Устройство для измерения толщины листовых изделий на конвейере
Полезная модель относится к измерительной технике, а именно, к бесконтактным оптическим устройствам измерения толщины листовых изделий на конвейере, и может быть использована, например, в строительстве в процессе производства кровельных и картонно-рубероидных материалов.
Использование полезной моделью позволяет повысить надежность эксплуатации устройства.
Устройство для измерения толщины листовых изделий на конвейере содержит несколько пар лазерных триангуляционных датчиков 1-6, находящихся в корпусах 13. Одни датчики в каждой паре расположены над плоскостью листового изделия 7, а другие датчики - с противоположной стороны плоскости листового изделия 7. Корпуса 13 снабжены входными отверстиями 15, соединенным посредством патрубков 16 с магистралью сжатого воздуха 17. Подача сжатого воздуха на поверхность листового изделия 7 обеспечивает эффективное удаление с нее продуктов, выделяющихся из листового изделия 7 - мелких твердых частиц, пыли или пара.
2 илл.
Полезная модель относится к измерительной технике, а именно, к бесконтактным оптическим устройствам измерения толщины листовых изделий на конвейере, и может быть использована, например, в строительстве в процессе производства кровельных и картонно-рубероидных материалов.
В качестве ближайшего аналога заявляемого технического решения выбрано устройство для измерения толщины листовых изделий на конвейере, описанное в патенте США 
5581353, МПК6 G01B 11/06, 1996 г.). Определение толщины листовых изделий в указанном устройстве производится с помощью нескольких пар лазерных триангуляционных датчиков. Лазерные триангуляционные датчики содержат средства формирования зондирующего луча и средства регистрации и обработки отраженного излучения, находящиеся в корпусе. Корпус каждого лазерного триангуляционного датчика снабжен выходным отверстием для доступа к поверхности листового изделия зондирующего луча и доступа отраженного излучения к средствам регистрации и обработки отраженного излучения. В каждой паре первые датчики расположены с одной стороны относительно плоскости листового изделия, а вторые датчики расположены с другой стороны относительно плоскости листового изделия таким образом, что в каждой паре датчики установлены напротив друг друга, и проекции зондирующих лучей датчиков в каждой паре сходятся на плоскости листового изделия в одну общую точку. Совокупность всех полученных общих точек образует линию, в частном случае - ортогональную боковым сторонам листового изделия и направлению перемещения листового изделия по конвейеру. Плоскости триангуляции датчиков ортогональны плоскости листового изделия и параллельны друг другу, при этом указанные плоскости триангуляции содержат вектор, в направлении которого движется по конвейеру листовое изделие. Все лазерные триангуляционные датчики подключены к блоку обработки, в котором по результатам измерений отдельными датчиками производится вычисление толщины листового изделия.
Недостатком известного устройства является недостаточная надежность эксплуатации, обусловленная тем обстоятельством, что материал листового изделия, например, в виде мелких частиц, пыли или пара (в том случае, когда листовое изделие нагрето до высокой температуры или включает легколетучие компоненты), может попадать на конструктивные элементы лазерных триангуляционных датчиков и препятствовать формированию на поверхности листового изделия зондирующего луча и/или доступу отраженного от поверхности листового изделия излучения к средствам регистрации и обработки отраженного излучения.
Задача, решаемая заявляемой полезной моделью - повышение надежности эксплуатации устройства для измерения толщины листовых изделий на конвейере.
Указанная задача решается тем, что устройство для измерения толщины листовых изделий на конвейере, содержащее первые лазерные триангуляционные датчики со средствами формирования зондирующего луча и средствами регистрации и обработки отраженного излучения, расположенные с одной стороны относительно плоскости листового изделия, и вторые лазерные триангуляционные датчики со средствами формирования зондирующего луча и средствами регистрации и обработки отраженного излучения, расположенные с противоположной стороны относительно плоскости листового изделия, и устройство управления и обработки информации, связанное с первыми и вторыми лазерными триангуляционными датчиками, при этом первые и вторые лазерные триангуляционные датчики расположены попарно напротив друг друга таким образом, что число первых лазерных триангуляционных датчиков равно числу вторых лазерных триангуляционных датчиков и проекции зондирующих лучей в каждой паре лазерных триангуляционных датчиков сходятся на плоскости листового изделия в одну общую точку, а плоскости триангуляции каждого лазерного триангуляционного датчика лежат в общей плоскости, ортогональной плоскости листового изделия и направлению движения листового материала на конвейере, при этом каждый лазерный триангуляционный датчик помещен в корпус, снабженный выходным отверстием для доступа к плоскости листового изделия зондирующего луча и доступа отраженного излучения к средствам регистрации и обработки отраженного излучения, снабжено магистралью сжатого воздуха; корпуса лазерных триангуляционных датчиков выполнены в виде полых раструбов, сужающихся в направлении листового изделия, и снабжены входными отверстиями для подсоединения к магистрали сжатого воздуха и средствами соединения входных отверстий корпусов с магистралью сжатого воздуха; выходные отверстия корпусов выполнены с возможностью доступа сжатого воздуха к поверхности листового изделия, а плоскости триангуляции лазерных триангуляционных датчиков ориентированы таким образом, что они лежат в общей плоскости, ортогональной плоскости листового изделия и направлению движения листового материала на конвейере.
В варианте технического решения корпуса лазерных триангуляционных датчиков установлены на общей раме.
Полезная модель иллюстрируется чертежами. На фиг.1 схематически показано заявляемое устройство, на фиг.2 иллюстрируется выполнение лазерного триангуляционного датчика и корпуса.
Устройство для измерения толщины листовых изделий на конвейере содержит, например, три пары лазерных триангуляционных датчиков, образованных, соответственно, датчиками 1 и 2, 3 и 4, 5 и 6. Пары датчиков 1 и 2, и 5 и 6 размещены на противоположных боковых сторонах листового изделия 7, движущегося по конвейеру 8 в направлении стрелки А, а пара датчиков 3 и 4 размещена в центре листового изделия 7. Датчики 1, 3 и 5 - первые датчики - расположены над плоскостью листового изделия 7, а датчики 2, 4 и 6 - вторые датчики - расположены под плоскостью листового изделия 7, т.е. с противоположной стороны относительно его плоскости. Каждый лазерный триангуляционный датчик снабжен средствами формирования зондирующего луча, выполненными в виде лазерного диода 9 и оптической системы 10, и средствами регистрации и обработки отраженного излучения, выполненными в виде камеры 11. Плоскости триангуляции датчиков 1, 2, 3, 4, 5 и 6 ориентированы в пространстве таким образом, что они лежат в одной общей плоскости, которая ортогональна плоскости листового изделия 7 и направлению его движения на конвейере 8. Камеры 11 датчиков 1, 2, 3, 4, 5 и 6 подключены к устройству управления и обработки информации 12.
Количество пар лазерных триангуляционных датчиков может быть произвольным, но не меньше двух пар, располагаемых в таком случае на противоположных боковых сторонах листового изделия.
Каждый лазерный триангуляционный датчик 1-6 находится в корпусе 13, выполненном в виде полого раструба, сужающегося в направлении листового изделия 7. Все корпуса 13 установлены на общей раме 14, которая выполнена таким образом, что конвейер 8 свободно проходит внутри рамы 14. Корпус 13 снабжен входным отверстием 15, соединенным посредством патрубка 16 с магистралью сжатого воздуха 17, и выходным отверстием 18, выполненным с возможностью доступа к плоскости листового изделия 7 зондирующего луча, доступа отраженного излучения к камере 11 и доступа сжатого воздуха к плоскости листового изделия 7.
Заявляемое устройство работает следующим образом. Листовое изделие 7 движется по конвейеру 8 в направлении стрелки А. Устройство управления и обработки информации 12 синхронизирует работу лазерных триангуляционных датчиков 1-6, измеряющих толщину листового изделия t. Проекции зондирующих лучей датчиков в каждой паре датчиков 1-2, 3-4, 5-6 сходятся на плоскости листового изделия 7 в одну общую точку, и совокупность полученных таким образом трех точек формирует световую линию, ортогональную боковым сторонам листового изделия 7 и направлению его перемещения по конвейеру 8. Определение величины t производится по формуле
где В - расстояние от плоскости листового изделия 7 до базовой плоскости одного из лазерных триангуляционных датчиков в данной паре датчиков (например, датчика 1, 3, 5), С - расстояние от плоскости листового изделия 7 до базовой плоскости другого лазерного триангуляционного датчиков в данной паре датчиков (соответственно, датчика 2, 4, 6), А - некоторая постоянная, равная расстоянию между базовыми плоскостями датчиков в данной паре (например, равная расстоянию между выходными отверстиями корпусов датчиков). Искомая толщина листового изделия t0 определяется в устройстве 12 как среднее значение результатов измерений трех пар датчиков - двух измерений на краях листового изделия 7, и одного измерения - в центре листового изделия 7. Сами результаты измерений t для каждой пары датчиков могут рассматриваться как среднее значение n измерений, осуществляемых каждой парой датчиков в секунду.
В процессе измерения толщины листового изделия в корпуса 13 лазерных триангуляционных датчиков 1-6 из магистрали 17 через патрубки 16 подается сжатый воздух. Подача сжатого воздуха в корпуса, выполненные в виде полых раструбов, сужающихся в направлении листового изделия, приводит к тому, что в корпусах 1-6 создается избыточное давление, и через выходное отверстие 18 струя сжатого воздуха подается на поверхность листового изделия 7, обеспечивая - в совокупности с такой ориентацией плоскостей триангуляции лазерных триангуляционных датчиков, при которой они находятся в одной общей плоскости, ортогональной плоскости листового изделия и направлению движения листового материала на конвейере - быстрое и эффективное удаление с поверхности листового изделия выделяющихся из него продуктов: мелких твердых частиц, пыли или пара, которые, как правило, летят в направлении движения листового изделия и при выбранной ориентации плоскостей триангуляции датчиков 1-6 не попадают на конструктивные элементы лазерных триангуляционных датчиков - лазерный диод, оптическую систему, камеру. Выполнение корпусов 13 в виде полых раструбов, сужающихся в направлении листового изделия, повышает скорость потока сжатого воздуха, поступающего на поверхность листового изделия 7, и, соответственно - эффективность удаления с поверхности листового изделия 7 выделяющихся из него продуктов.
Как следствие, заявляемое устройство - по сравнению с ближайшим аналогом - более надежно в эксплуатации.
1. Устройство для измерения толщины листовых изделий на конвейере, содержащее первые лазерные триангуляционные датчики со средствами формирования зондирующего луча и средствами регистрации и обработки отраженного излучения, расположенные с одной стороны относительно плоскости листового изделия, и вторые лазерные триангуляционные датчики со средствами формирования зондирующего луча и средствами регистрации и обработки отраженного излучения, расположенные с противоположной стороны относительно плоскости листового изделия, и устройство управления и обработки информации, связанное с первыми и вторыми лазерными триангуляционными датчиками, при этом первые и вторые лазерные триангуляционные датчики расположены попарно напротив друг друга таким образом, что число первых лазерных триангуляционных датчиков равно числу вторых лазерных триангуляционных датчиков, и проекции зондирующих лучей в каждой паре лазерных триангуляционных датчиков сходятся на плоскости листового изделия в одну общую точку, при этом каждый лазерный триангуляционный датчик помещен в корпус, снабженный выходным отверстием для доступа к плоскости листового изделия зондирующего луча и доступа отраженного излучения к средствам регистрации и обработки отраженного излучения, отличающееся тем, что оно снабжено магистралью сжатого воздуха; корпуса лазерных триангуляционных датчиков выполнены в виде полых раструбов, сужающихся в направлении листового изделия, и снабжены входными отверстиями для подсоединения к магистрали сжатого воздуха и средствами соединения входных отверстий корпусов с магистралью сжатого воздуха; выходные отверстия корпусов выполнены с возможностью доступа сжатого воздуха к поверхности листового изделия, а плоскости триангуляции лазерных триангуляционных датчиков ориентированы таким образом, что они лежат в общей плоскости, ортогональной плоскости листового изделия и направлению движения листового материала на конвейере.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпуса лазерных триангуляционных датчиков установлены на общей раме.
