ПРИБОРЫ И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА, 2012, № 3, с. 131-132
ПРИБОРЫ, ИЗГОТОВЛЕННЫЕ ^^^^^^^^^^ В ЛАБОРАТОРИЯХ
УДК 620:191.33:681.7.624.012
АНАЛИЗАТОР ЦВЕТА ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ
© 2012 г. Б. Н. Рахимов, О. К. Ушаков, Т. В. Ларина, Е. Ю. Кутенкова
Сибирская государственная геодезическая академия Россия, 630108, Новосибирск, ул. Плахотного, 10 Поступила в редакцию 28.06.2011 г. После доработки 31.08.2011 г.
Описан анализатор цвета поверхности твердых материалов, состоящий из датчика и электронного блока. Представлен вариант выполнения датчика в виде полусферы, в которую установлены три пары У-образных подводящих и отводящих оптоволокон.
Анализатор цвета — оптический прибор, предназначенный для измерения цветовых параметров поверхности твердых материалов, например металлов, пластмасс, стекла, бумаги и т.д. Он применяется в областях промышленности, где цвет является одним из основных показателей качества продукции.
Анализатор цвета поверхности твердых материалов состоит из датчика и электронного блока. Структурная схема устройства анализатора представлена на рис. 1, а один из вариантов выполнения датчика — на рис. 2.
Датчик выполнен в виде полусферы 1, в которую установлены три пары У-образных подводящих 2-4 и отводящих 5-7 оптоволокон [1, 2].
Электронный блок включает в себя задающий генератор 9, коммутатор 10, три триггера 11-13, первые три выхода которых соединены с тремя измерительными светодиодами 14, 16, 18, а вто-
рые три выхода — с компенсационными светодиодами 15, 17, 19, а также три приемника оптического излучения 20—22. Выход каждого приемника подсоединен к входу соответствующего блока сравнения 23—25, выходы которых соединены с соответствующими измерительными приборами 26—28. Кроме того, электронный блок включает в себя блок обработки фотоэлектрического сигнала 29, запоминающее устройство 30 и измерительную систему, например э.в.м.
Устройство работает следующим образом. Задающий генератор 9 вырабатывает импульсы, которые подаются на вход коммутатора 10. Разделительные импульсы подаются на входы трех идентичных триггеров 11—13 и от них — на соответствующие светодиоды. Каждый оптрон отвечает за контроль конкретного параметра.
Заключенная в полусферу 1 контролируемая поверхность 8 по подводящим оптическим во-
1
Рис. 1. Структурная схема устройства анализатора цвета поверхности твердых материалов.
131
9*
132
РАХИМОВ и др.
A-A
Рис. 2. Вариант выполнения датчика.
локнам 2—4 облучается двумя световыми потоками (измерительным и компенсационным).
Оптоволокна заключены в кольцевой кожух из мягкой резины для обеспечения необходимой ориентации датчика и светоизоляции оптического канала и расположены под углом, например, 45° относительно друг друга и симметрично относительно нормали к контролируемой поверхности в точке отражения.
Оптическое излучение отражается от контролируемой поверхности и по отводящим оптическим волокнам 5— 7 подается на приемники оптического излучения 20—22, работающие на длинах волн ^ = 680 нм Х2 = 560 нм = 450 нм и преобразующие оптические сигналы в электрические.
Далее каждый сигнал попадает на свой блок сравнения 23—25, берется отношение двух сигналов (измерительного и компенсационного), и измерительная система 26, 27, 28 определяет оттенки трех цветов. Процесс измерения на данном
этапе можно либо закончить, либо продолжить, направив сигналы в блок обработки фотоэлектрического сигнала 29, где они сопоставляются с любым из ряда образцовых, хранящихся в запоминающем устройстве 30. Далее оба сигнала или их отношение подаются на измерительную систему или в э.в.м. 31.
Благодаря тому, что свет проходит через подводящие 2—4 и отводящие 5—7 оптоволокна, подается и принимается узкий пучок излучения, который дает возможность контроля параметров.
Устройство обладает повышенной точностью контроля благодаря трехмерному измерению с длинами волн = 680 нм, = 560 нм, = 450 нм и применению в качестве эталонных приемников оптического излучения многоцветных фоторезисторов.
Сигнал с выхода блока обработки фотоэлектрического сигнала можно подать в систему автоматического контроля.
По результатам этой работы создан анализатор цвета поверхности твердых материалов "ДЦТМ-1М".
Основные технические характеристики. Длины волн источников излучений 680; 560; 450 нм; предел измерения цвета (ЦНТ) 0.010 Б; чувствительность (ЦНТ) 0.01. Напряжение питания 220 В; частота 50 Гц; потребляемая мощность <5 Вт. Габариты прибора 400 х 100 х 200 мм; масса <3.5 кг.
Предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения и чувствительность, а также упрощает конструкцию анализатора.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Рахимов Б.Н., Ушаков О.К., Кутенкова Е.Ю., Ларина Т.В. Патент РФ № 2428728. Класс МПК5^01 J 3/ 46. // БИ. 2011. № 26.
2. Ушаков О.К., Рахимов Н.Р., Ларина Т.В. и др.// Сб. материалов VI Междунар. науч. конгр. "ГЕО — Си-бирь-2010". (Новосибирск, 19—29 апреля 2010) Новосибирск: СГГА, 2010. Т. 5. Ч. 1. С. 179.
Адрес для справок: Россия, 630108, Новосибирск, ул. Плахотного, 10; ФГУП "Сибирская государственная геодезическая академия " (СГГА); тел. 8(383)344-40-58, факс +7(383)344-40-58, 8(383)344-40-58. E-mail: n_rah@ngs.ru, larina_t_v@mail.ru
ПРИБОРЫ И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА № 3 2012
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.