Устройство для бесконтактного измерения наружного диаметра проката

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (u)932221 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 020378 (21) 2586041/25-28 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 300582, Бюллетень Йо 20

Дата опубликования описания 30. 05. 82 (51) М.Кн.з

01 B 11/04

Государственный комитет

СССР

h0 делам изобретений и открытий

)j3) УДК531.717.11 (088.8) Ю.Г.Гончаров,П.В.Зыль,А.Д.Игнатенко,В.Я.Ободен, В.A.Ïèùèêîâ и Б.В.Сологуб (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательский и опытно-конструкт4цский институт автоматизации черной металлургии и БелоруескОе оптико-мЕханическое объединение (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ

НАРУЖНОГО ДИАМЕТРА ПРОКАТА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в металлургии для бесконтактного измерения размеров проката.

Известно устройство для бескоитактного измерения наружных размеров изделий проката,. например труб, содержащее объектив,, фотопреобразователь, измерительный блок, вход которого соединен с фотопреобразоватвлем, и индикатор (1).

Недостатком устройства является необходимость изменения положения фотопреобразователя относительно плоскости прокатного стана при изменении толщины проката из-за расфокусировки изОбражения.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для бесконтактного измерения наружного диаметра проката, содержащее двухканальный оптико-механический блок, включающий два подвижных и два неподвижных объектива, шесть зеркал, призму, механизм перемещения подвижных объективов, фотопреобразователь, измерительный блок, вход которого соединен с фотопреобраэователем, и индикатор.

Края сечения измеряемого проката проецируются на фотокатод фотопреобразователя с помощью оптико-механического блока. С помощью механизма перемещения подвижные объективы устанавливают не расстоянии, равном ожидаемому номинальному размеру иэделия (2).

Недостатками этого устройства являются недостаточная точность измерений при переходе от одного типоразмера проката к другому при небольшой расфокусировке иэображения и потеря работоспособности при дальнейшей расфокусировке, когда края

15 иэделия выходят из границ эоны резкости. Применяемые же в бесконтактных измерителях длиннофокусные объективы, которые позволяют удалить оптико-механический блок на безопасное расстояние от горячего проката, имеют недостаточную глубину резкости.

Для сохранения работоспособности устройства приходится перемещать по высоте оптико-механический блок с помощью серводвигателя, .что делает устройство громоздким, сложным иненадекньви.

Цель изобретения — повышение точности и расширения диапазона из932221 мерений при переходе от одного типо- размера проката к другому.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для бесконтактного измерения наружного диаметра проката, содержащем двухканальный оптико-ме- 5 ханический блок, включающий два подвижных и два неподвижных объектива, шесть зеркал,- призму, механизм перемещения подвижных объективов, фотопреобразователь, измерительный блок, 1О вход которого соединен с фотопреобраэователем, и индикатор, введен реостат, неподвижный электрод которого соединен с выходом измерительного блока, а подвижный кинематически соединен с механизмом перемещения подвижных объективов и электрически — c индикатором, при этом фокусные расстояния fn подвижных и Гн неподвижных объективов выбираются из соотношений

Р+ а "-a L-, " Е

ma" g < m< Ю1Т 1 111п () ц1 где D; минимальный диаметр проката;

Рщц„- максимальный диаметр про35 ката;

Ь вЂ” расстояние от плоскости передних объективов до плоскости прокатного стана;

0 — расстояние от заднего 40 объектива до фотопреобразователя; д — расстояние между передним и задним объективами при измерении проката мини- 45 мального диаметра.

На чертеже представлена блок-схема устройства для бесконтактного измерения наружного диаметра проката.

Устройство для бесконтактного измерения наружного диаметра проката (изделия 1), находящегося на рольганге 2, содержит фотопреобразователь 3, двухканальный оптико-механический блок, включающий подвижные 4 и неподвижные 5 объективы, 1 еркала б, направляющие световые отоки от краев изделия 1 на фотопреобразователь 3, призму 7, обеспечивающую сведение двух световых 60 потоков от двух каналов оптикомеханического блока в один канал, механизм 8 перемещения подвижных объективов 4, обеспечивающий установку номинального расстояния между б5 объективами, измерительный блок 9, вход которого соединен с фотопреобразователем, реостат 10, неподвижный электрод которого соединен с выходом измерительного блока 9,а подвижный киыематически соединен с механизмом 8 перемещения подвижных объективов 4 и электрически с индикатором 11.

Устройство для бесконтактного измерения наружного диаметра проката работает следующим образом.

Подвижные объективы 4 устанавливают винтовым механизмом 8 перемещения на номинальное расстояние Р ом соответствующее номинальному диаметру изделия. При этом на фотопреобразователь 3 с помощью зеркал б и призмы 7 проецируются края иэделия 1, расстояние между изображениями которых в плоскости фотокатода пропорциональны отклонению dD истинного размера D изделия от номинального

dD. Эта информация, содержащаяся в видеосигнале фотопреобразователя

3, выделяется измерительным блоком 9 в виде напряжения, величина которого отображается индикатором 11.

Фокусные расстояния f подвижного

4 и йн неподвижного 5 объективов выбираются из условия, чтобы плоскость фокусировки в пространстве предметов точно совпадала с измеряемым сечением изделия 1 в двух случаях : при минимальном р . и макm n симальном р циаметрах изделия.

Выражения для Еп и Ен являются решениями системы двух уравнений с двумя неизвестными, описывающей двухкомпонентную оптическую систему: е - —

qI с(,„, тпцх т4в ах,„ п 1в р н

При таком выборе параметров объективов 4 и 5 плоскость фокусировки в пространстве предметов перемещается одновременно с установкой номинального расстояния между ними, а, следовательно, и изменением положения краев изделия 1, что значительно уменьшает расфокусировку изображения, а возникающее в том случае изменение масштаба изображения на фотокатоде полностью компенсируется за счет изменения сопротивления реостата 10, кинематически соединенного с механизмом 8 перемещения

932221 щ ф+а

4 е где D in— аах

Формула изобретения

30 подвижных объективов 4.Прн этом чувствительность индикатора 11 остается неизменной Во всем диапазоне измеряемых диаметров проката.

Выбор определенного соотношения фокусных расстояний объективов и введение в устройство реостата, кинематически соединенного с механизмом перемещения подвижных объективов и электрически - с измерительным блоком и индикатором, позволяет 10 в 3 — 5 раз расширить диапазон диаметров измеряемого проката по сравнению с прототипом при постоянной чувствительности индикатора, упрощает управление устройством 35 за счет устранения необходимости вертикального перемещения оптикомеханического блока. Это позволяет обеспечить автоматический контроль наружного диаметра проката при его движении по рольгангу в широком диапазоне сортамента продукции прокатного стана без применения сложных и дорогостоящих систем управления .вертикальным положением оптико-механического блока.

Устройство для бесконтактного измерения наружного диаметра проката, содержащее двухканальный оптико-механический блок, включающий два подвижных и два неподвижных объектива, шесть зеркал,.призму, механизм перемещения подвижных объективов, фотопреобразователь, измерительный блок, вход которого соединен с фотопреобразователем, и ин- 40 дикатор, о т л н ч а ю щ е е с я тем что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений при переходе от одного типоразмера проката к другому, в него введен 45 реостат, неподвижный электрод которого соединен с выходом измеритель. ного блока, а подвижный — кинематически соединен с механизмом перемещения подвижных объективов и электрически — с индикатором, при этом фокусные расстояния Йд подвижных и „ неподвижных объейтивов выбираются иэ соотношений: щах min рах Dmin

t минимальный диаметр:.проката; максимальный диаметр проката1 расстояние от плоскости передних объективов до плоскости прокатного стана; расстояние от заднего объектива до фотопреобразователя; расстояние между передним и задним объективами при измерении проката минимального диаметра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 148529, кл. G 01 В ll/04, 01,10.60.

2. Ободан В.Я и др. Телевизионный автоматический измеритель наружного диаметра для АСУ ТП трубопрокатных агрегатов . †Приборы и системы управЛения, 1975, Р 2, с. 41

43 (прототип) .

ВНИИПИ Заказ 3740/55

Тираж 614 Подписное

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