CH676894A5

CH676894A5 -

Info

Publication number: CH676894A5
Application number: CH254789A
Authority: CH
Inventors: John Kyriakis
Original assignee: Beta Instr Co
Priority date: 1988-07-08
Filing date: 1989-07-07
Publication date: 1991-03-15
Also published as: GB8915617D0; DE3922320A1; GB2221296A; GB2221296B; GB8816346D0

Description

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CH 676 894 A5 CH 676 894 A5

2 2nd

Beschreibung description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Überwachung bzw. Messung eines sich bewegenden oder stationären Objektes in einer feindlichen Umgebung. The invention relates to a device for monitoring or measuring a moving or stationary object in a hostile environment.

Hochspannungskabel oder -leiter, insbes. solche für die Verlegung in Kabelkanälen oder auf dem Meeresboden sind normalerweise mit einer Überzug bzw. Mantel aus einem Kunststoffmaterial versehen, der in einem Extrusionsprozeß aufgebracht wird. High-voltage cables or conductors, in particular those for laying in cable ducts or on the sea floor, are normally provided with a covering or jacket made of a plastic material which is applied in an extrusion process.

Bei diesem Prozeß ist es erforderlich, daß die Abmessungen des Kabels sowie dessen Position während der Extrusion möglichst ständig beobachtet bzw. überwacht werden, damit das Endprodukt auch tatsächlich die Spezifikationen des Herstellers erfüllt. in einigen Fällen wird eine spezielle Halbleiter-material-lsolierung in dem Extrusionsprozeß verwendet, der im Stand der Technik als Vulkanisierungsprozeß bekannt ist und in welchem die Isolierung unter Druck aufgebracht werden muß, und zwar mit Hilfe eines Dampfes oder Stickstoff-Gases, und zwar bei erhöhter Temperatur. This process requires that the dimensions of the cable and its position during the extrusion be monitored or monitored as continuously as possible so that the end product actually meets the manufacturer's specifications. in some cases, special semiconductor material insulation is used in the extrusion process, known in the art as the vulcanization process, in which the insulation must be applied under pressure using a steam or nitrogen gas, at elevated temperature.

Aufgrund hiervon und aufgrund der feindlichen Umgebung, in der das Aushärten vorgenommen wird, ist eine kontakt- bzw. berührungsfreie Messung der Abmessungen erforderlich. Because of this and because of the hostile environment in which the curing is carried out, a non-contact or contact-free measurement of the dimensions is required.

Augenblicklich bekannte Techniken hierfür sind mit Problemen behaftet, und zwar speziell auch mit dem Problem, daß es äußerst schwierig ist, genaue Meßergebnisse bei einem fehlenden direkten Kontakt mit dem zu messenden Objekt zu erhalten, und zwar u.a. bedingt durch Verunreinigungen oder Ablagerungen zwischen dem zu messenden Objekt und der entfernt angeordneten Meßanordnung. Techniques currently known for this have problems, especially the problem that it is extremely difficult to obtain accurate measurement results when there is no direct contact with the object to be measured, i.a. due to contamination or deposits between the object to be measured and the remote measuring arrangement.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine kontakt- bzw. berührungslose Meßtechnik aufzuzeigen, die frei von den Nachteilen des Standes der Technik ist. The object of the invention is to demonstrate a contactless or contactless measuring technique which is free from the disadvantages of the prior art.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung zur Überwachung bzw. Messung eines mit einem Überzug bzw. Mantel versehenen Kabels, welches sich kontinuierlich durch eine feindselige Umgebung bewegt, erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine abgedichtete Einschlußkammer für diese Umgebung, durch ein Inspektionsfenster in der Kammer zum Beobachten des durch diese Kammer hindurchgeführten Kabels, durch eine Strahlungsquelle innerhalb der Kammer, welche Strahlungsquelle so angeordnet ist, daß das Kabel sich zwischen dem Inspektionsfenster und der durch dieses Inspektionsfenster sichtbaren Strahlungsquelle befindet, sowie durch Mittel zum Überwachen bzw. Erfassen der aus dem Inspektionsfenster austretenden Strahlung, die der Strahlung der Quelle abzüglich des vom Kabel abgedeckten Teils entspricht, um hierdurch die Abmessung sowie die Position des Kabels innerhalb der Kammer zu bestimmen. To solve this problem, a device for monitoring or measuring a cable provided with a coating or jacket, which moves continuously through a hostile environment, according to the invention characterized by a sealed containment chamber for this environment, through an inspection window in the chamber for observing the cable passed through this chamber, through a radiation source inside the chamber, which radiation source is arranged such that the cable is located between the inspection window and the radiation source visible through this inspection window, and by means for monitoring or detecting the radiation emerging from the inspection window, which corresponds to the radiation from the source minus the part covered by the cable, to thereby determine the dimension and the position of the cable within the chamber.

Die Strahlungsquelle kann eine Infrarot-Strah-lungsquelle sein, die von einem Heizelement gebildet ist. The radiation source can be an infrared radiation source, which is formed by a heating element.

Mit der vorgenannten Vorrichtung wird die Messung der Abmessung sowie Positionierung wesentlich verbessert, wobei diese Messung auch nicht durch ungünstige Bedingungen innerhalb der Kammer oder aber durch Anlagerungen an dem Inspektionsfenster, die bisher die erhaltenen Meßergebnisse unbrauchbar machten, beeinträchtigt wird. With the aforementioned device, the measurement of the dimension and positioning is significantly improved, this measurement also not being affected by unfavorable conditions inside the chamber or by deposits on the inspection window which previously made the measurement results obtained unusable.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail below with reference to the figures using exemplary embodiments. Show it:

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung eine Extru-sionslinie zum Ummanteln eines Hochspannungskabels; 1 shows a perspective view of an extrusion line for sheathing a high-voltage cable;

Fig. 2 eine Seitenansicht entsprechend der Unie A der Fig. 1 ; Fig. 2 is a side view corresponding to Unie A of Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt entsprechend der Linie 33 der Fig. 1, und zwar zusammen mit einem Meßkreis zur Erzielung bzw. für die Einhaltung der geforderten Abmessungen des Kabels; und FIG. 3 shows a cross section along line 33 of FIG. 1, specifically together with a measuring circuit for achieving or for maintaining the required dimensions of the cable; and

Fig. 4 eine typische Wellenform bzw. einen typischen zeitlichen Verlauf eines von dem Meßsystem nach Fig. 3 erhaltenen Ausganges. FIG. 4 shows a typical waveform or a typical time profile of an output obtained from the measuring system according to FIG. 3.

In den Figuren 1 und 2 ist ein Kabel 1 dargestellt, welches durch ein Produktionsrohr 2 hindurchgeführt ist, welches Bestandteil einer Extrusions-bzw. Fertigungsstrecke ist und in welchem beispielsweise ein Aushärtungsprozeß, z.B. eine Vulkanisation erfolgt. Das Kabel 1 ist in diesem Fall ein isoliertes, elektrisches Kabel, welches z.B. mit einem Halbleiterüberzug versehen ist. Um das Herstellungsverfahren zu steuern und um dafür zu sorgen, daß das Kabel 1 hinsichtlich seiner Eigenschaften innerhalb der Spezifikationen des Herstellers liegt, ist es notwendig, die Position sowie auch den Durchmesser des Kabels innerhalb des Rohres 2 zu messen. Hierfür ist ein Inspektionsfenster 3 vorgesehen, und zwar dadurch, daß ein Hilfsrohr 4 unter einem Winkel von 90° an das Rohr 2 angeschweißt ist, wodurch eine optische Betrachtung des Produktes durch das Inspektionsfenster 3 möglich ist. Eine Strahlungsquelle 5 ist am Rohr 2 vorgesehen, und zwar derart, daß das Kabel 1 zwischen dieser Strahlungsquelle und dem Inspektionsfenster angeordnet ist. In Figures 1 and 2, a cable 1 is shown, which is passed through a production tube 2, which is part of an extrusion or. Production line and in which, for example, a curing process, e.g. vulcanization occurs. The cable 1 in this case is an insulated, electrical cable, which e.g. is provided with a semiconductor coating. In order to control the manufacturing process and to ensure that the properties of the cable 1 are within the manufacturer's specifications, it is necessary to measure the position and the diameter of the cable within the tube 2. For this purpose, an inspection window 3 is provided, namely in that an auxiliary tube 4 is welded to the tube 2 at an angle of 90 °, so that an optical observation of the product through the inspection window 3 is possible. A radiation source 5 is provided on the tube 2 in such a way that the cable 1 is arranged between this radiation source and the inspection window.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Strahlungsquelle 5 ein Heizelement mit dem Vorteil, daß dieses Element innerhalb der begrenzten Kammer angeordnet werden kann. Alternativ hierzu könnte die Strahlungsquelle auch von einer herkömmlichen Glühlampe gebildet sein, die außerhalb der begrenzten Kammer angeordnet ist. In the embodiment shown, the radiation source 5 is a heating element with the advantage that this element can be arranged within the limited chamber. As an alternative to this, the radiation source could also be formed by a conventional incandescent lamp which is arranged outside the limited chamber.

Wird angenommen, daß das Heizelement rot glüht, so kann bei einer Betrachtung durch das Inspektionsfenster 3 der dargestellten Ausführungsform der glühende Glühfaden oberhalb und unterhalb des Kabels 1 festgestellt werden, während dieser Glühfaden im mittleren Bereich durch das dazwischenliegende Kabel 1 verdeckt ist. If it is assumed that the heating element glows red, the glowing filament can be seen above and below the cable 1 when viewed through the inspection window 3 of the illustrated embodiment, while this filament is covered in the middle area by the cable 1 in between.

Dieser Zustand wird mit Hiife einer Linsenanordnung 7 erfaßt und auf eine Einrichtung 8 abgebildet, die ein opto-elektrischer Bildwandler, z.B. eine ladungsgekoppelte Einrichtung ist und eine Anordnung von etwa 2000 Bildpunkten aufweist. This state is detected with the aid of a lens arrangement 7 and imaged on a device 8 which an opto-electrical image converter, e.g. is a charge-coupled device and has an arrangement of approximately 2000 pixels.

Ein mit der Einrichtung 8 verbundener Schaltkreis 9 besitzt die Fähigkeit, die Einrichtung 8 elektronisch abzutasten, so daß eine Rechteckwelle 10 erhalten wird, wie sie in der Fig. 4 dargestellt ist. A circuit 9 connected to the device 8 has the ability to electronically scan the device 8, so that a square wave 10 is obtained, as shown in FIG. 4.

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10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

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2 2nd

3 3rd

CH676 894 A5 CH676 894 A5

4 4th

Die Erhebungen 11 und 12 dieses rechteckförmi-gen Ausgangssignals entsprechend der ausgesandten Strahlung, die oberhalb bzw. unterhalb des Kabels 1 sichtbar ist, während der mittlere dunkle Abschnitt 13 dem durch das Kabel erzeugten Schatten entspricht und proportional zu der Abmessung des Kabels 1 in dem betrachteten Bereich ist. Das Verhältnis der der Bereiche bzw. Flächen der Erhebungen 11 und 12 bestimmt die Position des Kabels 1 innerhalb des Rohres 2 in vertikaler Richtung. The elevations 11 and 12 of this rectangular-shaped output signal correspond to the emitted radiation which is visible above and below the cable 1, while the central dark section 13 corresponds to the shadow generated by the cable and is proportional to the dimension of the cable 1 in the one under consideration Area is. The ratio of the areas or areas of the elevations 11 and 12 determines the position of the cable 1 within the tube 2 in the vertical direction.

Die rechteckförmige Welle 10 wird in einer Anzeigeeinrichtung 14 verarbeitet, so daß die Abmessungen des Kabels an einem digitalen Display 15 und die Position des Kabels an einer Anzeigeeinrichtung, beispielsweise an einem Zeigerinstrument 17 angezeigt werden können. The rectangular shaft 10 is processed in a display device 14 so that the dimensions of the cable can be displayed on a digital display 15 and the position of the cable on a display device, for example on a pointer instrument 17.

Um zu verhindern, daß sich Dampf oder Wassertropfen oder dergl. an dem Glasfenster 3 niederschlägt, kann das Rohr 2 beheizt werden, wie es in unserer europ. Patentanmeldung 87 303 611.5 beschrieben ist, auf die hiermit bezug genommen wird. Es ist aber darauf hinzuweisen, daß aufgrund der vorstehend beschrieben Art der optischen Messung bei der Abbildung des Kabels mit Hilfe des Linsensystems 7 auf der Einrichtung 8 Niederschläge auf dem Fenster in Form von Wassertropfen, Dampf, usw. außerhalb der Scharfeinstellung liegen, d.h. allenfalls nur unscharf abgebildet werden und somit grundsätzlich die Genauigkeit der Messung nicht beeinträchtigen können. Die Leistungsfähigkeit des Systems beim Messen, aber auch die Arbeitsweise dieses Systems sind selbst unter ungünstigen Bedingungen wesentlich verbessert. In order to prevent steam or water droplets or the like from being deposited on the glass window 3, the tube 2 can be heated, as is the case in our europ. Patent application 87 303 611.5 is described, which is incorporated herein by reference. However, it should be noted that due to the type of optical measurement described above, when the cable is imaged with the aid of the lens system 7 on the device 8, precipitation on the window in the form of water drops, steam, etc. is out of focus, i.e. If necessary, they are only imaged out of focus and, as a rule, cannot impair the accuracy of the measurement. The performance of the system when measuring, but also the way this system works, is significantly improved even under unfavorable conditions.

Claims

1. A device for monitoring or measuring a cable provided with a coating, which moves continuously through a hostile environment, characterized by a sealed containment chamber for this environment, through an inspection window in the chamber for observing the cable passed through this chamber, by a Radiation source within the chamber, which radiation source is arranged so that the cable is located between the inspection window and the radiation source visible through this inspection window, and by means for monitoring or detecting the radiation emerging from the inspection window that the radiation of the source minus that of the Corresponds to the cable covered part in order to thereby determine the dimension and the position of the cable within the chamber.

2. Device according to claim 1, characterized in that the radiation source provides infrared radiation, namely by a heating element which is arranged within the chamber.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the monitoring means comprise image reproducing means for supplying an output signal in the form of a square wave which corresponds to the radiation received by the source minus the part covered by the intermediate cable, and that means for the Determining the dimension and position of the cable based on the waveform are provided.

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10th

15

20th

25th

30th

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3rd