входом первого элемента И и ус- фр гановочным входом триггера длины бревна, выход которого подключен к третьим входам первого и второго элементов И, второму входу ключа . сброса, второму входу счетчика длины бревна и.первому входу ключа импульсов длины, второй вход которого связан с выходом импульсного .датчика перемещения, выход - с первым входом счетчика длины бревна, выход ключа огибающей видеосигнала соединей с синхровходом триггера наличйя бревна, выходы первого, второго, третьего элементов И соедине1060943 ны соответственно с управляющим входом записи блока регистрации данных о длине и минимальном диаметре бревна, суммирующим входом первого счетчика, вычитающим входом первого счетика, выход ключа сброса соединен с входом сброса первого счетчика, выход первого счетчика связан с входом записи второго счетчика и первым входом записи блока регист10

О управляющими входами соединен с соответствующими выходами формирователя кадра, формирователь импульса начала кадра соединен выходом с синхровходами формирователя временных зон и триггера длины бревна, формирователь временных зон первым выходом связан с вторым входом третьего элемента И, вторым — с первым входом первого элемента И, третьим — с вторым входом второго

ЗО элемента И и первым входом ключа огибающей видеосигнала, четвертымс первым входом ключа сброса, установочным входом триггера наличия бревна и управляющим входбм записи

35 второго счетчика, усилитель через компаратор соединен с установочным входом триггера огибающей видеосигнала, выход тактового генератора соединен с входом фотоэлектрическоЩ го преобразователя, входом формирователя кадров, синхровходом триггера огибающей видеосигнала и вторым входом ключа импульсов заполнения, первый вход которого соединен с вы-

45 ходом триггера огибающей видеосигнала, выход - с первыми входами второго и третьего элементов И и первым входом ключа запрета, второй вход которого соединен с третьим

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения геометрических размеров движущихся лесоматериалов, в частности длины и ширины бревен.

Известно устройство для измере ния ширины протяженных объектов, содержащее объектив, фотоэлектрический преобразователь, тактовый генератор, счетчик, блок индикации 51 3.

Недостатком устройства является невозможность измерения минимального диаметра и длины перемещаемых объектов.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения геометрических параметров движущихся лесоматериалов, содержащее источник света, объектив, оптически связанный с ним фотоэлектрический преобразователь, усилитель, подключенный к выходу фотоэлектрическОго преобразователя, формиро- . ватель кадра, связанный с первым из его выходов формирователь импульса начала кадра, тактовый генератор, два счетчика (2 ).

Недостатком устройства является невозможность измерения с его помощью минимального диаметра бревна, находящегося., как правило, в вершинной части бревна, Кроме того, для измерений должен выбираться участок с отсутствием наплывов, му-. товок и т.п., чего нельзя добиться с помощью известного устройства.

Устройство не позволяет также проводить одновременно измерение длины движущегося материала.

Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение функ.. циональных воэможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения геометрических параметров движущихся лесоматериалов, содержащее источник света, объектив, оптически свярации данных о длине и минимальномдиаметре „бревна, выход счетчика длины соединен с вторым:входом записи блока регистрации данных о длине и минимальном диаметре бревна, первый и второй счетчики выполнены реверсивными, а импульсный датчик перемещения кинематически связан с перемещаемым объектом измерения.

° занный с ним фотоэлектрический преобразователь, усилитель, подключенный к выходу фотоэлектрического преобразователя, формирователь кадра, связанный с первым из его выхо- дов формирователь импульса начала . кадра, тактовый генератор, два счетчика, снабжено формирователем временных эон, компаратором, триггерами огибающей видеосигнала, наличия бревна, длины бревна, ключами импульсов заполнения, огибающей видеосигнала, запрета, сброса, импульсов длины, тремя трехвходовыми элементами И, импульсным датчиком перемещения, счетчиком длины бревна, блоком регистрации данных о длине и минимальном диаметре бревна, формирователь временных зон четырьмя

1060943 входом третьего элемента И и выходом обратного переноса второго счетчика, выход — с вычитающим входом второго счетчика, выход триггера наличия бревна соединен с вторым входом первого элемента И и установочным входом .триггера Длины бревна, выход которого подключен к третьим входам первого и второго. элементов

И, второму входу ключа сброса, второму входу счетчика длины бревна и первому входу ключа импульсов длины, второй вход которого связан с выходом импульсного датчика перемещения, выход . — с первым входом счетчика длины бревна, выход ключа огибающей видеосигнала соединен с синхровходом триггера наличия бревна, выходы первого, второго, третьего элементов И соединены соответственно с управляющим входом записи блока регистрации данных о длине и минимальном диаметре бревна, суммирующим входом первого счетчика, вычитающим входом. первого счетчика, выход ключа сброса соединен с входом сброса первого счетчика, выход первого счетчика связан с входом записи второго счетчика и первым входом записи блока, регистрации данных о длине и минимальном. диаметре бревна, выход счетчика длины соединен с вторым входом записи блока регистрации данных о длине и минимальном диаметре бревна, первый и второй счетчики выполнены реверсивными, а импульсный датчик перемещения кинематически связан с перемещаемым объектом измерения.

На чертеже представлен» блок-схема устройства для измерения геометрических параметров движущихся лесоматериалов.

I . Устройство содержит источник 1 света, объектив 2, тактовый генератор 3, формирователь 4 кадра, формирователь 5 импульса начала кадра, выполненный, например, на одновибраторе, фотоэлектрический преобразователь 6, содержащий, например, линейку фоточувствительных элементов, затвор, регистр, усилитель 7, первый счетчик 8 импульсов, выполненный реверсивным, второй счетчик 9 импульсов, выполненный реверсивным, компаратор 10, формирователь 11 временных зон, который содержит формирователи 12 записи, 13 счета, 14 контроля, 15 вычитания, выполненные, например, на D --триггерах, ключ 16 импульсов заполнения, ключ 17, триггер 18 огибающей видеосигнала, триггер 19 наличия бревна, триггер 20 длины бревна, первый 21, второй 22, третий 23 элементы И, ключ 24 зап-! рета, ключ 25 сброса, импульсный датчик 26 перемещения, ключ 27 импульсов длины, счетчик 28 длины .бревна, блок 29 регистрации данных о длине и минимальном диаметре бревна, содержащий, например, два регистра и индикаторы, которые .отображают результаты измерений.

Контролируется бревно 30, перемещаемое транспортером 31. Оптическая ось измерителя перпендикулярна оси бревна 30.

Источник 1 света устанавливается, например, с одной стороны .транспортера 31, а фотоэлектрический преобразователь 6 с другой стороны таким образом, что свет от источни15 ка 1 света попадает через объектив

2 на линейку фоточувствительных элементов фотоэлектрического преоб. разователя 6. Бревно 30, двигаясь по транспортеру 1, закрывает часть источника 1 света и создает на отдельном участке линейки фоточувствительных элементов фотоэлектрического преобразователя 6 тень. Источник 1 света и линейка фоточувствительных элементов фотоэлектрического преобразователя 6 установлены в одной плоскости, например, вертикально. Эта плоскость называется зоной измерения устройства. Импульсный датчик 26 перемещения. кинематически связан с транспортером 31.

Все ключи 16, 17, 24, 25 и 27 выполнены, например, на элементах И, триггеры 18, 19 и 20 — на D --триггерах, формирователь 4 кадра выполнен например, на счетчике.

Работа устройства осуществляет-. ся в циклическом режиме следующим образом.

Тактовый генератор 3 и формирователь 4 кадра определяют длитель-. ность цикла, т,е, период кадра.

Весь период кадра разбивается на четыре временные эоны. Длительность временных зон и их последовательность строго постоянная и зависит от состояния формирователя 4 кадра.

Это состояние определяется тактовым генератором 3, который, в свою очередь, управляет работой фотоэлектрического преобразователя 6, Таким ,образом, режимы работы фотоэлектрического преобразователя и формирователя 11 временных зон строго совпадают по времени.

В течение времени зоны записи, вырабатываемого формирователем 12, по команде тактового генератора 3 производится запись информации с линейки фотоЧувствительных элементов в регистр фотоэлектрическогЬ преоб разователя 6. В течение зоны, счета и зоны контроля формирователей 13 и 14 производится вывод импульсных сигналов с регистра фотоэлектричес1060943 во время эоны счета высокий 9 -триггер 19 наличия бревна сбрасывается по R --входу сигналом формирователя

12 зоны записи. В течение зоны счета он не изменяет свое состояние, так как ключ 17 огибающей,видеосйгнала закрыт. 0 -триггер 20,длины бренна переписывает состояние 3-триггера 19 наличия бревна по сигналу формирователя 5. Таким образом, на выходе 3 -триггера 20 длины бревна в случае отсутствия бревна в зоне измерения присутствует высокий уровень сигнала, разрешающий прохождение импульсов формиронателя 12 эоны записи через. ключ 25 сброса на вход сброса первого счетчика 8. Второй счетчик 9 импульсон переписывает состояние первого счетчика 8 импульсов по сигналу формирователя 12 зоны записи, поступающему на управляющий.вход записи второго счетчика 9 импульсов. Таким образом, счетчики 8 и 9 импульсоЮ- находятся в нулевом состоянии. кого преобразователя б и засветка линейки его фоточувствительных элементов.

В течение зоны вычитания продолжается засветка линейки фоточувствительных элементов. Работа формирователей временных эон происходит следующим образом. В начале кадра формирователь 4 кадра обнулен.формирователь 5. формирует импульс начала кадра, по которому Э -триггер формирователя 12 эоны записи устанавливается в единичное состояние.

Когда счетчик формирователя 4 сосчитает определенное количество импульсов, на R-вход формирователя 12 поступает сигнал, который сбрасывает формирователь зоны записи. По заднему фронту сигнала формирователя 12 эоны записи устанавливается в единицу формирователь 13 зоны счета. Через определенное количест во импульсов формирователь сбрасывается по к -входу сигналом счетчи! ка формирователя 4. Работа формирователей эоны контроля 14 и. вычитания 15 производится аналогичным образом. Если н зоне измерения устройства отсутствует бревно 30, то

D-триггер 18 огибающей видеосигнала закрывает ключ 17 огибающей видеосигнала, так как уровень амплитуды видеосигнала, поступающего на.

Д-вход D-триггера 18 огибающей нидеосигнала с выхода компаратора.10

Бревно 30 перемещается транспортером 31 и попадает в зону измерения устройства.

Изображение контролируемого бренна 30 проецируется с помощью объектина 2 на поверхности линейки с Фоточувствительными элементами фотоэлектрического преобразователя 6.

I По команде тактового генератора 3 информация с линейки с фоточувстви- тельными элементами переписывается

s регистр фотоэлектрического преобразователя б и выводится в виде импульсных сигналов. Эти сигналы усиливаются усилителем 7. Амплитуда импульсов зависит от величины освещенности фоточувствительных элемен1О тон фотоэлектрического преобразователя б. Импульсы, амплитуды которых превышают определенный уровень, про-ходят.на выход компаратора 10.

9-триггер 18 огибающей видеосигна15 ла открывает ключ 16 импульсов заполнения, если на его )2-вход поступает низкий. уровень видеосигнала.

Импульсы заполнения проходят с выхода тактового генератора 3 через .

2П ключ 16 импульсов заполнения на входы элементов 22 и 23 И и ключа

24. Во время первого кадра после вхождения бревна в зону измерения элемент 22 H открыт сигналом D-триг25 гера 20 длины бревна. Он хранит состояние в предыдущем кадре, когда в зоне измерения не было бревна 30.

Ключ 24 запрета, элемент 23 И закрыты низким уровнем сигнала с Р-выхода второго счетчика 9 импульсов, так как он в нулевом состоянии. В течение зоны счета импульсы заполнения проходят через элемент 22 И и.сосчитынаются первым счетчиком 8

35 импульсов в режиме сложения. В начале второго кадра после вхождения бревна в зону измерения устройства

Я-триггер 20 длины бревна по команде формирователя 5 записывает состояние 3-триггера 19 наличия бревна и запирает элемент 22 H. ключ 25 сброса и открывает ключ 27 импульсов длины.

По сигналу формирователя 12 зоны записи, поступающему на управ45 ляющий вход записи, второй счетчик

9 импульсов переписывает состояние первого счетчика 8 импульсов.

В течение эоны счета импульсы заполнения проходят аналогичным образом на вход ключа 24 запрета и считаются вторым счетчиком 9 в режиме вычитания. Если второй измеренный диаметр будет больше, то второй счетчик 9 импульсов обнулится и

55 закроет ключ 24 запрета и элемент

23 И. Если второй диаметр будет меньше предыдущего, то по окончании зоны измерения во втором счетчике

9 останется разность в измеренных

69 диаметрах. Эта разность сосчитывается счетчиками 8 и 9 импульсов в режиме вычитания импульсами, поступающими через элемент 23 И и ключ 24 запрета в течение зоны вычитания.

После того, как второй счетчик 9

1060943

ВНИИПИ Заказ 10024/41 Тираж 602 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4.импульсов-обнулится он закрывает ключ 24 запрета и элемент 23 И сигналом с -P-выхода. В результате в первом счетчике 8 импульсов хранится меньший диаметр. начиная со второго к,дра после 5 вхождения бревна в зону измерения устройства процесс записи во второй счетчик 9 импульсов,. вычитания из него и вычитания из первого счетчика 8 импульсов повторяется до тех пор, пока бревно не уйдет из зоны измерения устройства измерения.

Во время первого кадра после ухода бревна .из зоны измерения

D-триггер 19 наличия бревна не бу- 15 дет установлен в "1", так как ключ

17 огибающей видеосигнала в течение эоны счета будет закрыт 9 -триггером

18 огибающей видеосигнала, а 9-триггер 20 длины бревна установлен в 2р

"1". Во время зоны контроля происходит .запись оостояния первого счетчика. 8 импульсов и счетчика 28 длины бревна, который во время приоутствия бревна в зоне измерения устройства считает импульсы датчика 26, в блок 29 регистрации данных о длине и минимальном диаметре бревна по сигналу элемента 21 И.

Во время второго кадра Э -триггер

20 длины бревна переписывает состояние "0" Р-триггера 19, разрешая тем самым сброс счетчиков 8, 9 и 28.

Устройство готово для очередного замера. Блок 29 хранит информацию о длине и минимальном диаметре бревна 30 до тех пор, пока в него не будет произведена запись информации об очередном бревне.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет производить измерение диаметров бревна на всей его длине с определенным шагом и выбирать среди них минимальное значение, тем самым оно может производить измерение диаметра вершинной части бревна на участке свободном от мутовок, наплывов и т.п,, и одновременно измерять длину бревна.