Бесконтактный измеритель диаметра

(12) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(71) Заявитель Малое предприятие Научнотехнический центр Диаконт(73) Патентообладатель Малое предприятие Научно-технический центр Диаконт(57) Бесконтактный измеритель диаметра, состоящий из осветительной части, включающей лазер, сканирующее устройство и коллимирующий объектив, пимной части, содержащей фокусирующий объектив и фотоприемное устройство, и измеряемого объекта диаметром , расположенного между осветительной и приемной частями, отличающийся тем, что оптические оси осветительной и приемной частей развернуты друг относительно друга на 180 и сдвинуты на расстояниев плоскости сканирования, где -, а- диаметр рабочего поля за осветительной частью и объектом измерения в рабочем поле расположено зеркало под углом 45 к оптической оси осветительной части на расстоянииот зеркала расположена пентапризма с двумя зеркальными рабочими поверхностями так, что входная грань параллельна оптической оси осветительной части, а выходная грань перпендикулярна оптической оси приемной части рабочие поверхности зеркала и пентапризмы перпендикулярны плоскости сканирования приемная часть и пентапризма конструктивно составляют единый узел с возможностью подвижки в плоскости сканирования в направлении, перпендикулярном оптическим осям осветительной и приемной частей.(56) 1. Любутин О.С. Автоматизация производства стеклянного волокна. - М. Химия, 1973. С. 5-10. 2. А. с. 1216641 СССР МПК 01 В 11/08, 1986 (прототип). 94 Бесконтактный измеритель диаметра относится к области измерительной техники и предназначен для технологического и выходного контроля диаметров в кабельной, машиностроительной и других областях промышленности. Известно устройство для измерения диаметра 1, содержащее осветитель и фотоприемное устройство. Освещая объект измерения световым потоком, фотоэлектрически преобразуют поток в электрический сигнал и измеряют диаметр объекта, исходя из величины ослабления светового потока, вызванного присутствующим в нем объектом измерения. Недостатками данного устройства являются низкая точность измерения вследствие значительной погрешности от смещения объекта в рабочем поле, а также ограниченный диапазон измеряемых размеров. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для бесконтактного измерения диаметров изделий 2. Данное устройство содержит последовательно расположенные лазер, сканирующее устройство, коллимирующий объектив, фокусирующий объектив и фотоприемное устройство и обеспечивает сканирование объекта измерения, расположенного между коллимирующим и фокусирующим объективами, параллельным световым пучком, преобразование теневого изображения объекта в электрический импульс, при измерении длительности которого измеряют диаметр объекта. Недостатком данного прибора является ограниченный диапазон измеряемых размеров, который определяется диаметром рабочего поля измерителя, т.е. рабочими диаметрами коллимирующего и фокусирующего объективов. Задача полезной модели - расширение диапазона измеряемых размеров. Указанная задача решается таким образом, что измеритель диаметра, состоящий из осветительной части, включающей лазер, сканирующее устройство и коллимирующий объектив, приемной части, содержащей фокусирующий объектив и фотоприемное устройство, и объекта измерения, расположенного между осветительной и приемной частями,снабжен зеркалом, расположенным за осветительной частью и объектом измерения диаметромпод углом 45 к оптической оси осветительной части, а на расстоянииот зеркала расположена пентапризма с зеркальными рабочими поверхностями так, что ее входная грань параллельна оптической оси осветительной части, а выходная грань перпендикулярна оптической оси приемной части, причем оптические оси осветительной и приемной систем развернуты друг относительно друга на 180 и сдвинуты на расстояниев плоскости сканирования, рабочие поверхности зеркала и пентапризмы перпендикулярны плоскости сканирования, а приемная часть и пентапризма конструктивно составляют единый узел с возможностью подвижки в плоскости сканирования в направлении, перпендикулярном оптическим осям осветительной и приемной частей. На фигуре представлена схема заявляемого бесконтактного измерителя диаметра. Устройство содержит оптически связанные лазер 1, сканирующее устройство 2, коллимирующий объектив 3, объект измерения 4 диаметром , зеркало 5, пентапризму 6 с зеркальными рабочими гранями, фокусирующий объектив 7, фотоприемное устройство 8, блок обработки информации 9, общее основание 10 для элементов 6, 7, 8 с возможностью подвижек по стрелке А. Устройство работает следующим образом. Излучение от лазера 1 направляется на сканирующее устройство 2. На выходе коллимирующего объектива 3 формируется перемещающийся параллельно его оптической оси узкий пучок света. Объект измерения 4 расположен так, что вышедший из коллимирующего объектива 3 пучок света сканирует один его край, причем объект измерения 4 затеняет не более половины рабочего поля диаметром . Далее зеркало 5 разворачивает рабочий пучок на 90 и направляет его на пентапризму 6. Отразившись от двух зеркальных рабочих поверхностей пентапризмы, пучок света, развернутый на 90, направляется на второй край объекта 4, сканирует его той своей частью, которая не участвовала в сканировании первого края объекта, и направляется на фокусирующий объектив 7. Фокусирующий объектив 7 собирает излучение на фотоприемное устройство 8, с которого снимается фотоэлектрический сигнал, пропорциональный 12, где 1 и 2 - теневые изображения краев объекта 4 на фотоприемном устройстве 8. Сигнал с фотоприемного устройства 8 поступает в блок обработки информации 9, в котором производится вычисление измеряемого диаметра объекта 4 по формуле-12. Диапазон измеряемых размеров объектов измерения 4 изменяется путем подвижки узла 10 по стрелке А в сторону увеличения или уменьшения размера(расстояние между оптическими осями коллимирующего 3 и фокусирующего 7 объективов) с соблюдением соотношения-. Таким образом, сдвиг оптических осей осветительной и приемной частей и их взаимный разворот на 180, установка зеркала и пентапризмы, а также соединение в единый узел пентапризмы и приемной части с возможностью подвижки в направлении, перпендикулярном оптическим осям приемной и осветительной частей, позволяет расширить диапазон измеряемых размеров, который не ограничивается диаметром рабо 2 94 чего поля коллимирующего и фокусирующего объективов, а может изменяться в зависимости от диаметра измеряемого объекта. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.