Устройство для измерения диаметра стеклянной трубки

 

Изобретение относится к измерительной технике Цель изобретения - повышение точности намерения диаметра прозрачной стеклянной трубки. Лазер 1 формирует узкий пучок света, который с помощью призмы 2, зеркала 5, коллимирующего объектива 3, фокусирующего объектива 4 попадает на фо

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО4

РЕСПУБЛИК

„.SU„„

А1 (51)5 С 01 В 21 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

И АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4491938/28 (22) 10,10.88 (46) 23.05.91. Ьюл. Р 19

{71) Мордовский государственный универститет им. Н.П.Огарева (72) А.В.Карасев, F..Ô.ròåïóíèí, Е.F..Ïàëåíîâ, В.Л.Акимов, В.М.,Таланов, И.В.Лирнаков и В.Ф.Федоров (53) 531.717{088.8) (56) Патент (ИА Р 3905705, кл. r, 01 В 11/04, С 01 В 11/00, 1975 °

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИАМЕТ РА СТЕКЛЯННОЙ ТРУБКИ .(57) Изобретение относится к измери тельной технике. Цель изобретения.— повышение точности измерения диаметра прозрачной стеклянной трубки. Лазер 1 формирует узкий пучок света, который с помощью призмы 2, зеркала

5, коллимируюцего объектива 3, фокусирующего объектива 4 попадает на фо1651098

4Q топриемник 10. Генератор 6, делитель

7, блок 8 управления формируют сигналы, вращающие двигатель 9, связаннь4й с зеркалом 5. При перемещении пучка света относительно стеклянной трубки 31 на Аотоприемнике 10 Аормируется сигнал, фронты которого выделяются формирователем 15. Временной селектор Аормирует информационныйвременной интервал, заполняемый импульсами с помощью элемента И 12. КоличестВО импульсОв, прОпорпионяльчое диаметру стеклянной трубки 31, Устройство относится к измерительной технике и может быть использовано для бескойтактного измерения внутреннего диаметра прозрачной трубки.

Цель изобретения — повьпчение точности измерения диаметра прозрачной стеклянной трубки. 25

Ня фиг.1 представлена Аункционяльная схема устройства; на Аиг.2 — Аун-кциональная схема временного селектора; на Аиг.3 — временные диаграммы сигналов, Аормируемых на выходах л0

Отдельных узлов устройства.

Устройство 4,фиг.1) содержит оптически связанные лазер 1, призму 2„ коллимирующий и фокусирующий объектиw 3 и 4, зеркало 5, ось вращения которого расположена на оптической оси коллимируемого и Аокусирующего объективов 3 и 4 в Аокальной плоскости коллимирующего объектива 3, электрически связанные генератор 6, делитель 7 импульсов, блок 8 управления, двигатель

9„ кинематически связанный с зеркалом

5, Аотоприемник 10 расположенный в фокальной плоскости- фокусирующего объектива 4, первый дополнительный фото- 5 приемник 11, расположенный между коллимирующим и Аокусирующим объективами 3 и 4 в плоскости, проходящей через оптическую ось коллимирующзго и

Аокусирующего объективов 3 и 4, временной селектор, первый элемент И !2, первый вход которого подключен к генератору 6, последовательно соединенные счетчик 13 и индикатор 14, вход счетчика 13 подключен к выходу перво55 го элемента И 12, формироват 4Рь 15, вход которого подключен к фотоприемI нику 1 0 Р втор Ои дополнит ельныи AoTQприемник 16, расположеннь»й между колподсчитывается счетчиком 13 и индици-" руется индикатором 14. Построение временного селектора на двух реверсивных счетчиках и логической схеме

Р обеспечивает Аормирование временного интервала, длительность которого определяется вторым и предпоследним импульсами, формируемыми формирователем 15. Первый и второй дополнительные фотоприемники 11, 16 осуществляют сброс и переключение реверсивных счетчиков, входящих:в временной селектор. 3 ил. лимирующим и Аокусирующим объективами 3 и 4 в плоскости, проходящей через оптическую.ось коллимирующего и фокусирующего объективов.

Временной селектор (фиг.2} выполйен в виде триггеров 17-19, реверсивных счетчиков 20.1 и 20.2, де»цифраторов

21 и 22„ элементов ИЛИ 23-28, элемен тов И ?9 и 30, счетные входы триггеров 17 и 18 подключены соответственно к первому и второму дополнительному фотоприемникам 11 и.16, первые входы элементов И 29 и 30 подключены к первому дополнительному фотоприемнику ,11, вторые входы элементов И 29 и

30 — соответственно к прямому и ин" версному выходам триггера 17, выходы элементов И 29 и 30 соединены с входами "Сброс" реверсивных счетчиков 20.1 и 20.2, первые. входы элементов ИЛИ

23-26 подключены к выходу формирователя 15, вторые входы элементов ИЛИ

24 и 25 и элементов ИЛИ 23 и 26 подключены соответственно к прямому и инверсному выходам триггера 18, выходы элементов ИЛ1 23 и ?4 соединены с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика 13, выходы элементов ИЛИ 25 и 26 — с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика

20,2, входы де»4»ифраторов 21 и ?? под-, ключены соответственно к выходам реверсивных счетчиков 20,1 и 20.2, входы элемента ИЛИ 27 подключены к выходам дешифраторов 21 и 22, выход элемента

ИЛИ 27 соединен со счетным входом триггера 19, входы элемента ИЛИ 28 подключены к выходу элемента ИЛИ 27 и прямому вь»ходу триггера 19, выход элемента ИЗБ1 28 соединен с. вторым вхо1098

5 165 дом элемента И 12, Измеряется диаметр стеклянной трубки 31.

Устройство работает следующим образом.

Узкий пучок света, формируемый лазером 1, пройдя призму 2,направляется коллимирующим объективом на вращающееся зеркало 5.

Генератор 6 формирует импульсы, которые делятся делителем 7 импульсов и направляются в блок 8 управления, формирующий управляющие сигналы, поступающие на двагитель 9..Последний вращает зеркало 5.

Пучок света, отраженный от зеркала 5, пройдя коллимирующий объектив

3, перемещается параллельно оптической оси коллимирующего объектива 3, пересекая стеклянную трубку 31, Аормируя ее развертываемое теневое изображение.

Пучки света, прошедшие фокусирующий объектив 4, преобразуются фотоприемником t0 в электрический еигнал. Передние и задние фронты электрического сигнала, снимаемого с фотоприемника 10, преобразуются в короткие импульсы Аормирователем 15.

При нахождении пучка света в крайних положениях первый и второй допол.нительные Аотоприемники 11 и 16 формируют импульсы, поступающие на уп: равляющие входы временного селектора.

Диаметр стеклянной трубки 31 определяется временным интервалом Дс (фиг.3), определяемым вторым и предпоследним Аронтами сигнала, снимаемого с фотоприемника 10, т.е. вторь1м и предпоследним импульсами, формируемыми формирователем 15.

Сигнал, длительность которого пропорциональна диаметру стеклянной трубки 31, поступает на второй вход элемента И 12, на первый вход которого поступают импульсы с генератора 6.

Число импульсов в пачках импульсов, периодически формируемых на выходе элемента И 12, подсчитывается счетчиком 13 и индицируется индикатором 14. Показания индикатора 14 пропорциональны диаметру стеклянной .трубки 31.

Временной селектор (фиг, 2) рабо.— тает следующим образом.

По сигналу "Пуск" осуществляется ,установка в нулевое состояние триггеров 17-19. Сигнал, Аормируемый вторым дополнительным Аотоприемником 11, периодически перебрасывает триггер 17.

Этот же сигнал, пройдя элемент И 29 или 30, гбрасывает реверсивный счетчик ?0.1 или 20.2.

Сигнал, Аормируемый вторым дополнительным фотоприемником 16, перебрасывает триггер 18, прямой и инверсный выходы которого формируют сигналы, поступающие на элементы ИЛИ 24, 25 и 23, 26. При наличии логического

"0" на входе элемента ИЛИ 23 реверсивный счетчик 20.1 осуществляет подсчет количества импульсов, поступающих с формирователя 15.

При поступлении второго импульса с Аормирователя 15 дешифратор 21 Аор20 мнрует импульс, поступающий через элемент ИЛИ 27 на счетный вход триг.— гера 19 и перебрасывающий его в состояние логической "1", сигнал логической ."1" проходит через второй

25 вход элемента И 12, характеризуя начало инАормационного временного интервала.

При работе реверсивного счетчика

20.1 на сложение реверсивный счетчик

20.2 работает на вычитание. При поступлении седьмого за цикл измерения импульса с Аормирователя 15, через элемент ИЛИ 26 на вычитающнй вход реверсивного счетчика ?0.2 на выходе

35 дешифратора. 22 формируется импульс, который проходит через элемент ИЛИ 27 и перебрасывает триггер 19 в состояние логического "0". Этот же импульс через элемент ИЛИ 28 поступает на второй вход элемента И 12 ° При поступлении седьмого импульса на реверсивный счетчик 20.2 сигнал, Аор мируемый дешиАратором ? 2, переходит в состояние логического "0", который через элементы ИЦИ 27 и 28 поступает на второй вход элемента И 12. Задний фронт импульса, Аормируемого дешифратором 22, характеризует окончание информационного временного интервала.

В конце цикла измерения второй до-. полнительный фотоприемник 16 Аормирует импульс, по которому триггер

18 перебрасывается.

Последующий цикл выделения временного интерв ала аналогичен> только на. чало временного интервала определяется реверсивным счетчиком 20.2, работающим в режиме сложения, и де1651098 шифраторам ?1, а окончание временного интервала определяется реверсивным

IL счетчиком 70,1, работающим в режиме вычитания, и дешифратором 21 °

Использование устройства позволяет повысить точность измерения диаметра стеклянной трубки за счет ис1ключения погрешностей, возникающих

1 ,.при формировании неинформационных изменений интенсивности потоков излучения, проходящих через центральные области стеклянной трубки.

Форм у ла и 3 о б р е т е н и я 15 е

Устройство для измерения диаметра стеклянной трубки, содержащее оптически связанные лазер, коллимирующий и фокусирующий объективы, зеркало, ось вращения которого расположена на оптической оси коллимирующего и фокусирующего объективов в фокальной плоскости коллимирующего объектива, электрически связанные генератор,де- 25 литель импульсов, двигатель, кинематически связанный с зеркалом, фотоприемник, расположенный в фокальной плоскости фокусирующего объектива, первый дополнительный фотоприем- 30 ник, расположенный между коллимирующим и фокусирующим объективами в плоскости, проходящей через.оптическую ось коллимирующего и фокусирующего объективов., и смещенный относи- 35 тельно оптической оси коллимирующего и фокусирующего объективов, временной интервал, первый элемент И, входы которого подключены к генератору и выходу временного селектора, последовательно соединенные счетчик и индикатор, вход счетчика подключен к выходу первого элемента И, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с це- . лью повышения точности измерения ди- 45 аметра прозрачной стеклянной трубки, оно снабжено формирователем, вход которого подключен к фотоприемнику, вторым дополнительным фотоприемником, расположенным между коллимирующим и ф окусирующнм объективами в плоскости, проходящей через оптиче-.. скую ось коллимирующего и фокусирующего объективов, и смещенным в противоположную сторону относительно первого дополнительного фотоприемника относительно оптической оси кол-. лимирующего и фокусирующего объективов, временной селектор выполнен в виде трех триггеров, двух реверсивных счетчиков, двух дешифраторов, шести элементов ИЛИ, второго и третьего элементов И, счетные входы первого и второго триггеров подключены к первому и второму дополнительному фотоприемникам, первые входы второго и третьего элементов И подключены к первому дополнительному фотоприемнику, вторые входы второго и третьего элементов И подключены соответственно к прямому и инверсному выходам первого триггера, выходы второго и третьего элементов И соединены с входами "Сброс" первого и второго реверсивных счетчиков, первые входы первого, второго, третьего, четвертого элементов ИЛИ подключены к выходу форми» рователя, вторые входы второго, третьего и первого, четвертого элемента ИЛИ подключены к соответственно к прямому и инверсному входам второго триггера, выходы первого, второго элемента ИЛИ соединены с суммирующим и вычитающим входами первого реверсивного счетчика, выходы третьего, четвертого элементов ИЛИ соединены с суммирующим и вычитающим входами второго реверсивного счетчика; входы первого и второго дешифраторов подключены соответственно к выходам первого и второго реверсивного счетчиков, 1 входы пятого элемента ИЛИ подключены к выходам первого и второго дешифраторов, выход пятого элемента ИЛИ соединен со счетным входом третьего триггера, входы шестого элемента

ИЛИ подключены к выходу пятого эле мента ИЛИ и прямому выходу третьего триггера, выход шестого элемента ИЛИ является выходом временного селектора.

1651098

Фиа 2 го1// ги /г гп pr Я жг /г гаг Д

2> гг

И

Фм.3

Составитель Т.Айсин

Техред А.Кравчук Корректор Н.Ревская

Редактор О.Ирковецкая Наказ 1600 Тираж 392 Подписное

ВЯИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ, СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул. Гагарина, 101