Фотоэлектрический преобразователь для измерения линейных размеров

 

Союз Советскик

С оциалистическик

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<1>766780 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл 3 (22) Заявлено 09. 06 ° 71 (21) 2370561/25-27

В 23 К 9/10 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР

IIo делаю изобретений н открытий

Опубликовано 30р980 Бюллетень ¹ 36

Дата опубликования описания 031080 (53) УДК 621 ° 791. .037(088.8) (72) Авторы изобретения

В. Г. Котова, Ю. П. Голин, A. И. Галицкий и В. Г. Снежко (т1)3аввитель Киевский институт автоматики им. XXV съезда КПСС с

1 (1

l (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ ЛИНЕИНЫХ РАЗМЕРОВ

1 устройство относится к области аЮ.томатиэацкк еварочных процессов, а . именно к.устройствам контроля процесces сварки.

Известен фотоэлектрическкй преоб-, > равоэатель )1) содержащий объектив, сканирующую диафрагму с отверстием, расположенную в плоскости изображения объектива, коиденсорi:. Фоточувствительный элемент, усклитель, схему фориирования. При вращении диаф- рагма световой поток, поступающий от освещенных кромок стыка,.проходит чераэ отверстие дкафрагмы на конденсор и фоточувствительное устройство, 1э

Ъде преобразуется в электрические окгкалы, которые представляют последовательность импульсов с паузамк, длительность импульсов определяет поле зрения датчика, а длительность . 20 пауз-ширину зазора в стыке.

Однако ширина зазора н длительность электрического импульса связаны между собой нелинейной зависимостью. Кроме того, данное устройство не поэво- 25 ляет производить количественное определение зазора в стыке.

Известен также фотоэлектрический преобразователь для измерения линей-. ных размеров $2), содержащий объектив30 светочувствительный элемент, неподвижную диафрагму с прорезью, подвижную диафрагму с отверстием и преобразователь электрических сигналов. В данном устройстве погрешность нелинейности будет зависеть от радиуса вращения н будет тем неэначительнее, чем больше радиус вращения и меньше поле зрение датчика.

Таким образом, недостатком устройства является большой диаметр сканирующего устройства.

Целью настоящего изобретения является уменьшение габаритов устройства с одновременным увеличением точности измерения.

Поставленная цель достигается за счет того, что отверстие подвижной диафрагмы выполнено в виде радиальной щели,.длина которой превышает разность,я, -р1;и неподвижной диафрагмы„ где Я ц„и ящ,„ - соответственно максимальный и минимальный радиусы прорези.

При этом форма прорези неподвижной диафрагмы определена зависимостью

Я=ЬР/Sine,где Р и Р полярные координаты прорези, полюс которых совмещен с центром вращения подвижной диафрагмы К вЂ” постоянный коэффициент.

7667ВО

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 схематично пояснен принцип линейного измерения зазора.

Блок-схема устройства содержит объектив 1, подвижную диафрагму 2, неподвижную диафрагму 3, конденсатор

4, фоточувствительный элемент с усилителем 5, преобразователь 6, измеритель 7 длительности, блок 8 индикации.

Устройство работает следующим образом.

Фотоэлектрический преобразователь устанавлива лт так, чтобы его оптическая ось была перпендикулярна состыкованным к поверхностям (фиг. 1). При этом B плоскости иэображений объекти- 1З ва оказывается участок измеряемого стыка. При вращении щели вокруг центра зона пересечения движущейся щели и неподвижной разворачивается в соответствии с y=pSin&kФ (см. фиг. 2 ). Щ

Изменение угла ЬФ соответствует линейное изменение h$, поэтому для измерения зазора в стыке не обязательным является совмещение оси стыка с осью датчика. Длительность интервалов д времени между моментами пересечения щелью кромок пропорциональна расстоянию между кромками. Вхождение щели в начало прорези диафрагмы вызывает появление света на светочувствительном элементе 5, пересечение щелью. кромок н прохождение но изображению зазора сопровождается пропаданиЮм света на входе схемы 5, второе пересечение кромки сопровождается появлением света, и выход щели за пределы прорези создают второе пропадание света.

Свет, прошедший через обе диафрагмы, собирается с помощью коиденсатора 4О

4 иа светочувствительном элементе 5 схемы где преобразуется в электрические импульсы, и после усиления и

Формирования по крутизне фронтов поступает на схему преобразователя, 6 для 45 выделения импульса паузы. Переход напряжения, соответствующий началу зоны измерения, запускает первый триггер схемы. Второй триггер запускается при пересечении щелью изображения кромки стыка. Первый триггер перебрасывается вторично вторым импульсом кромки, а второй переброс второго триггера осуществляется. импульсом конца зоны измерения. Импульсы обоих триггеров перекрываются во времени между моментами пересечения щелью, изображений кромок стыка. Пропустив эти импульсы через схему И получаем йа выходе преобразователя 6 импульсы стыка, длительность которых пропорциональна ширине зазора в стыке и которые поступают на схему измерения длительности, собранной на операционном усилителе, на выходе которого снимается напряжение,.пропорциональное длительности импульса стыка. Это напряжение поступает на цифровой вольтметр, отградуированный в миллиметрах.

Предложенное техническое решение обеспечивает высокую линейность развертки, что позволяет измерять ширину зазора в стыке с высокой точностью при большом поле зрения.

Устройство может быть использОвано в системах управления процессом сварки, когда невозможно обеспечить постоянство зазора в стыке при сборке изделия под сварку.

Формула изобретения

Фотоэлектрический преобразователь для измерения линейных размеров, содержащий объектив, светочувствительный элемент, неподвижную диафрагму с прорезью, подвижную диафрагму с отверстием и преобразователь электрических сигналов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения габаритов устройства с одновременным увеличением точности измерения, а отверстие подвижной диафрагмы выполнено в виде радиальной щели длина которой превышает разность Я „ - р„;® неподвижной диафрагмы, гдеg „.и р„;„,-соответственно максимальный и минймальный радиусы прорези, при этом форма прорези неподвижной диафрагмы определена зависимостью Р АР/Ь1П Р, где и ф - полярные кординаты прорези полюсы которых совмещены с центром вращения подвижной диафрагмы;

К - постоянный коэффициент.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 433981, В 23 K 9/10, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 204605, кл. В 23 К 9/10, 1966.

766780

Составитель Е. Сомова

Редактор Л. Гольдина Техред Н.Бабурка Корректор H. Бабинец

Заказ 7096/9 Тираж 160 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4