Устройство для обнаружения дефектов поверхности движущегося гибкого материала
Владельцы патента RU 2417366:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" (RU)
Использование: для обнаружения дефектов поверхности движущегося гибкого материала. Сущность: заключается в том, что устройство для обнаружения дефектов поверхности движущегося гибкого материала содержит узел излучения, соосно расположенные узел сканирования в виде отклоняющего и направляющего конусов с отражающими поверхностями, узел формирования материала в виде дуги и фотоприемный блок, при этом узел излучения выполнен в виде соосного общей оси устройства направляющего конуса с отражающей поверхностью с углом наклона образующей в 45° и расположенных на одной оси, которая проходит под углом 90° к общей оси устройства, собирающей линзы с фокусом, лежащим на общей оси устройства, рядом расположенного формирователя луча с узкой прямоугольной щелью, второй собирающей линзы и точечного источника излучения, расположенного в фокусе второй собирающей линзы. Технический результат: повышение качества и точности распознавания дефектов. 1 ил.
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в текстильной, бумажной, химической, металлообрабатывающей промышленностях для проверки качества движущихся ленточных гибких материалов.
Известно фотоэлектрическое устройство для обнаружения дефектов поверхности движущегося гибкого материала (N842513, опубл. 30.06.1981 г., бюл. N24), содержащее узел излучения, узел сканирования, выполненный в виде вращающегося зеркала, фотоприемный блок и узел формирования материала в виде дуги с полой емкостью, подключенной к вакуумному посту.
Однако наличие холостого хода у сканирующего устройства снижает скорость сканирования, а вращающееся зеркало снижает надежность.
Известно устройство для обнаружения дефектов поверхности движущегося гибкого материала (N1796058, опубл. 15.02.1993 г., бюл. N6), включающее узел излучения в виде дуговой полосы, два конуса с отражающими боковыми поверхностями, узел формирования материала в виде дуги с полой емкостью, подключенной к вакуумному посту, и фотоприемный блок в виде дуговой фотоприемной линейки.
Дуговая форма фотоприемной линейки влечет за собой конструктивную сложность и дороговизну устройства из-за специфичности технологии ее изготовления.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для обнаружения дефектов поверхности движущегося гибкого материала (N2142126, опубл. 27.11.1999 г., бюл. N33), состоящее из узла излучения, узла сканирования, включающего отклоняющий и направляющий конусы с отражающей поверхностью, фотоприемного блока, содержащего дополнительный конус с отражающей поверхностью, фотоприемник, собирающую линзу, расположенную рядом с дополнительным конусом, и следующую за ней прямолинейную фотоприемную линейку, узла формирования материала в виде дуги с полой емкостью, подключенной к вакуумному посту.
Используемый узел излучения не обеспечивает равномерного распределения яркости, что снижает качество и точность распознавания дефектов.
Технический результат изобретения: повышение качества и точности распознавания дефектов.
Поставленная задача решается тем, что устройство для обнаружения дефектов поверхности движущегося гибкого материала содержит соосно расположенные узел сканирования в виде отклоняющего и направляющего конусов с отражающими поверхностями, узел формирования материала в виде дуги, фотоприемный блок и узел излучения, выполненный в виде соосного общей оси устройства направляющего конуса с отражающей поверхностью с углом наклона образующей в 45° и расположенных на одной оси, которая проходит под углом 90° к общей оси устройства, собирающей линзы с фокусом, лежащим на общей оси устройства, рядом расположенного формирователя луча с узкой прямоугольной щелью, второй собирающей линзы и точечного источника излучения, расположенного в фокусе второй собирающей линзы.
На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства для обнаружения дефектов поверхности движущегося гибкого материала.
Устройство содержит узел излучения, состоящий из расположенных на одной оси, которая проходит под углом 90° к общей оси устройства, точечного источника излучения 1, расположенного в фокусе собирающей линзы 2, формирователя луча 3 с узкой прямоугольной щелью, собирающей линзы 4 и направляющего конуса 5, закрепленного на общей оси устройства. Узел сканирования включает отклоняющий конус 6 и направляющий конус 7, а также дополнительный конус 8 фотоприемного блока, все три конуса закреплены на общей оси устройства. Кроме этого, фотоприемный блок содержит расположенную рядом с дополнительным конусом 8 собирающую линзу 9 и расположенную за ней прямолинейную фотоприемную линейку 10. Все конусы имеют отражающую поверхность. Узел формирования материала в виде дуги 11 имеет полую емкость 12 с отверстиями в дуговой ее части, подключенную к вакуумному посту 13.
Устройство работает следующим образом. Исследуемый материал протягивают по дуговой части полой емкости 12 узла формирования материала в виде дуги. При включенном вакуумном посте 13 под материалом, за счет отверстий в полой емкости 12, возникает разрежение, и атмосферное давление прижимает его к дуговой части полой емкости 12, формируя тем самым в виде дуги окружности с центром, лежащим на общей оси устройства. Точечный источник излучения 1 создает конусообразный луч, который попадает сначала на собирающую линзу 2, затем на формирователь луча 3 с узкой прямоугольной щелью и преобразуется в плоский параллельный луч, затем следует на собирающую линзу 4, которая рассеивает его по поверхности направляющего конуса 5, закрепленного на общей оси устройства. Направляющий конус 5 за счет угла наклона его образующей в 45° трансформирует расходящийся луч в параллельный и посылает его вдоль общей оси устройства на поверхность отклоняющего конуса 6 узла сканирования, а от него на сформированный в виде дуги движущийся гибкий материал. От последнего луч следует на направляющий конус 7 узла сканирования, который направляет его на дополнительный конус 8 фотоприемного блока. Необходимый угол падения узел сканирования обеспечивает за счет изменения угла наклона образующей отклоняющего конуса 6, а необходимый угол отражения - за счет изменения расстояния между отклоняющим конусом 6 и направляющим конусом 7, а также за счет изменения угла наклона образующей направляющего конуса 7 в зависимости от свойств движущегося гибкого материала. Дополнительный конус 8, за счет угла наклона его образующей в 45°, превращает дуговой луч в расходящийся от общей оси устройства плоский луч и направляет его на собирающую линзу 9. Последняя за счет совпадения ее фокуса с центром расхождения луча делает его параллельным и направляет на прямолинейную фотоприемную линейку 10, сигнал с которой, содержащий информацию о дефектах поверхности материала, снимается электронными методами.
Таким образом, за счет введения точечного источника излучения 1, системы из собирающей линзы 2, формирователя луча 3 с узкой прямоугольной щелью, собирающей линзы 4 и направляющего конуса 5 обеспечивается равномерное распределение яркости по всей поверхности движущегося гибкого материала, что позволяет более точно и качественно распознать даже мелкий дефект.
Устройство для обнаружения дефектов поверхности движущегося гибкого материала, содержащее узел излучения, соосно расположенные узел сканирования в виде отклоняющего и направляющего конусов с отражающими поверхностями, узел формирования материала в виде дуги и фотоприемный блок, отличающееся тем, что узел излучения выполнен в виде соосного общей оси устройства направляющего конуса с отражающей поверхностью с углом наклона образующей в 45° и расположенных на одной оси, которая проходит под углом 90° к общей оси устройства, собирающей линзы с фокусом, лежащим на общей оси устройства, рядом расположенного формирователя луча с узкой прямоугольной щелью, второй собирающей линзы и точечного источника излучения, расположенного в фокусе второй собирающей линзы.
