Устройство для контроля толщины плоских объектов

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля толщины плоского проката и ленточных материалов. Цель изобретения - повышение точности и автоматизация контроля за счет исключения погрешности, связанной с нестабильностью ориентации контролируемого объекта в зоне контроля. Зондирующие пучки, направляемые зеркалами 3, 4 и 5, 6 на контролируемый объект перпендикулярно его поверхности, фокусируются оптическими фокусирующими системами 7 и 8. Увеличение изображения световых пятен на поверхности объекта с помощью фокусирующих систем 7 и 8 и приемных оптических систем проецируются на поверхность сканирующего блока 13, выполненного в виде сферического сегмента с радиальными прорезями и установленного по ходу отраженных от объекта пучков на расстоянии от фокальной плоскости фокусирующих систем, равным радиусу сферического сегмента, с возможностью вращения вокруг оси, проходящей через его радиус. В результате сканирования изображений световых пятен на выходах фотоприемного блока 15 формируются импульсы, пропорциональные их диаметрам. Далее импульсы суммируются сумматором в блоке 16 обработки сигналов и поступают на регистратор, ripo- градуированный в единицах толщины, 1 П.ф., 2 ИЛ; (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 В 11/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4629788/28 (22) 02.01.90 (46) 23.01.93. Бюл. t4 3 (71) Отраслевой научно-технический комплекс "Союзцветметавтоматика" (72) В.Г.Сажаев (56) Промышленное применение лазеров /

Под ред. Кебнера, — М., Машиностроение, 1988, с. 265. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ ПЛОСКИХ ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля толщины плоского проката и ленточных материалов. Цель изобретения — повышение точности и автоматизация контроля эа счет исключения погрешности, связанной с нестабильностью ориентации контролируемого объекта в зоне контроля, Зондирующие пучки, направляемые зеркалами 3, 4 и 5, 6 на контролируемый объект

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля толщины плоского проката и ленточных материалов.

Цель изобретения — повышения точности и автоматизации контроля эа счет исключения погрешности, связанной с нестабильностью ориентации контролируемого объекта в зоне контроля, На фиг.1 приведена оптическая схема устройства для контроля толщины плоских объектов; на фиг.2 — схема, поясняющая принцип работы устройства, Устройство для контроля толщины плоских объектов содержит(фиг,1) осветитель 1

„„Ы2 „„1789851 А1 перпендикулярно его поверхности, фокусируются оптическими фокусирующими системами 7 и 8, Увеличение изображения световых пятен на поверхности объекта с помощью фокусирующих систем 7 и 8 и приемных оптических систем проецируются на поверхность сканирующего блока 13, выполненного в виде сферического сегмента с радиальными прорезями и установленного по ходу отраженных от объекта пучков на расстоянии от фокальной плоскости фокусирующих систем, равным радиусу сферического сегмента, с возможностью вращения вокруг оси, проходящей через его радиус. В результате сканирования изображений световых пятен на выходах фотоприемного блока

15 формируются импульсы, пропорциональ ные их диаметрам. Далее импульсы суммируются сумматором в блоке 16 обработки сигналов и поступают на регистратбр, rip6градуированный в единицах толщины, 1 п.ф., 2 ил;

4 (лазер), светоделитель 2, две оптические зеркальные системы, содержащие зеркала О

3, 4 и 5, 6, соответственйо, две фокусирую- 00 щие системы 7 и 8, две приемные оптиче- (Я ские системы, содержащие отражатели а 4,9,10 и 6, 11, 12, соответственно, причем отраиатели9 и l1 вилолненнс отверстиями 1я для зондирующих пучков, сканирующий блок 13, выполненный в виде сферического сегмента с радиальными прорезями 14 (фиг.2), фотоприемный блок 15 и блок 16 обработки сигналов, в состав которого входит сумматор 17. Для более полного использования светового потока используются вспомогательные линзы, устанавливаемые перед зеркалами 9 и 11.

1789851

Формула изобретения

Устройство для койтроля толщины пло- зондирующего пучка после оптических зеркальных систем, двумя приемными оптическими системами, установленными по одной по ходу отраженных пучков после фоформирующий пучок света, светоделитель, кусирующих систем, и сканирующим блоформирующий два зондирующих пучка, две ком, выполненным в виде сферического оптических зеркальных системы, установ- сегмента с радиальными прорезями, оптиленные по одной по ходу каждого эондиру- чески связанным с обеими приемными опющих пучка и предназначенныедля освещения 4О тическими системами и установленным по контролируемогообъекта,фотоприемный блоки ходу отраженных пучков йа расстоянии от блок обработки сигналов, о т л и ч à io щ е е- фокальной плоскости фокусирующих сисс я тем, что, с целью повышения точности и . тем, равным радиусу сферического сегменавтоматизации контроля, оно снабжено дву- та, с возможностью вращения вокруг оси, мя фокусирующимй системами, установлен- 45 проходящей через радиус, а блок обработки ными по одной по ходу каждого . содержит сумматор импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Световой поток осветителя 1 делится светоделителем 2 на два примерно равных по интенсивности световых пучка, Поворотными зеркалами 3, 5 пучки направляются параллельно поверхностям контролируемой полосы. Пройдя, вспомогательные расширительные л-ин"зы,"с ветовые пучки сначалЪ койцент1эйруются и пропускаются в малые просветы зеркал 9,"11, далее расширяются и зеркалами 4, 6 направляются перпендикулярно обеим поверхностям контролируемого участка полосы 18. Выходwe объективы 7, 8 формируют два индентич- 15 ных, расположенных на одной оси перпендикулярной плоскости полосы, световых конуса, направленных остриями на протйвоположные поверхности контролируемого участка полосы. Отраженные от 20 .обеих поверхностей световые пучки вначале проходят тот же путь, что и падающие, однако йа зеркалах 9, 11, имея диаметры сечения несоизмеримо больше, чем диаметры падающих пучков света, проходящих в 25 просветы этих зеркал; отражаются к зеркалам 1Î, 12 и далее к сканирующему устройству 13, Сканирующее устройство ских обьектов, содержащее осветитель, 35 разворачивает (во времени) иэображение отраженных световых пучков по их диаметрам. При этом на выходе фотоприемного блока 15 появляются электрические импульсы, длительность которых пропорциональна диаметрам отраженных световых пучков в плоСкости сканирующего элемента, На выходе сумматора 17 получаются сигналы пропорциональные сумме длительностей обеих импульсов поступающих со светоприемников. С выхода сумматора сигнал подается на регистратор, проградуированный в единицах толщины (на фиг.1, 2 не показан).

При угловых отклонениях контролируемой полосы 18 в плоскости: линия измерения — линия, перпендикулярная оси протяжки, иэображения световых пятен по поверхности полосы смещаются на сканисторе 13 no eto диаметру на одинаковую величину. Поэтому изменение скоростей сканирования изображения световых пятен одинаковы по величине и противоположны по зйаку и сумма длительностей импульсов на фотоприемниках не изменяется, и на результат измерения не влияет. Принцип компенсацйи других погрешностей, связанных с нестабильностью положения контролируемого объекта в зоне контроля аналогичен, „

1789851

Составитель М.Минин

Техред М.Моргентал Корректор Н.Милюкова

Редактор Т.Шагова

Производственно-издательский комбинат Патент, г, Ужгор д, у . р

П, У о л.Гага ина, 101

3 343 Тираж аказ Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН СС

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