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Méthode et moyens pour la mesure de la surface d'objets.
La présente invention est relative à une méthode de, et aux moyens pour la mesure de la surface d'objets opaques, et spécialement, mais non exclusivement, des surfaces d'ob- jets plats ou sensiblement plats tels que planches ou autres pièces de bois de construction, fibre, plâtre et autres car- tons, et cuirs, la surface de ceux-ci étant généralement un facteur relatif à leur valeur.
Les méthodes commerciales d'estimation des dimensions telles que surfaces et volumes, dans le commerce des bois de construction par exemple, repose principalement actuellement sur l'emploi d'une règle au pied ou d'un autre instrument a- nalogue, et le résultat dépend largement de l'habileté et de @
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l'expérience de l'estimateur, et, quand de grandes quantités sont en cause, l'estimation est généralement très approxima- tive.
Le principal objet de la présenté invention est de procurer une méthode et des moyens de mesure de la surface d'objets plats ou sensiblement plats que leur forme soit ré- gulière ou irrégulière.
Conformément 8 la présente invention, une méthode de mesure de la surface d'objets opaques comprend les étapes de déplacement de l'objet dont l'aire d'une surface doit ê- tre mesurée dans une direction sensiblement pa,rrallèle au plan de cette surface au devant d'une surface de référence immobile, éclairée et sensiblement plane, le plan de cette' surface de référence éclairée étant disposée sensiblement parrallèlement à la dite surface, et devant des .moyens photo- électrique ; la détermination par ces moyens photoélectriques des valeurs successives des portions de cette surface de ré- férence couverte par la surface, ou des valeurs successives de cette surface de référence non couverte par cette surface et d'intégration de ces valeurs successives.
Les valeurs successives peuvent être obtenues de façon continue ou périodique, et la surface de référence peut être éclairée continuellement, périodiquement ou par portions, comme, par exemple, avec un spot lumineux d'observation.
Pour les buts de cette spécification, la surface de référence est telle qu'elle ait une largeur dans la direction transversale à la direction de l'objet, qui ne soit pas infé- rieure à la largeur maximum de la surface à mesurer, et une longueur dans la direction du mouvement de l'objet, qui est faible comparativement à la longueur de cette surface, et qui est, ou qui est adaptée pour être, illuminée d'une façon à obtenir une intensité moyenne de lumière constante sur chaque
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unité de largeur de cette surface de référence, c'est-à-dire que la quantité de lumière atteignant les moyens photoélec- triques à partir de la surface de référence soit sensiblement constante, indépendamment de la position latérale d'un objet par rapport à la surface de référence.
L'appareil pour l'application de la méthode conformé- . ment à la présente invention peut comprendre une surface de référence immobile sensiblement plane adaptée pour être éclai- rée, des moyens pour le déplacement d'un objet dont l'aire d'une surface doit être mesurée dans une direction sensible- ment parrallèle à cette surface, sensiblement parrallèle au plan de la surface de référence, devant cette surface de ré- férence et devant des moyens photo-électriques pour la déter- mination des valeurs successives des parties de la surface de référence couvertes par cette surface, ou des valeurs succes- sives des parties de la surface de référence non couvertes par cette surface, et un mécanisme d'intégration convenable sous le contrôle de ces moyens photo-électriques pour l'en- registrement de l'aire de cette surface.
Cette surface de ré- férence peut être éclairée continuellement par une lampe élec- trique et les moyens photo-électriques peuvent comprendre une cellule photoélectrique dont la cathode est continuellement exposée à la lumière atteignant ces moyens photo-électriques à partir de cette surface de référence, ou est périodiquement exposée à la lumière atteignant ces moyens photo électriques à partir de cette surface de référence. Cette surface de ré- férence peut aussi être illuminée fragmentairement, au moyen par exemple d'un spot lumineux d'observation ou périodiquement au moyen, par exemple d'un interrupteur.
Cinq dispositions de la présente invention vont main- tenant être décrites, au moyen d'exemple, avec référence aux dessins annexés dans lesquels :
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Figure 1 montreune vue schématique fragmentaire d'une disposition avec une plaque latérale enlevée.
Figure 2 est une vue en plan d'une partie de la disposition montrée à la figure 1.
Figure 3 montre des moyens d'attaque du mécanisme de la disposition montrée dans les figures 1 et 2.
Figure 4 est un schéma d'un dispositif de couplage pour l'emploi avec la disposition montrée dans les figures 1, 2 et 3.
Figure 5 montre un indicateur qui peut être employé avec le mécanisme de comptage montré à la figure 4.
Figure 6 montre un dispositif pour l'usage avec le mécanisme de comptage montré dans la figure 4, pour l'enregistrement de l'aire de chaque objet passé sous l'appareil montré dans les figures 1 et 2.
Figure 7 est une esquisse schématique d'un appareil imprimant un registre permanent de l'aire d'une surface de l'objet.
Figure 8 montre schématiquement une seconde disposition de la présente invention.
Figure est un schéma d'un appareil d'intégration convenable à employer avec la disposition montrée à la fig.8.
Figure 10 est un diagramme explicatif montrant Inaction du circuit montré à la figure 9.
Figures 11, 12 et 13 sont des schémas montrant une troisième disposition de la présente invention.
Figure14 contre schématiquement une quatrième disposition, et figure 15 montre une cinquième disposition.
Dans tous les dessins, les mêmes éléments sont représentés par la même référence.
Se référant aux fibures 1 et 2, un convoyeur sans fin 10 est conduit à une vitesse prédéterminée par deux roues dentées 12 et 13 dans la direction des flèches 14'-14"-14'".-@
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En passant autour de roues dentées motrices 12 et 13 et d'une roue dentée folle 11, le convoyeur 10 forme une cavité laté- rale rectiligne 15, avec le côté ouvert au dessus, dans la- quelle une boite allongée 16 s'étendant sensiblement au tra- vers de la largeur totale du convoyeur 10 est placée. La boi- te 16 contient une lampe à incandescence 17 à filament recti- ligne 18 d'une langueur sensiblement égale à celle de la boi- te 16, et dès lors à la largeur du convoyeur 10.
Au dessus de la lampe 17 est placé un écran diffusant la lumière 19 et une plaque de verre 20 dont les dimensions sont approximati- vement égales à celles du sommet de la boite 16. Ainsi, quand le courant est appliqué à la lampe 17, la plaque de verre 20 est illuminée sensiblement uniformément et constitue l'aire de référence dont il fut question plus haut.
Un objet, dont la surface doit être mesurée, est placé à l'extrémité droite de la courroie supérieure du convoyeur 10. De ce fait, il est déplacé dans la direction des flèches 14' et passe au dessus de la surface de référence illuminée 20, à la vitesse prédéterminée.
Au dessus de la surface de référence 20, et dans le ca- puchon 21, une cellule photo électrique 22 est placée. Le courant de sortie de. celle-ci alimenté le dispositif de com- ptage 23. Ce dispositif de comptage 23 est aussi alimenté par le courant de sortie d'une seconde photo électrique 24 placée près du fond de la boite 16, sous un second écran diffuseur 25
Les cellules photoélectriques 22 et 24 sont du type photo-emissif, dont le courant de sortie est sensiblement pro- portionnel à l'intensité d'illumination de la cathode.
Le cou- rant de sortie de la cellule 24 est constant relativement à la lumière émise par la lampe 17, mais le courant de sortie de la cellule 22 est, à chaque instant, une fonction de la partie de la surface de référence 20 non couverte à cet instant
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par l'objet dont une surface doit être mesurée. Donc le cou- rant de sortie de la cellule 22 varie d'un instant à l'autre en fonction des dimensions de l'article et de sa vitesse de déplacement devant la surface de référence 20.
Les courants des cellules 22 et 24 sont utilisées par le mécanisme de comptage 23 pour enregister les surfaces des objets individuels et pour un total des surfaces d'une série d'objets déplacés successivement au dessus de la surface de référence 20.
Décrivant maintenant la disposition avec plus de détail le convoyeur IO est du type comprenant des blocs 26 dont la surface porte des rainures croisées ou d'intersection et qui sont montés sur des barres transversales 27 supportées par des rouleaux 28. Le convoyeur 10 est mis en mouvement par les deux roues dentées motrices 12 et 13 montées sur un chassis de base convenable comme indiqué figure 1, les roues dentées engrénant comme indiqué figure 1 avec les roui eaux 28.
Se référant à la figure 3, qui montre des moyens pour l'attaque des roues dentées 12 et 13 de la figure 1, les axes 30 et 31 des roues dentées 12 et 13 sont couplés au moyen des chaines d'attaque 32 et 33 et des roues dentées 34, 35, 36 et 37 à un arbre 29. La roue dentée 11 (fig.l) peut tourner li- brement sur l'arbre 29 et le fait dans le sens de la flèche indiquée à la figure 1. Cet arbre 29 est entrainé par un mo- teur 38 couplé à cet arbre par une vis sans fin 39.
La puissance du moteur 38 est choisie de façon à être suffisante pour assurer qu'il- ne se produise pas de variation appréciable dans la. vitesse du mouvement du convoyeur 10 quand cc dernier est chargé avec un article ou des articles dont la surface est à mesurer.
En plus de son passage autour des roues dentées motri- ces 12 et 13 et de la roue dentée folle 11, (figure 1), le
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convoyeur passe également autour des roues dentées colles 40,41,42 et 43 portées également par le chassis de base, la position de l'une ou de plusieurs d'entre-elles pouvant être ajustable dans le but de faciliter le règlage de la tension du convoyeur 10. Des doigts 44 sont prévus pour faciliter le mouvement des objets au dessus de la surface de référence 20. Cette dernière peut être constituée par la boucle de la cavité 15, seulement, ce qui revient à dire que l'écran diffu- seur 19 et la plaque de verre 20 peuvent être placées dans des positions plus basses de la cavité 15 que celle qui est montrée.
Quoique la surface de référence 20 est montrée comme étant une bande rectiligne avec sa plus grande dimension trans versale à la direction du mouvement du convoyeur 20, elle peut être de formes différentes. Par exemple si des planches en bois d'une longueur très grande par rapport à leur largeur doivent être mesurées, on voit qu'une surface de référence sensiblement carrée peut être employée.
De plus dans certaines circonstances une surface de référence de forme irrégulière peut être avantageusement prévue si elle est illuminée de tel- le façon que la quantité totale de lumière émanant d'une ban- de longitudinale quelconque de largeur unitaire de la surface de référence est uniformément répartie sur cette bande et est sensiblement constante; longitudinalement signifiant dans la direction du mouvement de l'objet; c'est-à-dire de telle manière que la qua@@ité de lumière atteignant la cellule 22 à tout instant quelconque soit sensiblement la même, indépendan- te de la position latérale de m'objet situé sur la surface de référence 20.
Une raison supplémentaire de faire la longueur de la surface de référence petite par rapport à la longueur de la surface à mesurer est d'assurer l'uniformité du mouvement des objets sur la surface de référence 20. Pour faciliter ceci
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encore plus,, il est désirable d'assurer que le mouvement, provoqué par le convoyeur 10? existe sur une ligne aussi près que possible des bords avant et arrière 45 et 46 de la bande de référence 20. Dans le but de satisfaire à cette exigence les diamètres des roues dentées 12 et 13 sont choi- sis petits.
Il sera entendu que d'autres types de conyoyeur 10 ou d'autres dispositions du convoyeur ou des convoyeurs, pour former l'ouverture ou la cavité 15 dans laquelle la lampe 17 peut être installée, peuvent être employés. De plus la disposition de la lampe 17 des cellules 22 et 24 peut ê- tre modifiée. Par exemple, la lampe 17 peut être montée dans le capuchon 21 pour produire une surface de référence lançant la lumièr-e vers le bas dans la boite 16.
Se référant maintenant au capuchon 21, celui-ci est prévu dans le but d'empêcher la lumière d'atteindre l'une des cellules 22 et 24 de l'extérieur de l'appareil. Dans la but d'assurer cela, le capuchon 21 est muni de plaques laté- rales 47 (l'une d'entre elles étant enlevée sur le dessin) et de collerettes 48, ces dernières étant sensiblement parral- lèles au coursier supérieur du convoyeur 10. La surface infé- rieure des collerettes 48 porte des écrans 49 qui peuvent être en cuir, caoutchouc, métal ou autre matériau convenable et qui peuvent être montés sur pivots.
L'espacement de ces écrans et la longueur des collerettes 48 sont choisis de fa- çon à être tels que, quand un objet à mesurer est conduit au travers de la surface de référence 20 et que son bord an- térieur atteint la surface de référence 20, son bord posté- rieur est à gauche de l'écran à l'extrème droite du coté droit de la collerette 48; quand l'objet quitte la surface de réfé- rence 20, le bord postérieur de l'objet est à gauche de l'é-
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cran d'extrême dite du coté droit de la collerette 48.,Ain- si l'entrée de la lumière provenant de l'extérieur de l'appa- reïl dans le capuchon est empêchée quand un objet le traver- se.
La distance entre la surface inférieure des collerettes 48 et la!surface supérieure des blocs 26 est choisie pour être suffisante pour permettre le passage dans l'appareil de l'ob- jet le pius épais dont la surface doit être mesurée. D'autre part, la distance entre les collerettes 48 et le convoyeur peut être ajustable.
Un système optique convenable, représenté par une len- tille 22' est employé pour localiser une image réduite de la bande de référence 20 sur la cathode de la cellule 22.
La lampe 17 est de préférence du type à basse tension et fort courant, et est alimentée par un transformateur (non montré) connecté à une source de courant alternatif et ayant un rapport de transformation convenable, par lequel les peti- tes fluctuations de la tension de la source de courant alter- natif n'affectent pas de façon appréciable le courant traver- sant le filament 18, et de là l'intensité lumineuse émise par celui-ci. Comme précautipn additionnelle, l'appareil entier est de préférence alimenté avec du courant provenant d'une source stabilisée, et ainsi les variations de vitesse du moteur 38, et par là celle de la vitesse prédéterminée du mouvement du convoyeur 10 sont évitées. Plus d'une source d'éclairage 17 peuvent être employée.
Considérant maintenant la figure 4, qui montre schéma- tiquement une disposition du mécanisme de comptage montré en 23 dans la figure 1, les deux cellules 22 et 24 sont respecti- vement connectées à deux amplificateurs 50 et 51. Ces ampli- ficateurs sont de préférence du type sensiblement linéaire à couplage direct et leurs sorties sont connectées respective-
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ment à deux moteurs sensiblement identiques 52 et 53.
Ces moteurs peuvent être du type bien connu à mercure avecdes champs magnétiques fournis par des aimants permanents.
Ce type de moteur est communément employé dans les watt-heures mètres à courant continu. Les moteurs 52 et 53 ont leurs arbres moteurs 54 et 55 couplés par l'intermédiaire d'engre- nage 56, 57 et 58, 59, respectivement à deux autres engrena. ges 60 et 61. Les arbres 62 et 63 couplant respectivement les engrenages 57 et 59 aux engrenages 60 et 61 sont creux et contiennent un autre axe 64. A cet axe 64 est fixé un bras 65 portant un pignon fou 66.
Les moteurs 52 et 53 sont disposés pour tourner dans le même sens, de façon que les engrenages 60 et 61 tournent en sens opposés. Maintenant quand la surface de référence 20 (figure 1 et 2) est entièrement libre d'objets à mesurer, les puissances de sortie des amplificateurs 50' et 51 sont rè- glées par tous moyens appropriés, de façon à être égales ; ainsi les moteurs 52 et 53, et par là. les pignons 61 et 60 tournent à même vitesse et le pignon fou 66 reste stationnai- re.
Quand un objet passe au dessus de la surface de réfé- rence 20 (figure 1 et 2), la quantité de lumière qui atteint la cellule 22 est réduite, à chaque instant, d'une quantité dépendant de la portion de la surface de référence 20 couver- te par la partie de l'objet qui la couvre. Le courant passant au travers de la cellule 22 est réduit, et cette réductipn est utilisée pour provoquer une augmentation du courant pas- sant de l'amplificateur 50 au travers du moteur 52. La vites- se du moteur 52, et de là celle de l'engrenage 60 est augmen- tée, et le pignon fou 66 tourne dans le même sens que la roue 60 en entrainant ainsi la rotation de l'arbre 64.
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L'arbre 64 peut être couplé à un indicateur convenable étalonné en pieds carrés ou en toute autre unité convenable.
Une disposition est indiquée dans laquelle,1'arbre 64 est couplé par l'intermédiaire des engrenages 67 et 68 à un comp- teur décimal constitués par les pointaurs 69, 70, 71, 72 et les engrenages 73, 74, 75, 76, 77 et 78 et la figure 5 montre un indicateur convenable pour l'utilisation avec le compteur décimal. Cette disposition est convenable pour l'en- registrement de la somme des surfaces d'une série d'articles, ou elle peut être employée pour l'enregistrmment de la sur- face d'un seul objet. Dans chaque cas, l'indication de l'in- dicateur peut être notée au début et à la fin de l'opération de mesure, et la différence des deux lectures donnera la sur- face des articles (ou de l'article) passée dans l'appareil.
Comme l'alimentation de l'appareil est stabilisée, somme ci-dessus mentionné, l'engrenage 61 peut être, en al- ternative, attaqué par un moyen mécanique, soit l'arbre 29, (figure 1). L'avantage de la disposition montrée dans la figure 4 est cepandant que, entre autres, la vitesse de rota- tion des deux roues 60 et 61 dépend de l'intensité de la lu- mière émise par la lampe 17. De cette façon, des variations de l'intensité de cette lumière sont sans action sur l'indi- cation du compteur décimal, et la précision du résultat final est conservée.
Si une source d'énergie non stabilisée est em- ployée, ou s@il est nécessaire pour d'autres raisons, d'assu- rer que la lecture obtenue soit sensiblement la même pour un objet traversant la machine, indépendamment de la vitesse de son mouvement (dans des limites pratiques), des dispositions peuvent être prises pour intégrer les valeurs successives des parties couvertes de la surface de référence 20, ou non cou- vertes, par un objet passant au dessus d'elle, en °tenant
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compte de la vitesse de déplacement de l'objet. Un tel arran- gement peut être fait en couplant un générateur 152 (figure 3) au moteur 38.
Le générateur 152 peut être excité indépen- damment ou il peut avoir un champ magnétique permanent,de façon que la tension qu'il développe soit sensiblement pro- portionnelle à la vitesse du moteur 38. Ce voltage de sortie peut être utilisé pour contrôler le gain des amplificateurs 50 et 51 (figure 4) dans le même sens, de façon que, quand en un temps donné ' un objet traverse l'appareil, la quantité enregistrée/par l'indicateur montré figure 5 soit dépendante de la vitesse de l'objet passé au dessus de la surface de référence 20.
Il est préférable d'utiliser trois postes de mécanis- me de comptage. L'un peut être, comme montré figure 4 et 5, et est employé comme totaliseur principal pour l'enregistre- ment par exemple, de la surface totale des objets passés dans l'appareil en un jour. Un second, peut être également comme montré, mais avec un bouton ou autres moyens (non mon- trés) pour mettre les pointeurs 69, 70, 71, 72 à zéro quand c'est désiré. Le second totalisateur peut, parvexemple, être employé pour l'enregistrement de la surface totale d'une sé- rie d'objets chargés sur un truck après leur passage dans la machine.
Ainsi, au moyen du premier et du second totali- seur, la surface totale des objets chargés sur chaque truck et le total général des surfaces des objets contenus dans un certain nombre de trucks chargé durant le service d'un jour de travail par exemple, sont rapidement disponibles.
Il peut être requis d'enregistrer les surfaces d'objets in- dividuels. Dans ce but des appareils comme montré à la figure 6 peuvent être employés.
L'arbre 64 mentionné ci-dessus avec référence à la fig- 4 est couplé à. un arbre 79 par l'intermédiaire d'un enclique- tage unidirectionnel 80 qui est normalement maintenu en prise
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par un faible ressort 81. Une roue à rochet 82, un mince ressort spiral et une roue dentée 84 couplée à un pointeur ihdicateur 85 par l'intermédiaire d'un second engrenage 86 sont fixés sur l'arbre 79. Au dessus de la roue 82 se trouve un électro-aimant 87 associé à verrou 88 qui est normalement en prise avec la.roue à rochet 82. L'alimentation pour l'é- lectro aimant 87 vient de deux bernes 89 au travers des con- tacts 90 d'un relai 91.
Les contacts 90 sont normalement ou- verts comme indiqué. L'enroulement du relai 91 est alimenté par la sortie d'un amplificateur 92 dont l'entrée est connec- tée à une cellule photo électrique 93 située dans un logement 94 sur la collerette 48 du capuchon 21. Sous le logement 94 se trouve une seconde cavité 95 dans le convoyeur 10, cavité qui précède la cavité .principale 1(, cette cavité 95 conte- nant une lampe à incandescence 96 disposée pour projetter de la lumière sur la cellule 93.
La disposition ci-dessus est telle que, quaxin aucun objet ne se trouve sur ce convoyeur 10, le courant de sortie de la cellule 93 est maximum, le relai 91 est excité et le verrou 88 est en prise avec la roue 82. Quand le bord d'un objet placé sur le convoyeur IO atteint l'ouverture de la cavité 95, la quantité de lumière atteignant la cellule 93 est réduite, le courant traversant l'enroulement du relai 91 est réduit et le ressort 97 ferme les contacts 90, en excitant ainsi l'électro aimant 87 qui lève le verrou 88 hors de prise avec la roue à rochet 82.
Cela permet au ressort 83 de faire tourner l'arbre 79 en sens inverse pour mettre à zéro un indicateur associé au pointeur 85; c'est-à-dire jusqu'à ce que le pointeur 85 vienne en contact avec une bu- tée 97! Quand le bord arrière de l'objet passe la cavité 95,
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l'électro aimant est à nouveau désexcité et le verrou 88 re- vient en prise avec la roue à rochet 82.
Comme l'objet passe au dessus de la cavité principale 15; l'arbre 64 se met en mouvement comme indiqué précédemment pour enregistrer la surface de l'objet à mesurer. La lecture donnée par le pointeur 85 reste indiquée jusqu'à ce qu'un second objet est introduit dans la machine, et provoque par son passage au dessus de la cavité 95 le retour à zéro du pointeur 85.
Si désiré, un interrupteur manoeuvrable à la main peut être connecté en série avec l'enroulement de l'électro aimant 87, pour être ouvert quand le premier objet d'une sé- rie a provoqué la mise à zéro du pointeur 85, de façon à pouvoir enregistrer la surface totale de chaque série.
Des moyens (non montrés) peuvent être prévus pour cou- pler et découpler le ressort 83 et l'axe 79.
Si désiré, des moyens d'impression peuvent être pré- vus pour donner un enregistrement permanent de la surface de chaque objet qui passe dans la machine. Une disposition de cette exécution est donnée à la figure 7.
97"
Une bande de papier/est passée autour d'un tambour 98 à Hont duquel est placé une tête imprimande 99. Cette der- nière est de section transversale circulaire et porte près de sa périphérie, une série de caractères d'imprimerie 100
99 portant des nombres consécutifs. Cette têteest fixée sur l'arbre 79 en place de la roue dentée 84 de la figure 6 et est disposée de façon que, quand un objet passe au dessus de la cavité 95 (figure 6) le caractère correspondant à zéro vienne s'aligner sous le marteau ICI.
Quand un objet passe sur la cavité 15 (figure 1,2,6) le tambour 98 est mis en rotation et les caractères consécutifs
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100 défilent sous le marteau 101 jusqu'à @e que le bord arrière de l'objet soit passé au delà de la cavité 15. Le tambour 98 devient alors immobile et le caractère se trou- vant sous le marteau 101 correspond à la surface de l'objet passé dans l'appareil.
Quand, maintenant, l'objet est passé au dela de la cavité 15, le courant issus de l'amplificateur 50 (figure 4) et passant dans le moteur 52 tombe à sa valeur normale.L'en- roulement d'un relai 102 est connecté en série avec le circuit du moteur 52, et ses contacts 103 sont prévus pour s'ouvrir chaque fois que le courant traversant l'enroulement tombe à sa valeur normale et pour se fermer quand le courant dépasse cette valeur. L'enroulement primaire 104 d'un transformateur 105 est connecté par l'intermédiaire des contacts 103 à une source de courant continu montrée par ses bornes 106. De cet- te façon, quand les contacts 103 s'ouvrent, une tension est induite dans l'enroulement secondaire 107 du transformateur 105.
L'enroulement d'un. électrö aimant 108 est connecté avec cet enroulement secondaire. Ainsi, quand les contacts 103 s'ouvrent, une armature 109 est attirée par la pièce polaire 110 de l'électro aimant 108. L'armature 109 est fixée à l'ex- trémité supérieure d'un levier 111 pivotant en 112, et qui est normalement maintenu écarté de la pièce polaire 110 par un ressort 113. La partie inférieure du levier 111 est reliée à l'extrémité gauche du marteau 101. Ainsi, quand l'armature 109 est attirée par la pièce polaire 110, le marteau IOI heur- droite te le caractère qui fait face à son extrémitévet, dès lors, imprime sur le ruban 9?'un enregistrement permanent de la surface de l'objet mesuré.
Un poussoir 116, couplé au marteau 101 au moyen d'un levier 114 pivotant en 115, est prévu pour
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entrer en prise avec les dents dune roue à rochet 117 fixée au tambour 98 et pour faire tourner ce tambour 98 de quelques degrés chaque fois que le marteau ICI est retiré en arrière par le ressort 113. Ainsi, après l'enregistrement d'une sur- face sur le ruban 97", ce ruban est avancé d'une faible quan- tité et ainsi prêt à recevoir l'impression suivante.
On constatera que quand le bord avant d'un objet à mesurer atteint la cavité 15, le marteau ICI sera mis en action. A cet instant, cependant, le caractère correspondant à zéro est en face du marteau 101, et le chiffre zéro sera imprimé entre les nombres correspondants aux surfaces des ob- jets successivement mesurés. De plus,, un dispositif du type décrit ci-dessus peut être employé pour imprimer un enregis- trement de la surface de chaque objet individuel sur l'objet lui-même quand il quitte la surface de référence 20.
Il est bien entendu que des têtes imprimantes peuvent être employées en place des pointeurs' 60 à 72 montrées dans la figure 4, et que des marteaux manoeuvrés à la main ou au- tomatiquement peuvent être employés pour imprimer l'enregis- trement de la surface totale d'une série d'objets passant dans la machine. Les marteaux manoeuvrés automatiquement peu- vent être actionnés par des mmpulsions alimentant des élec- tro aimants (non représentés) quand l'appareillage est coupé.
Une deuxième disposition de la présente invention est montrée par la figure 8. Dans cette disposition la surface de référence 20 est constituée par une plaque de verre montée dans l'ouverture de la cavité 15 formée dans le convoyeur 10.
Une image réduite de la surface de référence 20 est focalisée sur la cathode de la cellule photoélectrique 22 au moyen d'un système optique comprenant la. lentille 22' et les miroirs 118 montés sur un tambour 119, et au travers d'une ouverture 120 qui est ouverte et fermée au moyen d'un clapet 121.
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Le tambour 119 et le clapet 121 sont mis en mouvement par n'importe quel moyen convenable (non représenté) en syn- chronisme avec la vitesse de déplacement du convoyeur IO,de telle manière que l'image de la surface de référence 20 et de chaque bande transversale d'une surface d'un objet passant au dessus d'elle soit focalisé sur la cathode de la cellule 22 pendant une courte fraction de temps c'est-à-dire que le clapet 121 reste fermé tant, que chaque miroir successif 118 n'atteint pas une position favorable vis'à vis de la lentille 22' pour focaliser une image de la surface de référence 20 sur la cathode de la cellule 22, puis il s'ouvre pour une petite fraction de temps et reste fermé ensuite jusqu'à ce que le miroir suivant arrive en position convenable.
Durant le temps pendant lequel le clapet est fermé la bande trans- versale suivante d'une surface d'un objet passant dans la machine au dessus de la surface de référence 20 est amené en position au dessus de cette surface de -référence .
Ainsi, le courant de sortie de la cellule 22 a la for- me d'impulsions de fréquence constante, l'amplitude de chaque impulsion individuelle étant proportionnelle à la surface de l'aire de référence non couverte pendant le court temps pen- dant lequel le clapet 121 est fermé.
Des moyens pour l'utilisation de ces pulsatipns pour enregistrer la surface d'un objet et/ ou d'objets passant sur la surface de référence 20 sont représentés à la figure 9.,
Le courant de sortie de la cellule 22 est amené à un amplificateur 122 dans le circuit de sortie duquel est placé une résistance de charge 123. En série avec cette résistance de charge 123 sont connectés une source de courant continu 124, un interrupteur commandé par came 125, et un condensateur 126 qui se trouve en parrallèle avec un tube à néon 127 connec- té en série avec un électro aimant 128.
L'interrupteur 125 est
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commandé par une came de façon à être fermé seulement quand le clapet 121 (figure 8) est ouvert-
L'amplificateur 122 est disposé de façon que les impul- sions de tension produites dans la résistance de charge 123 soient opposées à la tension de la source 124, et le gain dû à l'amplificateur 132 est ajusté au moyen d'un contrôle 130 pour être tel que l' anplitude des impulsions de tension produites dans la résistance 123 quand aucun objet ne passe sur la surface de référence 20 soit égal au voltage de la source de courant 124 comme indiqué par une lecture zéro sur un voltmètre 131-
De cette façon, chaque fois qu'une impulsion de tension apparait dans la résistance 123, un courant circule dans le condensateur 126.
La quantité de courant qui circule est proportionnelle à la différence entre la tension continue de la source 124 et 1'amplitude de l'impulsion de tension apparaissant dans la résistance 123. Donc ce courant est proportionnel à la surface de la bande de l'objet se trou- vant sur la surface de référence 20. Comme le condensateur 126 est chargépendant l'inte-rvalle de temps où l'impulsion de tension se présente à. la résistance 123, la tension dans le condensateur 126 augmente. La capacité du condensateur 126 est choisie de façon que la tension développée dans le condensa leur 126, correspondante à une unité de la surface à mesurer provoque l'allumage du tube à néon 127, ce qui cause une dé- charge momantanée du condensateur 126.
La tension apparais- sant dans le condensateur pendant l'intervalle de temps pen- dant lequel les contacts 115 sont fermés peut donc être re- présentée comme sur la figure 10. Dans cette fig. 10, les or- données 132 représentent la tension dans le condensateur (fig.ç) et les abscisses 133 représentent le temps, L'inter- val le de temps occupé par une impulsion de tension apparais- sant dans la résistance 123 (figure 9) est indiqué par l'ac- colade 134.
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De la figure 10 on voit que la croissance de la ten- sion dans le condensateur 126 (figure 9) est relativement len- te, comme indiqué par les bords inclinés 136 de la forme d'on- de, la tension d'allumage du tube au néon 127 est au niveau indiqué par la ligne en pointillé 136, et que le courant de décharge du condensateur 126 occupe une période de temps relativement courte comme indiqués par les bords arrière 137 de la forme d'onde.
Dans la figure 10, on voit que le condensateur 126 a été chaegé et déchargé cinq fois durant la période d'une im- pulsion: ceci correspond µ une surface de cinq unités locali- sée sur la surface de référence 20.
En se référant à la figure 9, chaque fois que le con- densateur 126 est déchargé, le courant de décharge circulant dans l'enroulement de l'électroaimant 128 provoque l'attrac- tion d'une armature 138 pivotant en 139.
Cette armature 138 porte une griffe 140 en prise avec les dents d'une roue à rochet 141 montée sur un axe 142; le tout est tendu par un ressort 143. Ainsi, chaque fois que le condensateur 136 est déchargé, la roue 141 tourne d'un angle prédéterminé correspondant à une dent de la roue à rochet 141.
L'axe 142 peut être couplé à un dispositif indicateur convenable, et/ ou à un dispositif imprimeur tel qu'ia déjà été décrit.
Ainsi, on peut constater que la surface d'un objet peut être mesuré, par une méthode conforme à la présente invention par détermination périodique des valeurs successives de la partie de la surface de référence 20 couverte par la surface qui se déplace au dessus d'elle,, les valeurs successives des parties de la surface de référence 20 pouvant être déterminées en s'arrangeant pour que les impulsions de tension apparaissant dans la résistance 123 alimentent directement le condensateur
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126 par l'intermédiaire de l'interrupteur 123, sans employer la source de courant continu 124. Dans ce cas, des moyens con- venables couplés au convoyeur 10 peuvent être prévus pour in- diquer la surface totale du convoyeur 10 passée au dessus de l'aire de référence 20 durant une opération de mesure.
L'aire totale d'un objet ou d'objets passés dans l'appareil peut alors être déterminée par soustraction hors de la lecture don- née par ces derniers mpyens indicateurs de la lecture corres- pondante à l'intégration des diverses valeurs successives de la surface de référence 20 non couvertes par l'objet se déplaçant au dessus d'elle.
Se référant maintenant aux figures 11, 12 et 13, qui montrent une troisième dispositipn de la présente invention, la cellule 22 est dans ce cas disposée dans un tambour 144 à la périphérie duquel est focalisée une imago réduite 145 de la bande de référence 20. Disposées autour du tambour 145,
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se trouvent des ouvertures 146 ég2.1erae:i:lt espacées., dont la largeur est au moins égale à celle de l'image réduite 145.
Le tambour 144 est mis en rotation, par tout moyen convena- ble dans la. direction de la flèche 147, en synchronisme avec la vitesse de déplacement du convoyeur. L'espacement des ou- vertures 146 est prévu de telle sorte que l'image de chaque bande successive de la surface d'un objet 148 est projetée sur le tambour 144, cette image étant scrutée par une ouver- ture 146 comme indiqué par la figure 13.
Le débit de la cellule 22 est dès lors sous la forme d'impulsions de courant, lesquelles peuvent être utilisées pour l'enregistrement de la surface de l'objet 148 de la ma- nière décrite avec référence aux figures 8 et 9.
En alternative, la cellule 22 peut être monée dans la cavité 15 et une lampe ou des lampes convenables placées dans
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le tambour 144, de façon que la surface de référence 20 soit scrutée une fois par la lumière émanant d'une des ouvertures 146 pendant que chaque bande successive d'un objet 148 est déplacée sur la surface de référence 20. Par ce dispositif, la surface de référence est-illuminée par intermittence.
La figure 14 représente une autre disposition dans la- quelle les moyens photoélectriques sont disposés pour déter- miner les valeurs successives des surfaces de la surface de référence 20, couvertes ou non couvertes par l'objet qui se déplace au dessus d'elle, au moyen d'un conoscope. Une ima- ge de la surface de référence 20 est focalisée sur la mosaï- que 149 d'un iconoscope 150. La mosaïque 149 est scrutée par le rayan d'électrons de l'iconoscope et les signaux résultants issus de la mosaique sont employés par un mécanisme de comp- tage adéquat 23 pour enregistrer la surface d'un objet passant sur la surface de référence 20.
Le rayon électronique peut être disposé pour scruter le même trajet durant chaque balayage, ou il peut être dispo- sé pour scruter d'une manière semblable à celle qui est utili- sée en télévision. Dans ce dernier cas des dispositions sont de préférence prises pour synchroniser le début de chaque scrutage avec le commencement du déplacement du bord avant de l'image de chaque bande successive de la surface mesurée,com- me l'image de cette surface est déplacée sur l'image de la bande de référence 20 sur la mosaïque 149.
Une cinquième disposition dans laquelle la surface de référence 20 est éclairée périodique,:lent est représentée à la figure 15. Dans cette disposition, la cellule 22 est placée en dessous de la surface de référence 20, dont une image est focalisée sur la cathode de la cellule 22 au moyen d'une len- tille 22'. Au dessus de la surface de référence 20, dans le
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capuchon 21 se trouve un obturateur 151, manoeuvré par tout dispositif convenable (non représenté), en synchronisme avec le. vitesse du convoyeur 10. Au dessus de l'obturateur 151 se trouve la lampe 17.
L'obturateur 151 sert, quand il est fer- mé, à. empêcher l'atteinte de la surface de référence 20 par la lumière de la lampe 17; il est disposé pour s'ouvrir un court laps de temps quand chaque bande successive transversa- le de la surface à mesurer est localisée sur la surface de référence 20. Le courant de sortie de la cellule 22 a donc la forme d'impulsions. Ces impulsions sont utilisées d'une manière analogue à celle qui a été examinée plus haut, avec référence aux figures 9 et 10 pour enregistrer et / ou im- primer la surface de l'objet passé au dessus de la bande de référence 20.
Des dispositifs autres que l'obturateur 151 peuvent être employés pour provoquer l'éclairage périodique de la surface de référence 20. Par exemple une lampe à arc synchro- nisé avec le mouvement du convoyeur 10 peut être utilisée.
REVENDICATIONS.
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Method and means for measuring the area of objects.
The present invention relates to a method of, and to the means for measuring the surface of opaque objects, and especially, but not exclusively, surfaces of flat or substantially flat objects such as boards or other pieces of wood. construction, fiber, plaster and other cardboard, and leathers, the surface area of these generally being a factor in their value.
Commercial methods of estimating dimensions such as areas and volumes, in the timber trade for example, are currently based mainly on the use of a ruler or other similar instrument, and the result largely depends on skill and @
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the experience of the estimator, and, when large quantities are involved, the estimate is usually very rough.
The main object of the present invention is to provide a method and means for measuring the surface area of flat or substantially flat objects whether their shape is regular or irregular.
In accordance with the present invention, a method of measuring the area of opaque objects comprises the steps of moving the object, the area of which of a surface is to be measured in a direction substantially parallel to the plane of this. surface in front of a stationary, illuminated and substantially planar reference surface, the plane of this illuminated reference surface being disposed substantially parallel to said surface, and in front of photoelectric means; the determination by these photoelectric means of the successive values of the portions of this reference surface covered by the surface, or of the successive values of this reference surface not covered by this surface and of the integration of these successive values.
The successive values can be obtained continuously or periodically, and the reference surface can be illuminated continuously, periodically or in portions, such as, for example, with an observation light spot.
For the purposes of this specification, the reference surface is such that it has a width in the direction transverse to the direction of the object, which is not less than the maximum width of the surface to be measured, and a length in the direction of movement of the object, which is small compared to the length of that surface, and which is, or is adapted to be, illuminated in such a way as to obtain a constant average light intensity over each
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unit of width of this reference surface, i.e. the quantity of light reaching the photoelectric means from the reference surface is substantially constant, regardless of the lateral position of an object with respect to the reference surface.
The apparatus for applying the conforming method. According to the present invention may comprise a substantially planar stationary reference surface adapted to be illuminated, means for the movement of an object, the area of which of a surface is to be measured in a direction substantially parallel to this. surface, substantially parallel to the plane of the reference surface, in front of this reference surface and in front of photoelectric means for determining the successive values of the parts of the reference surface covered by this surface, or successive values - sives of the parts of the reference surface not covered by this surface, and a suitable integration mechanism under the control of these photoelectric means for recording the area of this surface.
This reference surface can be continuously illuminated by an electric lamp and the photoelectric means can include a photoelectric cell whose cathode is continuously exposed to the light reaching these photoelectric means from this reference surface, or is periodically exposed to the light reaching these photoelectric means from this reference surface. This reference surface can also be illuminated fragmentarily, for example by means of an observation light spot or periodically by means, for example, of a switch.
Five arrangements of the present invention will now be described, by way of example, with reference to the accompanying drawings in which:
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Figure 1 shows a fragmentary schematic view of an arrangement with a side plate removed.
Figure 2 is a plan view of part of the arrangement shown in Figure 1.
Figure 3 shows means of attack of the mechanism of the arrangement shown in Figures 1 and 2.
Figure 4 is a schematic of a coupling device for use with the arrangement shown in Figures 1, 2 and 3.
Figure 5 shows an indicator that can be used with the counting mechanism shown in Figure 4.
Figure 6 shows a device for use with the counting mechanism shown in Figure 4, for recording the area of each object passed under the apparatus shown in Figures 1 and 2.
Figure 7 is a schematic sketch of an apparatus printing a permanent register of the area of a surface of the object.
Figure 8 schematically shows a second arrangement of the present invention.
Figure is a diagram of a suitable integration apparatus to be used with the arrangement shown in fig. 8.
Figure 10 is an explanatory diagram showing Inaction of the circuit shown in Figure 9.
Figures 11, 12 and 13 are diagrams showing a third arrangement of the present invention.
Figure 14 schematically shows a fourth arrangement, and Figure 15 shows a fifth arrangement.
In all the drawings, the same elements are represented by the same reference.
Referring to fibers 1 and 2, an endless conveyor 10 is driven at a predetermined speed by two toothed wheels 12 and 13 in the direction of arrows 14'-14 "-14 '" .- @
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Passing around driving toothed wheels 12 and 13 and an idler toothed wheel 11, the conveyor 10 forms a rectilinear lateral cavity 15, with the open side above, into which an elongated box 16 extending substantially. across the full width of the conveyor 10 is placed. Box 16 contains an incandescent lamp 17 with rectilinear filament 18 of a length substantially equal to that of box 16, and hence to the width of conveyor 10.
Above the lamp 17 is placed a light diffusing screen 19 and a glass plate 20 the dimensions of which are approximately equal to those of the top of the box 16. Thus, when current is applied to the lamp 17, the Glass plate 20 is illuminated substantially uniformly and constitutes the reference area discussed above.
An object, the area of which is to be measured, is placed at the right end of the upper conveyor belt 10. As a result, it is moved in the direction of the arrows 14 'and passes over the illuminated reference surface 20 , at the predetermined speed.
Above the reference surface 20, and in the cap 21, a photoelectric cell 22 is placed. The output current of. the latter supplies the counting device 23. This counting device 23 is also powered by the output current of a second photoelectric 24 placed near the bottom of the box 16, under a second diffuser screen 25
The photoelectric cells 22 and 24 are of the photoemissive type, the output current of which is substantially proportional to the illumination intensity of the cathode.
The output current of cell 24 is constant relative to the light emitted by lamp 17, but the output current of cell 22 is, at all times, a function of the portion of reference surface 20 not covered. at this moment
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by the object whose area is to be measured. Therefore, the output current of cell 22 varies from instant to instant depending on the size of the article and its speed of movement past the reference surface 20.
The currents of cells 22 and 24 are used by the counting mechanism 23 to register the areas of individual objects and for a total of the areas of a series of objects successively moved above the reference surface 20.
Now describing the arrangement in more detail, the IO conveyor is of the type comprising blocks 26, the surface of which bears crossed or intersecting grooves and which are mounted on transverse bars 27 supported by rollers 28. The conveyor 10 is placed in position. movement by the two driving toothed wheels 12 and 13 mounted on a suitable base frame as indicated in figure 1, the toothed wheels meshing as indicated in figure 1 with the wheels 28.
Referring to figure 3, which shows means for the attack of the toothed wheels 12 and 13 of figure 1, the axes 30 and 31 of the toothed wheels 12 and 13 are coupled by means of the attack chains 32 and 33 and from the toothed wheels 34, 35, 36 and 37 to a shaft 29. The toothed wheel 11 (fig.l) can freely rotate on the shaft 29 and does so in the direction of the arrow shown in figure 1. This shaft 29 is driven by a motor 38 coupled to this shaft by an endless screw 39.
The power of the motor 38 is chosen so as to be sufficient to ensure that no appreciable variation occurs in the. The speed of movement of the conveyor 10 when the latter is loaded with an article or articles the area of which is to be measured.
In addition to its passage around the driving toothed wheels 12 and 13 and the idler toothed wheel 11, (figure 1), the
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conveyor also passes around the glued toothed wheels 40,41,42 and 43 also carried by the base frame, the position of one or more of them being able to be adjustable in order to facilitate the adjustment of the tension of the conveyor 10. Fingers 44 are provided to facilitate the movement of objects above the reference surface 20. The latter can be formed by the loop of the cavity 15, only, which amounts to saying that the screen diffuses. The sor 19 and the glass plate 20 may be placed in lower positions of the cavity 15 than that shown.
Although the reference surface 20 is shown to be a rectilinear strip with its largest dimension transverse to the direction of movement of the conveyor 20, it may be of different shapes. For example if wooden planks of a very large length relative to their width are to be measured, it is seen that a substantially square reference surface can be used.
Further in certain circumstances an irregularly shaped reference surface may be advantageously provided if it is illuminated in such a way that the total amount of light emanating from any longitudinal strip of unit width of the reference surface is uniformly. distributed over this band and is substantially constant; longitudinally meaning in the direction of movement of the object; that is, in such a way that the amount of light reaching cell 22 at any time is substantially the same, independent of the lateral position of the object on the reference surface 20.
An additional reason for making the length of the reference surface small relative to the length of the surface to be measured is to ensure uniformity of movement of objects over the reference surface 20. To facilitate this
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even more, it is desirable to ensure that the movement caused by the conveyor 10? exists on a line as close as possible to the leading and trailing edges 45 and 46 of the reference strip 20. In order to meet this requirement the diameters of the sprockets 12 and 13 are chosen to be small.
It will be understood that other types of conveyor 10 or other arrangements of the conveyor or conveyors, to form the opening or cavity 15 in which the lamp 17 can be installed, may be employed. In addition, the arrangement of the lamp 17 of the cells 22 and 24 can be modified. For example, the lamp 17 can be mounted in the cap 21 to produce a reference surface casting light downward into the can 16.
Referring now to the cap 21, this is intended for the purpose of preventing light from reaching one of the cells 22 and 24 from outside the apparatus. In order to ensure this, the cap 21 is provided with side plates 47 (one of them being removed in the drawing) and flanges 48, the latter being substantially parallel to the upper run of the conveyor. 10. The lower surface of the flanges 48 carries screens 49 which may be of leather, rubber, metal or other suitable material and which may be mounted on pivots.
The spacing of these screens and the length of the flanges 48 are chosen to be such that when an object to be measured is led through the reference surface 20 and its leading edge reaches the reference surface. 20, its rear edge is to the left of the screen at the extreme right of the right side of the collar 48; when the object leaves the reference surface 20, the posterior edge of the object is to the left of the
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So-called end notch on the right side of the collar 48., So the entry of light from outside the apparatus into the cap is prevented when an object passes through it.
The distance between the lower surface of the flanges 48 and the upper surface of the blocks 26 is chosen to be sufficient to allow passage through the apparatus of the thickest object whose area is to be measured. On the other hand, the distance between the flanges 48 and the conveyor can be adjustable.
A suitable optical system, represented by a lens 22 'is employed to locate a reduced image of the reference band 20 on the cathode of the cell 22.
The lamp 17 is preferably of the low voltage high current type, and is powered by a transformer (not shown) connected to an alternating current source and having a suitable transformation ratio, whereby small fluctuations in voltage of the alternating current source do not appreciably affect the current passing through the filament 18, and hence the light intensity emitted by it. As an additional precaution, the entire apparatus is preferably supplied with current from a stabilized source, and thus variations in the speed of the motor 38, and thereby that of the predetermined speed of movement of the conveyor 10 are avoided. More than one light source 17 can be employed.
Turning now to Figure 4, which schematically shows an arrangement of the counting mechanism shown at 23 in Figure 1, the two cells 22 and 24 are respectively connected to two amplifiers 50 and 51. These amplifiers are preferably of the substantially linear type with direct coupling and their outputs are connected respectively
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ment to two substantially identical engines 52 and 53.
These motors can be of the well known mercury type with magnetic fields provided by permanent magnets.
This type of motor is commonly used in DC watt-hour meters. Engines 52 and 53 have their drive shafts 54 and 55 coupled through gears 56, 57 and 58, 59, respectively to two other gears. ges 60 and 61. The shafts 62 and 63 respectively coupling the gears 57 and 59 to the gears 60 and 61 are hollow and contain another axis 64. To this axis 64 is fixed an arm 65 carrying a idler gear 66.
The motors 52 and 53 are arranged to rotate in the same direction, so that the gears 60 and 61 rotate in opposite directions. Now when the reference surface 20 (FIGS. 1 and 2) is entirely free of objects to be measured, the output powers of the amplifiers 50 'and 51 are adjusted by any appropriate means, so as to be equal; thus the engines 52 and 53, and there. the pinions 61 and 60 rotate at the same speed and the idler pinion 66 remains stationary.
When an object passes over the reference surface 20 (Figures 1 and 2), the amount of light that reaches the cell 22 is reduced, at each instant, by an amount depending on the portion of the reference surface. 20 covered by the part of the object which covers it. The current passing through cell 22 is reduced, and this reduction is used to cause an increase in the current passing through amplifier 50 through motor 52. The speed of motor 52, and hence that of gear 60 is increased, and idle gear 66 rotates in the same direction as wheel 60, thus causing shaft 64 to rotate.
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Shaft 64 may be coupled to a suitable indicator calibrated in square feet or any other suitable unit.
An arrangement is shown in which the shaft 64 is coupled through the gears 67 and 68 to a decimal counter constituted by the pointers 69, 70, 71, 72 and the gears 73, 74, 75, 76, 77 and 78 and Figure 5 shows a suitable indicator for use with the decimal counter. This arrangement is suitable for recording the sum of the areas of a series of articles, or it can be used for recording the area of a single object. In each case, the indication of the indicator can be noted at the start and at the end of the measuring operation, and the difference of the two readings will give the area of the articles (or article) passed. in the device.
As the power supply to the apparatus is stabilized, as mentioned above, the gear 61 may alternatively be engaged by mechanical means, namely the shaft 29, (FIG. 1). The advantage of the arrangement shown in Figure 4 is however that, among other things, the rotational speed of the two wheels 60 and 61 depends on the intensity of the light emitted by the lamp 17. In this way, variations in the intensity of this light have no effect on the indication of the decimal counter, and the precision of the final result is preserved.
If an unstabilized power source is employed, or if it is necessary for other reasons, to ensure that the reading obtained is substantially the same for an object passing through the machine, regardless of the speed of the machine. its movement (within practical limits), measures can be taken to integrate the successive values of the parts covered by the reference surface 20, or not covered, by an object passing above it, by ° holding
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counts the movement speed of the object. Such an arrangement can be made by coupling a generator 152 (FIG. 3) to the motor 38.
Generator 152 can be independently energized, or it can have a permanent magnetic field, so that the voltage it develops is substantially proportional to the speed of motor 38. This output voltage can be used to control the gain. amplifiers 50 and 51 (figure 4) in the same direction, so that, when in a given time an object passes through the apparatus, the quantity recorded / by the indicator shown in figure 5 is dependent on the speed of the object passed over the reference surface 20.
It is preferable to use three counting mechanism stations. One may be, as shown in Figs. 4 and 5, and is employed as the main totalizer for recording, for example, the total area of objects passed through the apparatus in one day. A second, may also be as shown, but with a button or other means (not shown) for zeroing pointers 69, 70, 71, 72 when desired. The second totalizer can, for example, be used to record the total area of a series of objects loaded on a truck after they have passed through the machine.
Thus, by means of the first and the second totalizer, the total surface of the objects loaded on each truck and the general total of the surfaces of the objects contained in a certain number of trucks loaded during the service of a working day for example, are readily available.
It may be required to record surfaces of individual objects. For this purpose devices as shown in Figure 6 can be used.
The shaft 64 mentioned above with reference to Fig. 4 is coupled to. a shaft 79 by means of a one-way latch 80 which is normally kept in gear
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by a weak spring 81. A ratchet wheel 82, a thin spiral spring and a toothed wheel 84 coupled to a pointer indicator 85 via a second gear 86 are fixed on the shaft 79. Above the wheel 82 is an electromagnet 87 associated with the latch 88 which is normally engaged with the ratchet wheel 82. Power for the electromagnet 87 comes from two terminals 89 through the contacts 90 of. a relay 91.
Contacts 90 are normally open as shown. The winding of relay 91 is supplied by the output of an amplifier 92, the input of which is connected to a photoelectric cell 93 situated in a housing 94 on the flange 48 of the cap 21. Under the housing 94 is a second cavity 95 in the conveyor 10, which cavity precedes the main cavity 1 (, this cavity 95 containing an incandescent lamp 96 arranged to project light on the cell 93.
The above arrangement is such that, when no object is on this conveyor 10, the output current of the cell 93 is maximum, the relay 91 is energized and the latch 88 is engaged with the wheel 82. When the edge of an object placed on the conveyor IO reaches the opening of the cavity 95, the amount of light reaching the cell 93 is reduced, the current passing through the winding of the relay 91 is reduced and the spring 97 closes the contacts 90, thereby energizing the electromagnet 87 which lifts the latch 88 out of engagement with the ratchet wheel 82.
This allows the spring 83 to rotate the shaft 79 in the opposite direction to reset an indicator associated with the pointer 85; that is, until the pointer 85 comes into contact with a stopper 97! When the trailing edge of the object passes the cavity 95,
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the electromagnet is again de-energized and the latch 88 comes back into engagement with the ratchet wheel 82.
As the object passes over the main cavity 15; the shaft 64 starts to move as indicated above to record the surface of the object to be measured. The reading given by the pointer 85 remains indicated until a second object is introduced into the machine, and by its passage above the cavity 95 causes the pointer 85 to return to zero.
If desired, a manually operable switch can be connected in series with the winding of the electromagnet 87, to be opened when the first object in a series has caused the pointer 85 to be zeroed, so to be able to record the total surface of each series.
Means (not shown) may be provided to couple and decouple the spring 83 and the pin 79.
If desired, printing means can be provided to give a permanent record of the surface area of every object which passes through the machine. A layout of this execution is given in figure 7.
97 "
A strip of paper / is passed around a drum 98, on which is placed a printing head 99. This latter is of circular cross section and carries near its periphery a series of printed characters 100
99 bearing consecutive numbers. This head is fixed on the shaft 79 in place of the toothed wheel 84 of FIG. 6 and is arranged so that, when an object passes over the cavity 95 (FIG. 6) the character corresponding to zero comes to align itself under the hammer HERE.
When an object passes over cavity 15 (figure 1,2,6) the drum 98 is rotated and the consecutive characters
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100 scroll under hammer 101 until the trailing edge of the object has passed beyond cavity 15. Drum 98 then becomes stationary and the character under hammer 101 corresponds to the surface of the object. the object passed through the device.
When, now, the object has passed beyond the cavity 15, the current coming from the amplifier 50 (FIG. 4) and passing through the motor 52 drops to its normal value. is connected in series with the motor circuit 52, and its contacts 103 are designed to open whenever the current through the winding falls to its normal value and to close when the current exceeds this value. The primary winding 104 of a transformer 105 is connected through the contacts 103 to a direct current source shown by its terminals 106. In this way, when the contacts 103 open, a voltage is induced across. the secondary winding 107 of the transformer 105.
The winding of a. electromagnet 108 is connected with this secondary winding. Thus, when the contacts 103 open, an armature 109 is attracted by the pole piece 110 of the electromagnet 108. The armature 109 is fixed to the upper end of a lever 111 pivoting at 112, and which is normally kept away from the pole piece 110 by a spring 113. The lower part of the lever 111 is connected to the left end of the hammer 101. Thus, when the armature 109 is attracted by the pole piece 110, the hammer IOI right-hand strike the character which faces its fluff end, therefore, imprints on the tape 9? 'a permanent record of the surface of the measured object.
A pusher 116, coupled to the hammer 101 by means of a lever 114 pivoting at 115, is provided for
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to engage the teeth of a ratchet wheel 117 attached to drum 98 and to rotate that drum 98 a few degrees each time the hammer HERE is pulled back by the spring 113. Thus, after recording an over - face down on the tape 97 ", this tape is fed a small amount and thus ready to receive the next printing.
It will be seen that when the leading edge of an object to be measured reaches the cavity 15, the hammer ICI will be put into action. At this time, however, the character corresponding to zero is in front of hammer 101, and the number zero will be printed between the numbers corresponding to the surfaces of successively measured objects. In addition, a device of the type described above can be employed to print a record of the area of each individual object on the object itself as it leaves the reference surface 20.
Of course, printheads can be employed in place of the pointers 60 to 72 shown in Figure 4, and that hand or automatically operated hammers can be employed to print the surface registration. total of a series of objects passing through the machine. The automatically operated hammers can be actuated by pulses supplying electromagnets (not shown) when the equipment is switched off.
A second arrangement of the present invention is shown in FIG. 8. In this arrangement, the reference surface 20 consists of a glass plate mounted in the opening of the cavity 15 formed in the conveyor 10.
A reduced image of the reference surface 20 is focused on the cathode of the photoelectric cell 22 by means of an optical system comprising the. lens 22 'and mirrors 118 mounted on a drum 119, and through an opening 120 which is opened and closed by means of a valve 121.
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The drum 119 and the valve 121 are set in motion by any suitable means (not shown) in synchronism with the speed of movement of the conveyor IO, such that the image of the reference surface 20 and of each transverse band of a surface of an object passing above it is focused on the cathode of the cell 22 for a short fraction of time, that is to say that the valve 121 remains closed as long as each mirror successive 118 does not reach a favorable position with respect to the lens 22 'to focus an image of the reference surface 20 on the cathode of the cell 22, then it opens for a small fraction of time and remains closed then until the next mirror arrives in the correct position.
During the time that the valve is closed the next transverse strip of a surface of an object passing through the machine above the reference surface 20 is brought into position above this reference surface.
Thus, the output current of cell 22 has the form of pulses of constant frequency, the amplitude of each individual pulse being proportional to the area of the reference area uncovered during the short time during which the valve 121 is closed.
Means for using these pulses to record the surface of an object and / or objects passing over the reference surface 20 are shown in Figure 9.,
The output current of cell 22 is fed to an amplifier 122 in the output circuit of which is placed a load resistor 123. In series with this load resistor 123 are connected a direct current source 124, a cam-controlled switch. 125, and a capacitor 126 which is in parallel with a neon tube 127 connected in series with an electromagnet 128.
Switch 125 is
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controlled by a cam so as to be closed only when the valve 121 (figure 8) is open.
Amplifier 122 is arranged so that the voltage pulses produced in load resistor 123 are opposed to the voltage of source 124, and the gain due to amplifier 132 is adjusted by means of a control 130 to be such that the amplitude of the voltage pulses produced in resistor 123 when no object passes over reference surface 20 is equal to the voltage of current source 124 as indicated by a zero reading on a voltmeter 131-
In this way, whenever a voltage pulse appears in resistor 123, a current flows through capacitor 126.
The amount of current flowing is proportional to the difference between the DC voltage of source 124 and the magnitude of the voltage pulse appearing in resistor 123. So this current is proportional to the strip area of the object. being on the reference surface 20. As the capacitor 126 is charged during the interval of time that the voltage pulse occurs at. resistor 123, the voltage in capacitor 126 increases. The capacitance of the capacitor 126 is chosen so that the voltage developed in the capacitor 126, corresponding to a unit of the surface to be measured, causes the ignition of the neon tube 127, which causes a momentary discharge of the capacitor 126.
The voltage appearing in the capacitor during the time interval during which the contacts 115 are closed can therefore be represented as in figure 10. In this fig. 10, the ordinates 132 represent the voltage in the capacitor (fig. C) and the abscissas 133 represent the time, the interval of time occupied by a voltage pulse appearing in the resistor 123 (fig. 9 ) is indicated by the brace 134.
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From Figure 10 it can be seen that the growth of the voltage in capacitor 126 (Figure 9) is relatively slow, as indicated by the sloping edges 136 of the waveform, the ignition voltage of the waveform. neon tube 127 is at the level indicated by dotted line 136, and that the discharge current of capacitor 126 occupies a relatively short period of time as indicated by trailing edges 137 of the waveform.
In FIG. 10, we see that the capacitor 126 has been chaeged and discharged five times during the period of a pulse: this corresponds to µ a surface of five units located on the reference surface 20.
Referring to Figure 9, each time capacitor 126 is discharged, the discharge current flowing through the coil of electromagnet 128 attracts an armature 138 pivoting at 139.
This frame 138 carries a claw 140 engaged with the teeth of a ratchet wheel 141 mounted on a pin 142; the whole is tensioned by a spring 143. Thus, each time the capacitor 136 is discharged, the wheel 141 rotates by a predetermined angle corresponding to a tooth of the ratchet wheel 141.
The axis 142 can be coupled to a suitable indicating device, and / or to a printing device as has already been described.
Thus, it can be seen that the surface of an object can be measured, by a method according to the present invention by periodically determining the successive values of the part of the reference surface 20 covered by the surface which moves above it. it ,, the successive values of the parts of the reference surface 20 being able to be determined by arranging so that the voltage pulses appearing in the resistor 123 directly supply the capacitor
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126 through switch 123, without employing direct current source 124. In this case, suitable means coupled to conveyor 10 may be provided to indicate the total area of conveyor 10 passed over. the reference area 20 during a measurement operation.
The total area of an object or objects passed through the device can then be determined by subtracting from the reading given by these latter mpyens indicators of the reading corresponding to the integration of the various successive values of the reference surface 20 not covered by the object moving above it.
Referring now to Figures 11, 12 and 13, which show a third arrangement of the present invention, the cell 22 is in this case disposed in a drum 144 at the periphery of which is focused a reduced image 145 of the reference strip 20. Arranged around the drum 145,
EMI20.1
There are equally spaced openings 146, the width of which is at least equal to that of the reduced image 145.
The drum 144 is rotated by any suitable means in the. direction of the arrow 147, in synchronism with the speed of movement of the conveyor. The spacing of the apertures 146 is provided such that the image of each successive strip of the surface of an object 148 is projected onto the drum 144, this image being scanned by an aperture 146 as indicated by the image. figure 13.
The flow rate of cell 22 is therefore in the form of current pulses, which can be used for recording the surface of object 148 in the manner described with reference to Figures 8 and 9.
Alternatively, cell 22 can be placed in cavity 15 and a suitable lamp or lamps placed in.
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the drum 144, so that the reference surface 20 is scanned once by the light emanating from one of the apertures 146 while each successive strip of an object 148 is moved over the reference surface 20. By this device, the reference surface is intermittently illuminated.
FIG. 14 shows another arrangement in which the photoelectric means are arranged to determine the successive values of the surfaces of the reference surface 20, covered or not covered by the object which moves above it, at the same time. using a conoscope. An image of the reference surface 20 is focused on the mosaic 149 of an iconoscope 150. The mosaic 149 is scanned by the electron ray from the iconoscope and the resulting signals from the mosaic are used by a suitable counting mechanism 23 for recording the area of an object passing over the reference area 20.
The electron beam may be arranged to scan the same path during each scan, or it may be arranged to scan in a manner similar to that used in television. In the latter case, arrangements are preferably made to synchronize the start of each scanning with the start of the displacement of the leading edge of the image of each successive strip of the measured surface, as the image of this surface is displaced on. the image of reference strip 20 on mosaic 149.
A fifth arrangement in which the reference surface 20 is periodically illuminated is shown in FIG. 15. In this arrangement, the cell 22 is placed below the reference surface 20, an image of which is focused on the cathode of. cell 22 by means of a lens 22 '. Above the reference surface 20, in the
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cap 21 is a shutter 151, operated by any suitable device (not shown), in synchronism with the. speed of the conveyor 10. Above the shutter 151 is the lamp 17.
The shutter 151 is used, when it is closed, to. preventing the light from the lamp 17 from reaching the reference surface 20; it is arranged to open for a short time when each successive transverse band of the surface to be measured is located on the reference surface 20. The output current of the cell 22 therefore has the form of pulses. These pulses are used in a manner analogous to that discussed above, with reference to Figures 9 and 10, to record and / or print the surface of the object passed over the reference strip 20.
Devices other than shutter 151 can be employed to cause periodic illumination of the reference surface 20. For example an arc lamp synchronized with the movement of conveyor 10 can be used.
CLAIMS.
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