AT396036B - MEASURING DEVICE FOR DETECTING OR MONITORING A DIMENSION - Google Patents

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Description

AT 396 036 BAT 396 036 B

Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung zum Feststellen bzw. Überwachen der Abmessung bzw. Lage eines gegebenenfalls bewegten Gegenstandes, insbesondere des Durchmessers eines Holzstammes, mit einer optisch-elektrischen Meßvorrichtung, die zwei voneinander distanzierte, parallel zueinander verlaufende Meßflächen aufweist, von welchen eine einer Senderanordnung und die andere einer Empfängeranordnung zugeordnet ist, mit Lichtsendern und Lichtempfängem, die auf der Meßfläche der Sender- bzw. Empfängeranordnung angeordnet sind und mit einer Auswerteeinheit zum Feststellen der Unterbrechung des Strahlenganges zwischen einem Lichtsender und einem Lichtempfänger, die über eine dieser zugeordnete Steuervorrichtung taktweise angesteuert werden.The invention relates to a measuring device for determining or monitoring the dimension or position of an object which may be moved, in particular the diameter of a log, with an optical-electrical measuring device which has two mutually spaced, parallel measuring surfaces, one of which is a transmitter arrangement and the other is assigned to a receiver arrangement, with light transmitters and light receivers, which are arranged on the measuring surface of the transmitter or receiver arrangement, and with an evaluation unit for determining the interruption of the beam path between a light transmitter and a light receiver, which are cyclically controlled via a control device assigned to them .

Es ist bereits eine Einrichtung zur Dickenmessung von längs einer Förderbahn bewegten Gegenständen, insbesondere von Baumstämmen bekannt - gemäß DE-OS 26 15 143 - die mehrere parallel zueinander angeordnete jeweils aus Sendern und diesen zugeordneten Empfängern bestehenden Lichtschranken gebildet ist Diese Lichtschranken bilden einen, die Förderbahn kreuzenden Lichtvorhang. Die Zahl der unterbrochenen Lichtschranken dient als Maß für die Dicke. Obwohl das vom Lichtsender ausgesandte Strahlenbündel einen Öffnungswinkel "alpha" aufweist, wird jeweils nur bei dem den Sender exakt gegenüberliegenden Empfänger abgefragt, ob das Strahlenbündel durch den Gegenstand unterbrochen ist oder nicht. Um eine hohe Meßgenauigkeit zu erreichen, muß eine große Anzahl von Sendern und Empfängern mit geringen räumlichen Abstand in Meßrichtung nebeneinander angeordnet werden, die mit einer hohen Zyklusgeschwindigkeit unter Verwendung einer Synchronisierschaltung, die einzelnen jeweils aus dem Sender und dem gegenüberliegenden Empfänger angeordneten Lichtschranken bzw. Strahlengänge darauf überprüft, ob sie vom Gegenstand unterbrochen sind oder nicht. Nachteilig ist hierbei, daß neben einen hohen regelungstechnischen Aufwand und einem hohen Aufwand für Sender und Empfänger auch hochentwickelte Recheneinrichtungen benötigt werden, um daß jeweilige Maß, insbesondere die Dicke des zu vermessenden Gegenstandes festzustellen.There is already a device for measuring the thickness of objects moving along a conveyor track, in particular of tree trunks - according to DE-OS 26 15 143 - which is formed from a plurality of light barriers arranged parallel to one another and each consisting of transmitters and receivers assigned to these crossing light curtain. The number of interrupted light barriers serves as a measure of the thickness. Although the beam of rays emitted by the light transmitter has an aperture angle " alpha " is queried only at the receiver exactly opposite the transmitter, whether the beam is interrupted by the object or not. In order to achieve a high measuring accuracy, a large number of transmitters and receivers with a small spatial distance in the measuring direction must be arranged side by side, which with a high cycle speed using a synchronization circuit, the individual light barriers or beam paths respectively arranged from the transmitter and the opposite receiver checks whether they are interrupted by the object or not. The disadvantage here is that, in addition to a high level of control engineering and a high level of effort for the transmitter and receiver, sophisticated computing devices are also required to determine the respective dimensions, in particular the thickness, of the object to be measured.

Bei einer bekannten Einrichtung zum Feststellen bzw. Überwachen des Durchmessers eines Holzstammes - DE-AS 25 55 975 - weist eine optisch-elektrische Meßvorrichtung, eine Abtasteinrichtung, mit mehreren auf einer Meßfläche angeordneten strahlungsempfindlichen Elementen auf, welchen eine Strahlungsquelle zur Erzeugung eines Schattenbildes des Gegenstandes auf der Meßfläche zugeordnet ist. Um unabhängig von der Entfernung bzw. Lage des Holzstammes relativ zur Meßfläche bzw. zur Strahlungsquelle ein exaktes Meßergebnis zu erhalten, ist in einer senkrecht zur Meßfläche verlaufenden Ebene oder in einem voreinstellbaren Abstand von der Meßfläche eine Distanzmeßvorrichtung zur Feststellung der Distanz zwischen der Meßfläche und dem Gegenstand angeordnet. Damit können Veränderungen des Abstandes zwischen dem zu messenden Gegenstand bzw. der Meßfläche oder der dieser zugeordneten Strahlungsquelle erfaßt und somit äußerst genaue Meßergebnisse erhalten werden. Diese Meßeinrichtung hat sich an sich in der Praxis äußerst bewährt, es hat sich jedoch gezeigt, daß bei einigen Anwendungsfällen auch mit einer geringeren Meßgenauigkeit das Auslangen gefunden werden könnte.In a known device for determining or monitoring the diameter of a log - DE-AS 25 55 975 - has an optical-electrical measuring device, a scanning device, with a plurality of radiation-sensitive elements arranged on a measuring surface, which have a radiation source for generating a silhouette of the object is assigned on the measuring surface. In order to obtain an accurate measurement result regardless of the distance or position of the log relative to the measuring surface or to the radiation source, a distance measuring device for determining the distance between the measuring surface and the surface is in a plane running perpendicular to the measuring surface or at a preset distance from the measuring surface Item arranged. Changes in the distance between the object to be measured or the measurement surface or the radiation source assigned to it can thus be detected and extremely precise measurement results can thus be obtained. This measuring device has proven itself in practice extremely well, but it has been shown that in some applications, even with a lower measuring accuracy, the sufficiency could be found.

Es ist weiters aus der DE-OS 29 20 804 bereits eine Durchmesser-Meßeinrichtung für Rundhölzer bekannt, die sich zur Ermittlung des Durchmessers eines Lichtvorhanges bedient Dieser Lichtvorhang wird durch in senkrechter Richtung übereinander angeordnete Lichtsender- bzw. Lichtempfängerzeilen gebildet, wobei auf Infrarotlicht ansprechende Halbleiterbauelemente als Lichtempfänger bzw. Lichtsender eingesetzt sind. Um eine entsprechend hohe Genauigkeit bei der Verwendung eines solchen Parallellicht-Lichtvorhanges zu «reichen, sind die einzelnen in senkrechter Richtung übereinander angeordneten Lichtsender- bzw. Lichtempfängerzeilen derart schräg gegenüber der Horizontalen geneigt, daß die Mittelpunkte benachbarter Zeilenelemente in senkrechter Richtung einen vorgegebenen Abstand voneinander haben, nämlich den gleichen Abstand wie das oberste Element einer Zeile von dem untersten Element der nächsthöheren Zeile. Weiters weist diese Meßeinrichtung eine Auswerteeinrichtung und Steuereinrichtung auf, mit deren Hilfe die Lichtsender und die diesen Sendern gegenüberliegend zugeordneten Lichtempfängem paarweise zyklisch ansteuerbar sind. Diese Meßeinrichtung erfordert einen sehr hohen Aufwand an elektronischen Bauteilen und ist daher meist für die damit erreichbaren Genauigkeiten in den Anschaffungs- und Eihaltungskosten zu teuer.It is also known from DE-OS 29 20 804 a diameter measuring device for logs that uses a light curtain to determine the diameter. This light curtain is formed by light emitter or light receiver lines arranged one above the other in the vertical direction, semiconductor components responding to infrared light are used as light receivers or light transmitters. In order to achieve a correspondingly high level of accuracy when using such a parallel light light curtain, the individual light transmitter or light receiver rows arranged one above the other in the vertical direction are inclined so obliquely with respect to the horizontal that the centers of adjacent row elements have a predetermined distance from one another in the vertical direction , namely the same distance as the top element of a line from the bottom element of the next higher line. Furthermore, this measuring device has an evaluation device and control device, with the aid of which the light transmitter and the light receivers located opposite these transmitters can be cyclically controlled in pairs. This measuring device requires a very high outlay on electronic components and is therefore usually too expensive for the accuracies in acquisition and maintenance costs that can be achieved with it.

Weiters sind bereits Meßanlagen für Holzstämme bekannt - US-PS 3 806 253 - die ebenfalls einen Lichtvorhang zum Feststellen der Durchmesser der Baumstämme verwenden. Dieser Lichtvorhang besteht aus je einer Reihe gegenüberliegend angeordneten Lichtsender und Lichtempfänger. Da dieser Einrichtung zwei um ca. 90° zueinander versetzte Meßvorrichtungen für die Festlegung des Stammittelpunktes eines Rundholzes aufweist und somit die Entfernung des Stammittelpunktes von den Lichtsendem bzw. Lichtempfängem festgelegt wird, ist die erforderliche Genauigkeit der Meßvorrichtung nicht sehr hoch. Andererseits bedingt jedoch diese bekannte Meßeinrichtung einen sehr hohen Aufwand an Einzelteilen und ist somit in der Anschaffung sehr teuer.Furthermore, measuring systems for logs are already known - US Pat. No. 3,806,253 - which also use a light curtain to determine the diameter of the logs. This light curtain consists of a row of light transmitters and light receivers arranged opposite each other. Since this device has two measuring devices offset by approximately 90 ° to one another for determining the trunk center point of a log and thus the distance of the trunk center point from the light emitter or light receiver is determined, the required accuracy of the measuring device is not very high. On the other hand, however, this known measuring device requires a very high amount of individual parts and is therefore very expensive to purchase.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und bei einer kostengünstigen Herstellung und Wartung eine eichfähige Feststellung bzw. Überwachung von Abmessungen von Gegenständen ermöglichtThe present invention has for its object to provide a measuring device of the type mentioned, which is simple in construction and enables a verifiable determination or monitoring of dimensions of objects with inexpensive manufacture and maintenance

Diese Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst daß über die Steuervorrichtung zyklisch aufeinanderfolgend jeweils ein erster Lichtsender mit der Energieversorgungseinheit und zumindest ein diesem gegenüberliegender erster Lichtempfänger und ein diesem unmittelbar benachbarter zweiter Lichtempfänger mit der Auswerteeinheit verbunden ist, wobei der zweite Lichtempfänger einem dem ersten Lichtsender unmittelbar benachbarter zweiter Lichtsender gegenüberliegend angeordnet ist. Der Vorteil dieser Erfindung liegt nunmehr darin, daß durch die -2-This object of the invention is achieved in that, via the control device, a first light transmitter is cyclically connected in succession to the energy supply unit and at least one first light receiver opposite it and a second light receiver immediately adjacent to it are connected to the evaluation unit, the second light receiver being connected directly to the first light transmitter second light transmitter is arranged opposite. The advantage of this invention is that the -2-

AT 396 036 B taktweise aufeinander folgende Abfrage des Strahlenganges zwischen einem Lichtsender und mehreren Lichtempfängem auch in den Bereichen zwischen zwei einander gegenüberliegender und zugeoidneter, aus einem Lichtsender und Lichtempfänger bestehenden Meßgruppen, festgestellt werden kann, ob sich der Gegenstand, dessen Abmessung festzustellen ist, bis in diesen Bereich erstreckt oder nicht. Vorteilhaft ist hierbei, daß durch die mehrfache Verwendung der ohnehin vorhandenen Lichtsender in Verbindung mit der aufeinanderfolgenden Zusammenschaltung der Lichtempfänger mit zumindest zwei verschiedenen Lichtsendem mit einem geringen Mehraufwand eine erhebliche Erhöhung der Meßgenauigkeit erzielt werden kann. Dies ermöglicht eine kostengünstige Herstellung und Wartung einer solchen Einrichtung und gleichzeitig die Ermittlung von eichfähigen Abmessungen. Ein weiterer Vorteil dieser neuen Lösung liegt auch darin, daß bereits im Einsatz befindliche bekannte Vorrichtungen die mit Lichtsendem und Lichtempfängem beispielsweise gemäß den Vorhalten arbeiten, in einfacher Weise erfindungsgemäß nachgerüstet werden können.AT 396 036 B intermittently interrogating the beam path between a light transmitter and several light receivers, also in the areas between two mutually opposite and assigned measuring groups consisting of a light transmitter and light receiver, it can be determined whether the object, the dimensions of which are to be ascertained, until extends into this area or not. It is advantageous here that the multiple use of the light transmitters, which are present anyway, in conjunction with the successive interconnection of the light receivers with at least two different light transmitters, allows a considerable increase in the measurement accuracy to be achieved with little additional effort. This enables inexpensive manufacture and maintenance of such a device and at the same time the determination of verifiable dimensions. Another advantage of this new solution is that known devices already in use which work with light transmitters and light receivers, for example in accordance with the provisions, can be easily retrofitted according to the invention.

Gemäß einem weiteren sehr wesentlichen Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß zwischen den Lichtempfängem und der Auswerteeinheit ein mit da Steuervorrichtung wirkverbundenes Steuerglied angeordnet ist und über die Steuervorrichtung ein Lichtsender und das Steuerglied beaufschlagt ist und daß über das Steuerglied zwei Lichtempfänger mit da Auswerteeinheit verbunden sind. Es kann ohne einen Mehraufwand an Lichtsendem bzw. -empfängem lediglich durch die doppelte Ansteuerung da vorhandenen Lichtempfänga fast eine Verdopplung der Meßgenauigkeit oreicht werden.According to a further very essential feature of the invention it is provided that a control element operatively connected to the control device is arranged between the light receivers and the evaluation unit and a light transmitter and the control element is acted upon via the control device and that two light receivers are connected to the evaluation unit via the control element. Without additional expenditure on light transmitters or receivers, the double control of the existing light receivers can almost double the accuracy of measurement.

Im Rahmen der Erfindung ist es weiters möglich, daß zwischen zwei, zwei unmittelbar benachbarten Lichtsendem gegenüberliegend angeordneten Lichtempfängem zumindest ein weiterer Lichtempfänger angeordnet ist und daß dieser weitere Lichtempfänger über die Steuavorrichtung in aufeinanderfolgenden Abtastzylden jeweils mit dem ersten und danach mit dem zweiten der beiden einander unmittelbar benachbarten Lichtsender gleichzeitig angesteuert ist. Durch diese Ausbildung der Steuervorrichtung und die aufeinanderfolgende Ansteuerung gleicher Lichtempfänger mit verschiedenen Lichtsendem kann ein höherer Interpolationsgrad bzw. eine höhere Auflösung bei der Feststellung der Lage des Gegenstandes oder seiner Abmessung zwischen zwei einander unmittelbar benachbarten Lichtsendem ohne erheblichen Mehraufwand erreicht werden.In the context of the invention, it is further possible that at least one further light receiver is arranged between two, two immediately adjacent light transmitters arranged opposite one another and that this further light receiver is directly connected via the control device in successive scanning cycles with the first and then with the second of the two neighboring light transmitter is controlled at the same time. This design of the control device and the successive activation of the same light receivers with different light transmitters can achieve a higher degree of interpolation or a higher resolution when determining the position of the object or its dimension between two immediately adjacent light transmitters without considerable additional effort.

Nach einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, daß die weiteren Lichtempfänger in einer oder mehreren parallel zu der, durch die den Lichtsendem gegenüberliegend angeordneten Lichtempfänger gebildeten Reihe verlaufenden Reihen angeordnet sind, wobei vorzugsweise die Distanz zwischen den Lichtempfängem in Längsrichtung der Reihe einen vorbestimmten Teil der Distanz zwischen den gegenüberliegend angeordneten Lichtsendem beträgt. Die Verwendung von in parallelen Reihen nebeneinander angeordneten Lichtempfängem ermöglicht, ohne komplizierte Schaltung eine Auflösung des Meßagebnisses, die kleiner ist, als der sich aus den physikalischen Abmessungen der Lichtempfänger ergebende Mittenabstand zweia unmittelbar benachbarter Lichtempfänger einer Reihe. Durch die spezielle Gestaltung da Steuervorrichtung wird jedoch in diesem Fall erreicht, daß nur mit einer Mehrfachanordnung von Empfängem bei gleicher Senderanzahl ein Vielfaches der Genauigkeit erreicht werden kann.According to another embodiment of the invention it is provided that the further light receivers are arranged in one or more rows running parallel to the row formed by the light receivers arranged opposite the light transmitters, the distance between the light receivers in the longitudinal direction of the row preferably being a predetermined part of the row Distance between the light transmitters arranged opposite one another. The use of light receivers arranged side by side in parallel rows enables a resolution of the measurement result which is smaller than the center distance of two immediately adjacent light receivers of a row resulting from the physical dimensions of the light receivers, without complicated circuitry. The special design of the control device in this case, however, ensures that a multiple of the accuracy can only be achieved with a multiple arrangement of receivers with the same number of transmitters.

Erfindungsgemäß ist dann auch vorgesehen, daß jeder Lichtsender zum Aufbau mehrerer Strahlengänge über das Steuerglied der Steuervorrichtung mit dem diesem gegenüberliegenden Lichtempfänger, und danach aufeinanderfolgend mit dem in Abtastrichtung vor- und gegebenenfalls dem in Abtastrichtung nachgeordneten Lichtempfänger zusammengeschaltet ist. Die in gleicher Richtung aufeinanderfolgende Zusammenschaltung der Lichtempfänger mit den Lichtsendem ermöglicht den gleichzeitigen Abtastbeginn von mehreren Lichtsendem, wodurch die Zeiteinheit für die Abtastung des gesamten Meßfeldes sehr kurz gehalten werden kann.According to the invention, it is then also provided that each light transmitter is connected to set up a plurality of beam paths via the control element of the control device with the light receiver opposite it, and then in succession with the light receiver upstream and, if appropriate, the light receiver downstream. The interconnection of the light receivers with the light transmitters in succession in the same direction enables the simultaneous start of scanning of several light transmitters, as a result of which the time unit for the scanning of the entire measuring field can be kept very short.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese im nachfolgenden, anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.For a better understanding of the invention, it is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawings.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Einrichtung zum Feststellen bzw. Überwachen der Abmessung eines Gegenstandes mit der zugehörigen Auswerteeinheit in Seitenansicht und stark vereinfachter Darstellung;Figure 1 shows a device for determining or monitoring the dimension of an object with the associated evaluation unit in a side view and a greatly simplified representation.

Fig. 2 eine andere Ausführungsform einer Einrichtung zum Feststellen bzw. Überwachen der Abmessung eines Gegenstandes, in Seitenansicht und schematischer Darstellung;Figure 2 shows another embodiment of a device for determining or monitoring the dimension of an object, in side view and schematic representation.

Fig. 3 eine Stimansicht der Empfängeranordnung der Einrichtung zum Feststellen bzw. Überwachen der Abmessung eines Gegenstandes, gemäß Pfeil (ΠΙ) in Fig. 2.3 is a front view of the receiver arrangement of the device for determining or monitoring the dimension of an object, according to arrow (ΠΙ) in FIG. 2.

In Fig. 1 ist eine Einrichtung (1) zum Feststellen bzw. Überwachen der Abmessung (2) eines Gegenstandes (3) z. B. des Durchmessers eines Holzstammes (4), dargestellt. Die Einrichtung (1) umfaßt eine Meßvorrichtung (5) und eine Auswerteeinheit (6).In Fig. 1, a device (1) for determining or monitoring the dimension (2) of an object (3) z. B. the diameter of a log (4). The device (1) comprises a measuring device (5) and an evaluation unit (6).

Die Meßvorrichtung (5) weist eine Senderanordnung (7) und eine Empfängeranordnung (8) auf, auf deren Meßflächen (9) bzw. (10) Lichtsender (11) bis (21) bzw. Lichtempfänger (22) bis (32) angeordnet sind. Die Senderanordnung (7) ist über eine Leitung (33) mit einem Schaltglied (34) verbunden. Das Schaltglied (34) ist mit einer zentralen Energieversorgungseinheit (35) sowie mit einer Steuervorrichtung (36) zusammengeschaltet. Entsprechend dem, von der Steuervorrichtung (36) bzw. der Programmvorrichtung kommenden Impulsen wird über das Schaltglied (34) einer der Lichtsender (11) bis (21) mit der Energieversorgungseinheit (35) zusammengeschaltet und aktiviert. Die Lichtsender (11) bis (21) sind beispielsweise als Halbleiterbauelemente ausgebildet, die Infrarotlicht aussenden. Entsprechend der Vorgabe der Steuervorrichtung (36) wird über ein Schaltglied (37) und eine Leitung (38) einer der Lichtempfänger (22) bis (32) mit einem -3-The measuring device (5) has a transmitter arrangement (7) and a receiver arrangement (8), on whose measuring surfaces (9) or (10) light transmitters (11) to (21) or light receivers (22) to (32) are arranged . The transmitter arrangement (7) is connected to a switching element (34) via a line (33). The switching element (34) is connected to a central energy supply unit (35) and to a control device (36). According to the pulses coming from the control device (36) or the program device, one of the light transmitters (11) to (21) is connected and activated with the power supply unit (35) via the switching element (34). The light transmitters (11) to (21) are designed, for example, as semiconductor components which emit infrared light. According to the specification of the control device (36), one of the light receivers (22) to (32) is connected to a -3- via a switching element (37) and a line (38).

AT 396 036 B der Zähler (39) der Auswerteeinheit (6) zusammengeschaltet Jeder der Zähler (39) dient dazu, um in verschiedenen Längsbereichen des Holzstammes (4) die Abmessung (2) bzw. den Durchmesser zu ermitteln.AT 396 036 B the counter (39) of the evaluation unit (6) connected together Each of the counters (39) is used to determine the dimension (2) or the diameter in different longitudinal areas of the log (4).

Die Lichtsender (11) bis (21) und die Lichtempfänger (22) bis (32) sind jeweils in der exakt gleichen Distanz (40) in Abtastrichtung (41) voneinander und einander gegenüberliegend angeordnetThe light transmitters (11) to (21) and the light receivers (22) to (32) are each arranged at exactly the same distance (40) in the scanning direction (41) from one another and opposite one another

Das Ermitteln der Abmessung (2) geht nun derart vor sich, daß in Abtastrichtung (41) über die Steuervorrichtung (36) sowie die Schaltglieder (34) und (37) der Lichtsender (11) aktiviert und der Lichtempfänger (22) an den Eingang eines Zählas (39) angeschaltet wird. Ist ein Strahlengang (42) zwischen dem Lichtsender (11) und dem Lichtempfänger (22) nicht unterbrochen, so erfolgt kein Weiterschalten des Zählers (39). Unmittelbar darauffolgend wird anstelle des Lichtsenders (11) über das Schaltglied (34) der Lichtsender (12) aktiviert und es wird festgestellt, ob ein Strahlengang (43) zwischen dem Lichtsender (12) und dem Lichtempfänger (22) unterbrochen ist oder nicht. Da dies ebenfalls nicht der Fall ist, wird nun über das Schaltglied (37) anstelle des Lichtempfängers (22) der Lichtempfänger (23) an den Eingang des Zählers (39) angelegt. Da auch ein Strahlengang (44) nicht unterbrochen ist, wird über das Schaltglied (34) nun der Lichtsender (13) mit dem Lichtempfänger (23) gleichzeitig aktiviert und anschließend der Lichtsender (13) mit dem Lichtempfänger (24). Da auch die Strahlengänge zwischen diesen Lichtsendem und Lichtempfängem ungestört verlaufen, erfolgt kein Weiterschalten des Zählers (39). Erst bei Aktivierung des Lichtsenders (14) gemeinsam mit dem Lichtempfänger (24) wird, da ein Strahlengang (45) durch den Holzstamm (4) unterbrochen ist, ein Zählimpuls über das Schaltglied (37) an den Zähler (39) weitergegeben. Es werden nun aufeinanderfolgend in der vorbeschriebenen Art die Lichtsender (14,15,16,17,18,19) mit den Lichtempfängem (25,26, 27, 28 und 29) zusammengeschaltet. Da in all diesen Fällen der Strahlengang zwischen Lichtsendem und Lichtempfängem unterbrochen ist, wird bei jedem Schaltvorgang ein Zählimpuls an den Zähler (39) weitergeleitet.The determination of the dimension (2) now proceeds in such a way that in the scanning direction (41) via the control device (36) and the switching elements (34) and (37) the light transmitter (11) is activated and the light receiver (22) at the input a counter (39) is switched on. If a beam path (42) between the light transmitter (11) and the light receiver (22) is not interrupted, the counter (39) is not switched on. Immediately thereafter, instead of the light transmitter (11), the light transmitter (12) is activated via the switching element (34) and it is determined whether a beam path (43) between the light transmitter (12) and the light receiver (22) is interrupted or not. Since this is also not the case, the light receiver (23) is now applied to the input of the counter (39) via the switching element (37) instead of the light receiver (22). Since a beam path (44) is also not interrupted, the light transmitter (13) with the light receiver (23) is now activated simultaneously via the switching element (34) and then the light transmitter (13) with the light receiver (24). Since the beam paths between these light transmitters and light receivers also run undisturbed, the counter is not incremented (39). Only when the light transmitter (14) is activated together with the light receiver (24), since a beam path (45) is interrupted by the log (4), is a counting pulse passed on to the counter (39) via the switching element (37). The light transmitters (14, 15, 16, 17, 18, 19) with the light receivers (25, 26, 27, 28 and 29) are now connected in succession in the manner described above. Since the beam path between the light transmitter and the light receiver is interrupted in all these cases, a counting pulse is forwarded to the counter (39) with each switching operation.

Wird nun im Zuge des Abtastvorganges der Lichtsender (19) mit dem Lichtempfänger (30) gleichzeitig angesteuert, so wird festgestellt, daß nunmehr bei der Abtastung in Abtastrichtung (41) ein Strahlengang (46) nicht mehr unterbrochen ist. Damit wird auch der Zähl- und Meßvorgang beendet. Es kann aus Sicherheitsgründen jedoch entsprechend der Auslegung der Steuervorrichtung (36) auch noch eine Abfrage der restlichen Lichtsender und Lichtempfänger (20, 21) bzw. (31, 32) erfolgen, um etwaige Fehlmessungen mit Sicherheit auszuschalten.If, in the course of the scanning process, the light transmitter (19) is actuated simultaneously with the light receiver (30), it is found that a beam path (46) is no longer interrupted when scanning in the scanning direction (41). This also ends the counting and measuring process. For safety reasons, however, the remaining light transmitters and light receivers (20, 21) or (31, 32) can also be queried in accordance with the design of the control device (36) in order to reliably eliminate any incorrect measurements.

Die auf dem Zähler (39) erhaltene Anzahl der Impulse ist nun der Abmessung (2) direkt proportional. Da die Distanz (40) zwischen den einzelnen Sendern (11) bis (21) bzw. Lichtempfängem (22) bis (32) in Abtastrichtung (41) exakt gleich ist, kann anhand der am Zähler (39) vorliegenden Ziffer durch Multiplikation der tatsächliche Durchmesser (2) ermittelt werden. Dabei ist jedoch zu beachten, daß durch die doppelte Abfrage der Lichtempfänger (22) bis (32) jeweils mit zwei aufeinanderfolgenden Lichtsendem (11,12); (13,14); und sofort, der Multiplikationsfaktor nicht der Distanz (40), sondern bei dieser Anordnung nur der Hälfte der Distanz (40) entspricht Durch diese spezielle Ansteuerung der Lichtsender bzw. Lichtempfänger über die Steuervorrichtung (36) wird nämlich ohne einen Mehraufwand an Lichtsendem bzw. Lichtempfängem die Meßgenauigkeit der Einrichtung (1) verdoppelt. Dies deshalb, da der in Abtastrichtung (41) nachfolgende Lichtsender mit dem, den in Abtastrichtung (41) zuvor angeordneten Lichtsender direkt gegenüberliegenden Lichtempfänger, gleichzeitig angesteuert wird und somit eine Interpolation zwischen den Strahlengängen z. B. (42, 44) von 2 Paaren einander gegenüberliegender Lichtsender bzw. Lichtempfänger (11,22) bzw. (12,23) erreicht.The number of pulses received on the counter (39) is now directly proportional to the dimension (2). Since the distance (40) between the individual transmitters (11) to (21) or light receivers (22) to (32) in the scanning direction (41) is exactly the same, the actual number can be calculated by multiplying the number on the counter (39) Diameter (2) can be determined. It should be noted, however, that by double polling the light receivers (22) to (32) each with two successive light transmitters (11, 12); (13.14); and immediately, the multiplication factor does not correspond to the distance (40), but in this arrangement only corresponds to half the distance (40). This special activation of the light transmitter or light receiver via the control device (36) means that there is no additional effort for light transmitters or light receivers the measuring accuracy of the device (1) doubled. This is because the following in the scanning direction (41) light transmitter with the, in the scanning direction (41) previously arranged light transmitter directly opposite light receiver, is simultaneously controlled and thus an interpolation between the beam paths z. B. (42, 44) of 2 pairs of opposing light transmitters or light receivers (11, 22) or (12, 23) is reached.

Die Mehrzahl der Zähler (39) dient dazu, um über die Länge eines Holzstammes (4) mehrmals den Durchmesser zur Volumsberechnung ermitteln zu können. Die Ergebnisse dieser Zähler (39) können über weitere Leitungen und elektronische Datenverarbeitungsanlagen mit den Längenmaßen kombiniert, zur eichfähigen Volumsberechnung des Holzstammes (4) herangezogen werden. Wichtig ist dabei, daß durch die Erhöhung der Genauigkeit mittels der Doppelabfrage der Lichtempfänger durch die Lichtsender ein eichfähiges Durchmesserergebnis für die Abmessung (2) erhalten werden kann.The majority of the counters (39) serve to determine the diameter for the volume calculation several times over the length of a log (4). The results of these counters (39) can be combined with the length dimensions via further lines and electronic data processing systems, and can be used to calibrate the volume of the log (4). It is important here that by increasing the accuracy by means of the double interrogation of the light receivers by the light transmitters, a verifiable diameter result for the dimension (2) can be obtained.

In Fig. 2 ist eine Einrichtung (47) zum Feststellen bzw. Überwachen einer Abmessung (48) eines Gegenstandes (49) dargestellt. Der Gegenstand (49) kann beispielsweise durch ein Walzstück, einem besäumten Holzstamm aber unter anderem auch durch Papierbahnen oder dgl. gebildet werden. Dem besseren Verständnis des erfindungsgemäßen Meßprinzipes wegen wird nur der Meßvorgang im Zusammenhang mit Lichtsendem (50), (51) einer Senderanordnung (52), sowie Lichtempfängem (53) bis (62) einer Empfängeranordnung (63), näher beschrieben. Die Einrichtung (47) umfaßt jedoch, wie ersichtlich, wesentlich mehr Lichtsender und Lichtempfänger, um auch Gegenstände mit größeren Abmessungen (48) vermessen zu können.In Fig. 2, a device (47) for determining or monitoring a dimension (48) of an object (49) is shown. The object (49) can be formed, for example, by a rolled piece, a trimmed log, but also by paper webs or the like. For a better understanding of the measurement principle according to the invention, only the measurement process in connection with light transmitters (50), (51) of a transmitter arrangement (52), and light receivers (53) to (62) of a receiver arrangement (63) is described in more detail. However, as can be seen, the device (47) comprises considerably more light transmitters and light receivers in order to also be able to measure objects with larger dimensions (48).

Der Meßvorgang geht nun derart vor sich, daß der Lichtsender (50) aufeinanderfolgend, gleichzeitig mit den Lichtempfängem (53) danach (54) danach (55) usw. in Längsrichtung (64) angesteuert wird. Wie ersichtlich, ist ein Strahlengang (65) zwischen Lichtsender (50) und Lichtempfänger (53) nicht unterbrochen, während die Strahlenlänge zwischen dem Lichtsender (50) und den Lichtempfängem (54) bis (58) unterbrochen sind. Die Strahlengänge wurden zur besseren Übersichtlichkeit der Zeichnung mit unterschiedlichen Linienführungen dargestellt, wobei die einander direkt gegenüberliegenden Lichtsender bzw. Lichtempfänger (50), (56) bzw. (51), (59) mit dünnen vollen Linien und die Verbindung zwischen Lichtsender (50) und den übrigen Lichtempfängem (53) bis (55) und (57), (58) mit strichlierten bzw. strich-punktierten Linien erfolgt Um -4-The measuring process now proceeds in such a way that the light transmitter (50) is actuated in succession, simultaneously with the light receivers (53) then (54) then (55) etc. in the longitudinal direction (64). As can be seen, a beam path (65) between light transmitter (50) and light receiver (53) is not interrupted, while the beam length between the light transmitter (50) and the light receivers (54) to (58) is interrupted. For better clarity of the drawing, the beam paths were shown with different lines, the light transmitters or light receivers (50), (56) or (51), (59) directly opposite one another with thin solid lines and the connection between light transmitter (50) and the other light receivers (53) to (55) and (57), (58) with dashed and dash-dotted lines at -4-

Claims (5)

AT 396 036 B eine möglichst hohe Meßauflösung bzw. Interpolation der Distanz (66) in Längsrichtung (64) zwischen den einander gegenüberliegenden Lichtsendern und Lichtempfängern (50,56); (51,59); zu erreichen, werden bei Fortschreiten des Meßvorganges die Lichtempfänger (56) bis (58) aufeinanderfolgend auch vom Lichtsender (51) bestrahlt und es wird in einzelnen Meßschritten festgestellt, ob der Strahlengang zwischen diesen Lichtsendem und den Lichtempfängem unterbrochen ist oder nicht Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Strahlengang (67) zwischen dem Lichtsender (51) und dem Lichtempfänger (59) bei fortschreitendem Abtasten in Längsrichtung (64) als erster nicht unterbrochen und signalisiert eine Begrenzung der Abmessung. In Fig. 3 ist ersichtlich, daß die in Stirnansicht dargestellten, Lichtempfänger (53) bis (58) in drei zueinander parallel verlaufenden Reihen (68, 69, 70) angeordnet sind, wobei die Distanz (71) in Längsrichtung (64) zwischen den einzelnen Lichtempfängem (53) bis (59) jeweils gleich ist und nur einen Teil der Distanz (66) zwischen den, zum besseren Verständnis in der selben Ebene wie die Lichtempfänger dargestellten, Lichtsenders (50) und (51) - im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Drittel - beträgt Durch diese Anordnung der Lichtempfänger in mehreren nebeneinanderliegenden Reihen (68) bis (70) kann das Auflösungsvermögen unter das durch die physikalischen Abmessungen gegebene Mindestdistanzmaß zwischen zwei Lichtempfängem herabgesetzt werden, wobei aber durch die Anordnung der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung und die entsprechende Abtastung in Längsrichtung (64) diese Mehrfachanordnung nur im Bereich der Empfängeranordnung (63) bei den Lichtempfängem (53) bis (59) und nicht auch bei der Senderanordnung (52) erforderlich ist Es ergeben sich zwar bei der zuletzt beschriebenen Ausführungsvariante gegringfügige Meßabweichungen durch den winkeligen Verlauf der einzelnen Strahlengänge, wobei der Maximalfehler beispielsweise beim Strahlengang (65) beim gleichzeitigen Ansteuem des Lichtsenders (50) und des Lichtempfängers (53) auftritt Ist jedoch die Entfernung senkrecht zur Abtastrichtung nicht sehr groß, so kann dieser Meßfehler vernachlässigt werden bzw. ist er aufgrund der bekannten Abstandsverhältnisse über elektronische Kompensationsschaltungen, beispielsweise Mikroprozessoren und dgl. sehr einfach korrigierbar. Der für die Korrektur erforderliche Aufwand ist jedenfalls wesentlich geringer, als eine aliquote Mehrfachanordnung der Lichtsender, entsprechend der Anzahl der Lichtempfänger, um jeweils einen exakt senkrechten Verlauf des Strahlenganges zur Längsrichtung (64) bzw. der Meßfläche (72) bzw. (73) zu erreichen. Die Ausbildung der Lichtsender und Lichtempfänger gemäß den vorstehenden Ausführungsbeispielen kann vorteilhafter Weise in Halbleiterelement-Bauweise erfolgen, wobei es vorteilhaft ist, daß die entsprechend zum Einsatz kommenden Elemente nur auf Infrarotlicht ansprechen, sodaß sie durch andere Lichtquellen oder dgl. nicht beeinflußt werden können. Im übrigen ist noch festzuhalten, daß die Distanzen zwischen den einzelnen Lichtsendem bzw. Lichtempfängem beliebig gewählt werden können, und auch die bei der Anordnung der Lichtempfänger gewählten Distanzen von denen bei den Lichtsendem völlig unterschiedlich sein können. Um die Genauigkeit der erhaltenen Meßergebnisse mit den vorstehend beschriebenen Einrichtungen zu erhöhen, kann überdies zusätzlich eine Entfemungsmeßeinrichtung vorgesehen sein, mit welcher die Distanz zwischen den zu messenden Gegenständen (3), (49) und den jeweiligen Meßflächen beispielsweise durch Verwendung der Lichtsender bzw. Lichtempfänger oder durch Anordnung zusätzlicher Entfemungsmeßorgane wie mechanischer Fühler, Reflexlichtschranken, Ultraschallanordnungen und dgl. erfolgen. Dadurch können insbesondere durch die unterschiedlichen Abstände zwischen Meßfläche und Gegenstand bei schrägem Strahlenverlauf entstehenden Winkelabweichungen über den Rechner bzw. Auswerteeinheit entsprechend korrigiert werden. PATENTANSPRÜCHE 1. Einrichtung zum Feststellen bzw. Überwachen der Abmessung bzw. Lage eines gegebenenfalls bewegten Gegenstandes, insbesondere des Durchmessers eines Holzstammes mit einer optisch elektrischen Meßvorrichtung die zwei voneinander distanzierte parallel zueinander verlaufende Meßflächen aufweist, von welchen eine einer Senderanordnung und die andere einer Empfangeranordnung zugeordnet ist, mit Lichtsendem und Lichtempfängem, die auf der Meßfläche da* Sender- bzw. Empfängeranordnung angeordnet sind und mit einer Auswerteeinheit zum Feststellen der Unterbrechung des Strahlenganges zwischen einem Lichtsender und einem Lichtempfänger, die über eine diesen zugeordnete Steuervorrichtung taktweise angesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß über die Steuervorrichtung (36) zyklisch aufeinanderfolgend jeweils ein erster Lichtsender (11 bis 21); (50, 51) mit der Energieversorgungseinheit und zumindest ein diesem gegenüberliegender erster Lichtempfänger (22 bis 32); (53 bis 62) und ein diesem unmittelbar benachbarter zweiter Lichtempfänger (22 bis 32; 53 bis 62) mit der Auswerteeinheit (6) verbunden ist, wobei der zweite -5- AT 396 036 B Lichtempfänger einem dem ersten Lichtsender (11 bis 21; 50, 51) unmittelbar benachbarter zweiter Lichtsender gegenüberliegend angeordnet ist.AT 396 036 B the highest possible measurement resolution or interpolation of the distance (66) in the longitudinal direction (64) between the mutually opposite light transmitters and light receivers (50, 56); (51.59); To achieve, as the measuring process progresses, the light receivers (56) to (58) are successively irradiated by the light transmitter (51) and it is determined in individual measuring steps whether the beam path between these light transmitters and the light receivers is interrupted or not a beam path (67) between the light transmitter (51) and the light receiver (59), as the scanning progresses in the longitudinal direction (64), is the first not interrupted and signals a limitation of the dimensions. In Fig. 3 it can be seen that the light receivers (53) to (58) shown in end view are arranged in three mutually parallel rows (68, 69, 70), the distance (71) in the longitudinal direction (64) between the individual light receivers (53) to (59) is the same and only part of the distance (66) between the light transmitters (50) and (51) shown in the same plane as the light receivers for better understanding - in the present exemplary embodiment a third - Is this arrangement of the light receivers in several adjacent rows (68) to (70), the resolution can be reduced below the minimum distance given by the physical dimensions between two light receivers, but by the arrangement of the control device according to the invention and the corresponding scanning in the longitudinal direction ( 64) this multiple arrangement only in the area of the receiver arrangement (63) for the light receivers (53) to (59) and not also required for the transmitter arrangement (52). In the last-described embodiment variant, there are countermeasures due to the angular course of the individual beam paths, the maximum error, for example, in the beam path (65) when the light transmitter (50) is activated at the same time. and the light receiver (53) occurs. However, if the distance perpendicular to the scanning direction is not very large, this measurement error can be neglected or can be corrected very easily due to the known distance relationships via electronic compensation circuits, for example microprocessors and the like. The effort required for the correction is in any case significantly less than an aliquot multiple arrangement of the light transmitters, corresponding to the number of light receivers, in each case by an exactly perpendicular course of the beam path to the longitudinal direction (64) or the measuring surface (72) or (73) to reach. The design of the light transmitter and light receiver according to the above exemplary embodiments can advantageously take place in the form of a semiconductor element, it being advantageous for the elements used to respond only to infrared light, so that they cannot be influenced by other light sources or the like. It should also be noted that the distances between the individual light transmitters or light receivers can be chosen as desired, and also the distances selected in the arrangement of the light receivers can be completely different from those for the light transmitters. In order to increase the accuracy of the measurement results obtained with the devices described above, a distance measuring device can also be provided, by means of which the distance between the objects (3), (49) to be measured and the respective measuring surfaces, for example by using the light transmitter or light receiver or by arranging additional distance measuring elements such as mechanical sensors, reflective light barriers, ultrasonic arrangements and the like. As a result, in particular due to the different distances between the measuring surface and the object, angular deviations arising in the case of an oblique beam path can be correspondingly corrected using the computer or evaluation unit. PATENT CLAIMS 1. Device for determining or monitoring the dimension or position of an object that may be moved, in particular the diameter of a log, with an optical electrical measuring device that has two mutually spaced parallel measuring surfaces, one of which is assigned to a transmitter arrangement and the other to a receiver arrangement is characterized with light transmitters and light receivers, which are arranged on the measuring surface da * transmitter or receiver arrangement, and with an evaluation unit for determining the interruption of the beam path between a light transmitter and a light receiver, which are cyclically controlled via a control device assigned to them, that a respective first light transmitter (11 to 21) in cyclical succession via the control device (36); (50, 51) with the energy supply unit and at least one first light receiver (22 to 32) opposite it; (53 to 62) and a second light receiver (22 to 32; 53 to 62) immediately adjacent to it is connected to the evaluation unit (6), the second -5-AT 396 036 B light receiver being connected to the first light transmitter (11 to 21; 50, 51) immediately adjacent second light transmitter is arranged opposite one another. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Lichtempfängem (22 bis 32; 53 bis 62) und der Auswerteeinheit (6) ein mit der Steuervorrichtung (36) wirkverbundendes Steuerglied (37) angeordnet ist und über die Steuervorrichtung (36) ein Lichtsender (11) bis (21); (50, 51) und das Steuerglied (37) beaufschlagt ist und daß über das Steuerglied (37) zwei Lichtempfänger (22) bis (32); (53) bis (62) mit der Auswerteeinheit (6) verbunden sind.2. Device according to claim 1, characterized in that between the light receivers (22 to 32; 53 to 62) and the evaluation unit (6) with the control device (36) operatively connected control member (37) is arranged and via the control device (36) a light transmitter (11) to (21); (50, 51) and the control element (37) is acted upon and that via the control element (37) two light receivers (22) to (32); (53) to (62) are connected to the evaluation unit (6). 3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei, zwei unmittelbar benachbarten Lichtsendem (50, 51) gegenüberliegend angeordneten Lichtempfängem (56, 59) zumindest ein weiterer Lichtempfänger (57,58) angeordnet ist und daß dieser weitere Lichtempfänger (57,58) über die Steuervorichtung (36) in aufeinanderfolgenden Abtastzyklen jeweils mit dem ersten und danach mit dem zweiten da* beiden einander unmittelbar benachbarten Lichtsend»: (50,51) gleichzeitig angesteuert ist.3. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that between two, two immediately adjacent light transmitters (50, 51) oppositely arranged light receivers (56, 59) at least one further light receiver (57, 58) is arranged and that this further The light receiver (57, 58) is controlled simultaneously via the control device (36) in successive scanning cycles, each with the first and then with the second, since two immediately adjacent light emitters: (50, 51). 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Lichtempfänger (54, 55,57, 58) in einer oder mehreren parallel zu der, durch die den Lichtsendem (50,51) gegenüberliegend angeordneten Lichtempfänger (53, 56, 59) gebildeten Reihe (68) verlaufenden Reihen (69,70) angeordnet sind, wobei vorzugsweise die Distanz (71) zwischen den Lichempfängem (53) bis (59) in Längsrichtung (64) der Reihe (68, 69, 70) einen vorbestimmten Teil der Distanz (66) zwischen den gegenüberliegend angeordneten Lichtsendem (50,51) beträgt.4. Device according to claim 3, characterized in that the further light receivers (54, 55, 57, 58) in one or more parallel to the, through which the light transmitter (50, 51) arranged opposite light receiver (53, 56, 59) formed row (68) extending rows (69,70) are arranged, wherein preferably the distance (71) between the light receivers (53) to (59) in the longitudinal direction (64) of the row (68, 69, 70) a predetermined part of the Distance (66) between the light transmitters (50, 51) arranged opposite one another. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lichtsender (12, 13;...) zum Aufbau mehrerer Strahlengänge über das Steuerglied (37) der Steuervorrichtgung (36) mit dem diesem gegenüberliegenden Lichtempfanger, und danach aufeinanderfolgend mit dem in Abtastrichtung (41) vor-und gegebenenfalls dem in Abtastrichtung nachgeordneten Lichtempfänger (22,23;...) zusammengeschaltet ist. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -6-5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that each light transmitter (12, 13; ...) for setting up several beam paths via the control member (37) of the control device (36) with the opposite light receiver, and then in succession with the light receiver (22, 23;...) connected upstream and optionally in the scanning direction (41). For this 2 sheets of drawings -6-
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