Устройство для бесконтактного измерения толщины прозрачной пластины

 

О П И С А Н" И тЕИЗОБРЕТЕН Ия

-(u) 59О598

Союз Советских

Социалистических

Реслуолик ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.10.76 (21) 2416430/18-28 (51) М. Кл.2 б 01В 11/06 с присоединением заявки ¹

Сове а Минке ров СССР

Ilo делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 30.01.78, Бюллетень ¹ 4 (45) Дата опубликования описания 20.02.78 (53) УДК 531.715.27 (088.8) (72) Авторы изобретения

С. А. Китранов, В, П. Кононко, А. К. Плесконос и В. Ф. Семикин

Институт газа АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ

ТОЛЩИНЫ ПРОЗРАЧНОЙ ПЛАСТИНЫ

ГосУаарствеииый комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано, в частности, в датчиках толщины движущейся ленты стекла и других прозрачных материалов в непрерывном производственном процессе, Известно устройство для бесконтактного измерения толщины прозрачной пластины, содержащее два осветителя со щелевыми диафрагмами и фотоприемник с измерительной схемой (11. Пучок лучей от одного осветителя проходит через прозр ачную пл астипу. Смещение лучей одного осветителя относительно другого является показателем, по которому судят о толщине пластины.

Наиоолее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для бесконтактного измерения толщины прозрачной пластины, содержащее корпус, осветитель с диафрагмой, установленный в корпусе, зеркало, имеющее отражаюшуто поверхность в форме цилиндра, линзу, фотоприемник, измерительную схему, реверсивный двигатель и са мописец (21.

Зеркало, линза и фотоприемник укреплены на поворотном основании, ось вращения которого совпадает с осью цилиндрического зеркала.

Основание кинематически связано с реверсивным двигателем. Осветитель с помощью диафрагмы формирует узкий пучок света, который, проходя под углом через измеряемую прозрачную пластину, смещается и попадает на цилиндрическое зеркало. Последнее направляет пучок через линзу на сдвоенный фотоприемник, подключенный к входу усилителя. При попадании пучка в центр фотоприем10 ника на двигатель не поступает никакого сигнала. При изменении толщины пластины происходит параллельное перемещение пучка света, падающего на цилиндрическое зеркало.

Благодаря цилиндрической форме зеркала из1о меняется угол падения пучка света и многократно увеличивается смещение отраженного пучка. Смешение пучка света фиксируется фотоприемником, сигнал с которого через усилитель вызывает вращение реверсивного дви2о гателя. При этом перемещаются связанные с двигателем перо самописца If подвижное основание, на котором укреплены цилнндричсскос зеркало, линза и фотоприемнпк. Основание перемещается до тех пор, пока пучок света

25 вновь че попадет в центр фотоприемника. О величине толщины измеряемой пластины судят по положению пера самописца.

Недостатком известных устройств являются погрешности измерения, возникающие от нс30 стабильности положения осветителя.

Цель изобретения — повышение точности измерения путем устранения влияния нестабильности положения осветителя.

Для этого предлагаемое устройство снабжено дополнительным фотоприемником, установленным на основании, полупрозрачным зеркалом, расположенным в корпусе под острым углом к оси диафрагмы, а основание закреплено неподвижно относительно корпуса.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит корпус 1, осветитель

2 с диафрагмой 3 и полупрозрачное зеркало 4, закрепленные неподвижно относительно друг друга в корпусе 1, основной 5 и дополнительный 6 фотоприемники, закрепленные на неподвижном основании 7, измерительную смеху 8.

Полупрозрачное зеркало 4 расположено под острым углом а к оси диафрагмы 3. Угол Р между светочувствительными поверхностями основного 5 и дополнительного 6 фотоприемников определяется по формуле

II = —" — 2я.

Взаимное положение основного 5 и дополнительного 6 фотоприемников и полупрозрачного зеркала 4 определяется по формуле а

tg 2a

b где а — расстояние между центрами основноного 5 и дополнительного 6 фотоприемников;

b — расстояние от полупрозрачного зеркала 4 до дополнительного фотоприемника 6.

Основной 5 и дополнительный 6 фотоприемники подключены к измерительной схеме 8, Устройство работает следующим образом.

Осветитель 2 с помощью диафрагмы 3 формирует узкий пучок света, который с помощью полупрозрачного зеркала 4 раздваивается на два пучка. Один из пучков проходит под острым углом. через измеряемую прозрачную пластину 9, помещенную между корпусом

1 и фотоприемниками 5 и. 6, смещается и попадает на основной фотоприемник 5. Второй пучок света проходит через измеряемую прозрачную пластину 9 перпендикулярно к ней, не смещается при прохождении через нее и попадает на дополнительный фотоприемник 6.

590598

При смещении вправо осветителя 2 вместе с диафрагмой 3 и полупрозрачным зеркалом

4 смещаются и оба пучка света относительно центров основного 5 и дополнительного 6 фотоприемников. Сигналы от основного 5 и дополнительного 6 фотоприемников изменяются пропорционально. В схеме 8 производится вычитание сигналов от основного 5 и дополнительного 6 фотоприемников. Таким образом, 10 при смещении осветителя 2 вместе с диафрагмой 3 и полупрозрачным зеркалом 4 сигнал на выходе измерительной схемы 8 не изменяется. При изменении толщины измеряемой прозрачной пластины 9 смещается только пучок света, проходящий через измеряемую прозрачную пластину под острым углом. При этом на выходе измерительной схемы 8 будет сигнал, пропорциональный этому смещению, а следовательно, и толщине измеряемой про20 зрачной пластины 9.

Устранение влияния смещения осветителя на точность измерений позволяет использовать устройство в производственных условиях при наличии вибрации.

25 Использование устройства в системе автоматического управления процессом вертикального вытягивания стекла позволяет снизить затраты на стекломассу за счет уменьшения допусков на толщину стекла, 30

Формула изобретения

Устройство для бесконтактного измерения толщины прозрачной пластины, содержащее

35 корпус, осветитель с диафрагмой, установленный в корпусе, основание, фотоприемник, установленный на основании, и измерительную схему, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, опо снабжено

40 дополнительным фотоприемником, установленным на основании, полупрозрачным зеркалом, расположенным в корпусе под острым углом к оси диафрагмы, а основание закреплено неподвижно относительно корпуса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР №252624, кл. G 01В 11/06, 1967.

50 2. Авторское свидетельство СССР № 357464, кл. G 01В 11/06, 1972.

590598

Составитель Л. Лобзова

Техред И. Карандашова

Корректор Л. Денискина

Редактор О. Юркова

Подписное

Типография, пр, Сапунова, 2

Заказ 3182/17 Изд. М 159 Тираж 907

НПО Государственного комитета Совста Министров СССР по делам изобретений и открытий

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