Устройство измерения длины

Устройство измерения длины

Реферат

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения длины нагретых объектов в прокатно-металлургическом производстве. Устройство содержит фотодатчик, блок обработки сигналов и оперативно-запоминающий блок, дополнительно введены телевизионная камера, коммутатор, постоянное запоминающее устройство, блок поиска, схема совпадений, счетно-решающий блок, индикатор, два RS-триггера, два элемента И и элемент ИЛИ. Изобретение позволяет уменьшить энергопотребление, повысить чувствительность вплоть до работы в режиме счета отдельных фотонов, а также повысить точность измерений. 11 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения длины трубных заготовок в прокатно-металлургическом производстве.

Известные устройства измерения длины движущегося проката, как правило, содержат расположенные вдоль направления движения проката фотодатчики целых значений меры длины, выходы которых через усилители соединены с блоками формирования импульсов переднего края проката, штриховой трафарет долей меры длины, расположенный между нулевым и первым фотодатчиками первых значений меры длины и мишенью передающей трубки телевизионной камеры, вход которой соединен с блоком разверток, а выход - с блоком нормирования амплитуды видеосигнала и входом видеоконтрольного блока, счетчик целых значений меры длины и генератор синхроимпульсов, селектор импульсов целых значений меры длины, первый вход которого через сумматор импульсов переднего края проката соединен с выходами блоков формирования импульсов переднего края проката, второй вход - с выходом усилителя нулевого фотодатчика целых значений меры длины, а выход - со входом счетчика целых значений меры длины, формирователь импульса запуска счета дробных значений меры длины, первый вход которого подключен ко входу усилителя нулевого фотодатчика целых значений меры длины, а второй вход - к выходу схемы совпадения, первый вход которой соединен со вторым выходом сумматора импульсов переднего края проката, а второй вход - с выходом усилителя первого фотодатчика целых значений меры длины, блок формирования импульсов сброса, вход которого соединен с выходом нулевого блока формирования импульса переднего края проката, а выход - со вторыми входами счетчика целых значений меры длины и счетчика дробных значений меры длины, селектор видеосигнала строки, первый вход которого соединен с выходом блока нормирования амплитуды видеосигнала, а второй вход - с выходом блока формирования селекторного импульса строки, второй выход которого соединен с входом видеоконтрольного блока, селектор видеосигнала поля, первый вход которого соединен с выходом селектора видеосигнала строки, второй вход - с выходом блока формирования селекторного импульса поля, а выход - с входом счетчика дробных значений меры длины, второй вход блока формирования селекторного импульса первого поля соединен с выходом формирователя импульсов запуска счета дробных значений меры длины, при этом входы управления формирователя селекторного импульса строки, селекторного импульса поля, видеоконтрольного блока и блока разверток соединены с выходом генератора синхроимпульсов.

Работают такие устройства следующим образом. В момент появления переднего края измеряемого проката в зоне нулевого фотодатчика нулевой каскад формирования импульса переднего края проката выдает соответствующий сигнал на блок формирования импульса сброса, в результате чего счетчики целых значений и дробных значений меры длины устанавливаются в исходные состояния. Проходя мимо последующих фотодатчиков, передний край проката будет вызывать появление соответствующих сигналов на выходах каскадов формирования импульсов. Эти импульсы через сумматор импульсов переднего края проката поступают на входы селектора импульсов целых значений меры длины и элемент совпадения. Селектор импульсов целых значений меры длины, управляемый сигналом нулевого фотодатчика с выхода усилителя, пропускает на счетчик целых значений меры длины сигналы всех фотодатчиков до тех пор, пока измеряемое изделие находится в зоне нулевого фотодатчика. В момент выхода заднего края проката из зоны нулевого фотодатчика селектор импульсов целых значений меры длины закроется, и на цифровом индикаторе счетчика целых значений меры длины зафиксируется соответствующее значение полных метров длины проката. В момент прохождения переднего края проката мимо следующего очередного фотодатчика измеряется остаточная длина задней части проката. Измерение остаточной части проката осуществляется телевизионной частью устройства, причем импульс запуска счета долей меры длины вырабатывается формирователем импульса запуска счета дробных значений меры длины, который заперт все время, пока измеряемое изделие перекрывает зону нулевого фотодатчика, сигналом с выхода усилителя и пропускает на выход из числа поступающих на его вход с элемента совпадений только импульс очередного фотодатчика. Импульс запуска счета дробных значений меры длины с выхода формирователя поступает на блок формирования селекторного импульса поля, вход кадровых синхроимпульсов которого закрыт до прихода импульса запуска, а после прихода последнего открывается, в результате чего два последующих кадровых импульса формируют селекторный интервал длительностью в одно поле, отпирая селектор видеосигнала на время одного поля развертки, непосредственно следующего за моментом появления переднего края проката в зоне следующего после окончания счета целых значений меры длины очередного фотодатчика. В результате этого через селектор видеосигнала поля на счетчик дробных значений меры длины поступают предварительно сформированные блоком нормирования амплитуды видеосигнала и выделенные селектором видеосигнала строки счетные импульсы, число которых соответствует количеству попадающих в данный момент в поле зрения передающей камеры штрихов квантующего трафарета долей меры длины. Блок формирования селекторного импульса строки настраивается таким образом, чтобы выделяемая строка растра совпадала с осевой линией движения проката. Правильность выбора селектируемой строки контролируется визуально с помощью подсвета строки изображения на экране видеоконтрольного блока. Квантующий штриховой трафарет может быть выполнен в виде штриховой решетки или непрозрачной маски с подсвечиваемыми прорезями, расположение которых должно исключать погрешность параллакса края изделия. Трафарет может быть расположен как перед измеряемым изделием (при измерениях, например, горячего светящегося проката), так и позади него по отношению к передающей ТВК. В последнем случае счетчик дробных значений меры длины должен работать в режиме обратного счета, на его цифровых индикаторах импульсом сброса должно устанавливаться число, соответствующее количеству штрихов трафарета, а результат, полученный при измерении, будет соответствовать действительной длине измеряемого изделия, например, при выбранных расстояниях между фотодатчиками целых значений меры длины в 1 м и 100 штрихах квантующего трафарета на цифровых индикаторах будет высвечиваться число полных метров и сантиметров длины изделия. Результаты измерений в цифровом виде со счетчиков целых и дробных значений меры длины могут быть выведены на вычислительные, регистрирующие и исполнительные блоки.

Аналогичные по своей сути устройства измерения длины движущихся изделий запатентованы в Японии, ФРГ, Великобритании, Франции, США, СССР (см. а.с. СССР N 429265, МКИ G 01 В, заявл. 29.05.1972, опубл. 25.05.1974, официальный бюллетень "Открытия. Изобретения" N 19).

Признаками, общими с признаками заявляемого технического решения, являются фотодатчик, телевизионная камера, индикатор.

Недостатком таких устройств является требование большого количества осветительных приборов для обеспечения эффективной работы датчиков грубого отсчета и различения штриховых масок ТВК.

Причины, препятствующие достижению требуемого технического результата, заключаются в следующем. При измерении труб длиной до 12 метров потребуется установка 13 датчиков грубого отсчета. Каждый датчик состоит из излучающего и принимающего узлов, расположенных по обе стороны от трубы. Мощность ламп, включенных в излучающий узел, обычно превышает 100 Вт. Таким образом, суммарная мощность всей системы из датчиков грубого отсчета превышает 1,3 кВт. Аналогично, для успешной работы телевизионной камеры (ТВК) потребуется обеспечение мощной засветки.

Известно устройство для измерения длины труб (а.с. СССР N 1224559, доп. к а.с. N 446731, МКИ⁴ G 01 В 7/04, заявл. 3749591/24-28, 06.06.1984, опубл. 15.04.1986, официальный бюллетень "Открытия. Изобретения" N 14).

Устройство снабжено направляющими, выполненными с двусторонним уклоном, и содержит наклонный стеллаж, подающий рольганг с роликами, снабженный наружными витками, систему базовых фотодатчиков, размещенных на равных расстояниях друг от друга в межроликовых промежутках рольганга, систему фотодатчиков, установленную с выходной (по ходу продольного перемещения трубы) стороны рольганга, и счетно- решающий блок, который в совокупности с системами фотодатчиков для грубого и точного отсчета соответственно образует измерительную часть устройства. На выходной по ходу поперечного движения трубы стороне рольганга в его межроликовых промежутках установлены направляющие, представляющие собой металлические полосы с двусторонним уклоном. Для выравнивания труб по торцу предназначен упор, установленный на стеллаже и являющийся частью его роликового транспортера. Устройство является усовершенствованием известного устройства, описанного в а.с. СССР N 446731, опубл. в официальном бюллетене "Открытия. Изобретения. Промышленные образцы. Товарные знаки" N 38 за 1974 г. МКИ G 01 В 5/02.

Признаками аналога, совпадающими с признаками заявляемого технического решения, являются фотодатчик, счетно-решающий блок.

Недостатком известного устройства является потребление датчиками значительной мощности в процессе работы. Помимо этого, применение упора предполагает остановку трубы для проведения измерений, что увеличивает время измерения.

Причины, препятствующие достижению требуемого технического результата, состоят в следующем. При измерении труб длиной до 12 метров потребуется установка 13 датчиков грубого отсчета. Каждый датчик состоит из излучающего и принимающего узлов, расположенных по обе стороны от трубы. Мощность ламп, включенных в излучающий узел, обычно превышает 100 Вт. Таким образом, суммарная мощность всей системы из датчиков грубого отсчета превышает 1,3 кВт. Аналогично, для успешной работы телевизионной камеры потребуется обеспечение мощной засветки.

Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности является устройство автоматического контроля длины движущихся изделий (а. с. СССР N 1242709, МКИ 4 G 01 В, заявл. 3844141/24-28, 17.01.1985, опубл. 21.05.1986, официальный бюллетень "Открытия. Изобретения" N 25). Устройство содержит фотодатчик начала изделия, первый фотодатчик конца изделия, расположенный от фотодатчика начала изделия на расстоянии, равном минимально допустимой длине изделия, второй фотодатчик конца изделия, расположенный от фотодатчика начала изделия на расстоянии, равном максимально допустимой длине изделия, первый, второй и третий блоки обработки сигналов, логический блок, два сигнальных входа которого подключены к выходам соответственно первого и второго блоков обработки сигналов, входы которых подключены к выходам соответствующих фотодатчиков. Устройство, кроме того, снабжено выделяющими фотоэлектрическими преобразователями инфракрасного излучения, равномерно расположенными между фотодатчиком начала и вторым фотодатчиком конца изделия, источниками инфракрасного излучения, количество которых равно числу всех фотоэлектрических преобразователей, дополнительными блоками обработки сигналов, число которых соответствует количеству выделяющих фотоэлектрических преобразователей, блоком выдачи разрешения, оперативно-запоминающим блоком, блоком формирования сигнала сброса, блоком световой индикации. Вход блока световой индикации подключен к выходу оперативно-запоминающего блока, первый вход которого подключен к выходу логического блока, второй вход - к выходу блока формирования сигнала сброса, третий сигнальный вход логического блока подключен к выходу третьего блока обработки сигнала, вход которого связан с выходом фотодатчика начала изделия, четвертый вход логического блока подключен к выходу блока выдачи разрешения, входы которого подключены к выходам дополнительных блоков обработки сигналов, входы которых подключены к соответствующим выходам выделяющих фотоэлектрических преобразователей, входы блока формирования сигнала сброса подключены к выходам двух дополнительных блоков обработки сигналов, входы которых подключены к выходам соответствующих фотоэлектрических преобразователей, расположенных примерно на одинаковом расстоянии от датчиков начала и конца изделия. Кроме того, перед фотодатчиком начала и двумя фотодатчиками конца изделия размещены ограничительные шторки, непроницаемые для инфракрасных лучей.

Признаки прототипа, совпадающие с признаками заявляемого технического решения, следующие: фотодатчик, блок обработки сигналов, оперативно-запоминающий блок, блок световой индикации.

Недостатками известного устройства являются: - большая потребляемая датчиками грубого отсчета мощность; - зависимость обеспечиваемой точности измерений от скорости перемещения изделия; - необходимость установки большого числа датчиков и соответствующих им блоков обработки сигналов.

Причины, препятствующие достижению требуемого технического результата, заключаются в следующем. При измерении труб длиной до 12 метров потребуется установка 13 датчиков грубого отсчета. Каждый датчик состоит из излучающего и принимающего узлов, расположенных по обе стороны от трубы. Мощность ламп, включенных в излучающий узел, обычно превышает 100 Вт. Таким образом, суммарная мощность всей системы из датчиков грубого отсчета превышает 1,3 кВт. Кроме того, в устройстве не предусмотрена возможность измерения остатка измеряемого изделия, длина которого менее шага установки основных и дополнительных датчиков.

Таким образом, для минимизации погрешностей измерения требуется интенсивная подсветка вдоль длины трубного проката.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в снижении энергопотребления в процессе измерения длины трубных заготовок на пилигримовом стане и повышении точности измерения длины объекта.

Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, позволяет уменьшить энергопотребление примерно на 1 кВт/ч за счет исключения необходимости установки всех датчиков целых значений меры длины, кроме нулевого датчика, энергопотребление которого ничтожно мало, т.к. нулевой датчик срабатывает от собственного излучения нагретой трубной заготовки, и применения диссектора - телевизионной передающей трубки мгновенного действия, обеспечивающей сверхвысокую чувствительность аппаратуры вплоть до работы в режиме счета отдельных фотонов, что позволяет регистрировать собственное излучение нагретого тела, в результате чего полностью исключается необходимость подсветки трубной заготовки в процессе измерения, а также повысить точность измерения.

В прототипе точность измерения в значительной мере определяется точностью установки фотодатчиков и шагом их расположения. В предлагаемом изобретении точность измерения определяется размером апертуры диафрагмы и параметрами блока развертки диссектора. Реализация блока развертки в цифровой форме гарантирует высокую точность измерения длины объекта.

Технический результат достигается тем, что в устройство измерения длины, содержащее фотодатчик, блок обработки сигналов и оперативно-запоминающий блок (ОЗБ), дополнительно введены телевизионная камера на основе диссектора (ТВК), коммутатор, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), блок поиска (БП), схема совпадений (СС), счетно-решающий блок, два RS-триггера, три элемента И, элемент ИЛИ и индикатор, причем выход фотодатчика объединен с первыми входами первого и третьего элементов И и со вторым входом схемы совпадений; выход телевизионной камеры подключен ко входу блока обработки сигналов, выход которого объединен с S-входом первого RS-триггера, вторым входом первого элемента И и с первым входом схемы совпадений, третий вход которой объединен с выходом первого RS-триггера и вторыми входами второго и третьего элементов И, а выход подключен к S-входу второго RS-триггера и первому входу блока поиска; R-вход второго RS-триггера соединен со вторым выходом блока поиска и вторым входом элемента ИЛИ, выход второго RS-триггера соединен со вторым входом блока поиска и управляющим входом коммутатора, первый адресный вход которого подключен к выходу ПЗУ, а второй адресный вход соединен с первым выходом блока поиска, выход коммутатора объединен с входом ТВК и информационным входом ОЗБ; вход ПЗУ подключен к выходу третьего элемента И; выход первого элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого объединен с первым входом второго элемента И и управляющим входом ОЗБ, выход которого подключен к информационному входу счетно-решающего блока, управляющий вход которого объединен с выходом второго элемента И и R-входом первого RS-триггера, выход счетно-решающего блока соединен со входом индикатора.

Анализ существенных признаков аналогов, прототипа и заявляемого объекта выявил следующие новые существенные признаки для заявляемого объекта: - построение ТВК на основе диссектора (передающей телевизионной трубки мгновенного действия) позволяет резко повысить чувствительность ТВК вплоть до работы в режиме счета отдельных фотонов, что позволяет для определения местоположения трубной заготовки использовать собственное тепловое излучение заготовки без применения дополнительной подсветки; - первый элемент И, первый вход которого подключен к выходу фотодатчика, второй вход - к выходу блока обработки сигналов, а выход соединен с первым входом элемента ИЛИ, формирует импульсы при прохождении передним краем объекта отметок 6 или 12 м: если длина плети L превышает 12 м, то на выходе первого элемента И импульсы появляются в моменты пересечения трубной заготовкой L_тр отметок 6 и 12 м на измерительной части пилигримового стана, если длина остатка плети 6 L_тр < 12 м, то импульс генерируется только в момент достижения передним краем измеряемого объекта отметки 6 м, и, наконец, при 0 L_тр < 6 м, на выходе второго элемента постоянно действует напряжение логического нуля (импульс не формируется); - элемент ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу первого элемента И, второй вход - к выходу первого RS-триггера, а выход - к управляющему входу ОЗБ; на выходе элемента ИЛИ помимо импульсов с выхода первого элемента И появляются дополнительные сигналы в момент обнаружения переднего края заготовки при поиске; - второй элемент И, первый вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, второй вход - к выходу первого RS-триггера, а выход - к управляющему входу счетно-решающего блока, формирует напряжение логической "1" по окончании цикла измерения для формирования окончательного результата и перевода системы в исходное состояние; первый RS-триггер, S-вход которого подключен к выходу блока обработки сигналов, R-вход - к выходу второго элемента И, а выход - ко входу ПЗУ, фиксирует факт прохождения передним краем объекта отметки 6 м: в момент прохождения передним концом трубной заготовки отметки 6 м на выходе первого RS-триггера появляется напряжение логической "1", сохраняющееся до окончания измерения; второй RS-триггер, S-вход которого соединен с выходом схемы совпадений, R-вход - с вторым выходом блока поиска, а выход подключен ко второму входу блока поиска, фиксирует режим поиска от момента поступления импульса с выхода схемы совпадений (СС) до прихода сигнала со второго выхода блока поиска об окончании поиска местоположения переднего края заготовки; - схема совпадений (СС), первый вход которой соединен с выходом блока обработки сигналов, второй вход - с выходом фотодатчика, третий вход - с выходом первого RS-триггера, а выход объединен с S-входом второго RS-триггера и первым входом блока поиска, переводит устройство из режима ожидания в режим поиска переднего края трубной заготовки: в случае прохождения задним концом трубной заготовки (остатка плети) нулевой отметки, контролируемой фотодатчиком, на выходе схемы устанавливается напряжение логической "1"; это напряжение появляется непосредственно в момент прохождения задним краем заготовки нулевой отметки при 6 L < 12 м или в момент прохождения задним краем объекта отметки 6 м при L < 6 м; - ПЗУ, в котором хранятся коды, соответствующие сканированию (обзору) диссектором первого (6 м) или последнего (12 м) элементов разложения в строке; причем при появлении на входе ПЗУ напряжения логического "0" на его выходе устанавливается цифровой код, обеспечивающий обзор диссектором отметки 6 м, а при напряжении логической "1" производится контроль отметки 12 м; - коммутатор, первый и второй адресные входы которого подключены к выходам соответственно ПЗУ и блока поиска, а управляющий вход - к выходу второго RS-триггера, позволяет в зависимости от напряжения на управляющем входе дискретно, а не последовательно анализировать элементы разложения в строке диссектора (мерные отметки между 6 и 12 м): при напряжении логического "0" на управляющем входе коммутатора на вход ТВК поступает код с выхода ПЗУ, соответствующий отметкам 6 или 12 м, а при напряжении логической "1" на выходе коммутатора действует код с выхода блока поиска, соответствующий номеру анализируемого в данный момент элемента разложения строки диссектора; - блок поиска, первый вход которого соединен с выходом схемы совпадений, второй вход - с выходом второго RS-триггера, первый адресный выход - с R-входом второго RS-триггера и вторым входом элемента ИЛИ, позволяет определять местоположения переднего края трубной заготовки, представляющей собой остаток плети длиной менее 12 м; в момент обнаружения переднего края заготовки на втором выходе блока поиска появляется импульс, обнуляющий второй RS-триггер и переводящий устройство снова в режим ожидания; - ОЗБ, в котором фиксируется длина отрезка трубной заготовки от 0 до 6 м; в случае превышения заготовкой величины 6 м в ОЗБ записывается сначала код, соответствующий 6 м, а затем код, определяющий длину L_тр - 6, а если L < 6 м, то производится запись кода, соответствующего длине L_тр = L; процесс записи управляется сигналами с выхода элемента ИЛИ; - счетно-решающий блок (СРБ), в котором определяется путем суммирования кодов с выхода ОЗБ реальная длина трубной заготовки.

Теоретическое доказательство наличия причинно-следственной связи совокупности заявляемых существенных признаков с указанным техническим результатом заключается в следующем.

В решаемой задаче источником полезного сигнала является тепловое излучение нагретой до T = 800...1000 K поверхности изделия прокатно-металлургического производства. В отличие от абсолютно черного тела (АЧТ) излучение реальных излучателей описывается выражением: где C₁ = 2hc² = 1,1910710^-16[B_тм²/ср]; C₂ = hc/k_Б = 1,438810^-2[мK], - длина волны принимаемого излучения.

Поскольку все изображение излучающей поверхности проецируется на N_эл элементов разложения строки диссектора, то линейным размерам элементов ab соответствуют размеры участка трубы A и B, определяемые выражениями A = L/N_эл, B = bA/a.

Выходной ток с i-го фотоэлемента ( где n = N_эл/2) равен E_абс - максимальная монохроматическая чувствительность фотоприемника, К_атм - коэффициент пропускания атмосферы, К_пр.опт - коэффициент пропускания приемной оптики, _изл(,T) - спектральный коэффициент теплового излучения серого тела, E_отн() - спектральная чувствительность фотоприемника, В_АЧТ (,T) - спектральная плотность энергетической яркости абсолютно черного тела, а с центра линейки при i = 1 Блок обработки сигналов, как правило, включает усилитель, фильтр нижних частот (ФНЧ) или полосовой фильтр.

Сигнал на выходе фильтра представляет композицию (t) = u_c(t) + u_ф(t) + n_c(t) + n_ф(t) + n_темн.т.(t), (2) в котором индексы "с", "ф" и "темн.т" означают принадлежность детерминированных u(t) и случайных n(t) составляющих напряжения к ансамблям сигнала, фона и темнового тока соответственно. Из формулы (2) видно, что отличительной особенностью шумов диссекторных датчиков является их нестационарность, обусловленная зависимостью мощности шума от интенсивности полезного излучения I_c.

При нормальной аппроксимации флуктуационного процесса диссектора алгоритм оптимального обнаружения проекции может быть найден путем анализа логарифма отношения правдоподобия () = A₁²+B₁+C₁. (3) Условием обнаружения проекции объекта на фотокатод является превышение величиной () некоторого порога, определяемого выбранным критерием обнаружения.

Формула (3) свидетельствует о том, что оптимальный обнаружитель в рассматриваемой диссекторной системе с цифровой разверткой требует нелинейной обработки над процессом с выхода фильтра. Квадратичная обработка является здесь платой за работу диссектора в сугубо нестационарном режиме.

При длительном наблюдении элемента разложения средние статистические характеристики процесса на выходе диссектора достигают своих предельных значений. При этом коэффициент В₁ в формуле (3) становится равным нулю. Правило обнаружения сигнала в этих условиях преобразуется к виду > U_пор. (4) Для алгоритма (4) величина порога U_пор по критерию Неймана-Пирсона находится по заданной вероятности ложных тревог P_лт U_пф= m_o+_oФ^-1(1-P_лт) (5) где m₀ = K_фI_ф - среднее значение (математическое ожидание) принимаемой реализации процесса; ²_o = 2K²_фeI_фf_эфф - дисперсия принимаемой реализации процесса; I_ф - интенсивность фонового излучения; К_ф - коэффициент передачи фильтра; f_эфф - эффективная полоса пропускания.

функция Ф^-1(х) обратная .

Уравнение рабочей характеристики обнаружителя, фиксирующего момент перекрытия проекцией переднего края трубной заготовки половины элемента разложения и реализующего алгоритм (4), имеет вид где q = I_c/I_ф; t_o= 1,26_a - момент срабатывания порогового устройства; _в - постоянная времени ФНЧ.

Выражение (6) показывает, что вероятностные характеристики обнаружителя проекции изображения трубы зависят не только от отношения сигнал/фон q, но и от абсолютных значений последних. Так, например, если при P_л.т.=0,1, q = 1 и принимаемом зарядовом пакете I_ct₀/е= 14 возможно обеспечение вероятности пропуска сигнала не выше 6,410^-2, то при I_ct₀/е = 50 - уже 1,210^-4.

Расчеты показывают, что при реальном нагреве труб до Т=800...1200 К и q= 33 удается обеспечить P_л.т.= 0.1 и P_обн. = 0,99. Это гарантирует ошибку в обнаружении положения переднего края = 0,1 размера элемента. Последнее указывает на отсутствие необходимости дополнительного освещения измерительного участка стана и установки дополнительных мерных датчиков.

Последнее и гарантирует достижение поставленной цели.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства измерения длины. Вариант реализации блока поиска показан на фиг. 2, а схемы совпадений - на фиг. 3. Организацию измерения длины трубных заготовок иллюстрирует фиг. 4. Алгоритм работы всего устройства иллюстрирует фиг. 5, а временные эпюры - фиг. 6.

Таблицы состояний устройства измерения длины показаны на фиг. 7 при длине плети более 12 м, на фиг. 8 при длине остатка плети 6 м L < 12 м и на фиг. 9 при L < 6 м. Пример работы блока поиска иллюстрируют фиг. 10 и фиг. 11.

Устройство содержит (см. фиг.1) элемент ИЛИ 1, первый 2 и второй 3 элементы И, фотодатчик 4, первый RS-триггер 5, третий элемент И 6, блок обработки сигналов 7, ПЗУ 8, схему совпадений 9, коммутатор 10, ТВК 11, второй RS-триггер 12, блок поиска 13, ОЗБ 14, счетно-решающий блок 15 и индикатор 16.

Элемент ИЛИ 1 первым входом подключен к выходу первого элемента И 2, а выходом соединен с первым входом второго элемента И 3. Фотодатчик 4 выходом подключен к первому входу первого элемента И 2. Первый RS-триггер 5 S-входом соединен со вторым входом первого элемента И 2, R-входом подключен к выходу второго элемента И 3, а выходом подключен к второму входу второго элемента И 3. Первый вход третьего элемента И 6 соединен с первым входом первого элемента И 2 и подключен к выходу фотодатчика 4, второй вход объединен со вторым входом второго элемента И 3 и подключен к выходу первого RS-триггера 5. Выход блока обработки сигналов 7 подключен ко второму входу первого элемента И 2 и S-входу первого RS-триггера 5. ПЗУ 8 входом подключен к выходу третьего элемента И 6. Схема совпадений 9 первым входом объединена со вторым входом первого элемента И 2, S-входом первого RS-триггера 5 и подключена к выходу блока обработки сигналов 7, вторым входом объединена с первыми входами первого 2 и третьего 6 элементов И и подключена к выходу фотодатчика 4. Коммутатор 10 первым адресным входом подключен к выходу ПЗУ, а выходом подключен к входу ТВК 11. ТВК 11 входом подключена к выходу коммутатора 10, а выходом подключена к входу блока обработки сигналов 7. Второй RS-триггер 12 R-входом объединен со вторым входом элемента ИЛИ 1 и подключен ко второму выходу блока поиска 13, S-входом объединен с первым входом блока поиска 13 и подключен к выходу схемы совпадений 9, а выходом подключен к управляющему входу коммутатора 10 и второму входу блока поиска 13. Первый выход блока поиска 13 подключен ко второму адресному входу коммутатора 10. ОЗБ 14 информационным входом объединен со входом ТВК 11 и подключен к выходу коммутатора 10, управляющим входом объединен с первым входом второго элемента И 3 и подключен к выходу элемента ИЛИ 1, а выходом подключен к информационному входу счетно-решающего блока 15. Счетно-решающий блок 15 управляющим входом объединен с R-входом первого RS-триггера 5 и подключен к выходу второго элемента И 3, а выходом подключен к индикатору 16.

Блок поиска содержит (см. фиг.2) первое ПЗУ 17, первый коммутатор 18, элемент НЕ 17, второй коммутатор 20, второе ПЗУ 21, регистр сдвига 22, первое ОЗУ 23, сумматор 24, ОЗУ 25, схему совпадений 26, генератор 27 и элемент И 28.

Первое ПЗУ 17 выходом подключено к первому входу первого коммутатора 18. Элемент НЕ 19 входом объединен с управляющим входом первого коммутатора 18 и подключен к первому входу блока поиска 13, а выходом подключен к управляющему входу второго коммутатора 20. Второй коммутатор 20 первым входом подключен к выходу второго ПЗУ 21, вторым входом объединен со вторым входом первого коммутатора 19, первым адресным выходом блока поиска 13 и подключен к выходу регистра сдвига 22. Первое ОЗУ 23 входом данных подключено к выходу первого коммутатора 18, а выходом соединено с первым входом сумматора 24. Сумматор 24 вторым входом подключен к выходу второго ОЗУ 25, а выходом соединен со входом регистра сдвига 22. Второе ОЗУ 25 входом данных подключено к выходу второго коммутатора 20, а выходом соединено с объединенными вторыми входами сумматора 24 и схемы совпадений 26. Схема совпадений 26 первым входом подключена к выходу первого ОЗУ 23, а выходом соединена со вторым выходом блока поиска 13. Генератор 27 выходом подключен к первому входу элемента И 28. Элемент И 28 вторым входом подключен ко второму входу блока поиска 13, а выход соединен с управляющими входами первого 23 и второго 25 ОЗУ.

Схема совпадений 9 содержит (см. фиг. 3) первый и второй элементы НЕ 29 и 30 и элемент И 31.

Первый 29 и второй 30 элементы НЕ входами подключены соответственно к первому и второму входам схемы совпадений 9, а выходами - к первому и второму входам элемента И 31. Элемент И 31 третьим входом соединен с третьим входом схемы совпадений 9 непосредственно, а выходом подключен к выходу схемы совпадений 9.

На фиг. 4 представлена организация измерения длины трубных заготовок в технологической линии прокатного стана. Труба движется вдоль измерительной части стана со скоростью Фотодатчик установлен на линии нулевой отметки. ТВК расположена на высоте H, определяемой углом зрения приемной оптики и размером зоны, контролируемой ТВК.

На фиг. 5 блоки 32 и 33 описывают начальные установки, блоки 34-35 - ожидание момента появления нагретого объекта на отметке 6 м, блоки 36-38 - ожидание момента появления нагретого объекта на отметке 6 м, блоки 40-42 - ожидание момента появления нагретого объекта на отметке 12 м, блоки 43-47 - работу устройства при подготовке к измерению остатка менее 6 м, блоки 48-53 поясняют процесс поиска границы остатка трубы, а блоки 54-56 отображают вычисление и вывод результата.

На фиг. 6 показаны напряжения на выходах фотодатчика 4 (а), третьего элемента И 6 (б), блока обработки сигналов 7 (в), первого RS-триггера 5 (г), втором выходе блока поиска 13 (д), выходе второго RS-триггера 12 (е), схемы совпадений 9 (ж), первого элемента И 2 (з), элемента ИЛИ 1 (и), второго элемента И 3 (к), а также положение переднего края заготовки (л).

Рассмотрим пример использования изобретения в линии пилигримового прокатного стана на участке горячей резки. Камера располагается на высоте H от стана, обеспечивающей проекцию на фотокатод диссектора участка измерительной части стана между мерными отметками 6 и 12 м (см. фиг. 4). Применение диссектора позволяет организовать дискретную развертку в пределах строки, располагающейся вдоль оси движения трубной заготовки. Строка сканируется дискретно элементом разложения, размеры которого определяют точность измерения.

Нагретая труба перемещается с некоторой скоростью и последовательно пересекает линии отметок 0 м, 6 м и 12 м. На линии отметки 0 м расположен фотодатчик, формирующий информацию о наличии или отсутствии объекта измерения в данной точке. ТВК, контролирующая участок между отметками 6 и 12 м, работает в режиме поэлементного сканирования, т.е. формирует видеосигнал изображения от элемента разложения, номер которого в цифровом коде поступает через коммутатор режимов работы на управляющий вход ТВК.

В этом случае устройство работает следующим образом.

Основным режимом работы устройства является режим ожидания, при котором система "ожидает" прохождения отрезка объекта определенной длины мимо пилы ударного реза.

В исходном состоянии (фиг. 5, блок 32) объект отсутству