Способ измерения длины протяжных изделий

 

Ык Э РАЯ тi .;"rä

ОПИСАНИЕ (i t) 442361 шовэ Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 07.08.72 (21) 1820627/25-28 (01) Ч. Кл. G 01Ь 7 02 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

Совета Министров СССР по лелан изобретений н открытий (32) Приоритет

Опубликовано 05.09.74. Бюллетень хв 33

Дата опубликования описания 18.07.75 (53) УДК 531.71(088.8) (72) Авторы пзсбрстснпя

А. P. Бушель, В. А. Викторов, Г. Я. Крюков, А. В. Малинка и А. М. Туляков

Днепропетровский трубопрокатный завод им. В. И. Ленина (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛ И Н Ъ| ПРОТЯЖЕН НЪ|Х

ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения длины протяженных объектов, например труб.

Известны способы измерения длины протяженных изделий, например труб, заключающийся в том, что изделие располагают над металлическим экраном, возбуждают пространство между ними с помощью антенны, которая подключена к генератору высокой частоты, и измеряют резонансную частоту длинной линии, образованной изделием и экраном.

Недостатком известных способов является невысокая точность измерений, обусловленная влиянием климатических условий, в которых находятся измеряемые изделия.

С целью повышения точности измерений при периодическом изменении частоты генератора возбуждают дополнительные резонансные системы, выполненные в виде отрезков коаксиала, размещенных в условиях, аналогичных условиям, в которых находится изделие, и имеющие частоты, равные резонансным частотам линии в момент измерения, соответствующие дискретным длинам изделия, полученные импульсы с выхода резонансных систем подают на счетчик грубого отсчета до момента прихода полученного при совпадении частоты генератора с резонансной частотой линии сигнала с антенны, который одновременно управляет счетчиками грубого и точного отсчета, На фиг. 1 приведена схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2— графики, показывающие характер девиации частоты генератора и форму сигнала в отдельных точках схемы.

Устройство (фиг. 1) содержит измеритель>0 ную линию (ИЛ), образованную измеряемой трубой 1 с заземленным металлическим экраном 2, и набор резонансных систем в виде отрезков коаксиала 3, настроенных на резонансные частоты, соответствующие длинам изде15 лий, кратным целым метрам.

Измеряемое изделие расположено на изоляторах над заземленным экраном и образует электрическую длинную линию, при этом она через приемно-передающую антенну 4 связана

20 с измерительной схемой.

Измерительная схема содержит высокочастотный генератор 5 с широкополосной девиацией частоты (ГДЧ) в диапазоне, соответствующем длинам измеряемых изделий, эле25 мент 6 связи генератора ГДЧ с антенной измерительной линии, фильтры 7 нижних частот, связывающие ГДЧ с резонансными системами и исключающие их возбуждение на гармониках высших порядков, видеочастотные

30 детекторы 8, дизъюнктор 9, блок логической

442361

15

/7, 2L

45

65 обработки информации, состоящий из усилителей 10, 11, триггера 12, генератора 13 импульсов точного отсчета, и конъюнкторов 11, 15, Результаты измерения поступают иа счетчик 16 грубого отсчета и счетчик 17 точного отсчета. Схема также содержит формирователь 18 уставки базовой длины.

При продольном или поперечном движении изделие 1 длиной L,. попадает на участок измерения и располагается над заземленным экраном 2 на изоляторах. Генератор 5 с девиацией частоты периодически изменяет частоту от /м,„, до /м,н. Диапазон частот от /м„, до

fìaêc соответствует диапазону измеряемых

ДЛИН тРУб От Еманc ДО 7-мин. ВЫСОКОЧаСтотНЫЕ колебания через элемент 6 связи и приемнопередающую антенну 4 наводятся в измерительной линии, одновременно эти колебания передаются через фильтры 7 в резонансные системы отрезков коаксиала 3. За один период девиации частоты генератора поочередно возбуждаются на резонансных частотах отрезки коаксиальных линий, образуя во времени и по частоте масштабную линейку из импульсов, при этом каждый импульс соответствует определенной длине изделия в целых метрах.

Требуемое количество масштабных импульсов зависит от диапазона длин измеряемых изделий.

Резонансная частота измеряемой линии (ИЛ) в зависимости от длины изделия L„. находится между двумя определенными масштабными импульсами. Все резонансные импульсы от измерительной линии и систем отрезков коаксиала поступают в блок логической обработки информации.

Цикл измерения начинается с момента совпадения частоты ГДЧ с частотой настройки формирователя 18, при этом сигнал с выхода формирователя включает триггер 12 начала цикла, одновременно этим сигналом в счетчик

16 записывается уставка базовой длины Le.

Формирователь 18 настраивается на частоту, соответствующую базовой длине L = La àêñ.

Выходной сигнал триггера 12 поступает на вход конъюнктора 14, разрешая счет масштабных импульсов грубого отсчета, и на вход конъюнктора 15, разрешая счет импульсов точного отсчета. После включения триггера 12 в счетчик 17 на вход обратного счета через конъюнктур 15 поступают импульсы точного отсчета от генератора 13.

Резонансные метровые импульсы с систем отрезков коаксиала после видеодетекторов 8 через дизъюнктор 9 идут на усилитель 10.

После усиления импульсов и фиксации их по времени, совпадающим с амплитудным значением видеосигналов, последние через коньюнктор 14 проходят в счетчик 16 грубого отсчета. Кроме того, каждый из этих сигналов устанавливает на нуль счетчик 17, измеряющий время-импульсным методом интсрвалы между метровыми импульсами.

При совпадении частоты ГДЧ с наименьшей резонансной частотой измерительной лииип сигн1!л после Вп. 1 "..0;rÎTск rop a 8 через уси литсль 11 возвращает триггер 12 в исходное положение; при этом запрещается прохожде1гис им11ульсов через конъюнкторы 14 и 15, вследствие чего исключается сброс на нуль счетчика 17. Цикл измерения окончен.

Таким образом, результат измерения полу 1ается путем вычитания из базового числа, записанного в счетчики импульсов грубого и точного отсчета. Точность измерения длины изделия существенно зависит от характера девиации частоты. Резонансная частота разомкнутой линии с распределенными параметрами связана с ее длиной обратно пропорциональной зависимостью где п — порядковый номер резонанса (n=1, 2, 3);

v — скорость распространения электромагнитной волны вдоль линии;

L„ — длина линии.

Следовательно, для получения временной масштабной линейки (to, ti, tq,..., 4; фиг. 2, а) с равномерными делениями, что необходимо при время-импульсном методе измерения дробной части метра, следует изменять частоту во времени по нелинейному закону (фиг. 2, а, где fp — резонансная частота формирователя уставки базовой длины, f1, f2, ..., f7, — резонансные частоты систем отрезков коаксиала, f — первая резонансная частота измерительной линии). При этом из счетчика грубого отсчета вычитается z„импульсов, а из счетчика точного отсчета вычитается z, импульсов (фиг. 2, в).

Таким образом, длина измеренного изделия складывается из

L> — Lg Lzp т где L — цена деления импульса грубого отсчета, равная 1 м;

l — цена деления импульса точного отсчета, равная, например, 0,001 м.

В предлагаемом устройстве при изменении электромагнитных параметров воздушной среды одновременно изменяются резонансные частоты измерительной линии и систем отрезков коаксиала; при этом временной интервал между резонансным импульсом измерительной линии и одним из резонансных импульсов систем отрезков коаксиала сохраняется, что автоматически исключает влияние климатических условий на точность измерения длины изделия.

Применение резонансных систем в виде отрезков коаксиальных линий устраняет также и погрешность, вызванную краевым эффектом укорочения длины разомкнутых на концах линий, что позволяет измерять только резонансную частоту измерительной линии, не изменяя при этом ее других электрических параметров, например волнового сопротивления.

442361

4иг 7

П р ед:; ет изобретения

Способ измерения длины протяженных изделий, заключающийся в том, что изделие располагают над металлическим экраном, возбуждают пространство между ними с помощью антенны, которая подключена к генератору высокой частоты, и измеряют резонансную частоту длинной линии, образованной изделием и экраном, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, при периодическом изменении частоты генератора возбуждают дополнительные резонансные системы, выполненные в виде отрезков коаксиала, размещенных в условиях, аналогичных условиям, в которых находится изделие, и имеющие частоты, равные разонансным частотам линии в момент измерения, соответствующие дискретным длинам изделия, полученные импульсы с выхода резонансных систем подают на счетчик грубого отсчета до момента прихода полученного при совпадении частоты генератора с резонансной частотой линии сигнала с антенны, который одновременно управляет счетчиками грубого и точного отсчета.

442361! !

Корректор А. Степанова

Редактор Е, Сотник

Заказ 1515!2 Изд. № 465 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 Z

1 ф

Составитель Б. Минин

Техред В. Рыбакова