RU2153647C2 - Устройство для контроля линейных размеров по принципу триангуляции - Google Patents
Устройство для контроля линейных размеров по принципу триангуляции Download PDFInfo
- Publication number
- RU2153647C2 RU2153647C2 RU98101179/28A RU98101179A RU2153647C2 RU 2153647 C2 RU2153647 C2 RU 2153647C2 RU 98101179/28 A RU98101179/28 A RU 98101179/28A RU 98101179 A RU98101179 A RU 98101179A RU 2153647 C2 RU2153647 C2 RU 2153647C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- receiving system
- forming
- processing unit
- collimating lens
- object under
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Abstract
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в черной и цветной металлургии для измерения толщины проката в условиях горячего производства без остановки технологического процесса. Сущность изобретения состоит в том, что в устройство, содержащее источник света, коллимирующий объектив, приемную систему, детектор и блок обработки сигнала, введены дополнительно еще по одной формирующей и приемной системе, расположенные симметрично относительно исследуемого объекта. Каждая формирующая и приемная системы снабжены сканирующими элементами и угловым датчиком. С помощью устройства можно измерять расстояние до объекта с двух сторон, что существенно в условиях горячего производства. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности, в металлургической промышленности для контроля параметров листового проката в условиях горячего производства без остановки технологического процесса.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому и принятым нами за прототип является известное устройство и способ для оптических измерений на основе триангуляции, позволяющее измерять расстояния до поверхности исследуемого объекта по отраженному свету, содержащее формирующую систему, включающую в себя лазер и установленные по ходу его излучения коллимирующий объектив, приемную систему, состоящую из объектива, формирующего изображение, детектора и блока обработки сигнала (Патент США N 4708483, G 01 В 11/14).
Известное устройство для оптических измерений на основе триангуляции не пригодно для работы в условиях производства горячего проката, так как сам горячий прокат дает сильное фоновое излучение, в результате чего приемная система не распознает световое излучение лазера.
Задачей предлагаемого изобретения является измерение толщины листового проката при работе устройства в условиях горячего производства без остановки технологического процесса.
Она решается следующим образом. В известное устройство введены дополнительно еще по одной формирующей и приемной системе, которые расположены симметрично относительно оси исследуемого объекта. Каждая формирующая и приемная системы дополнительно снабжены сканирующими элементами, состоящими из поворотной платформы, с закрепленным на ней зеркалом и угловым датчиком, что позволяет измерять расстояние до объекта с двух сторон, сверху и снизу относительно оси исследуемого объекта по всей его поверхности. В качестве детектора использован четырехквадрантный фотоприемник, применение которого дает возможность более точной настройки на максимум интенсивности диффузно-рассеянного излучения. В формирующую систему дополнительно введен модулятор, установленный в фокальной плоскости коллимирующего объектива. За коллимирующим объективом по ходу светового потока установлен оптический клин, отводящий часть лазерного излучения для формирования опорного сигнала при осуществлении операции синхронного детектирования в приемном тракте с целью выделения полезного сигнала из смеси сигнала и помех, возникающих в условиях флуктуации фоновых засветок. В тракт приемной системы дополнительно введен набор светофильтров, включающий в себя интерференционный фильтр на рабочую длину волны, что позволяет отсечь фоновое излучение горячего проката.
На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства. На фиг. 2 приведена схема, поясняющая расчеты расстояния до исследуемого объекта методом триангуляции.
Устройство состоит из двух симметрично расположенных частей, каждая из которых содержит источник света (лазер) 1,1', установленные последовательно по ходу его излучения коллимирующий объектив 2,2', в фокальной плоскости которого установлен модулятор светового потока 3,3', клин 4,4', отводящий часть светового потока на фотоприемник 5,5' и сканирующий элемент 6,6', состоящий из поворотной платформы с угловым датчиком и закрепленным на ней зеркалом 7,7'. Световой поток, отражаясь от зеркала 7,7', попадает на исследуемый объект 8. Сканирующий элемент приемной системы 9,9' направляет диффузно-рассеянное от исследуемого объекта 8 излучение на объектив 10,10', формирующий изображение светового пятна на четырехквадрантном фотоприемнике 11,11'. В оптический тракт приемной системы дополнительно введен набор светофильтров 12,12', включающий в себя, в частности, интерференционный фильтр на рабочую длину волны излучения. Четырехквадрантный фотоприемник подключен к блоку обработки 13,13', который дополнительно снабжен устройством синхронного детектирования 14,14'. Работа обеих частей устройства осуществляется при помощи управляющей ЭВМ 15.
Устройство работает следующим образом. Световой поток от лазера 1,1' проходит через коллимирующий объектив 2,2', модулятор светового потока 3,3', клин 4,4', отводящий часть светового потока на фотоприемник 5,5', и попадает на сканирующий элемент формирующей системы 6,6'. Отражаясь от зеркала 7,7', световой поток попадает на исследуемый объект 8. Блок обработки 13,13' определяет угол между оптической осью формирующей системы и направлением падения светового потока на исследуемый объект и далее заносит его в память управляющей ЭВМ. От исследуемого объекта диффузно-рассеянное излучение попадает на сканирующий элемент приемной системы 9,9'. Отражаясь от зеркала, световой поток проходит через набор светофильтров 12,12', объектив 10,10' и попадает на четырехквадрантный фотоприемник 11,11'. С фотоприемника сигнал поступает в блок обработки сигнала 13,13'. Набор светофильтров позволяет пропускать световой поток только рабочей длины волны, отсекая фоновое излучение, которое присутствует при производстве горячего проката. Блок обработки электрически связан с поворотной платформой приемной системы и после анализа пришедшего сигнала дает команду на поиск максимума интенсивности светового потока в диффузно-рассеянном излучении. После того, как будет найден максимум интенсивности светового потока, блок обработки определяет угол между оптической осью приемной системы и направлением на максимум интенсивности диффузно-рассеянного излучения. Полученные значения позволяют методом триангуляции получить данные о расстоянии от сканирующих элементов до исследуемого объекта. Формулы (1) и (2) поясняют метод расчета толщины листового проката (см. фиг. 2).
где h1,2 - расстояние от прямой, соединяющей сканирующие элементы 6, 6', 9, 9' приемной и формирующей систем до исследуемого объекта;
d - расстояние между сканирующими элементами 6, 9 формирующей и приемной систем;
φ1 - угол между оптической осью формирующей системы и направлением падения светового потока на исследуемый объект;
φ2 - угол между оптической осью приемной системы и направлением на максимум интенсивности диффузно-рассеянного излучения.
Точно так же работают симметрично расположенные относительно оси измеряемого объекта дополнительно введенные формирующая и приемная системы. Таким образом, управляющая ЭВМ рассчитывает расстояния от сканирующих элементов формирующих систем до исследуемого объекта с обеих сторон от этого объекта. Зная расстояние между самими сканирующими элементами формирующих систем, определяется толщина исследуемого объекта.
Δ = H-h1-h2, (2)
где Δ - толщина исследуемого объекта;
H - расстояние между сканирующими элементами двух формирующих систем.
где Δ - толщина исследуемого объекта;
H - расстояние между сканирующими элементами двух формирующих систем.
Предложенное техническое решение позволяет проводить измерения толщины листового проката в условиях горячего производства без остановки технологического процесса. При этом применение высокочувствительных фотоприемных устройств, высокоточных угловых датчиков позволяет измерять толщины с достаточно высокой точностью, введение набора светофильтров, включающих в себя интерференционный фильтр на рабочую длину волны, позволяет отсечь фоновое излучение горячего проката, а включение в оптический тракт сканирующих элементов позволяет дополнительно получить информацию о профиле листового проката также без остановки технологического процесса.
Claims (2)
1. Устройство для контроля линейных размеров по принципу триангуляции, содержащее формирующую систему, включающую в себя источник света и расположенный по ходу светового потока коллимирующий объектив, приемную систему, включающую в себя объектив, формирующий изображение, и детектор, блок обработки сигнала, отличающееся тем, что в него введены дополнительно еще по одной формирующей и приемной системе, которые расположены симметрично относительно оси исследуемого объекта, причем каждая из них дополнительно снабжена сканирующим устройством, состоящим из поворотной платформы с закрепленным на ней зеркалом и угловым датчиком, а в качестве детектора использован четырехквадрантный фотоприемник, кроме того, в формирующую систему дополнительно введен модулятор, установленный в фокальной плоскости коллимирующего объектива, за коллимирующим объективом по ходу светового потока установлен клин, отводящий часть светового потока на фотоприемник, в приемную систему введен дополнительно набор светофильтров, включающий в себя интерференционный светофильтр на рабочую длину волны излучения, а блок обработки дополнительно содержит устройство синхронного детектирования.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве источника света применяют лазер.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98101179/28A RU2153647C2 (ru) | 1998-01-09 | 1998-01-09 | Устройство для контроля линейных размеров по принципу триангуляции |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98101179/28A RU2153647C2 (ru) | 1998-01-09 | 1998-01-09 | Устройство для контроля линейных размеров по принципу триангуляции |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU98101179A RU98101179A (ru) | 1999-10-10 |
| RU2153647C2 true RU2153647C2 (ru) | 2000-07-27 |
Family
ID=20201472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98101179/28A RU2153647C2 (ru) | 1998-01-09 | 1998-01-09 | Устройство для контроля линейных размеров по принципу триангуляции |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2153647C2 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2458318C2 (ru) * | 2010-11-02 | 2012-08-10 | Равиль Масгутович Галиулин | Оптоэлектронное устройство контроля толщины листового проката |
| RU2468335C1 (ru) * | 2011-06-01 | 2012-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского" | Способ измерения межэлектродного расстояния в электровакуумных приборах |
-
1998
- 1998-01-09 RU RU98101179/28A patent/RU2153647C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2458318C2 (ru) * | 2010-11-02 | 2012-08-10 | Равиль Масгутович Галиулин | Оптоэлектронное устройство контроля толщины листового проката |
| RU2468335C1 (ru) * | 2011-06-01 | 2012-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского" | Способ измерения межэлектродного расстояния в электровакуумных приборах |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1255796A (en) | Z-axis measurement system | |
| EP1571414B1 (en) | Apparatus and method for surface contour measurement | |
| JPS6036908A (ja) | 三角測量原理に基づく測定法を用いる、物体表面上の点と基準レベルとの間の距離を非接触的に測定するための測量方法 | |
| JPH0650903A (ja) | 表面粒子検出装置及び方法 | |
| CN103344416A (zh) | 一种体全息透射光栅衍射效率测试仪 | |
| JPS6249562B2 (ru) | ||
| TW202024563A (zh) | 厚度量測裝置 | |
| RU2153647C2 (ru) | Устройство для контроля линейных размеров по принципу триангуляции | |
| SE0004702D0 (sv) | Sätt och anordning för testning med ultraljudlaser | |
| JPS58204353A (ja) | 金属物体表面探傷方法 | |
| CA2384005A1 (en) | Detection of inclusions in glass | |
| KR101179952B1 (ko) | 비접촉식 3차원 좌표 측정 장치 | |
| JPS5979122A (ja) | レ−ザパワ−測定装置 | |
| CN110243760A (zh) | 线域频域光学相干层析系统及其纵向坐标标定方法 | |
| JP3340879B2 (ja) | 表面欠陥検出方法および装置 | |
| JPH03111707A (ja) | 物体形状検出方法 | |
| JPH0285704A (ja) | 間隙測定装置 | |
| JP3381420B2 (ja) | 突起検出装置 | |
| JP2000162307A (ja) | 原子炉容器点検ロボットの位置標定用レーザ追尾装置 | |
| FI88204B (fi) | Anordning foer bestaemning av ytformen av foeremaolet | |
| JP2698696B2 (ja) | 表面疵検査方法 | |
| JPS60194334A (ja) | 励起螢光モニタ装置 | |
| JPH05118826A (ja) | 形状検出装置 | |
| JPH06109435A (ja) | 表面変位計 | |
| JPH09113234A (ja) | ２次元形状計測センサー |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060110 |