CS257940B1 - Zapojení bezkontaktního měřiče příčného rozměru - Google Patents

Abstract

Zapojení bezkontaktního měřiče příčnéhorozměru sestávajícího z lineárního obrazového snímače, jehož napájení a zesilovací obvod je předmětem vynálezu. Základem napájecího obvodu je řídioí oaoilátor, vytvářející posunovací obrazové napětí, které je přiváděno na lineární jehož blokovací napětí vymezuje krajní a přesně definované oblasti snímače, výstupní obrazová napětí za sudých a z lichých fotoelementů snímače jeou zesílena, v komparátoru porovnána a referenčním napětím a přivedena do součtového obvodu. Na jeho výstupu je impulsní napětí, které odpovídá zastíněné oblasti obrazového snímače a tedy velikosti měřeného objektu. Uěřlč příčného rozměru je . vhodný zejména pro bezkontaktní měření průměru kabelů, drátů, trubek a věeoh dalších předmětů, kde není možné přímé kontaktní měření z důvodů technologických nebo např. velké rychlosti měřeného objektu.

Description

Vynález řeší zapojení bezkontaktního měřiče příčného rozměru, sestávajícího z lineárního obrazového snímače, základem jehož integrovaných obvodů je řada fotocitlivých prvků, na jejichž povrch se promítá měřený objekt.

Pro bezkontaktní měření příčných rozměrů se dosud používají většinou laserové měřiče, kde je laserový paprsek mechanicky rozraítán a vytváří se rovnoběžný měřicí svazek paprsků, v

který je zastiňován měřeným objektem. Pomocí optické soustavy se vyhodnocuje velikost tohoto zastínění. Nevýhodou stávajícího řešení je nutnost mechanického rozmítání laserového paprsku, •které vyžaduje přesné mechanické a optické díly. Další podstatnou nevýhodou je omezená životnost laseru, která je u špičkových výrobků asi 5000 hodin, což je cca 200 dní nepřetržitého provozu.

Základem bezkontaktního měřiče podle vynálezu je lineární obrazový snímač, který sestává z řady fotocitlivých elementů, na jejichž povrch se pomocí optické soustavy promítá měřený objekt. Výstupní signál z obrazového snímače se vyhodnocuje pomocí navazujících elektronických obvodů. Pro funkci snímače je zapotřebí zajistit jeho napájení předem definovaným impulsním napětím. Zapojení obvodů pro napájení lineárního obrazového snímače a zapojení zesilovacích obvodů je^předmětem vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že první výstup řídicího oscilátoru je přes první budící obvod připojen na první vstup .lineárního obrazové-r ho snímače, na jehož druhý vstup je přes druhý budící obvod připojen řídicí výstup snímkového obvodu, jehož vstup je připojen na výstup řídicího oscilátoru. Napětové výstupy snímkového obvodu jsou připojeny na vstupy rozdělovacího obvodu, jehož oba výstupy jsou připojeny jednak na vstupy blokovacího obvodu, jednak na vstupy budícího stupně. První výstup lineárního obrazového snímače je přes první zesilovač ^; obrazového signálu připojen na první vstup prvního komparátoru obrazového signálu, na jehož druhý vstup je připojen zdroj prvního referenčního napětí. Výstup prvního komparátoru obrazového signálu je připojen na první vstup součtaáho obvodu. Druhý výstup lineárního obrazového snímače je přes druhý zesilovač obrazového signálu připojen,na první vstup druhého komparátoru obrazového signálu, na jehož druhý vstup je připojen zdroj druhého referenčního napětí. Výstup druhého komparátoru obrazového signálu je připojen na druhý vstup součtového obvodu.

Jeho třetí vstup je připojen na první výstup řídicího oscilátoru a čtvrtý vstup na výstup blokovacího obvodu. Výstup součtového obvodu je připojen na další vstup budícího stupně, na jehož následující vstup je připojen řídicí výstup snímkového obvodu. Výstupy zdroje pomocných napětí jsou připojeny na třetí a čtvrtý vstup lineárního obrazového snímače.

Použití bezkontaktního měřiče příčného rozměru podle vynálezu je vhodné zejména pro bezkontaktní měření průměrů kabelů, drátů, trubek a všech dalších předmětů, kde nepí možné přímé kontaktní měření. Příkladem je měření příčného rozměru kabelu v

u ^opláštovacích a vytlačovacích strojů. Po nástřiku izolační hmoty je povrch kabelu v plastickém stavu a teprve v chladícím žlabu se sníží teplota ňastříknuté vrstvy. Podobně například při výrobě trubek z PVC nebo skleněných trubek. Kontaktní měření není možné v řadě případů také v důsledku velké rychlosti pohybu měřeného objektu.

Zapojení napájecích a vyhodnocovacích obvodů bezkontaktního měřiče podle vynálezu je na obr. 1, na obr. 2 jsou časové průběhy jednotlivých napětí.

Jak je patrno z obr. 1, je první výstup řídicího oscilátoru RO připojen přes první budící obvod Bl na první vstup 60

- 3 lineárního obrazového snímače LS. na jehož druhý vstup 70 je přes druhý budicí obvod B2 připojen řídicím výstupem 10 snímkový obvod GX. jehož vstup je připojen na výstup řídicího oscilátoru RO. Napětové výstupy 1-n snímkového obvodu GX jsou připojeny na vstupy rozdělovacího obvodu DO,, jehož oba výstupy jsou připojeny jednak na vstupy blokovacího obvodu BO. jednak na vstupy budicího stupně BS. První výstup lineárního obrazového snímače LS je přes první zesilovač Al obrazového signálu připojen na první vstup prvního komparátorů K1 obrazového signálu, na jehož druhý vstup je připojen zdroj prvního referenčního napětí UR1. Výstup prvního komparátorů Kl obrazového signálu je připojen na první vstup 20 součtového obvodu S. Druhý výstup lineárního obrazového snímače LS je přes druhý zesilovač A2 obrazového signálu připojen na první vstup druhého komparátorů K2 obrazového signálu, jehož druhý vstup je připojen na zdroj druhého referenčního napětí UR2. Výstup druhého komparátorů K2 obrazového signálu je připojen na druhý vstup 30 .součtového obvodu S. Jeho· třetí vstup 40 je připojen na první výstup řídicího oscilátoru RO a čtvrtý vstup 50 na výstup blokovacího obvodu BO. Výstup součtového obvodu S je připojen na další vstup budicího stupně BS. na jehož následující vstup je připojen řídicí výstup 10 snímkového.obvodu GX. Výstupy zdroje PN pomocných napětí jsou připojeny na třetí a čtvrtý vstup 80 a 90 lineárního obrazového snímače LS.

Základním obvodem bezkontaktního měřiče rozměru je řídicí oscilátor RO, který vytváří posunovací obrazové napětí UT. které je přes první budicí obvod přivedeno na první vstup 60 lineárního obrazového snímače, na jehož druhý vstup 70 je přivedeno řídicí snímkové napětí Ux snímkového obvodu GX. Tento snímkový obvod GX představuje vhodně zapojené děliče (kmitočtové děliče tvořené elektronickými Čítači), a na výstupech 1-n těchto' děličů jsou pomocná výstupní napětí U1 - Un. která se přivádějí na vstup rozdělovacího obvodu £0, na jehož výstupu jsou blokovací napětí UL1 a UL2. která vymezují přesně definované oblasti '257940 lineárního obrazového snímače LS. Podrobný časový průběh těchto napětí je na obr. 2. Tató napětí jsou používána pro indikaci vytvoření měřeného předmětu ze zorného pole snímače LS. Výstupní obrazová napětí lineárního snímače LS jsou označena U01 a U02. Předpokládá se obrazový snímač LS s rozdělenou strukturou, tj. s odděleným zpracováním obrazového napětí ze sudých a lichých fotocitlivých elementů snímače LS. Výstupní obrazová napětí U01 a U02 se zesilují pomocí zesilovačů Al a A2 a přivádějí na vstup komparátorů K1 a K2. kde se zesílené obrazové napětí UO1 a U02 porpvnává s referenčními napětími UR1 a UR2. Výstupy z komparátorů se přivádějí na první a druhý vstup součtového obvodu S, ma jehož třetí vstup 40 se přivádí posunovací obrazové napětí UT. Na výstupu součtového obvodu S je impulsní napětí, které odpovídá zastíněné oblasti obrazového snímače LS a tedy i velikosti měřeného objektu. Posouvací obrazové napětí UT prochází na výstup součtového obvodu S pouze v případě, kdy je na výstupu komparátoru napětí logické jedničky, čemuž odpovídá zastínění obrazového snímače LS. Na čtvrtý vstup 30 součtového obvodu S se přivádí napětí z blokovacího obvodu BO. Tento obvod je nastavován pomocí blokovacích napětí rozdělovacího obvodu DO. Blokovací obvod BO dává na svém výstupu napětí, které blokuje součtový obvod S tak, že tento obvod pracuje pouze v oblasti, která je vymezena prvním blokovacím napětím UL1 a druhým blokovacím napětím UL2. Budící stupeň BS zpracovává výše popsané napětí na napětovou úroveň vhodnou k přenosu na vzdálenost několika metrů k vyhodnocovacímu mikropočítači.

Na obr. 2 jsou znázorněny časové průběhy řídicího snímkového napětí Ux snímkového obvodu GX. posunovacího obrazového napějí UT. které vytváří řídící oscilátor RO. Dále je na obrázku znázorněno první a druhé blokovací napětí UL1 a UL2. která vymezuji přesně definované oblasti lineárního obrazového snímače LS a výstupní obrazové napětí UQ1 a U02 ze sudých a lichých fotocitlivých elementů snímače LS. Jako poslední je znázorněno výstupní obrazové impulsní napětí UO. které je na výstupu budícího stupně BS.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zapojení bezkontaktního měřiče příčného rozměru, sestávajícího z lineárního obrazového snímače, základem jehož integrovaných obvodů je řada fotocitlivých prvků, na jejichž povrch se promítá měřený objekt^vyznačené tím, že první výstup řídicího oscilátoru -(RO) je přes první budící obvod (Bl) připojen na první vstup (60) lineárního obrazového snímače (LS), na jehož druhý vstup (70) je přes druhý budící obvod (B2) připojen řídicí výstup (10) snímkového obvodu (GX), jehož vstup je připojen na výstup řídicího oscilátoru (RO) přičemž napětové výstupy (1-n) snímkového obvodu (GX) jsou připojeny na vstupy rozdělovacího obvodu (DO), jehož oba výstupy jsou.připojeny jednak na vstupy blokovacího obvodu (BO), jednak na vstupy budícího stupně (BS), první výstup lineárního obrazového snímače (LS) je přes první zesilovač (Al) obrazového signálu připojen na první vstup prvního komparátoru (Kl) obrazového signálu, jehož druhý vstup je připojen na zdroj prvního referenčního napětí (UR1), přičemž výstup prvního komparátoru (Kl) obrazového signálu je připojen na první vstup (20) součtového obvodu (S), druhý výstup lineárního obrazového snímače (LS) je přes druhý zesilovač (A2) obrazového signálu připojen na první vstup druhého komparátoru (K2) obrazového signálu, jehož druhý vstup je připojen na zdroj druhého referenčního napětí (UR2), přičemž výstup druhého komparátoru (K2) obrazového signálu je připojen na druhý vstup (30) součtového obvodu (S), jehož třetí vstup (40) je připojen na první výstup řídicího oscilátoru (RO) a čtvrtý vstup (50) na výstup blokovacího obvodu (BO), výstup součtového obvodu (S) je připojen na další vstup budícího stupně (BS), na jehož následující vstup je připojen řídicí výstup (10) snímkového obvodu (GX), přičemž výstupy zdroje (PN) pomocných papětí jsou připojeny na třetí a čtvrtý vstup (80/ 90) lineárního obrazového snímače (LS).