Способ бесконтактного измерения диаметров цилиндрических объектов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социапистическик

Республик

<п>911156 (В! ) ДополиительиоЕ к авт. свид-ву— (22)Заявлеио 09.03 77(21) 2460301/18-28 (S!)NL, Кл. с присоелииеииеи заявки МG 01 В 19/12

1ввудаРств ввыв квивтвт

ИСР

No ueaaat нзеврвтвккв и еткрытяй (23) Приоритет (53у УЙК 531.

° 7(088.8) Опубликоваио 07 03 ° 82 ° Бюллетеиь М

Дата опубликоваиия описания 09 03 82 (72) Авторы изобретеиия

I, %

А.М. Цетлин и В.Я. Нужина (71) Заявитель (54) СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ДИАМЕТРОВ

ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

ci сканирования вследствие разных

pBccToRHNH, проходимых nyet po pa3личных точек фотоприемника.

Наиболее близким по технической сущности является способ бесконтакт" ного измерения диаметров цилиндрических объектов, преимущественно круглых лесоматериалов при продоль" ной подаче, заключающийся в том, что объект сканируют пучком света тв и определяют диаметр по углу перекрытия ттучка объектом и расстоянию от оси поворота пучка до точек касания пучком объекта. Сканирование бре

3S вна осуществляют с помощью неподвижного точечного источника света и вращающегося на плече фототранзистора.

Синхронно с фототранзистором вращается диск, кодирующий область измерения (23.

Недостатки известного способа .заключаются в сложности и большой погрешности измерения диаметра боев. на, возникающей за счет расфокуси!

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам бесконтактного измерения диаметров цилиндрических объектов, находящихся на продольном транспортере, и может быть использовано для создания устройств бесконтактного измерения диаметров..

Известен способ. измерения диаметров, заключающийся в том, .что пучком света от лазера. сканируют бревно в плоскости, перпендикулярной оси бревна, с помощью вращающегося и параболического зеркал, причем луч сфокусирован в линию на плоскости протяженного фотоприемника, располо" женного за измеряемым объектом (1).

Однако этот способ предполагает наличие сложных и громоздких оптических деталей и требует сложной настройки многоэлементной оптической системы. Точность и надежность измерений ограничена расфокусировкой луча на фотоприемнике в процес1

Центральный научно-исследовательский и проектно1 конструкторский институт механизации и энергетики лесной промышленности

3 911 ровки изображения границ измеряемого объекта (бревна) в плоскости фотоприемника и значительного времени измерения.

Цель изобретения - упрощение и повышение точности измерения диаметров цилиндрических объектов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу бесконтактного измерения диаметров цилиндрических объектов, преимущественно круглых лесоматеоиалов при продольной подаче, заключающемся в том, что объект сканируют пучком света и определяют диаметр по углу перекрытия пучка объектом и расстоянию от оси поворота пучка до точек касания пучком объекта, объект сканируют пучком света,,сфокусированным в точках касания пучком объекта, в плоскости, перпендикулярной оси объекта, а ось поворота пучка располагают на постоянном для всех измеряемых объектов рас-стоянии до точек касания.

Диаметр объекта определяют по углу перекрытия, измеряемому, например, фотоэлектрическим методом с использованием подвижного и неподвижного растворов, и фиксированному расстоянию

S между точкой касания и осью сканирования луча, причем угол пропорционален диаметру для расстояний S, удовлетворяющих неравенству

156 4

D--2Stg б причем для малых значений угла */2 диаметр пропорционален углу перекрытия, т е. D = S ° d

В общем случае коэффициент пропорциональности К между углом перекрытия.

d, и диаметром 0 отличен от S и определяется из выражения

0-Kd;=0-К 2 arctg — =Ь, 15 где Ь - погрешность отсчета диаметра по углу. При 4 =О °

Qo к=

АО Ьct% а

Ъ5 где D0 - диаметр, при котором погрешность отсчета диаметра по углу равна нулю, т.е. число угловых единиц.определяет число единиц диамет- .

2в ра.

Для всех остальных, измеряемых диаметров.имеется разность Д между действительным диаметром 0 и отсчитанным по угловым единицам К с . Однако

z$ если эта разность меньше допустимой погрешности линейного измерения Фможно получить непосредственный отсчет диаметра в линейных единицах.

Для этого цена углового деления зв равна 0 о

* 1а ге с( 1ДЕЛ- DD g

l3-к R ar at+ I c У, Р

QS где 0 - диаметр измеряемого объекта (любой диапазон измерения)

d"- допустимая погрешность измерения;

К - коэффициент пропорциональности между углом перекрытия луча объектом и диаметром объекта.

На чертеже представлена схема осуществления способа.

Способ бесконтактного измерения .диаметров цилиндрических объектов реализуется следующим образом.

Объект 1 сканируют пучком 2 лучей света, сфокусированным в точках 3 касания объектом 1 оптической оси 4, а диаметр D определяют по углу перекрытия, измеряемому фотоэлектрическим методом .с использованием подвижного растра 5, жестко связанного с оптической осью 4, и неподвижного растра 6 и расстоянию S между точкой

3 касания и осью 7 поворота (сканирования) луча по .известной формуле

Реализация предложенного способа . не требует сложного оборудования, а высокая точность и надежность достигаетСя фокусировкой пучка света на границах измеряемого объекта, сканированием в плоскости, перпендикулярной оси объекта, и расположением оси поворота пучка (сканирования) на постоянном для всех измеряемых объектов расстоянии до точек касания.

4$

Формула изобретения

Способ бесконтактного измерения дИаметров цилиндрических объектов, преимущественно круглых лесоматериалов при продольной подаче, заключающийся в том, что объект сканируют пучком света и определяют

$$ диаметр по углу перекрытия пучка объектом и расстоянию от оси поворота пучка до точек касания пучком объекта, о т л и ч @ ю шийся

5 91 тем, что, с целью упрощения и повышения точности, объект сканируют пучком света, сфокусированным в точках касания пучком объекта, в плоскости, перпендикулярной оси объекта, а ось поворота пучка располагают на постоянном для всех измеряемых объектов расстоянии до точек касания °

1 156 б

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Измеритель типа "Elmes" фирмы

А-Elektroni kka KY" (Финляндия)

"Огечо" (ЧССР) . 1973 И 11, с. 329.

2. Измеритель с вращающимся плечом. - "Drevo" (ЧССР). 1973,. И 11, с. 326, 329.

Составитель Л. Гайковская гевактор О. Половка Texpeg E.Õàðèòîí÷èê Корректор В. Синицкая

Заказ 1099/22 Тираж 611 .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130)5 Москва Ж-3 Рачшская наб. g. 4/g

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,