SU1587338A1 - Устройство дл измерени геометрических параметров движущихс лесоматериалов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  за счет исключени  погрешностей, св занных с изменением уровн  фона. Устройство дл  измерени  геометрических параметров движущихс  лесоматериалов содержит оптически св занные источник 1 света, объектив 2 и фотоэлектрический преобразователь 6, на который проецируетс  теневое изображение бревна 31, двигающегос  по транспортеру 30. В момент отсутстви  бревна 31 в зоне измерени  с помощью датчика 32 наличи  бревна и блока 33 формировани  уровн  порогового напр жени  происход т измерение уровн  фоновой засветки и коррекци  порогового уровн  компаратора 10. При попадании бревна 31 в зону измерени  в первом реверсивном счетчике 8 посто нно отслеживаетс  минимальный диаметр бревна 31, а в счетчике 28 длины бревна вычисл етс  его длина. Значени  длины и минимального диаметра бревна 31 занос тс  в блок 29 регистрации данных. Тактовый генератор 3, формирователь 4 кадра, формирователь 5 импульса начала кадра и формирователь 11 временных зон синхронизируют и управл ют работой остальных элементов устройства. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  геометрических размеров движущихс  лесоматериалов.

Цель изобретени  - повышение точности измерений за счет исключени  погрешностей , св занных с изменением уровн  фона.

На фиг. 1 приведена функциональна  схема устройства; на фиг. 2 - функциональна  схема блока формировани  уровн  порогового напр жени .

Устройство дл  измерени  геометрических параметров движущихс  лесоматериа- лов содержит оптически св занные источник 1 света и обьектив 2, последовательно соединенные тактовый генератор 3, формирователь 4 кадра и формирователь 5 импульса начала кадра, последовательно соединенные фотоэлектрический преобразователь 6, оптически св занный с источником 1 света и управл ющий вход которого соединен с выходом тактового генератора 3, и усилитель 7, первый и второй реверсивные счетчики 8 и 9, компаратор 10, первый вход которого соединен с выходом усилител  7, формирователь 11 временных зон, вы- полненный в виде -последовательно соединенных формировател  12 записи, первый вход которого соединен с выходом формировател  5 импульса начала кадра, фрмировател  13 счета, формировател  14 контрол  и формировател  15 вычитани ,- вторые входы которых соединены соответственно с четвертым, третьим, вторым и первым выходами формировател  4 кадра, . ключ 16 импульсов заполнени , последова- тельно соединенные триггер 17 огибающей видеосигнала, первый вход которого соединен с выходом тактового генератора .3 и первым входом ключа 16 импульсов заполнени , второй вход- с выходом компаратора 10, выход - с вторым входом ключа 16

импульсов заполнени , ключ 18 огибающей видеосигнала, триггер 19 наличи  бревна и триггер 20 длины бревна, второй вход которого соединен с выходом формировател  5 импульса начала кадра, первый элемент И 21, первый вход которого соединен с выходом формировател  14 контрол , второй вход - с выходом триггера 19 наличи  бревна , второй элемент И 22, первый вход кото- рого соединен с выходом формировател  13 счета и вторым входом ключа 18 огибающей видеосигнала, выход - с суммирующим входом первого реверсивного счетчика 8, третий элемент И 23, первый вход которого соединен с выходом формировател  15 вычитани , выход-с вычитающим входом первого реверсивного счетчика 8, ключ 24 запрета, первый вход которого соединен с выходом ключа 16 импульсов заполнени  и вторыми входами второго и третьего элементов И 22, 23, второй вход - с Р-выходом второго реверсивного счетчика 9 и третьим входом третьего элемента И 23, выход - с . вычитающим входом второго реверсивного счетчика- 9, ключ 25 сброса, первый вход которого соединен с выходом формировател  12 записи, вторым входом триггера 19 наличи  бревна и управл ющим входом записи второго реверсивного счетчика 9, вы- ход-с входом сброса первого реверсивного счетчика 8. последовательно соединенные импульсный датчик 26 перемещени , ключ 27 импульсов длины и счетчик 28 длины бревна, второй вход которого соединен с выходом триггера 20 длины бревна, третьими входами первого и второго элементов И 21, 22 и вторыми входами ключей 25, 27 сброса и импульсов длины, блок 29 регистрации данных о длине и минимальном диа- метре бревна, первый информационный вход которого соединен с выходом первого реверсивного счетчика 8 и информационным входом второго реверсивного счетчика

9, второй информационный вход - с выходом счетчика 28 длины бревна, управл ющий вход - с выходом первого элемента И 21, перемещающий транспортер 30, предназначенный дл  транспортировки бревна 31, датчик 32 наличи  бревна, блок 33 формировани  уровн  порогового напр жени , выполненный в виде последовательно соединенных аналого-цифрового преобразовател  34, первый вход которого соединен с выходом усилител  7, входного регистра 35, второй вход которого соединен с выходом формировател  12 записи, и схемы 36 сравнени , второй вход которой соединен с выходом аналого-цифрового преобразовател  34, выход - с третьим входом входного регистра 35. последовательно соединенных селектора 37, первый вход которого соединен с выходом входного регистра 35, выходного регистра 38 и цифроаналогового преобразовател  39, компаратор 10 выполнен управл емым, выход цифроаналогового преобразовател  39 соединен с управл ющим входом компаратора 10, последовательно соединенных элемента ИЛИ-НЕ 40 и четвертого элемента И 41, выход которого соединен с вторым входом выходного регистра 38, последовательно соединенных элемента ИЛИ 42, первый вход которого соединен с выходом формировател  13 счета , второй вход - с выходом формировател  14 контрол  и первым входом элемента ИЛИ-НЕ 40, и п того элемента И 43, второй вход которого соединен с выходом тактового генератора 3, третий вход - с выходом датчика 32 наличи  бревна и вторым входом четвертого элемента И 41, выход - с вторым входом аналого-цифрового преобразовател  34, схемы 44 предустановки, первый, второй и третий выходы которой соединены соответственно с вторым и третьим входами селектора 37 и вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 40.

Устройство работает следующим образом .

Тактовый генератор 3 и формирователь 4 кадра определ ют длительность цикла,т.е. период кадра. Весь период кадра разбиваетс  на четыре временные зоны. Длительность временных зон и их последовательность строго посто нна и зависит от состо ни  формировател  4 кадра. Это состо ние определ етс  тактовым генератором 3, который управл ет работой фотоэлектрического преобразовател  6. Таким образом, режимы работы фотоэлектрического преобразовател  6 и формировател  11 временных зон строго совпадают по времени.

В течение времени зоны записи, вырабатываемого формирователем 12, по команде тактового генератора 3 производитс  запись информации с линейки фоточувствительных элементов в регистр фотоэлектрического преобразовател  6. В течение зоны счета и

5 зоны контрол  формирователей 13 и 14 производитс  вывод импульсных сигналов с ретст- ра фотоэлектрического преобразовател  6 и засветки линейки его фоточувствительных элементов , В течение зоны вычитани  продолжа0 етс  засветка линейки фоточувствительных элементов.

Работа формирователей временных зон происходит следующим образом. В начале

5 кадра формирователь 4 кадра обнулен. Формирователь 5 формирует импульс начала кадра, по которому D-триггер формировател  12 зоны записи устанавливаетс  в единичное состо ние. Когда счетчик форми0 ровател  4 сосчитает определенное количество импульсов, на второй вход . формировател  12 поступает сигнал, который сбрасывает формирователь 12 зоны записи . По заднему фронту сигнала

5 формировател  12 зоны записи устанавливаетс  в единицу формирователь 13 зоны счета. Через определенное количество импульсов формирователь 13 сбрасываетс  по второму входу сигналом счетчика формиро0 вател  4. Работа формирователей 14 и 15 зоны контрол  и вычитани  производитс  аналогичным образом. Если в зоне измерени  устройства отсутствует бревно 31, то D-триггер 17 огибающей видеосигнала за5 крывает ключ 18 огибающей видеосигнала. Так как уровень амплитуды видеосигнала, поступающего на второй вход D-триггера 17 огибающей видеосигнала с выхода компаратора 10 во врем  зоны счета, высокий,

0 D-триггер 19 наличи  бревна сбрасываетс 

по второму входу сигналом формировател 

. 12 зоны записи. В течение зоны счета он не

измен ет свое состо ние, так как ключ 18

огибающей видеосигнала закрыт. D-триггер

5 20 длины бревна переписывает состо ние D-триггера 19 наличи  бревна по сигналу формировател  5. Таким образом, на выходе D-триггера 20 длины бревна в случае отсутстви  бревна в зоне измерени 

0 присутствует высокий уровень сигнала, разрешающий прохождение импульсов формировател  12 зоны записи через ключ 25 сброса на вход сброса первого счетчика 8. Второй счетчик 9 импульсов переписывает

5 состо ние первого счетчика 8 импульсов по сигналу формировател  12 зоны записи, поступающему на управл ющий вход записи второго счетчика 9 импульсов. Таким образом , счетчики 8 и 9 импульсов наход тс  в нулевом состо нии.

В момент отсутстви  бревна 31 в зоне измерени  с помощью блока 32 и 33 осуществл етс  определение уровн  порогового напр жени . После включени  питани  схема 44 (фиг, 2) предустановки на втором вхо- 5 де селектора 37 (фиг. 2) устанавливает максимальный код, после чего подачей сигнала на третий вход селектора 37 коммутирует второй вход селектора 37 с первым входом выходного регистра 38 (фиг. 2). В 10 завершение всего через элемент ИЛИ-НЕ 40 и четвертый элемент И 41 (фиг. 2) на второй вход выходного регистра 38 подаетс  сигнал записи схемой 44 предустановки. Код с выходного регистра 38 поступает на 15 вход цифроаналогового преобразовател  39 (фиг. 2), а с его выхода преобразованный сигнал - на управл ющий вход компаратора 10. Предустановка осуществл етс  дл  тех целей, чтобы, пока не будет определен уро- 20 бень. порогового напр жени , компаратор 10 был заблокирован. Предустановка используетс  только при включении питани , в дальнейшем она в работе устройства не участвует.25

Работа блока 33 уровн  порогового напр жени  жестко син)фонизирована с работой всего устройства и целом. Единичным сигналом, поступающим с формировател  12 зоны записи на второй вход входного 30 регистра 35 (фиг. 2), производитс  его обнуление , после чего блок 33 готов к работе. В момент отсутстви  бревна 31 в зоне измерени  с датчика 32 наличи  бревна на третий вход п того элемента И 43 (фиг. 2) поступает 35 единичный сигнал, на второй вход п того элемента И 43 - сигнал с тактового генератора 3. Запускающим сигналом дл  аналого- цифрового преобразовател  34 (фиг. 2)  вл етс  единичный сигнал, поступающий с 40 выхода элемента ИЛИ 42 (фиг. 2). В период нахождени  формировател  13 зоны счета, а затем и формировател  14 зоны контрол  в единичном состо нии на второй вход аналого-цифрового преобразовател  34 посту- 45 пает тактова  частота с тактового генератора 3.

Преобразованный сигнал с выхода аналого-цифрового преобразовател  34 одновременно поступает на первый вход 50 входного регистра 35 и второй вход схемы 36 (фиг. 2) сравнени . На первый вход схемы 36 сравнени  поступает сигнал с выхода . входного регистра 35. Если число, поступа- . ющее в данный момент на второй вход схе- 55 мы 36 сравнени , больше числа, хранимого в входном регистре 35, то оно записываетс  на его место. Запись осуществл етс  сигналом , поступающим с первого выхода схемы 36 сравнени  на третий вход входнбго реги5

стра 35. Предварительно в входной регистр 35 были записаны нули во все разр ды. В дальнейшем при поступлении следующего цифрового кода с выхода аналого-цифрового преобразовател  34 он сравниваетс  с предыдущим значением. При такой работе к моменту прохождени  всех импульсов с выхода усилител  7 во входном регистре 35 находитс  число, равное максимальному уровню фона. В дальнейшем сигнал с выхода входного регистра 35 через селектор 37 поступает на вход выходного регистра 38.

При установлении формировател  14 зоны контрол  из единичного состо ни  в нулевое на выходе элемента ИЛИ-НЕ 40 возникает перепад из нулевого состо ни  в единичный, тем самым происходит запись числа в выходной регистр 38. С выхода выходного регистра 38 цифровой код поступает на вход цифроаналогового преобразовател  39,а с его выхода преобразованный код - на второ.й вход компаратора 10, Измерение уровн  фона продолжаетс  до тех пор, пока в зоне измерени  отсутствует бревно 31. Дл  блокировки выходного регистра 38 в момент прохождени  бревна 31 сигнал записи предварительно поступает на первый вход четвертого элемента И 41, а на второй вход поступает сигнал с датчика 32 наличи . Бревно 31 перемещаетс  транспортером 30 и попадает в зону измерени  устройства.

Изображение контролируемого бревна 31 проектируетс  с помощью объектива 2 на поверхности линейки с фоточувствительными элементами фотоэлектрического преобразовател  6. По команде тактового генератора 3 информаци  с линейки с фоточувствительными элементами переписываетс  в регистр фотоэлектрического преобразовател  6 и выводитс  в виде им- пульсных сигналов. Эти сигналы усиливаютс  усилителем 7, Амплитуда импульсов зависит от величины освещенности фоточувствительных элементов фотоэлектрического преобразовател  6. Импульсы, амплитуда которых превышает определенный уровень, проход т на выход компаратора 10. D-триггер 17 огибающей видеосигнала открывает ключ 16 импульсов заполнени , если на его второй вход поступает низкий уровень видеосигнала. Импульсы заполнени  проход т с выхода тактового генератора 3 через ключ 16 импульсов заполнени  на входы элементов И 22 и 23 и ключа 24.

Во врем  первого кадра после вхождени  бревна 31 в зону измерени  элемент И 22 OTKpBiT сигналом D-триггера 20 длины бревна. Он хранит состо ние в предыдущем кадре, когда в зоне измерени  не было бревна 31, Ключ 24 запрета, элемент И 23 закрыты низким уровнем сигнала с Р-выхода второго счетчика 9 импульсов, так как он в нулевом состо нии. В течение зоны счета импульсы заполнени  проход т через элемент И 22 и считаютс  первым счетчиком 8 импульсов в режиме сложени . В начале второго кадра после вхождени  бревна 31 в зо ну измерени , устройства D-триггер 20 длины бревна по команде формировател  5 записывает состо ние D-триггера 19 наличи  бревна и запирает элемент И 22, ключ 25 сброса и открывает ключ 27 импульсов длины.

По сигналу формировател  12 зоны записи , поступающему на управл ющий вход записи, второй счетчик 9 импульсов переписывает состо ние первого счетчика 8 импульсов .

В течение зоны счета импульсы заполнени  проход т аналогичным образом на вход ключа 24 запрета и считаютс  вторым счетчиком 9 в режиме вычитани . Если второй измеренный диаметр больше, то второй счетчик 9 импульсов обнул етс  и закрывает ключ 24 запрета и элемент И 23. Если второй диаметр меньше предыдущего, то по окончании зоны измерени  во втором счетчике 9 остаетс  разность в измеренных диаметрах . Эта разность считываетс  счетчиками 8 и 9 импульсов в режиме вычитани  импульсами, поступающими через элемент И 23 и ключ 24 запрета в течение зоны вычитани . После того, как второй счетчик 9 импульсов обнул етс , он закрывает ключ 24 запрета и элемент И 23 сигналом с Р-выхода. В результате в первом счетчике 8 импульсов хранитс  меньший диаметр .

Начина  с второго кадра после вхождени  бревна 31 в зону измерени  устройства, процесс записи во второй счетчик 9 импульсов , вычитани  из него и вычитани  из первого , счетчика 8 импульсов повтор етс  до тех пор. пока бревно не уйдет из зоны измерени  устройства измерени .

Во врем  первого кадра после ухода бревна 31 из зоны измерени  D-триггер 19 наличи  бревна не будет установлен в 1, так как ключ 18 огибающей видеосигнала в течение зоны счета будет закрыт D-тригге- ром 17 огибающей видеосигнала, а D-триггер 20 длины бревна установлен в 1. Во врем  зоны контрол  происходит запись состо ни  первого счетчика 8 импульсов и счетчика 28 длины бревна, который во врем  присутстви  бревна в зоне измерени  устройства считает импульсы датчика 26 в блок 29 регистрации данных о длине и минимальном диаметре бревна по сигналу элемента И 21.

Во врем  второго кадра D-триггер 20 длины бревна переписывает состо ние О 5 D-триггера 19, разреша  тем самым сброс счетчиков 8, 9 и 28. Устройство готово дл  очередного замера. Блок 29 хранит информацию о длине и минимальном диаметре бревна 31 до тех пор, пока в него не будет

10 произведена запись информации об очередном бревне.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  геометрических параметров движущихс  лесоматериа15 лов, содержащее оптически св занные источник света и объектив, последовательно соединенные тактовь1й генератор, формирователь кадра и формирователь импульса начала кадра,, последовательно

   0 соединенные фотоэлектрический преобразователь , оптически св занный с источником света и управл ющим входом с выходом тактового генератора, и усилитель, первый и второй реверсивные счетчики, компара5 тор, первый вход которого соединен с выходом усилител , формирователь временных зон, выполненный в виде последовательно соединенных формировател  записи, первый вход которого соединен с выходом фор0 мировател  импульса начала кадра, формировател  счета, формировател  контрол  и формировател  вычитани , вторые входы которых соединены соответственно с четвертым, третьим, вторым и первым выхо5 дами формировател  кадра, ключ импульсов заполнени , последовательно соединенные триггер огибающей видеосигнала , первый вход которого соединен с выходом тактового генератора и первым

   0 входом ключа импульсов заполнени , второй вход соединен с вь1ходом компаратора, выход соединен с вторым входом ключа импульсов заполнени , ключ огибающей видеосигнала , триггер наличи  бревна и триггер

   5 длины бревна, второй вход которого соединен с выходом формировател  импульса начала кадра, первый элемент.И. первый вход которого соединен с выходом формировател  контрол , второй вход соединен с выхо0 дом триггера наличи  бревна, второй элемент И, первый вход которого соединен с выходом формировател  счета и вторым входом ключа огибающей видеосигнала, выход соединен с суммирующим входом пер5 вого реверсивного счетчика, третий элемент И. первый вход которого соединен с выходом формировател  вычитани , выход соединен с вычитаюидим входом первого реверсивного счетчика, ключ запрета, первый вход которого соединен с выходом ключа имплуьсов заполнени  и вторыми входами второго и третьего элементов И, второй вход соединен с Р-выходом второго реверсивного счетчика и третьим входом третьего элемента И. выход соединен с вычитающим входом второго реверсивного счетчика, ключ сброса, первый вход которого соединен с выходом формировател  записи, вторым входом триггера наличи  бревна и управл ющим входом записи второго реверсивного счетчика, выход соединен с входом сброса первого реверсивного счетчика, последовательно соединенные импульсный датчик перемещени , ключ импульсов длины и счетчик длины бревна, второй вход которого соединен с выходом триггера длины бревна, третьими входами первого и второго элементов И и вторыми входами ключей сброса и импульсов длины, блок регистрации данных о длине и минимал ь- ном .диаметре бревна, первый информаци- онный вход которого соединен с выходом первого реверсивного счетчика и информационным входом второго реверсивного счетчика, второй информационный вход соединен с выходом счетчика длины бревна, управл ющий, вход соединен с выходом riepBoro элемента И. перемещающий транспортер , кинематически св занный с импульсным датчиком перемещени , о т л и ч а ю щ е е с   тем. что. с целью повышени  точности , оно снабжено датчиком наличи  бревна и блоком формировани  уровн  порогового напр жени , выполненным в виде последовательно соединенных аналого-цифрового преобразовател , первый вход которого соединен с выходом усилител , входного регистра , второй вход которого соединен с выходом формировател  записи, и схемы сравнени , второй вход которой соединен с выходом аналого-цифрового преобразовател , выход соединен с третьим входом входного регистра, последовательно соеди- 0 ненных селектора, первый вход которого соединен с выходом входного регистра, выходного регистра и цифроаналогового преобразовател , компаратор выполнен управл емым, выхрд цифроаналогового 5 преобразовател  соединен с управл ющим входом компаратора, последовательно соединенных элемента ИЛИ-НЕ и четвертого элемента И, выход которого соединен с вторым входом выходного регистра, после- 0 довательно соединенных элемента ИЛИ. первый вход которого соединен с выходом формировател  счета, второй вход соединен с выходом формировател  контрол  и первым входом элемента ИЛИ-НЕ. и п toгo 5 элемента И. второй вход которого соединен с выходом тактового генератора, третий вход соединен с выходом датчика наличи  бревна и вторым входом четвертого элемента И, выход соединен с вторым входом ана- 0 лого-цифрового преобразовател , схемы предустановки, первый, второй и третий выходы которой соединены соответственно с вторым и третьим входами селектора и вторым входом элемента ИЛИ-НЕ. 35

   От блока 7

   От блокаЗ

   От йиодга 32

   От б л ока /2

   К блоку Л

   От Йл«о

   7«

   JJ I