Способ контроля диаметра микропроволоки

 

Изобретение относится к измерительной текнике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет измерения поворота микропроволоки относительно нормали к направлению сканирования. Пучок света , формируемый лазером 1, расщепля (Л ю г оо ел 05 оо гч

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

SU 12 8533 А2 (51)4 G 01 В 11/08 (61) 859807 (21) 3907006/24-28 (22) 10.06.85 (46) 23.03,87. Бюл, Р 11 (71) Институт злектроники АН БССР (72) В,К,Александров и В.Н.Ильин (53) 531 ° 717 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 859807, кл. G 01 В 11/08, 1979. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДИАМЕТРА МИКРОПРОВОЛОКИ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения— расширение функциональных воэможностей за счет измерения поворота микропроволоки относительно нормали к направлению сканирования, Пучок света, формируемый лазером 1, расщепля129 ется светоделителем 2 на два пучка.

Первый пучок с помощью зеркала 3 и объектива 4 освещает микропроволоку

20, теневое изображение которой с помощью объектива 7 и окуляра 8 строится в плоскости двухщелевой диафрагмы !

1. Блок 9 осуществляет сканирование теневого изображения микропроволоки 20, которое расщепляется на два полуконтрастных изображения, движущихся навстречу друг другу, блоком 10 раздвоения иэображения. Два полуконтрастных изображения микропроволоки 20 преобразуются фотоприемниками 12 и 13 в импульсы фототока. Временной интервал между передним и задним фронтами импульсов измеряется блоком 16 и заполняется импульсами с импульсного датчика 17 углового положения блока

9. Количество импульсов пропорцио8533 нально диаметру микропроволоки 20 и связано с ее поворотом относительно оси сканирования. Второй пучок света с помощью светоделителя 2, объектива !

5 и зеркала 6 освещает микропроволоку 20. Отраженные от микропроволоки 20 пучки лучей в виде светлой линии проецируются в плоскость установки двухщелевой диафрагмы. Временной интервал между импульсами фототока, соответствующими моментам прохождения светлой линии двухщелевой диафрагмы 11, выделяются блоком 16 и заполняются импульсами. Количество импульсов связано с углом поворота микропроволоки 20 относительно нормали к направлению сканирования. Блок 19 вычислений производит вычисления диаметра микропроволоки 20 с учетом поправки, вызванной ее поворотом. 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для измерения диаметра движущихся протяженных объектов, типа микропроволоки и является дополнительным к изобретению по авт.св. Y. - 859807, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет измерения поворота микропроволоки относительно нормали к направлению сканирования, На фиг.1 представлена функциональная схема устройства, реализующего способ; на фиг.2 — функциональная схема блока обработки сигналов, на фиг,3 — временные диаграммы сигналов, формируемых на выходах отдельных узлов блока обработки сигналов, Устройство содержит оптически свя- 20 занные лазер 1, светоделитель 2, первое зеркало 3, обьективы 4 и 5, второе зеркало 6, объектив 7, окуляр 8, блок 9 сканирования, выполненный в ,виде призмы, блок 10 раздвоения изоб- gg ражения, двухщелевую диафрагму 11, фотоприемники 12 и 13, усилители 14 и 15, входы которых подключены к фотоприемникам 12 и 13, блок 16 обра ботки сигналов, входы которого под 30 ключены к выходам усилителей 14 и 15, 2 импульсный датчик 1? углового положения, кинематически связанный с блоком 7 сканирования, блок 18 связи, вход которого подключен к выходу блока 16 обработки сигнала, блок 19 вычислений, выполненный в виде микропроцессора, вход которого подключен к выходу блока 18 связи.

Измеряется диаметр и пространственное положение движущейся микропроволоки 20.

Блок 16 обработки сигналов (фиг„2) выполнен в виде одновибраторов 21 и

22, элемента И-HF. 23, элемента 24 задержки, элемента И 25, одновибратора

26, триггера 27, элемента И-НЕ 28, элемента И 29, триггера 30, элемента

ИЛИ 31, элементов И-НЕ 32 и 33, триггеров 34 и 35, элемента И 36, элемента ИЛИ 37, элемента И 38, счетчиков

39 и 40.

Способ осуществляется следующим образом, Параллельный пучок света, формируемый лазером 1, делится на два пучка светоделителем 2. Первый пучок света с помощью зеркала 3 и объектива 4 направляется на микропроволоку

20, теневое изображение которой стро3 12985 !

Ется объс ктином 7, окулярсм 8 е! ЕЕ !. с— ко! .ти днухпЕелР!1 ей лиаф1? Я ME>I 1 1

1еЕРлРе ые диафрагмье смеееЕееЕы олна относительно другой н направлении, перпендикулярном еЕаправлению скаеЕеЕро15 напил теневых полукс нтрастных изображений микропронолоки 20.

Блок 9 сканирования осуществляет сканирование теневого изображения микропроволоки 20, а блок 10 раздноР,-10 ния изображения осуществляет расщеп- ление теневого изображения микропроволоки 20 на два полуконтрастных изображения, движущихся навстречу.

Двухщелевая диафрагма 11 и фото- 15 приемники 12 и 13 преобра уют распределение освещенности в плоскости формирования двух движущихся попуконтрастных теневых изображений микропроволоки 20 в импульсы фототока, усиливаемые усилителями 14 и 15. Сиг- . налы, формируемые усилителями 14 и

15 поступают на входы блока 16 обработки сигналов. Блок 16 обработки сигналов формирует временной интер- 25 вал, начало которого соответствует переднему фронту сигнала, снимаемого с выхода усилителя 14, соответствующего передней границе первого теневого полуконтрастного изображения микропроволоки 20. Окончание временного интервала соответствует заднему фронту сигнала, снимаемого с выхода усилителя 15, который соответствует задней границе второго теневого полу- З5 контра тного иэображения меЕкропроволоки 20, Временной интервал заполняется импульсами, поступающими с импульсного датчика 17 углового положения, кинематически связанного с блоком 9 сканирования. На выходе блока 16 обработки сигнала формируется параллельный код, пропорциональный временному интервалу, поступающему через д5 блок 18 снязи в блок 19 вычислений, Второй пучок света, отразившись от светоделителя 2, направляется объективом 5 и зеркалом 6 на поверхность движущейся микропроволоки 20.

Отразившиеся от поверхности микропроволоки пучки света направляются объективом 7 и окуляром 8 в плоскост установки днухщелевой диафрагмы 11.

Поверхность микропроволоки 20 отоб ражается и плоскости установки двухщелевой диафрагмъь 11 в виде светлой линии, которая перемещается совмест!!О с те н(ньГ! и э nh ðàæå!!и Рм микропронолоки 20 блоком 9 сканиронания.

В момееЕт прохождения изображРния снРтлой .1ЕЕении отеЕ<)сЕЕт(!ТЕ ьеЕо Е1иаф11я мы

11 на ныходе фотоприемникс и 1? и 13

Аормируе1тся импульсы еЕеотоЕока, Вре— менной интервал между импул!.сами фоI тотока связан с поворотом микропроволоки относительно нормали к направлению скан!!рован!!я, Временной интервал между импульсами фототска измеряется и преобразуется и двоичнь!й код блоком 16 обработки сигналон.

Блок 19 нычислений вводит попранку в результат измерения диаметра микропроволоки 20, вызванной ее поворотом относительно нормали к направлению сканирования. Диаметр микропроволоки 20 вычисляется по формуле:

d = К,-К .лt,, где d„— диаметр микропроволоки;

К вЂ” масштабный коэффициент, связанный со скоростью сканирования, скоростью протяжки микропроволоки, линейным

Увеличением оптической системы;

К вЂ” поправочный коэффициент, г связанный с поворотом микропроволоки, лС вЂ” временный интервал между

1 моментами касания и разъединения двух полуконтрастных изображений микропроволоки

К =cosarctg К .М г з г где К вЂ” масштабный коэффициент, свя3 занный с растоянием между шелевыми диафрагмами 11, скоростью сканирования и скоростью протяжки микропро— волоки, линейным увеличением оптической системы, лС вЂ” временной интервал между г импульсами фототока, сформированными при сканировании светлой линии.

Состав блока 16 обработки сигнала представлен на фиг.2.

Сигналы, снимаемые с усилителей

14 и 15, поступают на мультивибраторы 21 и 22 и логически обрабатываются элементом И-НЕ 23 и элементом И

25. Задержанный элементом 24 сигнал подается на первый вход элемента

И-НЕ 28, на второй вход которого подается сигнал с одновибратора 26.

1298533

Фиг.2

На выходе элемента И-НЕ 28 формируется четыре импульса при повороте микропроволоки ?0 и цва импульса при отсутствии поворота. На выходе элемента И 25 формируется один импульс при повороте микропроволоки ?О и не формируется импульс при отсутствии поворота.

Элементы 27, 29-35, 37 формируют цва временных интервала Ю, и at>, которые заполняются импульсами, поступающими с импульсного датчика 17 углового положения.

На выходе элементов И 38 и Зб формируются .пачки импульсов. Число импульсов подсчитывается счетчиками

39 и 40.

Использование способа поэволяет измерять поворот микропроволоки и вводить поправочный коэффициент в результат измерений при повороте микропроволоки в процессе ее протяжки.

Фо р м ул а и э о б р е т е н и я

Способ контроля диаметра микропро— волоки по авт.св. М- 859807, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей эа счет измерения поворота микропроволоки относительно нормали к направлению сканирования, направляют

t0 на микропроволоку пучки света, иэ отраженных от поверхности микропроволоки пучков света формируют совмещенное с увеличенным изображением микропроволоки иэображение середины

15 микропроволоки в виде световой протяженной ленты выделяют в импульсах фототона фронты соответствующие времени преобразования световой протяженной ленты в импульсы фототона, по

20 временному интервалу межцу которыми судят о повороте микропроволоки.

1298533

0m 19

ON 15

2б

cdpoc

Фиг. 3

Составитель Т.Айсин

Техред М.Ходанич Корректор И.Эрдейи

Редактор С.Патрушева

Тираж 678 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 875/40

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4