Устройство для измерения объема бревен

 

Изобретение относится к области сортировки предметов по их параметрам и позволяет повысить точность работы устройства путем осуществления оперативного контроля его работы. По команде узла управления 16 коммутатор 17 поочередно подключает фотодатчики 12 к двоичному счетчику 18, затем информация поступает на регистр умножения 19, откуда результат в двоичном коде поступает в блок 5, где величина диаметра возводится в квадрат . Импульсы с датчика 14 через узел управления 20 поступают в счетчик 22, где подсчитывается длина в двоичном коде и затем подсчитывается объем бревна. Блок 8 имитации параметров бревен позволяет.проверить исправность всех узлов и блоков устройства и точность расчета объема. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (l9) (I I) l.5I)4 В 07 С 5/08 3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЙМЪ11

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 39! 4694/40-1 2 (22) 16.05.85 (46) 15.03.88. Бюл. Ф 10 (72) Н.Н.Егоров, В.М.Ширшов, С.P.Ilaнян, В.П.Прокофьев и Н.А.Якушевич (53) 621.928(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1256279, кл. В 07 С 5/08, !984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ OhbENA

БРЕВЕН (57) Изобретение относится к области сортировки предметов по их параметрам и позволяет повысить точность работы устройства путем осуществления оперативного контроля его работы.

По команде узла управления 16 коммутатор 17 поочередно подключает фотодатчики 12 к двоичному счетчику 18, затем информация поступает на регистр умножения 19, откуда результат в двоичном коде поступает в блок 5, где величина диаметра возводится в квадрат. Импульсы с датчика 14 через узел управления 20 поступают в счетчик 22, где подсчитывается длина в двоичном коде и затем подсчитывается объем бревна. Блок 8 имитации параметров бревен позволяет. проверить исправность всех узлов и блоков устройства и точность расчета объема. 2 ип.

1380808

Изобретение относится к сортировке предметов по их параметрам, в частности бревен, и предназначено для проведения операций, предшествующих сортировке, — определению диаметров, длин и объемов бревен.

Цель изобретения — повьппение точности работы устройства путем осуществления оперативного контроля его работы.

На фиг.1 показана структурная блок-схема устройства; на фиг.2 принципиальная схема блока имитации параметров бревен. !5

Устройство содержит блок 1 измерения диаметров бревен, генератор 2 тактовых импульсов, блок 3 вычисления диаметра, блок 4 вычисления длины, блок 5 вычисления объема, блок 20

Ь индикации, блок 7 регистрации, блок

8 имитации параметров бревен с источником 9 питания (+ 5в).

Блок 1 содержит фотодатчик 10 и осветитель 11 наличия бревна, фото- 25 датчики 12 и осветители 13 измерения диаметра бревна, количество которых определяется заданной дискретностью измерения диаметра, например, через

4 мм, и максимальным диаметром бре- ЗР вен, датчик 14 контроля перемещения бревна.

Блок 3 вычисления диаметра содержит узел 15 совпадения, узел 16 управления, коммутатор 17, узел !8 дво- 35 ичных счетчиков импульсов и узел !9 регистров. Блок 4 вычисления длины содержит узел 20 управления, делитель 21 частоты тактовых импульсов, двоичный счетчик 22 импульсов. Блок 40

5 вычисления объема содержит узел 23 возведения в квадрат, узел 24 управления, узел 25 умножения, сумматор

26, преобразователь 27 кода, узел 28 оперативной памяти. 45

Блок 6 индикации содержит цифровой индикатор 29 с оперативной памятью общего объема, аналогичные индикатор 30 объема по диаметрам и индикатор 31 объема по длинам.

Блок 7 регистрации содержит цифропечатающее устройство и перфоратор (не показаны).

Блок 8 имитации бревен содержит кодирующий Узел 32, фоРмирователи 33, 34 импульсов, узел 35 разрядности, узел 36 цифровых индикаторов-счетчиков на три разряда, преобразователь

37 кода, формирователь 38 импульсов, генератор 39 импульсов, узел 40 счетчика и дешифраторов, кодирующий узел

41, кнопку 42 "Сброс" и кнопку 43

"Пуск".

Выход тактового генератора 2 подключен к одному из входов узла 15 блока 3, к другому входу которого подключен фотодатчик 10 наличия бревна. К входу коммутатора 17 блока 3 подключены фотодатчики 12 измерения диаметра бревна. На первый вход блока 4 подключен выход фотодатчика 1.0, на второй вход — выход датчика 14, к третьему входу блока 4 — выход блока 8 имитации объемов бревен.

Выход тактового генератора 2 подключен к входам узлов 15, 21 и 24.

Выход узла 20 блока 4 соединен с входами узлов 16, 24 и 25.

Выход блока 5 подключен к.информационным входам цифровых индикаторов

29 — 31 блока 6. Выход блока 3 подключен к входам узлов 23, 25 и 28 блока 5. Осветители 11 и 13 световыми потоками связаны с соответствующими фотодатчиками 10 и 12. Узел 15 совпадения блока 3 одним иэ входов и выходом соединен с узлом 16 управления, другой выход которого подключен параллельно к управляющим входам коммутатора 17, узла 18 и узла 19 ре-. гистров.

На информационные входы коммутатора 17 подключены фотодатчики 12 измерения диаметра бревна и выход узла 37 блока 8.

Выход коммутатора 17 соединен со счетным входом узла 18 счетчиков, выход которого подключен к информацнонному входу узла )9 регистров.

Выход делителя 21 частоты блока

4 соединен с одним из входов узла

20 управления, выход которого подключен к счетному входу счетчика 22 импульсов.

Выход узла 24 управления блока 5 подключен к управляющим входам узлов

23, 25, сумматора 26, преобразователя 27 кода и узла 28 оперативной памяти. В блоке 5 выходы регистров 23 соединены с вторыми информационными входами узла 25 умножения, выход ко- торого подключен к информационному входу сумматора 26.

Выход сумматора 26 подключен к входу преобразователя 27 кода, выход которого соединен с входом узла 28.

)380808

Кодовые выходы индикаторов 29

31 подключены к входам блока 7.

Вход узла 32 подключен к источнику 9 питания, а выходы узла 32 соединены соответственно с входами формирователей 33 и 34 импульсов.

Второй вход формирователя 33 подключен к источнику 9 питания, а выход формирователя 33 соединен с разрешающим входом узла 35 разрядности, счетный вход которого подключен к выходу формирователя 34.

Счетные выходы узла 35 соединены со счетными входами узла 36. Выходы узла 36 подключены к входам преобразователя 37 кода, выход которого соединен с входом узла 17 блока 3. Вход кнопки 42 "Сброс" соединен с источником 9 питания, а выход — с входом 20 формирователя 38. Выход формирователя 38 подключен к К-входу узла 35, к К-входу генератора 39, к К-входу узла 40 и к входу узла 41. Выход кнопки Пуск 43 соединен с j-входом 25 генератора 39, а вход — с источником

9 питания. Выход генератора 39 подключен к счетному входу узла 40, выходы которого подключены на соответствующие входы кодирующего узла 41.

Выход узла 41 соединен с входом узла 20 блока 4.

Выполнение узлов, входящих в состав блока 8 имитации параметров бревен, следующее.

Кодирующий узел 32 диаметра реали35 зуется, например, на базе телефонного номеронабирателя, формирователь

33 имеет ввод 44 питания и состоит из триггера Шмитта 45 типа К155ТЛ), элементов И-НЕ 46 — 48 типа К155ЛАЗ, резисторов 49 — 51 типа МЛТ илиОМЛТ и конденсатора 52 типа СГМ.

Формирователи 34 и 38 импульсов аналогичны и представляют из себя 45

RS-триггеры с инвертором íà R-входе, они реализованы на элементах И-НЕ

53 — 55 типа К155ЛАЗ.

Узел 35 разрядности состоит из двоичного счетчика 56 типа К155ИЕ2

50 или К155ИЕ5, дешифратора 57 типа

К!55НДI или К)55НД9 и элементов И 5860 типа К!55JIH) или Е155ЛИ5.

Узел 36 собран из серийных цифровых индикаторов-счетчиков марки

Ф207А, Ф208А или Ф228А.

Узел 37 реализован на микросхемахпреобразователях двоично-десятичного кода в двоичный типа К155ПР6.

I енератор 39 собран на )-к-триггерах 6) типа K155TBI, элементах 11HF, 62 — 65 типа К)55ЛЛЗ, конденсатора 66 марки СГМ и резисторе 67 тип;.

ОМ.))Т или МЛТ.

Узел 40 реализован на двоичном счетчике 68 типа К155ИЕ2 или K)551)F.5, дешифраторах 69 и 70 типа К155Н. I! или 155IIД9 и развязывающих диодах 7!в

78 типа КДIОЗА.

Кодирующий узел 41 состоит из клавишного переключателя с секциями 79, 80 типа П2К или П2КЛ и триггера Шмитта 8Т типа К155ТЛI.

Фотодатчики 10 и 12 собраны по схеме транзисторного ключа, например, на базе фоторезисторов типа СФЗ и транзистора КТЗ)5Б.

Осветителями ll, 13 могут служить, например, лампы накаливания КГП 2201650.

Тактовый генератор 2 может быть собран, например, на микросхемах типа К155ЛАЗ и К155ЛА8.

Блоки 3 и 4 могут быть реализованы, например, на микросхемах серии

KI55ЛИ1, К!55КП7, K)55ИЕ6, K)55ЛА8, К135ЛАЗ, K155TBI, К)55ЛН)3 К155НД).

Блок 5 может быть выполнен, например, на микросхемах серии К)55ЛИ), KI55ИЕ6, К155ИРIЗ, КI55ЛА8, К155ЛАЗ, Kl55TB!, К155ЛА7, К155ЛН), К155ИЕ7, К)55РУ2, К)55ЛРЗ.

В качестве датчика 14 контроля перемещения может быть использован датчик перемещения дискретный фотоэлектрический типа ПДФ-3 (преобразователь угла поворота в, число импульсов).

Блок 6 может быть выполнен на микросхемах типа K)55JIA3, К!55ЛИI и цифровых индикаторах типа Ф228Е или

Ф208Е (цифровой индикатор с суммирующим счетчиком, памятью и кодовым выходом).

Блок 7 монтируется, например, из триггеров типа МП26, П214, цифропечатающего устройства марки "Строка-190" и параллельно включенных перфораторов типа ПЛ-80 или ПЛ-)50.

Устройство работает следующим образом.

При вхождении бревна в зону измерения блока 1 световой луч осветителя II прерывается — на выходе фотодатчика 10 появляется потенциал "I", который запускает в работу олаки 3 и 4. При дальнейшем движении бревна

1380808

12 1

V=1 КVi а1,Г d

4 по транспортеру оно перекрывает световые лучи осветителей 13. Последние и фотодатчики 12 диаметра расположены вертикально с шагом, например, 4 мм. Выбор шага, равного 4 мм, обеспечивает необходимую точность и при этом значительно упрощается электронная схема вычисления диаметра, так как при умножении числа затененных датчиков, выраженного в двоичном коде, на 4 происходит простой сдвиг двоичного кода влево на 2 разряда.

Использовать шаг, равный, например, 2 мм, нецелесообразно, так как увеличивается количество датчиков 12 и разрядность кода, которая ведет к значительному увеличению числа микросхем в электронной схеме блоков 3 и 5. Затененные датчики 12 на выхо- 20 де имеют "1". Число затененных датчиков равно диаметру, деленному на шаг, равный 4 мм. По команде узла

16 управления коммутатор 17 поочередно подключает фотодатчики 12 к двоич-25 ному счетчику 18, по окончании обегания информация о числе затененных датчиков 12 в двоичном коде поступает на регистр 19 умножения, где происходит умножение на шаг (4 мм), т.е. сдвиг влево на два разряда. Результат измерения диаметра с выхода узла

19 в двоичном коде поступает в узел

23 блока 5, где величина диаметра возводится в квадрат, с выхода узла

23 квадрат диаметра в двоичном коде поступает в узел 25 поразрядного умножения. При движении бревно приводит во вращение вал датчика 14 контроля скорости. Для вращения вала дат- 40 чика нужен очень малый крутящий момент, так.что небольшое усилие прижима вала датчика 14 к бревну устраняет пробуксовку. При вращении датчик

14 выдает электрические импульсы про- 45 порционально пройденному бревном расстоянию, например один импульс соответствует перемещению бревна в l мм.

Импульсы датчика 14 через узел 20 управления поступают на двоичный счетчик 22, где ведется счет длины в двоичном коде.

Предлагаемое устройство построено на принципе разбиения измеряемого бревна на элементарные цилиндры и суммирования их объемов. Длина бревна условно разбивается на элементарные участки Ь 1, .диаметр которых dt принимается на отрезке постоянным.

Объем бревна Ч определяется в этом случае, как где k — число элементарных участков. (Произведение --- Ь 1 — величина

4 постоянная. Исходя иэ необходимой . точности для производства и максимальной простоты электронной схемы блока 5 интегральная длина участка принята равной 326 мм. При прохождении интегральной длины бревна подается команда на замер диаметра в узел

16 и прием информации о диаметре блоком 5 (узел 24), выдача информации в узел 25 умножения блока 5 и команда сброса счетчика 22 в состояние "0" узлом 20 управления. В узле 25 умножения происходит вычисление объема интегрального участка бревна. Вьгчисление объема интегрального участка происходит сдвигом регистров влево на 8 разрядов. С выхода узла 25 величина объема интегрального участка бревна в двоичном коде поступает в сумматор 26 с накопителем. После полного прохождения бревна его объем в двоичном коде поступает в узел 27 преобразователя кода, где преобразуется в параллельный двоично-десятичный код, который поступает в узел 28 памяти. Последний хранит объем бревна по диаметрам и длинам для передачи в блок 6 индикации, где объемы суммируют по общему объему, суммарным объемам по диаметрам и длинам.

Кодовые выходы цифровых индикаторов

29 — 3) подключены к цифропечатающему устройству и перфоратору блока 7.

По команде оператора информация печатается на ленте и регистрируется на перфоленте для обработки на ЭВИ.

Генератор 2 тактовых импульсов в процессе работы обеспечивает синхронизацию работы блоков 3 — 5. Делитель 21 обеспечивает пропуск заданного количества импульсов от датчика 14, Блок 8 имитации объемов бревен работает следующим образом.

Кнопкой 42 "Сброс" блок 8 приводится в исходное состояние, т.е. в состояние "0". С помощью кодирующего узла 32 устанавливается выбранный!

380808

40 диаметр бревна, а узла 41 — длина.

Набор величины диаметра производится в десятичном коде, начиная со старшего разряда, например, 386 мм. При наборе цифры 3 нормально открытый контакт 82 узла 32 замыкается и потенциал I поступает на вход формирователя 34 импульсов. Последний устраняет дребезг контакта. С прямого выхода формирователя 34 потенциал поступает на счетный вход узла 35.

На первом выходе счетчика 56 появляется сигнал, который поступает на соответствующий вход дешифратора 57.

С первого выхода дешифратора 57 разрешающий сигнал поступает на один из входов элемента И 58. Нормально закрытый контакт 83 при возврате узла 32 (диска номеронабирателя) в исходное состояние размыкается и замыкается несколько раз пропорционально набранной цифре, например, цифре 3.

Соответствующее число импульсов поступает на вход триггера Шмитта 45 25 формирователя 33, который вырабатывает прямоугольные импульсы с частотой и длительностью равные входным импульсам. Триггер Шмитта 45 устраняет дребезг контактов. При наличии на выходе элемента И-HE 46 "0" происходит разрядка времязадающей цепочки из резистора 50 и конденсатора 52.

В это время на выходе элемента 48 имеется "1". При наличии на выходе элемента И-НЕ 46 "1" происходит зарядка конденсатора 52. С помощью цепочки из резистора 50 и конденсатора

52 входные импульсы с узла 32 длительностью 50 мс укорачиваются по длительности в I мкс.

С выхода узла 33 счетные импульсы поступают на один из входов элемента

И 58 узла 35, где на другом входе уже есть потенциал 1 . С выхода эле- 45 мента И 58 старшего разряда импульсы поступают на счетный вход индикаторасчетчика старшего разряда узла 36, где ведется счет и индицируется соответствующая цифра, в данном случае, 3.

При наборе второй цифры, например, цифры 8 нормативно открытый контакт

82 узла 32 замыкается вторично, на втором выходе счетчика 56 появляется

"1", которая через дешифратор 57 пос55 тупает на вход элемента И 59, на другой вход которого поступают счетные импульсы с нормально закрытого контакта узла 32, пройдя через формирователь 33. С выхода элемейта И 59 импульсы поступают на индикатор-счетчик среднего разряда узла 36. Аналогично происходит набор, например, цифры 6 младшего разряда. Узел 36, зафиксировав величину диаметра, передает ее в преобразователь 37 кода в параллельном двоично-десятичном коде.

Преобразователь 37 кода преобразует двоично-десятичный код в параллельный двоичный код, который поступает в узел 17 блока 3. Интегральная длина, например, равна 326 мм. С помощью переключателя 79 задают длину бревна, например 1630 мм, следовательно, переключатель 79 поставлен в положение 5. Нажатием кнопки 43 Пуск триггером 61 включается генератор 39. Генератор с помощью конденсатора 66 настраивается на частоту, Од326 м равную периоду, например, где у — скорость транспортера в м/с (0,326 м — интегральная длина).

Таким образом, выходной импульс имеет цену интегральной длины. Выходные импульсы через счетчик 68, дешифратор 69, диоды 71 — 79 в зависимости от положения через секцию 79 переключателя и триггер 81 поступают в узел 20 блока 4. Каждый импульс имитирует прохождение одной интегральной длины. После прохождения заданного числа интегральных длин, например 5, сигнал с дешифратора 70 через секцию 80 клавишного переключателя прекращает работу блока 8 и переводит его в исходное состояние.

Поступившая в узел 17 блока 3 и узел

20 блока 4 информация, имитирующая диаметр и длину бревна, проходит обработку и на цифровых индикаторах блока 6 появляются соответствующие данные.

Таким образом, блок 8 имитации параметров бревен позволяет быстро н качественно проверить исправность всех узлов и блоков устройства и точность расчета объема, что позволяет производить наладку и настройку устройства, не используя технологическое оборудование и сырье.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения объема бревен, содержащее блок контроля диа10

1380808 ны и пятым входом блока вычисления

Составитель Е.Хачатурова

Техред М.Ходанпч Корректор О.Кундрик

Редактор Н.Слободяник

Заказ 1139/IO

Тираж 569 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 метров и длины бревен, первые выходы которого связаны с первыми входами блоков вычисления длины и диаметра, второй выход блока контроля диамет5 ров и длины бревен соединен с вторыми входами блока вычисления диаметра и блока вычисления длины, третий вход которого связан с первым выходом генератора тактовых импульсов, вторым выходом подключенного к третьему входу блока вычисления диаметра четвертым входом соединенного с первым выходом блока вычисления объема бревен, вторые входы которого свя- 15 заны с выходом блока вычисления длидиаметра, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности работы устройства путем осуществления оперативного контроля его работы, оно имеет блок имитации параметров бревен, блок индикации и блок регистрации, входами связанный с выходами блока индикации, входы которого соединены с вторым выходом блока вычисления объема, а выходы блока имитации параметров бревен связаны соответственно с четвертым входом блока вычисления длины и с шестым входом блока вычисления диаметра.