PL99586B1 - Sposob i urzadzenie do bezdotykowego pomiaru srednicy przedmiotow cylindrycznych,zwlaszcza rur i pretow - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób bezdotyko¬ wego pomiaru srednicy przedmiotów cylindrycz¬ nych, zwlaszcza rur i pretów, umieszczonych lub przesuwajacych sie w sposób ciagly miedzy glo¬ wicami odpowiedniego urzadzenia i urzadzenia do stosowania tego sposobu.Znane i stosowane sa zasadniczo dwa sposoby bezdotykowego pomiaru srednicy próbek umie¬ szczonych w równoleglej wiazce swiatla, przez rzutowanie ich cienia na przeslone pomiarowa o odpowiednich wymiarach. Pierwszy z tych spo¬ sobów oparty jest o pomiar strumienia swietlne¬ go wpadajacego do przeslony pomiarowej. War¬ tosc tego strumienia swietlnego zalezy od sredni¬ cy przekroju cienia. Pomiar strumienia swietlnego odbywa sie tu przez kompensacyjny pomiar na¬ piecia wystepujacego na wyjsciu fotodetektora umieszczonego za przeslona pomiarowa. Napiecie fotodetektora porównywane jest z napieciem po¬ chodzacym z detekcji odpowiednio przelaczanego przez dodatkowa szczeline wzorcowa nie zaciem¬ niona przez próbke.Drugi sposób oparty jest na metodzie mecha¬ nicznego analizowania oswietlenia przeslony po¬ miarowej, na przyklad przy uzyciu ruchomej szczeliny przesuwajacej sie po przeslonie pomia¬ rowej. Ta droga mozna uzyskac, po detekcji stru¬ mienia swietlnego, impulsy napiecia o czasie trwa¬ nia zaleznym od srednicy cienia wytworzonego przez próbke.Znane urzadzenia do stosowania powyzszych sposobów zawieraja niemodulowane zródla swia¬ tla w postaci zarówek, a wymagana niekiedy mo¬ dulacje swiatla realizuja przy pomocy modulato¬ rów mechanicznych obrotowych lub wibracyjnych.Wyjscie fotodetektora w tego typu urzadzeniach polaczpne jest przez wzmacniacz z ukladem cal¬ kujacym, który wysterowuje wychylowy wskaznik srednicy.Niedogodnosci jakie wystepuja przy tego typu rozwiazaniach, to wplyw promieniowania wlasne¬ go badanej próbki na wynik pomiaru na przy¬ klad przy pomiarze pretów walcowych na goraco wplyw oswietlenia zewnetrznego, wplyw elektrycz¬ nych zaklócen przemyslowych na przyklad przy- dzwieku sieci oraz mechanicznych wibracji. Nie¬ dogodny jest równiez odczyt srednicy ze skali wskaznika wychylowego.Celem wynalazku jest sposób i urzadzenie do bezdotykowego pomiaru srednic eliminujace szko¬ dliwy wplyw promieniowania wlasnego próbek oraz oswietlenia zewnetrznego przy zalozeniu pel¬ nej automatyzacji pomiaru.Cel wynalazku zostal osiagniety za pomoca spo¬ sobu, w którym badana próbke oswietla sie swia¬ tlem lub podczerwienia zmodulowanym w nateze¬ niu, wytworzonym na przyklad w diodzie elektro¬ luminescencyjnej lub laserze, zas srednice próbki okresla sie przez zliczanie, ilosci impulsów modu¬ lacji wystepujacych na wyjsciu fotodetektora w 99 58699 3 cia*u co najmniej jednego okresu analizowania rozkladu oswietlenia przeslony pomiarowej.Przy analizowaniu rozkladu oswietlenia przeslo- ' 'ny^pomiarowej, stosuje sie co najmniej jedna szczeline na ruchomej powierzchni cylindrycznej obracanej z czestotliwoscia pozostajaca w stalym stosunku do czestotliwosci modulacji diody elek- : troluminescencyjnej. Skalowanie i korekcje bledu pomiarowego przeprowadza sie regulujac ilosci i rozklad impulsów na wyjsciu fotodetektora przez decentracje polozenia powierzchni cylindrycz¬ nej wzgledem fotodetektora oraz przez zmiane szczeliny przeslony pomiarowej. Natomiast zmia¬ ne zakresu i rozdzielnosci pomiaru przeprowadza sie zmieniajac szerokosc wiazki swiatla przez umieszczenie optycznych ukladów lunetowych lub pryzmatycznych miedzy próbka a glowicami na¬ dawcza i odbiorcza urzadzenia. Jednoczesnie wla¬ cza sie uklad dzielnika impulsów w liczniku.Urzadzenie posiadajace glowice nadawcza zawie¬ rajaca zródlo swiatla oraz glowice odbiorcza z umieszczonym wewnatrz fotodetektora charaktery¬ zuje sie tym, ze glowica nadawcza zawiera zró¬ dlo swiatla modulowanego elektronicznie w nate¬ zeniu a glowica odbiorcza ma co najmniej jedna szczeline ruchoma umieszczona na powierzchni cy¬ lindrycznej obracana silnikiem elektrycznym oraz licznik który zlicza impulsy na wyjsciu fotodetek¬ tora.Powyzszy sposób zostal zastosowany w urzadze¬ niu skladajacym sie z glowicy nadawczej, glowicy odbiorczej oraz ukladach pomiarowo-odczytowych.Urzadzenie to umozliwia bezdotykowy pomiar srednicy pretów umieszczonych lub przesuwaja¬ cych sie w sposób ciagly miedzy glowica nadaw¬ cza a odbiorcza, przy czym wynik pomiaru nie zalezy od temperatury mierzonej próbki ani od oswietlenia zewnetrznego.Zastosowanie urzadzenia wedlug wynalazku przy kontroli procesów technologicznych w prze¬ mysle na przyklad w hucie, daje konkretne korzy¬ sci ekonomiczne w postaci podniesienia rytmicz¬ nosci i wydajnosci produkcji, uproszczenia obslu¬ gi, obnizenia wlasnych strat materialowych.Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykladzie wykonania na rysunku. Badana prób¬ ke 1 umieszcza sie w równoleglej wiazce swiatla modulowanego 2, wytworzonej przez diode elek¬ troluminescencyjna 3 i obiektyw 4 znajdujace sie w glowicy nadawczej 5. Wiazka swiatla 2, wraz z zawartym w niej cieniem próbki, po przejsciu przez przeslone pomiarowa 6 i obiektyw 7 znaj¬ dujacy sie w glowicy odbiorczej 8, jest analizo¬ wany prz^y pomocy szczeliny 9 wycietej w rucho¬ mej powierzchni cylindrycznej 10. Dioda elektro¬ luminescencyjna 3 jest sterowana sygnalem z ge¬ neratora 11 przez wzmacniacz mocy 12. Ten sam sygnal z generatora 11, po odpowiednim obnize- niu czestotliwosci w dzielniku czestotliwosci 13, steruje przez wzmacniacz mocy 14 silnikiem syn¬ chronicznym 15 napedzajacym mechanizm szczeli¬ ny ruchomej 9. 586 4 Sygnal odebrany w fotodetektorze 16 dochodzi przez wzmacniacz 17 do licznika 18, który uru¬ chamia urzadzenie odczytowe 19. Inny przyklad urzadzenia polega na tym, ze zamiast silnika syn- chronicznego 15 stosuje sie silnik asynchroniczny.Wtedy jednak sygnal do sterowania wzmacniacza mocy 12 pobiera sie z przetwornika obrotowo-im- pulsowego obracanego przez ten sam silnik lub z powielacza czestotliwosci sterowanego sygnalem io z tego przetwornika. PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób bezdotykowego pomiaru srednicy przedmiotów cylindrycznych, zwlaszcza rur i pre¬ tów stosowany w ukladzie w którym badana prób¬ ka umieszczona w równoleglej wiazce swiatla rzuca cien na przeslone pomiarowa umieszczona miedzy próbka a fotodetektorem znamiennym tym, ze badana próbke oswietla sie swiatlem zmodu¬ lowanym w natezeniu, wytworzonym w diodzie elektroluminescencyjnej lub laserze, zas srednice próbki okresla sie przez zliczenie ilosci impulsów modulacji na wyjsciu fotodetektora w ciagu co najmniej jednego okresu analizowania rozkladu oswietlenia przeslony pomiarowej.
2. 2. Sposób bezdotykowego pomiaru srednicy przedmiotów cylindrycznych wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze przy analizowaniu rozkladu 30 oswietlenia przeslony pomiarowej stosuje sie co najmniej jedna szczeline na ruchomej powierzch¬ ni cylindrycznej obracanej z czestotliwoscia pozo¬ stajaca w stalym stosunku do czestotliwosci mo¬ dulacji diody elektroluminescencyjnej. 35
3. 3. Sposób bezdotykowego pomiaru srednicy przedmiotów cylindrycznych wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze skalowanie i korekcje bledu pomiarowego przeprowadza sie regulujac ilosc i rozklad impulsów na wyjsciu fotodetektora przez 40 decentracje' polozenia powierzchni cylindrycznej wzgledem fotodetektora oraz przez zmiane szcze¬ liny przeslony pomiarowej.
4. 4. Sposób bezdotykowego pomiaru srednicy przedmiotów cylindrycznych wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zmiane zakresu pomiarowego i rozdzielczosci pomiaru przeprowadza sie zmie¬ niajac szerokosc wiazki swiatla przez umieszcze¬ nie optycznych ukladów lunetowych lub pryzma¬ tycznych miedzy próbka a glowicami nadawcza i odbiorcza, jednoczesnie wlacza sie uklad dziel¬ nika impulsów w liczniku.
5. 5. Urzadzenie do bezdotykowego pomiaru sred¬ nicy przedmiotów cylindrycznych zwlaszcza rur i pretów, posiadajace glowice nadawcza z zród- * lem swiatla oraz glowice odbiorcza wewnatrz któ¬ rej umieszczony jest fotodetektor, znamienne tym, ze glowica nadawcza (5) zawiera zródlo swiatla (3) modulowanego elektronicznie w natezeniu a glowica odbiorcza (8) ma co najmniej jedna ru- 60 choma szczeline (9), umieszczona na powierzchni cylindrycznej (10) obracana silnikiem elektrycz¬ nym (15) oraz licznik (18) zliczajacy impulsy mo¬ dulacji na wyjsciu fotodetektora (16).99 586 PL