способ определения площади поперечного сечения круглых объектов

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОЩАДИ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ КРУГЛЫХ ОБЪЕКТОВ, заключающийся в использовании устройства, выполненного в виде основания, которое совмещают с плоскостью измеряемого сечения, измерительного узла и блока математической обработки, измерении промежуточного линейного параметра, характеризующего площадь, и вычислении по нему искомой площади, отличающийся тем, что основание выполняют в виде кольца с заданной площадью поперечного сечения, совмещаемого с плоскостью измеряемого сечения, измерительный узел выполняют в виде ряда датчиков линейных размеров, установленных по внутреннему периметру кольца основания, радиально обращенных к его оси и разбивающих его поперечное сечение, совмещаемое с плоскостью измеряемого сечения, на число секторов, соответствующее их количеству, в качестве промежуточного линейного параметра выбирают длины отрезков, представляющих собой расстояния от каждого датчика до измеряемого объекта вдоль образующих соответствующих секторов, а о площади измеряемого сечения судят по разнице между заданной площадью поперечного сечения кольца и суммой площадей участков секторов, заключенных между измеренными отрезками.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении объема круглого лесоматериала на предприятиях лесной и деревообрабатывающей промышленности.

Известен способ определения площади поперечного сечения круглых лесоматериалов, включающий измерение диаметра поперечного сечения и вычисление по результату измерения его площади [1] .

Известен также способ определения площади поперечного сечения круглых объектов, заключающийся в использовании устройства, выполненного в виде прямоугольного основания, которое совмещают с плоскостью измеряемого сечения, измерительного узла и блока математической обработки, измерении промежуточного линейного параметра, характеризующего площадь, а именно: измерении двух взаимно перпендикулярных диаметров и вычислении по ним искомой площади [2] .

Недостатком известных способов является низкая точность при определении площади поперечного сечения, отличного от правильного круга, что характерно для круглого лесоматериала.

Цель изобретения - повышение точности измерения площади поперечного сечения перемещающегося круглого лесоматериала.

Это достигается тем, что в способе определения площади поперечного сечения круглых объектов, заключающемся в использовании устройства, выполненного в виде основания, которое совмещают с плоскостью измеряемого сечения, измерительного узла и блока математической обработки, измерении промежуточного линейного параметра, характеризующего площадь, и вычислении по нему искомой площади, основание выполняют в виде кольца с заданной площадью поперечного сечения, совмещаемого с плоскостью измеряемого сечения, измерительный узел выполняют в виде ряда датчиков линейных размеров, установленных по внутреннему периметру кольца основания, радиально обращенных к его оси и разбивающих его поперечное сечение, совмещаемое с плоскостью измеряемого сечения, на число секторов, соответствующее их количеству, в качестве промежуточного линейного параметра выбирают длины отрезков, представляющих собой расстояния от каждого датчика до измеряемого объекта вдоль образующих соответствующих секторов, а о площади измеряемого сечения судят по разнице между заданной площадью поперечного сечения кольца и суммой площадей участков секторов, заключенных между измеренными отрезками.

Отличием является то, что основание выполняют в виде кольца с заданной площадью поперечного сечения, совмещаемого с плоскостью измеряемого сечения, измерительный узел выполняют в виде ряда датчиков линейных размеров, установленных по внутреннему периметру кольца основания, радиально обращенных к его оси и разбивающих его поперечное сечение, совмещаемое с плоскостью измеряемого сечения на число секторов, соответствующее их количеству, в качестве промежуточного линейного параметра выбирают длины отрезков, представляющих собой расстояния от каждого датчика до измеряемого объекта вдоль образующих соответствующих секторов, а о площади измеряемого сечения судят по разнице между заданной площадью поперечного сечения кольца и суммой площадей участков секторов, заключенных между измеренными отрезками.

На чертеже изображена схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Устройство включает основание 1, измерительный узел 2 и блок 3 математической обработки. Основание 1 выполнено в виде кольца с заданной площадью поперечного сечения, измерительный узел 2 выполняют в виде ряда датчиков 4 линейных размеров, установленных по внутреннему периметру кольца 1, радиально обращенных к его оси 5 и разбивающих его поперечное сечение, совмещаемое с плоскостью измеряемого сечения, на число секторов 6, соответствующее количеству датчиков 4, промежуточным линейным параметром является расстояние l_i вдоль образующей 7 каждого сектора 6 от соответствующего датчика 4 до измеряемого объекта 8. Выходы датчиков 4 подключены через первичные преобразователи 9 к соответствующим входам блока 3, выход которого подключен к блоку 10 индикации. Кольцо 1 устанавливают на подающем конвейере 11 таким образом, что его ось 5 находится в пределах площади измеряемого сечения, образующего при этом на секторах 6 трапециевидные участки 12.

В качестве датчиков 4 могут быть использованы датчики как с контактными, так и с бесконтактными чувствительными элементами: гибкие механические, акустические, оптические, например ультразвуковой преобразователь ЭХО-2.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Движущийся круглый объект 8, например лесоматериал, направляют в устройство вдоль его оси 5 таким образом, что кольцо 1 охватывает поперечное сечение лесоматериала, т. е. сечение кольца 1 совмещают с плоскостью измеряемого сечения. Затем узлом 2 производят измерение промежуточного линейного параметра, характеризующего площадь, а именно измеряют датчиками 4 расстояние l_i от каждого датчика 4 до поверхности лесоматериала вдоль образующих 7 соответствующих секторов 6. Далее производят вычисление по измеренным величинам значение искомой площади. Для этого определяют площадь S_i участка 12 каждого сектора 6 по известному значению расстояния l_i, вычисляют сумму площадей всех участков 12, а затем - разницу между известной площадью поперечного сечения кольца и найденной суммой. При этом для вычисления площади участка 12 его форму принимают либо приближенной к трапеции, либо, более точно, приближающейся к разности площадей совмещенных секторов двух кругов с общим центром, т. е. во втором случае площадь S_i участка 12 определяется по формуле (в случае равенства дуг секторов 6 при равномерной установке датчиков 4)

S_i= S_1i-S_2i= r²-(r-l_i) или

S_i= r²-r- где r - радиус кольца 1;

n - число секторов 6 (датчиков 4);

S_1i - площадь i-го cектора кольца 1;

S_2i - площадь i-го сектора измеряемого сечения.

Изобретение позволяет определять площадь сечения круглого объекта неправильной формы, в том числе и лесоматериала, с точностью более высокой, чем известными способами. (56) 1. Леонов И. В. и Вороницын В. К. Технологические измерения и контрольно-измерительные приборы в деревообрабатываю- щей промышленности. М. : Лесная промышленность, 1976, с. 49-59.

2. Патент США N 3513444, кл. G 01 F 17/00, 1970.