Устройство для измерения диаметра движущейся проволоки в процессе изготовления

 

OllHCAHHE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

324486

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 06Х!1.1970 (№ 1453996/25-28) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Ч. Кл. G Olb 11 10

Комитет по делан изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Ъ ДК 531.715(088.8) Опубликовано 23.Х11.1971. Бюллетень № 2 зз 1972

Дата опубликования описания 18.II.1972

Авторы изобретения

А. И. Карташев и А. Н. Королев

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИАМЕТРА ДВИЖУЩЕЙСЯ

ПРОВОЛОКИ В ПРОЦЕССЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Изобретение относится к облас ги измер ительной техники и оптического приоборостроения и может быть использовано для измерения диаметра тонкой проволоки в процессе изготовления, а также для постоянного контроля и регулирования технологического процесса изготовления проволоки.

Известно устройство для измерения диаметра движущейся проволоки в процессе изготовления, содержащее источник света с осветительной системой, объектив, перед которым располагают измеряемую проволоку, фотоприемник, подключеный к входу усилителя, исполнительный механизм, связанный с выходом усилителя, и отсчетное устройство, Известно устройство не обеспечивает высокой точности измерения микропроволокп.

С целью повышения точности измерения микропроволоки предлагаемое устройство снабжено пространственным фильтром, установленным перед фотоприемником в фокальной плоскости объектива. Источник света выполнен в виде когерентного источника света с коллимирующей осветительной системой.

На фиг. 1 показано предложенное устройство; на фиг. 2 — оптический пространственный фильтр.

Устройство состоит из источника монохроматического излучения с осветительной сисгемой 1, направляющей параллельный пучок света на объект 2 измерения объектива Л, в фокальной плоскости которого расположен пространственный фильтр 4, фотоприемника

5 5, регистрирующего световой поток, прошедший через фильтр, и связанного через усилитель 6 с исполнительным механизмом 7, перемещающим фильтр вместе с подвижным элементом отсчетного усройства 8.

10 Спектр пространственных частот несет вспо информацшо о геометрических размерах объекта. Кроме того, очень ценным является свойство ин вар иантности преобразования

Фурье по отношению к объекту, состоящее в

15 том, что спектор Фурье не изменяет свого положения прп смещении объекта. Поэтому при использовании оптической пространственной фильтрации может быть допущено перемещение проволоки в пределах зрачка объектива, 20 что составляет десятки миллиметров.

Спектр пространственных частот объекта в виде узкой щели или тонкой полоски (проволоки) может быть представлен, исходя из явления дифракции, рядом убывающих по ин25 тенсивцости максимумов, положение которы.; определяется формулой

30 где f — фокусное расстояние объектива; Х,—

324486

Составитель Л. Лобзова

Редактор М. Макарова Техред Е. Борисова

Корректор T. Китаева

Заказ 307,18 Изд. № 8 Тира>к 448 Подписное

ИНИИПИ Комитета по делам изобретений н открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская иао., д. 475 моиг 2

Типография, пр. Сапунова, 2 длина волны; d — диаметр проволоки; К— порядок дифракции.

Пространственный фильтр получается фотографическим способом путем непрерывной последовательной регистрации дифракционной картины при изменении размера объекта (проволоки) и вертикальном перемещении светочувствительного материала.

Работает устройство следующим образом.

Источник монохроматического излучения с осветительной системой 1 освещает параллельным пучком света объект 2 измерения.

B фокальной плоскости объектива 8, установленного позади объекта (проволоки) получается картина Фурье-спектра. В той же плоскости устанавливается предварительно изготовленный пространственный фильтр 4.

Световой поток, прошедший через фильтр, регистрируется фотоприемником 5, сигнал которого через усилитель б направляется на исполнительный механизм 7. Исполнительный механизм осуществляет перемещение подвижного элемента отсчетной системы (рейки) и жестко скрепленного с ним пространственного фильтра.

Фотоэлектрическая система обратной связи (4, 5, б, 7 и 8) работает по минимальному световому сигналу. Поэтому для каждого значения диаметра проволоки распределение освещенности в дифракционной картине совпадает с его негативным изображением, т. е. с соответствующим участком пространственного фильтра. Изменение диаметра приводит к рассогласованию системы, вследствие чего исполнительный механизм в соответствии с

5 изменением фотоэлектрического сигнала производит перемещение пространственного фильтра в новое положение. Отсчет производится по предварительно градуированной шкале отсчетного устройства 8. Сигнал, уп10 равляющий исполнительным механизмом, может быть использован также для регулирования технологического процесса.

Предмет изобретения

15 1. Устройство для измерения диаметра движущейся проволоки в процессе изготовления, содержащее источник света с осветительной системой, объектив, перед которым располагают измеряемую проволоку, фотоприемник, 20 подключенный к входу усилителя, исполнительный механизм, связанный с выходом усилителя, и отсчетное устройство, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения микропроволоки, оно снабжено про25 странственным фильтром, установленным перед фотоприемником в фокальной плоскости объектива.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что источник света выполнен в виде когерент30 ного источника света с коллимирующей осветительной системой.