RU2323054C2 - Photo-electronic device for measuring linear dimensions and monitoring position of articles - Google Patents
Photo-electronic device for measuring linear dimensions and monitoring position of articles Download PDFInfo
- Publication number
- RU2323054C2 RU2323054C2 RU2006118608/28A RU2006118608A RU2323054C2 RU 2323054 C2 RU2323054 C2 RU 2323054C2 RU 2006118608/28 A RU2006118608/28 A RU 2006118608/28A RU 2006118608 A RU2006118608 A RU 2006118608A RU 2323054 C2 RU2323054 C2 RU 2323054C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- digital video
- video camera
- fiber
- matrix
- optical fibers
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области бесконтактных измерений размеров и контроля положения изделий с использованием волоконной оптики и может быть использовано в прокатном производстве, например, для измерения ширины и смещения движущегося проката относительно центральной линии агрегата.The invention relates to the field of non-contact measurement of dimensions and position control of products using fiber optics and can be used in rolling production, for example, to measure the width and displacement of a rolling steel relative to the center line of the unit.
Известно фотоэлектронное измерительное устройство, преобразующее положение светового луча в десятичный код, содержащее цифровое устройство с индикаторами и дешифраторами и оптико-электронный блок с сигнальными жгутами из световодов [а.с. СССР № 319837, кл. С01В 11/02, 1971].A photoelectronic measuring device is known that converts the position of a light beam into a decimal code containing a digital device with indicators and decoders and an optoelectronic unit with signal bundles from optical fibers [a.s. USSR No. 319837, class СВВ 11/02, 1971].
Недостатком описанного устройства такого типа является последующее преобразование многоразрядного параллельного двоичного кода в десятичный код, что требует применения сложных цифровых устройств. С увеличением числа разрядов сложность дешифраторов возрастает чрезмерно быстро, что ухудшает параметры измерительной системы в целом.A disadvantage of the described device of this type is the subsequent conversion of multi-bit parallel binary code to decimal code, which requires the use of complex digital devices. With an increase in the number of discharges, the complexity of the decoders increases excessively quickly, which worsens the parameters of the measuring system as a whole.
За прототип принято фотоэлектронное устройство для измерения линейных размеров тел [а.с. СССР № 335533, кл. G01В 11/02, 1972], содержащее волоконно-оптический преобразователь, состоящий из световодов прямоугольного сечения, входные торцы которых расположены на одной прямой вплотную друг к другу широкими сторонами, образуя входной зрачок, а выходные торцы расположены в виде прямоугольной матрицы, образуя выходной зрачок.For the prototype adopted photoelectronic device for measuring the linear dimensions of the bodies [A. with. USSR No. 335533, class G01B 11/02, 1972], containing a fiber-optic converter, consisting of rectangular optical fibers, the input ends of which are located on one straight line close to each other with wide sides, forming the entrance pupil, and the output ends are located in the form of a rectangular matrix, forming the exit pupil .
Недостатком описанного устройства является последующая развертка преобразованного изображения, что требует применения генератора дискретной развертки с двумя группами управляемых ключей и блока программного управления. С увеличением числа световодов количество управляемых ключей и сложность блока программного управления возрастает чрезмерно быстро, что ведет к усложнению конструкции, ухудшает быстродействие и ограничивает повышение разрешающей способности устройства.The disadvantage of the described device is the subsequent scan of the converted image, which requires the use of a discrete scan generator with two groups of managed keys and a program control unit. With an increase in the number of optical fibers, the number of controlled keys and the complexity of the program control unit grows excessively quickly, which leads to a complication of the design, worsens performance, and limits the increase in resolution of the device.
Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции, повышение быстродействия и разрешающей способности устройства.The technical result of the invention is to simplify the design, increase the speed and resolution of the device.
Технический результат достигается тем, что фотоэлектронное устройство для измерения линейных размеров и контроля положения изделий, содержащее волоконно-оптический преобразователь, состоящий из световодов прямоугольного сечения, входные торцы которых расположены на одной прямой вплотную друг к другу широкими сторонами, образуя входной зрачок, а выходные торцы расположены в виде прямоугольной матрицы, образуя выходной зрачок, согласно изобретению, оно дополнительно содержит источник света, установленный напротив волоконно-оптического преобразователя и перпендикулярно движению изделия, цифровую видеокамеру и компьютер для обработки цифрового видеоизображения, при этом матрица выходных торцов световодов совместно с цифровой видеокамерой размещена в тубусе, выполненном из герметичного материала, при этом объектив видеокамеры расположен над прямоугольной матрицей и его ось перпендикулярна плоскости матрицы, а цифровая видеокамера соединена с компьютером для обработки цифрового видеоизображения.The technical result is achieved by the fact that the photoelectronic device for measuring linear dimensions and controlling the position of products, containing a fiber optic converter consisting of rectangular optical fibers, the input ends of which are located on one straight line adjacent to each other with wide sides, forming the entrance pupil, and the output ends arranged in the form of a rectangular matrix, forming the exit pupil, according to the invention, it further comprises a light source mounted opposite the fiber optic the transducer and perpendicular to the movement of the product, a digital video camera and a computer for processing digital video images, while the matrix of the output ends of the optical fibers together with the digital video camera is placed in a tube made of sealed material, while the lens of the camera is located above the rectangular matrix and its axis is perpendicular to the plane of the matrix, and the digital video camera is connected to a computer for processing digital video.
Благодаря использованию источника света, световодов и цифровой видеокамеры решается проблема обзора ширины и положения движущегося изделия по всей ширине агрегата без потери точности измерения и разрешающей способности фотоэлектронного устройства. Применение цифровой видеокамеры для контроля положения и ширины движущегося изделия предполагает ее установку на определенном расстоянии от изделия для обеспечения обзора по всей ширине агрегата, при этом с увеличением ширины последнего точность измерения устройства падает. Использование светового потока от источника света позволяет точно спроецировать положение и ширину изделия на световоды входного зрачка. Применение цифровой видеокамеры совместно со световодами упрощает передачу изображения контролируемого участка агрегата в компьютер для обработки цифрового видеоизображения без потери разрешающей способности фотоэлектронного устройства и, следовательно, повышает точность измерения, при этом устраняется необходимость изменения расстояния между видеокамерой и изделием при изменении контролируемой ширины агрегата.By using a light source, optical fibers and a digital video camera, the problem of viewing the width and position of a moving product across the entire width of the unit is solved without loss of measurement accuracy and resolution of the photoelectronic device. The use of a digital video camera to control the position and width of a moving product involves installing it at a certain distance from the product to provide an overview of the entire width of the unit, while with an increase in the width of the latter, the measurement accuracy of the device decreases. Using the luminous flux from the light source allows you to accurately project the position and width of the product onto the fibers of the entrance pupil. The use of a digital video camera together with optical fibers simplifies the transfer of the image of the monitored section of the unit to a computer for processing digital video without losing the resolution of the photoelectronic device and, therefore, increases the accuracy of the measurement, while eliminating the need to change the distance between the camera and the product when changing the controlled width of the unit.
Благодаря использованию цифровой видеокамеры и компьютера для обработки цифрового видеоизображения значительно упрощается конструкция, повышается быстродействие фотоэлектронного устройства и, следовательно, улучшается эффективность контроля положения и качество измерения ширины при высоких скоростях транспортировки изделия.Thanks to the use of a digital video camera and a computer for processing digital video images, the design is greatly simplified, the speed of the photoelectronic device is increased, and therefore, the efficiency of position monitoring and the quality of measuring the width at high transportation speeds of the product are improved.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена структурная схема фотоэлектронного устройства для измерения линейных размеров и контроля положения изделий; на фиг.2 - входной зрачок; на фиг.3 - выходной зрачок; на фиг.4 - изображение выходного зрачка в компьютере для обработки цифрового видеоизображения в виде матрицы чисел.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a structural diagram of a photoelectronic device for measuring linear dimensions and monitoring the position of products; figure 2 - entrance pupil; figure 3 - exit pupil; figure 4 - image of the exit pupil in a computer for processing digital video in the form of a matrix of numbers.
Фотоэлектронное устройство для измерения линейных размеров и контроля положения изделий (фиг.1) включает в себя волоконно-оптический преобразователь 1, состоящий из световодов прямоугольного сечения 2, входные торцы которых расположены на одной прямой вплотную друг к другу широкими сторонами, образуя входной зрачок 3, а выходные торцы расположены в виде прямоугольной матрицы, образуя выходной зрачок 4, источника света 5, установленный напротив волоконно-оптического преобразователя и перпендикулярно движению изделия 6, цифровую видеокамеру 7 и компьютер для обработки цифрового видеоизображения 8. Матрица выходных торцов световодов совместно с цифровой видеокамерой размещена в тубусе 9, выполненном из герметичного материала, при этом объектив цифровой видеокамеры 10 расположен над прямоугольной матрицей и его ось перпендикулярна плоскости матрицы. Цифровая видеокамера соединена с компьютером для обработки цифрового видеоизображения.A photoelectronic device for measuring linear dimensions and controlling the position of products (Fig. 1) includes a fiber-
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Световой поток от источника света 5 направлен на волоконно-оптический преобразователь 7. При отсутствии изделия 6 в контролируемой зоне все световоды 2 входного зрачка 3 засвечены. Изделие 6 приходит в зону измерения и занимает положение, указанное на чертеже (фиг.2), перекрывая световой поток от источника света 5. При этом часть световодов 2 входного зрачка 3 волоконно-оптического преобразователя 1 остается засвеченной, что отображается на выходном зрачке 4 (фиг.3) и передается в компьютер для обработки цифрового видеоизображения 8 посредством цифровой видеокамеры 7, выполняющей сканирование и оцифровку изображения матрицы световодов. Выходной зрачок 4 и объектив цифровой видеокамеры 10 расположены в тубусе 9, выполненном из герметичного материала, например пластика, для предотвращения попадания внешнего излучения на выходной зрачок 4. Изображение выходного зрачка 4, оцифрованное с помощью цифровой видеокамеры 7 и поступившее в компьютер для обработки цифрового видеоизображения 8, представляется в виде матрицы чисел размерностью n×m (фиг.4). Каждый элемент (число) числовой матрицы представляет собой яркость соответствующего пикселя изображения (n×m - разрешение цифровой видеокамеры). Световоды 2, на которые не попал световой поток от источника света 5, выделяются в числовой матрице более низкой яркостью (меньшими числами) по сравнению с засвеченными световодами. Таким образом, обрабатывая числовую матрицу можно сделать заключение о ширине и смещении движущего проката от центральной линии технологического агрегата.The luminous flux from the light source 5 is directed to the fiber-optic converter 7. In the absence of the
Значение ширины изделия определяется по формулеThe value of the product width is determined by the formula
где Шизд - ширина изделия, м;where Shizd - product width, m;
Kсу - количество световодов устройства;Ksu - the number of optical fibers of the device;
Ксл - количество световодов, засвеченных слева;Ksl - the number of optical fibers illuminated on the left;
Ксп - количество световодов, засвеченных справа;KSP - the number of optical fibers illuminated on the right;
Шс - ширина узкой стороны прямоугольного световода, м.Шс - width of the narrow side of a rectangular fiber, m.
Значение смещения изделия от центральной линии агрегата определяется по формуле:The value of the displacement of the product from the center line of the unit is determined by the formula:
где Ссмещ - смещения изделия от центральной линии технологического агрегата, м.where Offset - product offsets from the center line of the technological unit, m
Пример.Example.
Пусть Kсу = 600, Ксл = 250, Ксп = 150, Шс = 0,001 м. По формуле (1) Шизд = (600-250-150)·0,001 м = 0,2 м. По формуле (2) Ссмещ = (250-150)·0,001 м = 0,1 м.Let Ksu = 600, Ksl = 250, Ksp = 150, Shs = 0.001 m. By the formula (1) Shizd = (600-250-150) · 0.001 m = 0.2 m. By the formula (2) Offset = (250 -150) · 0.001 m = 0.1 m.
Таким образом, из приведенного выше примера видно, что чем меньше ширина узкой стороны прямоугольного световода, тем выше разрешающая способность и точность измерения фотоэлектронного устройства.Thus, it can be seen from the above example that the smaller the width of the narrow side of the rectangular fiber, the higher the resolution and measurement accuracy of the photoelectronic device.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006118608/28A RU2323054C2 (en) | 2006-05-29 | 2006-05-29 | Photo-electronic device for measuring linear dimensions and monitoring position of articles |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006118608/28A RU2323054C2 (en) | 2006-05-29 | 2006-05-29 | Photo-electronic device for measuring linear dimensions and monitoring position of articles |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006118608A RU2006118608A (en) | 2007-12-10 |
RU2323054C2 true RU2323054C2 (en) | 2008-04-27 |
Family
ID=38903559
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006118608/28A RU2323054C2 (en) | 2006-05-29 | 2006-05-29 | Photo-electronic device for measuring linear dimensions and monitoring position of articles |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2323054C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2542603C2 (en) * | 2013-02-13 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Череповецкий государственный университет" | Fibre optic meter of speed and length |
US20150347259A1 (en) * | 2012-05-09 | 2015-12-03 | Pacific Industrial Co., Ltd. | Server monitoring device and server monitoring system |
RU211605U1 (en) * | 2022-03-09 | 2022-06-15 | Закрытое акционерное общество "Ультракрафт" | Installation for measuring the geometric parameters of sheet material with self-tuning and calibration |
-
2006
- 2006-05-29 RU RU2006118608/28A patent/RU2323054C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150347259A1 (en) * | 2012-05-09 | 2015-12-03 | Pacific Industrial Co., Ltd. | Server monitoring device and server monitoring system |
US9959189B2 (en) * | 2012-05-09 | 2018-05-01 | Pacific Industrial Co., Ltd. | Server monitoring device and server monitoring system |
RU2542603C2 (en) * | 2013-02-13 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Череповецкий государственный университет" | Fibre optic meter of speed and length |
RU211605U1 (en) * | 2022-03-09 | 2022-06-15 | Закрытое акционерное общество "Ультракрафт" | Installation for measuring the geometric parameters of sheet material with self-tuning and calibration |
RU2832532C1 (en) * | 2023-09-13 | 2024-12-24 | Акционерное Общество "Камский Металлургический Комбинат "Тэмпо" | Device for control of rolling and prevention of its exit from rolling line in multi-groove multi-strand continuous rolling mill |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006118608A (en) | 2007-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3807870A (en) | Apparatus for measuring the distance between surfaces of transparent material | |
CN102538687B (en) | Method and device for measuring morphology of moving sample | |
KR950703261A (en) | Video projection device | |
JPH02146514A (en) | Optical apparatus | |
US9880108B2 (en) | Bore imaging system | |
JP6946341B2 (en) | Thread imager and method for determining its use and thread characteristics | |
US6847910B2 (en) | Method and apparatus to measure amount of movement using granular speck pattern generated by reflecting laser beam | |
RU2323054C2 (en) | Photo-electronic device for measuring linear dimensions and monitoring position of articles | |
JP2022501580A (en) | Multi-modality multiplexed lighting for optical inspection systems | |
US4634857A (en) | Imaging arrangement for scanning using stationary optics | |
CN101118314B (en) | Light path system detecting touch article coordinate using MEMS microscope | |
TWI683090B (en) | Optical system for measurement, color luminance meter and color meter | |
US6321604B1 (en) | Electro-optical float position indicator | |
US3604802A (en) | Wide angle photoelectric position detecting device utilizing a conical truncated optical condenser | |
TWI666422B (en) | A displacement sensor device and object displacement measurement method | |
JP2014144127A (en) | Endoscope | |
US10483076B2 (en) | Apparatus, method and system for the calibration of a streak camera | |
RU2386956C1 (en) | Radiooptical endoscope | |
JP6629278B2 (en) | Endoscope | |
CN206804535U (en) | A kind of material scanning system and color selector | |
RU2120866C1 (en) | Contact wire wear checking and recording device | |
CN105929483B (en) | It is a kind of list beam can image transmission optical fibre system and its application | |
CN111897048B (en) | A long-distance transmission imaging optical fiber device | |
US11381722B2 (en) | Electromagnetic wave detection apparatus and information acquisition system | |
SU316924A1 (en) | DEVICE FOR MEASURING DIMENSIONS OF BODIES |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100530 |