RU1789851C

RU1789851C - Device for checking whickness of flat objects

Info

Publication number: RU1789851C
Application number: SU904629788A
Authority: RU
Inventors: Владимир Григорьевич Сажаев
Original assignee: Отраслевой Научно-Технический Комплекс "Союзцветметавтоматика"
Priority date: 1990-01-02
Filing date: 1990-01-02
Publication date: 1993-01-23

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл контрол толщины плоского проката и ленточных материалов. Цель изобретени - по- вышение точности и автоматизаци контрол за счет исключени погрешности, св занной с нестабильностью ориентации контролируемого объекта в зоне контрол . Зондирующие пучки, направл емые зеркалами 3, 4 и 5, 6 на контролируемый объект перпендикул рно его поверхности, фокусируютс оптическими фокусирующими системами 7 и 8. Увеличение изображени световых п тен на поверхности объекта с помощью фокусирующих систем 7 и 8 и приемных оптических систем проецируютс на поверхность сканирующего блока 13, выполненного в виде сферического сегмента с радиальными прорез ми и установленного по ходу отраженных от объекта пучков на рассто нии от фокальной плоскости фокусирующих систем, равным радиусу сферического сегмента, с возможностью вращени вокруг оси, проход щей через его радиус. В результате сканировани изображений световых п тен на выходах фотоприемного блока 15 формируютс импульсы, пропорциональные их диаметрам. Далее импульсы суммируютс сумматором в блоке 16 обработки сигналов и поступают на регистратор, ripo- градуированный в единицах толщины, 1 П.ф., 2 ИЛ; (Л СThe invention relates to measuring technique and can be used to control the thickness of flat products and tape materials. The purpose of the invention is to increase the accuracy and automation of control by eliminating the error associated with the instability of the orientation of the controlled object in the control zone. The probe beams directed by mirrors 3, 4 and 5, 6 to the controlled object perpendicular to its surface are focused by optical focusing systems 7 and 8. The magnification of the image of light spots on the surface of the object using focusing systems 7 and 8 and receiving optical systems is projected onto the surface of the scanning unit 13, made in the form of a spherical segment with radial cuts and installed along the beams reflected from the object at a distance from the focal plane of the focusing systems, equal to the radius fericheskogo segment rotatable around an axis passing through its range. As a result of scanning light spot images, pulses proportional to their diameters are generated at the outputs of the photodetector unit 15. Next, the pulses are summed by the adder in the signal processing unit 16 and fed to the recorder, ripo-graded in thickness units, 1 pf, 2 IL; (L C

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл контрол толщины плоского проката и ленточных материалов.The invention relates to measuring technique and can be used to control the thickness of flat products and tape materials.

Цель изобретени - повышени точности и автоматизации контрол за счет исключени погрешности, св занной с нестабильностью ориентации контролируемого объекта в зоне контрол .The purpose of the invention is to increase the accuracy and automation of control by eliminating the error associated with the instability of the orientation of the controlled object in the control zone.

На фиг. 1 приведена оптическа схема устройства дл контрол толщины плоских объектов; на фиг.2 - схема, по сн юща принцип работы устройства.In FIG. 1 is an optical diagram of a device for controlling the thickness of flat objects; Fig. 2 is a diagram explaining the principle of operation of the device.

Устройство дл контрол толщины плоских объектов содержит (фиг, 1) осветитель 1A device for controlling the thickness of flat objects contains (Fig. 1) a illuminator 1

(лазер), светоделитель 2, две оптические зеркальные системы, содержащие зеркала 3, 4 и 5, 6, соответственно, две фокусирующие системы 7 и 8, две приемные оптические системы, содержащие отражатели 4,9,10 и 6, 11, 12, соответственно, причем отражатели 9 и 11 выполнены с отверсти ми дл зондирующих пучков, сканирующий блок 13, выполненный в виде сферического сегмента с радиальными прорез ми 14 (фиг.2), фотоприемный блок 15 и блок 16 обработки сигналов, в состав которого входит сумматор 17. Дл более полного использовани светового потока используютс вспомогательные линзы, устанавливаемые перед зеркалами 9 и 11.(laser), beam splitter 2, two optical mirror systems containing mirrors 3, 4 and 5, 6, respectively, two focusing systems 7 and 8, two receiving optical systems containing reflectors 4,9,10 and 6, 11, 12, respectively, with the reflectors 9 and 11 made with holes for the probe beams, a scanning unit 13 made in the form of a spherical segment with radial slots 14 (Fig. 2), a photodetector unit 15 and a signal processing unit 16, which includes an adder 17 . To more fully utilize the luminous flux, auxiliary Lenses mounted in front of mirrors 9 and 11.

vjvj

0000

чэche

0000

елate

Устройство работает следующим образом .The device operates as follows.

Световой поток осветител 1 делитс светоделителем 2 на два примерно равных по интенсивности световых пучка. Поворот- ными зеркалами 3, 5 пучки направл ютс параллельно-поверхност м контролируемой полосы. Пройд вцпомогательные расширите л ьйм Гл йнгзь/Г пучки сначал кр Цент йруЙтсйi и пропускаютс в малые г росветы зеркал §, 11, далее расшир ютс и зеркалами 4, б направл ютс перпендикул рно обеим поверхност м контролируемого участка полосы 18. Выход- ные объективы 7,8 формируют два индентич- ных, расположенных на одной оси перпендикул рной плоскости полосы, световых конуса, направленных остри ми на противоположные поверхности контролируемого участка полосы. Отраженные от обеих поверхностей световые пучки вначале проход т тот же путь, что и падающие, однако на зеркалах 9, 11, име диаметры сечени несоизмеримо больше, чем диаметры падающих пучков света, проход щих в прбсвёты этих зеркал, отражаютс к зеркалам 10, 12 и далее к сканирующему устройству 13, Сканирующее устройствоThe luminous flux of the illuminator 1 is divided by a beam splitter 2 into two light beams of approximately equal intensity. With the rotary mirrors 3, 5, the beams are directed parallel to the surfaces of the controlled strip. Passing through auxiliary ones, expand the first GL / J beams at first cr Cent Centre and pass into the small light of the mirrors §, 11, then expand and mirrors 4, b are directed perpendicular to both surfaces of the controlled section of the strip 18. Output lenses 7 , 8 form two identical light cones located on the same axis of the perpendicular plane of the strip, directed by points to opposite surfaces of the controlled section of the strip. At first, the light beams reflected from both surfaces follow the same path as the incident ones, however, on mirrors 9, 11, the cross-section diameters of which are incommensurably greater than the diameters of the incident light beams passing into the light of these mirrors are reflected to the mirrors 10, 12, and further to the scanning device 13, the Scanning device

разворачивает (во времени) изображение отраженных световых пучков по их диаметрам . При этом на выходе фотоприемного блока 15 по вл ютс электрические импульсы , длительность которых пропорциональна диаметрам отраженных световых пучков в плоскости сканирующего элемента. На выходе сумматора 17 получаютс сигналы пропорциональные сумме длительностей обеих импульсов поступающих со светоприемни- ков, С выхода сумматора сигнал подаетс на регистратор, проградуированный в единицах толщины (на фиг. 1, 2 не показан).expands (in time) the image of the reflected light beams by their diameters. At the same time, electric pulses appear at the output of the photodetector unit 15, the duration of which is proportional to the diameters of the reflected light beams in the plane of the scanning element. At the output of the adder 17, signals proportional to the sum of the durations of both pulses coming from the light receivers are obtained. From the output of the adder, the signal is fed to a recorder calibrated in units of thickness (not shown in Figs. 1, 2).

При угловых отклонени х контролируемой полосы 18 в плоскости: лини измерени - лини , перпендикул рна оси прот жки, изображени световых п тен по поверхности полосы смещаютс на скани- сторе 13 по его диаметру на одинаковую величину. Поэтому изменение скоростей сканировани изображени световых п тен одинаковы по величине и противоположны по знаку и сумма длительностей импульсов на фбтоприемниках не измен етс , и на результат измерени не вли ет. Принцип компенсации других погрешностей, св занных с нестабильностью положени контролируемого объекта в зоне контрол аналогичен.With angular deviations of the controlled strip 18 in the plane: the measuring line is a line perpendicular to the axis of the drive, the images of light spots along the surface of the strip are displaced on the scanner 13 by its diameter by the same amount. Therefore, the change in the scanning speed of the image of the light spots is the same in magnitude and opposite in sign and the sum of the pulse durations at the receivers does not change, and does not affect the measurement result. The principle of compensation for other errors associated with the instability of the position of the controlled object in the control zone is similar.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н И FORMULA AND ZOBRETEN AND

Устройство дл контрол Толщины пло- ских объектов, содержащее осветитель, формирующий пучок света, светоделитель, формирующий два зондирующих пучка, две оптических зеркальных системы, установленные по одной по ходу каждого зондирующих пучка и предназначенные дл освещени контролируемого объекта, фотбприемный блок и блок обработки сигналов, отличающее- с тем. что, с целью повышени точности и автоматизации контрол , оно снабжено двум фокусирующими системами, установлен- ными по одной по ходу каждогоA device for monitoring the Thickness of flat objects, comprising a illuminator forming a light beam, a beam splitter forming two probe beams, two optical mirror systems installed one at a time along each probe beam and intended to illuminate the object being monitored, a photo-receiving unit and a signal processing unit, different from that. that, in order to increase the accuracy and automation of control, it is equipped with two focusing systems, installed one along each

зондирующего пучка после оптических зеркальных систем, двум приемными оптическими системами, установленными поprobe beam after optical mirror systems, two receiving optical systems installed on

одной по ходу отраженных пучков после фокусирующих систем, и сканирующим блоком , выполненным в виде сферического сегмента с радиальными прорез ми, оптически св занным с обеими приемными оптическими системами и установленным по ходу отраженных пучков на рассто нии от фокальной плоскости фокусирующих сис- тем, равным радиусу сферического сегмента , с возможностью вращени вокруг оси,one along the reflected beams after the focusing systems, and a scanning unit made in the form of a spherical segment with radial slits, optically connected with both receiving optical systems and installed along the reflected beams at a distance from the focal plane of the focusing systems equal to the radius spherical segment, rotatable around an axis,

проход щей через радиус, а блок обработки содержит сумматор импульсов.passing through the radius, and the processing unit contains a pulse adder.