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Vorrichtung zur berührungslosen Längenmessung
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gewalzten Blechbandes, braucht aber keineswegs über den gesamten Bereich konstant zu sein. Es können auf dem Blechband dunkle oder kältere Flecken vorhanden sein, die ebenfalls Intensitätssprünge und
Zündimpulse am Thyratron zur Folge haben können. Wenn die beiden Messwertgeber ihre zugeordneten
Gesichtsfelder (die sich auch überlappen können) gleichsinnig abtasten würden, dann müsste stets einer der Taststrahlen erst über das Messobjekt laufen, ehe er an den abzutastenden Rand des Gesichtsfeldes gelangt. In einem solchen Falle könnte es vorkommen. dass das Thyratron statt beim Überstreichen des
Messobjektrandes schon beim Überstreichen eines solchen Fleckes gezündet wird.
Beim Erfassen des M : : ss- objektrandes erscheint dann nochmals ein Impuls. der dann aber auf das Gitter des schon brennenden
Thyratrons gegeben wird und ohne jeden Einfluss bleibt. Es können dann Fehlmessungen auftreten.
Zweckmässigerweise wird eine Unabhängigkeit von einer Speisespannung dadurch erreicht, dass der
Ausgangsspannung der Summierschaltung eine einstellbare Teilspannung entgegengeschaltet wird, dass von der daraus resultierenden Differenzspannung ein Stellmotor gesteuert wird, welcher den Spannungs- teilerabgriff verstellt, wobei die Stellung des Spannungsteilerabgriffes als Mass für die zu bestimmenden
Abmessungen dient, und dass der Spannungsteiler an einer Gleichrichteranordnung anliegt, die von der gleichen Stromquelle gespeist wird wie die beiden Messwertgeber.
Die Erfindung gestattet es, die Breite von gewalzten Blechbändern laufend zu kontrollieren, noch bevor die Bänder auf eine Haspel laufen. Danach kann dann der Betrieb der Walzenstrasse eingerichtet und jede Abweichung sofort ausgeglichen werden. Es ist ja bekannt, dass die Breite derartiger Bänder häu- fig sehr genau eingehalten werden muss.
Eine andere Anwendung ist die Messung der Dicke von aufgewickelten Rollen, z. B. von auf eine Haspel aufgewickelten Blechbändern.
Auch zur Messung der Länge von Rohren kann eine Anordnung nach der Erfindung verwendet werden.
Beim Walzen von Rohren ergeben sich bekanntlich grosse Längenunterschiede und dementsprechend unterschiedlich Wandstärken. Die Rohre werden dann ausgemessen und sortiert, was in der Praxis sehr umständlich und zeitraubend ist und erhebliche Fehlerquellen in sich birgt. Diese Nachteile lassen sich mit einer Längenmessvorrichtung nach der Erfindung vermeiden. Da der Längenmesswert dabei sehr schnell erhalten wird, ist es möglich, das Walzgut auf Grund dieses Messwertes zu korrigieren, um möglichst gleichmässige Endprodukte zu erhalten.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren der Zeichnung dargestellt und im folgenden beschrieben. Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines bei der Erfindung verwendeten Tastkopfes, Fig. 2 zeigt die zugehörige Schaltung zur Gewinnung eines Messwertes für die Lage des Walzgutrandes. Fig. 3 zeigt die Anordnung der Tastköpfe und Fig. 4 zeigt eine Schaltung zur Bildung eines Breitenmesswertes.
Der optische und mechanische Aufbau des bei der Erfindung verwendeten lichtelektrischen Messwertgebers ist in Fig. 1 rein schematisch dargestellt. Ein Messstrahlenbündel l wird durch eine Zylinderlinse 2 auf einem Polygonspiegel 3 gesammelt. Die Achse der Zylinderlinse 2 liegt gekreuzt zu der Achse des Polygonspiegels 3. Von dem Polygonspiegel 3 wird das Strahlenbündel über einen zylindrischen Hohlspiegel 4 auf einen Strahlungsempfänger 5, z. B. in Gestalt einer PbS-Zelle, geworfen. Die. Achse des' Zylinders 4 ist gekreuzt zur Achse der Zylinderlinse 2 angeordnet. Durch die Wirkung der beiden gekreuzten Zylinder 2 und 4 erhält man an dem Strahlungsempfänger 5 stets eine genaue punktförmige Fokussierung des Strahlenbündels l, gleichgültig, wie schräg das Bündel 1 entsprechend der Stellung des Polygonspiegels 3 einfällt.
Wollte man statt dessen eine Fokussierung durch Kugellinsen oder -spiegel vornehmen, so erhielte man bei sehr schrägem Einfall des Strahlenbündels 1 stets ein mehr oder weniger stark ausgeprägtes Koma. Dadurch würde der vom Strahlungsempfänger gelieferte Impuls unscharf.
Der Polygonspiegel 3 ist pyramidenstumpfförmig ausgebildet und wird von zehn Planspiegeln gebildet. Er wird von einem Motor 6 über ein Getriebe 7 angetrieben. Der Motor 6 hat eine verhältnismässig hohe Drehzahl von beispielsweise 3000 Umdr/min und ist durch das Getriebe 7 auf 600 Umdr/min untersetzt. Auf der Abtriebswelle 8 des Getriebes 7 sitzt ein Ventilator 9 oder irgendeine andere zusätzliche Belastung, durch welche das Spiel im Getriebe unterdrückt wird. Auf diese Weise lässt sich ein hinreichend ruhiger Lauf des Spiegels erzielen.
Der Motor 6 ist ein Synchronmotor, der vom Netz gespeist wird.
Bei der beschriebenen Anordnung wird ein Gesichtswinkel von 720 abgetastet, u. zw. mit einer Fre-
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gleicher Richtung, z. B. von hinten nach vom in Fig. 1.
Die Art des verwendeten Empfängers hängt davon ab, welche Objekte abgetastet werden. Bei selbstleuchtenden Objekten, z. B. glühendem Walzgut, kann man mit Vorteil eine Widerstandszelle (Blei-
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sulfidzelle) verwenden. Es wandert dann bei einer Drehung des Spiegels 3 nur der von der Photozelle erfasste Raumwinkel, also gewissermassen die Empfindlichkeitsachse. Bei nichtleuchtenden Objekten kann man eine Hilfslichtquelle vorsehen. Zu diesem Zweck kann, wie in Fig. 1 gestrichelt eingezeichnet ist, in der Nähe des Empfängers 5 eine Lampe 10 angeordnet sein, welche über einen halbdurchlässigen Spiegel 11. den Zylinderspiegel 4, den Polygonspiegel 3 und die Zylinderlinse 2 ein Lichtstrahlenbündel aussendet. Dieses wird reflektiert oder nicht reflektiert, je nachdem, ob das Strahlenbündel l auf das Objekt fällt oder nicht.
Zu diesem Zweck kann hinter dem Objekt beispielsweise ein Tripelrückstrahler angeordnet sein, der das auf ihn auftreffende Licht in sich zurückwirft, so dass das Licht auf dem gezeichneten Weg zurück auf den Strahlungsempfänger 5 fällt, solange der Lichtstrahl 1 das Objekt noch nicht erfasst hat.
Eine andere Möglichkeit, auch nichtleuchtende Objekte zu erfassen, besteht darin, dass hinter dem Objekt eine ausgedehnte Lichtquelle, z. B. eine Leuchtstoffröhre oder ein Glühstab, angeordnet ist, welche von der Empfindlichkeitsachse 1 periodisch abgetastet wird, wobei der Empfänger 5 ebenfalls abgeschattet wird, sobald die Empfindlichkeitsachse 1 das Objekt erfasst.
Die Schaltung des Messwertgebers ist in Fig. 2 schematisch dargestellt. Die an den einzelnen Punkten des Stromkreises auftretenden Signale sind dabei als Oszillographenbilder eingezeichnet. Mit 5 (Fig. 2) ist der Empfänger bezeichnet, der von einer Widerstandszelle (PbS-Zelle) gebildet wird, welche bei Bestrahlung ihren Widerstand ändert. Dadurch ergeben sich an einem von der Widerstandszelle 5 und einem Widerstand 12 gebildeten Spannungsteiler Impulse gemäss Oszillographenbild 13, jedesmal wenn die Empfindlichkeitsachse 1 (Fig. 1) das Messobjekt erfasst. Es soll angenommen werden, dass das Messobjekt ein selbstleuchtender Körper, z. B. ein glühender Knüppel in einem Warmwalzwerk ist.
Die Impulse 13 werden über eine Leitung 14 von dem eigentlichen Tastkopf abgenommen. Zur Unterdrückung von Störspannungen, die in der Leitung 14 induziert werden können, sind Siebglieder vorgesehen, die generell mit 15 bezeichnet sind. Die Impulse gelangen dann auf das Gitter eines Wechselstromverstärkers 16. Dieser liefert eine Spannung etwa entsprechend dem Oszillographenbild 17. Die Spannung gemäss 17 liegt am Gitter einer übersteuerten Amplitudenbegrenzerröhre 18. Diese liefert eine Spannung, die etwa dem Oszillographenbild 19 entspricht. Man muss sich dabei vorstellen, dass in Wirklichkeit die Amplituden wesentlich grösser sind, als dies in dem Oszillographenbild 19 dargestellt ist, so dass sich an den Flanken der Kurve praktisch senkrechte Sprünge ergeben.
In der Praxis verwendet man mehrere hintereinandergeschaltete Amplitudenbegrenzerröhren, von denen hier der Einfachheit halber nur eine (18) dargestellt ist. Das so erhaltene Signal 19 wird einem Differenzierglied in Gestalt eines Transformators 20 zugeführt, an dessen Sekundärwicklung man positive und negative Impulse gemäss dem Oszillographenbild 21 erhält.
Es ist zu beachten, dass Phasenverschiebungen, die in den einzelnen Verstärkerstufen und dem Transformator entstehen können, nicht stören, da diese durch entsprechende Justierung der Winkellage des Polygonspiegels 3 (Fig. 1) ausgeglichen werden können. Der Spiegel 3 ist zu diesem Zweck gegenüber der Achse 8 verstellbar. Die negativen Impulse 21 werden durch einen Gleichrichter 22 weggeschnitten, so dass sich ein Signal gemäss Oszillographenbild 23 ergibt. Die Phasenlage der Impulse gemäss 23 hängt von der Lage des angepeilten Objektes in dem von dem Tastkopf erfassten Gesichtsfeld ab.
Vom Netz (-), welches auch den Synchronmotor 6 (Fig. 1) speist, werden über einen Transformator 24 mit Mittelanzapfung 25 zwei Thyratrons 26,27 gegenphasig gespeist. In den Oszillographenbil-
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28, 29 istder Verlauf derAnodenspannungender beiden Thyratrons 26, 27dargestellt. DieSteuergitterdergeben. Die Netzspannung 28, 29 hat 50 Hz. Die Impulse kommen mit einer Frequenz von 100 Hz. Infolgedessen erhalten die Thyratrons 26,27 in der Halbwelle einen Impuls 23. Der Impuls reicht aus, um das Thyratron 26, 27 zu zünden, aber natürlich nur, wenn und solange die Anodenspannung 28, 29 positiv ist. Da die Thyratrons 26, 27 von dem Transformator 24 gegenphasig gespeist werden, zünden die Thyratrons immer abwechselnd.
Der erste Impuls 23 zündet das Thyratron 26, welches so lange brennt, bis die Anodenspannung 28 wieder durch Null geht (Oszillographenbild 33). Der zweite Impuls 23 zündet entsprechend das Thyratron 27 (vgl. Oszillographenbild 34). Thyratron 26 kann beim zweiten Impuls nicht zünden, weil in diesem Augenblick ja die Anodenspannung 28 negativ ist.
Je nach del Phasenlage der Impulse 23 in bezug auf die Netzspannung 28, 29 brennen die Thyratrons 26,27 mehr oder weniger lange. Kommt der Zündimpuls sofort, sobald die Anodenspannungen positiv geworden sind, so brennen die Thyratrons praktisch während der ganzen Halbwelle, kommt der Impuls erst, kurz bevor die Spannung wieder durch Null geht, so löscht das Thyratron sofort wieder, es
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