DE10032387A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Vermessung eines Profils einer Oberfläche - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Vermessung eines Profils einer OberflächeInfo
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vermessen eines Profils einer Oberfläche, insbesondere der Oberfläche des Reifens oder eines Transportbandes, sowie einer entsprechenden Vorrichtung zum Durchführen eines derartigen Verfahrens. DOLLAR A Um mit geringem apparativen Aufwand eine schnelle Vermessung mehrerer Bereiche der Oberfläche zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass ein Signalimpuls (s) von einer Signalquelle (1) ausgesandt wird, an mehreren Reflektoreinrichtungen (5a, b, c) jeweils ein Teil des Signalimpulses als Teilsignalimpuls (s1, s2, s3) auf einen Oberflächenbereich (8a, b, c) einer Oberfläche (11) reflektiert wird, die von den Oberflächenbereichen reflektierten Teilsignalimpulse von den Reflektoreinrichtungen (5a, b, c) zu einem Signalempfänger reflektiert werden, der ein Messsignal ausgibt, das Messsignal in zeitlich getrennte Signalbereiche unterteilt wird, die den verschiedenen Teilsignalimpulsen (s1, s2, s3) zugeordnet werden, und aus dem Messsignal in den einzelnen Signalbereichen ein Profil bzw. verschiedene Profiltiefen des betreffenden Oberflächenbereichs ermittelt wird bzw. werden.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Vermessen eines Profils einer
Oberfläche, sowie auf eine Vorrichtung zum Vermessen eines Profils einer
Oberfläche mit einer Signalquelle zum Aussenden von Signalimpulsen, einem
Signalempfänger zum Empfangen reflektierter Signalimpulse sowie einer
Auswerteeinheit zur Auswertung eines Messsignals des Signalempfängers.
Derartige Verfahren und Vorrichtungen können insbesondere zur Feststellung
der Profiltiefe eines Reifens, aber auch zur Untersuchung der Profilierung an
derer Objekte eingesetzt werden.
Zur Untersuchung der Profiltiefe eines Reifens sind verschiedene Verfahren und
Vorrichtungen bekannt. Die DE 197 44 076 A1 zeigt eine Vorrichtung und ein
Verfahren zur Reifenprofilmessung, bei dem die Profiltiefe mittels einer Sen
soranordnung erfasst wird, die z. B. optische oder Ultraschall-Sensoren aufweist.
Hierbei kann die Zeit erfasst werden, die ein Signal für einen Hin- und Rückweg
zwischen Signalgeber und einzelnen Stellen des Reifenumfangs benötigt. An
hand der Laufzeitdifferenzen kann die Reifenprofiltiefe berechnet und in einer
Auswertungseinheit derart verarbeitet werden, dass das Gesamtprofil abge
bildet werden kann. Zur Erfassung der Profiltiefe an verschiedenen Stellen des
Reifens werden mehrere Sensoren eingesetzt.
Die DE 43 16 984 A1 zeigt ein ähnliches Verfahren und eine ähnliche Vorrich
tung, bei denen die Profiltiefe von Fahrzeugreifen automatisch ermittelt wird,
in dem ein Ultraschall-Signal in Richtung einer quer zur Abrollrichtung des
Reifens ausgerichteten Messlinie ausgesendet und die Laufzeit dieses Ultras
chall-Signals für eine Abstandsmessung, d. h. Messung der Profiltiefe des
Reifens, herangezogen wird. Hierzu werden ein Signalgeber und ein Sensor
entlang der Messlinie verfahren, um den Profilverlauf entlang der Axialrich
tung des Reifens ermitteln zu können. Hierdurch wird lediglich ein stationäres
Vermessungsverfahren ermöglicht, bei dem ein Fahrzeug auf eine spezielle
Prüfvorrichtung auffährt.
Die WO 96 10727 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen der
Profiltiefe eines Reifens, bei der Laserlicht oder Ultraschall-Signale von einem
Signalgeber auf eine Reifenoberfläche geleitet und ein zurückgeworfenes
Signal gemessen wird. Bei Verwendung eines Lasers kann der gepulstes Laser
licht unter Messung der Laufzeit des Signales verwendet werden. Hierbei wird
zur Vermessung mehrerer axialer Bereiche der Reifenoberfläche der Sensor
und der Empfänger entsprechend mechanisch verfahren.
Durch derartige Verfahren und Vorrichtungen kann insbesondere durch eine
Laufzeitmessung eines Signales eine Profiltiefe in jeweiligen Messbereichen
relativ genau ermittelt werden. Für eine Messung der Profiltiefe in mehreren
axial zueinander versetzten Bereichen des Reifens, insbesondere der Mitte
sowie den Randbereichen des Reifens, sind jedoch entweder mehrere Sig
nalgeber und Sensoren notwendig, oder ein Sensor und ein Empfänger
müssen aufwendig in verschiedene axiale Positionen des Reifens verfahren
werden, wozu eine entsprechende Verstellvorrichtung und eine längere
Messzeit erforderlich ist. Hierbei kann insbesondere nicht die Profiltiefe bei
einem sich drehenden Reifen hinreichend schnell in verschiedenen axialen
Bereichen des Reifens an mehreren Umfangspositionen detektiert werden.
Die WO 96/37754 zeigt ein Verfahren und ein Messgerät zur Messung der Pro
filtiefe eines Reifens, bei der mittels eines Lasers ein Laserstrahl unter einem
bestimmten Winkel auf den Grund des Reifensprofils gelenkt wird, und der am
Grund des Reifenprofils erzeugte Lichtfleck über einen bildauflösenden Sensor
in einer zur Einstrahlrichtung unterschiedlichen Detektionsrichtung aufge
nommen wird. Aufgrund der Position des Lichtfleckes kann durch trigonome
trische Berechnung die Tiefe des Reifenprofils ermittelt werden.
Auch bei einem derartigen Verfahren ist für die Vermessung mehrerer Axial
bereiche des Reifens entweder eine Verwendung mehrerer Sensoren und
Empfänger oder eine entsprechende Verstellung der Sensor- und Emp
fängereinrichtung notwendig.
Die EP 0 869 330 A2 zeigt ein ähnliches Verfahren, bei dem Teilbereiche eines
Reifenprofils unter einer nicht senkrechten Richtung beleuchtet werden und
die reflektierte Strahlung von einem Detektor erfasst wird, wobei aus einer Ver
setzung der Lichtflecken auf der Oberfläche eines Profilberges und den Licht
flecken auf der Oberfläche eines Profiltales aufgrund trigonometrischer Ber
echnung die Profiltiefe ermittelt werden kann. Die Verwendung einer einzigen
Lichtquelle ist hierbei möglich, wenn ein speziell ausgebildeter Spiegel mit
sägezahnförmiger Oberfläche verwendet wird, die einen Lichteinfall unter
einem gewünschten Winkel sicherstellt. Bei diesen Verfahren ist jeweils eine
genaue Positionierung der Lichtquelle bzw. einer Reflektoreinrichtung not
wendig, um die gewünschten trigonometrischen Verhältnisse zu erreichen.
Weiterhin ist zumindest die Verwendung mehrerer Fotodetektoren notwendig,
um die verschiedenen beleuchteten Bereiche des Reifens separat auf
nehmen zu können.
Die EP 0 547 365 B1 zeigt ein Verfahren zur dreidimensionalen Inspektion eines
Reifens, bei dem der Reifen um seine Drehachse gedreht, ein Laserstrahl auf
die Lauffläche des Reifens geleitet und die zurückgeworfene Strahlung analy
siert wird. Zur Vermessung mehrerer axialer Bereiche wird die Lasersonde von
einer Rippe radial quer über den Reifen zur anderen intermittierend bewegt,
wobei eine rotierende Codiervorrichtung, ein Motor und die Sonde gemein
sam von einem Mikroprozessor gesteuert werden, um Daten einer Vielzahl von
Punkten um jede Laufflächenrippe zu erhalten und den Reifen umfangsmäßig
zu erfassen. Auch bei einem derartigen Verfahren ist die Vermessung der axi
alen Erstreckung des Reifens aufgrund der Verstellung der Lasersonde relativ
aufwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gegenüber dem Stand der Technik
Verbesserung zu schaffen und insbesondere mit relativ geringem apparativen
Aufwand eine schnelle Vermessung eines größeren Oberflächenbereiches zu
ermöglichen.
Diese Aufgabe wird zum einen gelöst durch ein Verfahren zum Vermessen
eines Profils eines Oberfläche, bei dem ein Signalimpuls von einer Signalquelle
ausgesandt wird, an mehreren Reflektoreinrichtungen jeweils ein Teil des Sig
nalimpulses als Teilsignalimpuls auf einen Oberflächenbereich einer Ober
fläche reflektiert wird, die von den Oberflächenbereichen reflektierten Teilsig
nalimpulse von den Reflektoreinrichtungen zu einem Signalempfänger reflek
tiert werden, der ein Messsignal ausgibt, das Messsignal in zeitlich getrennte
Signalbereiche unterteilt wird, die den verschiedenen Teilsignalimpulsen
zugeordnet werden, und aus dem Messsignal in den einzelnen Signalberei
chen ein Profil des betreffenden Oberflächenbereichs ermittelt wird.
Zum anderen wird diese Aufgabe bei der eingangs genannten Vorrichtung
gelöst, in dem mehrere Reflektoreinrichtungen zum Reflektieren von Teilsig
nalimpulsen des Signalimpulses auf Oberflächenbereiche einer Oberfläche
vorgesehen sind, und die Auswerteeinheit ein Messsignal des Signalemp
fängers in Signalbereiche größeren zeitlichen Abstandes unterteilt, die ver
schiedenen Oberflächenbereichen zuzuordnen sind, und aus dem Messsignal
in den einzelnen Signalbereichen eine Profilbeschaffenheit des betreffenden
Oberflächenbereiches ermittelt wird.
Die Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, eine einzige Signalquelle zu ver
wenden und einen ausgesendeten Signalimpuls an mehreren Reflektorein
richtungen jeweils nur teilweise zu reflektieren. Somit wird jeweils ein Teil des
Signalimpulses als Teilsignalimpuls auf verschiedene Oberlfächenbereiche re
flektiert. Das von der Oberfläche zurückgestrahlte Signal kann anschließend
von den gleichen Reflektoreinrichtungen wieder zu einem Signalempfänger
zurückreflektiert werden. Bei Verwendung von Ultraschall-Signalen kann die
Signalquelle, z. B. ein piezoelektrischer Kristall, gleichzeitig als Signalempfänger
dienen. Bei Verwendung von Licht, insbesondere Laserlicht, können getrennte
Signalgeber und Signalempfänger verwendet werden.
Die erfindungsgemäße Auswertung des Messsignals erfolgt über eine Lauf
zeitermittlung. Hierbei kann aus Laufzeitunterschieden des Signales in an sich
bekannter Weise eine Profiltiefe in den verschiedenen Oberflächenbereichen
ermittelt werden. Erfindungsgemäß kann ein einziger Signalimpuls von einer
einzigen Signalquelle zur Vermessung mehrerer Oberflächenbereiche ver
wendet werden, da die Wege bzw. Laufzeiten zwischen Signalquelle, den
einzelnen Reflektoreinrichtungen, den jeweiligen Oberflächenbereichen und
zurück größer sind als die Unterschiede in den Wegstrecken bzw. Laufzeiten
innerhalb der einzelnen Oberflächenbereiche aufgrund der jeweiligen Pro
filtiefe. Das aufgenommene Messsignal kann somit in mehrere Signalbereiche
unterteilt werden, die den verschiedenen Oberflächenbereichen zugeordnet
werden können, und in den einzelnen Signalbereichen werden verschiedene
Signalunterbereiche jeweils z. B. einer Oberfläche eines Profilberges (kürzerer
Weg bzw. kürzere Laufzeit) und der Oberfläche eines Profiltales (längerer Weg
bzw. längere Laufzeit) zugeordnet.
Hierbei ist auch die Untersuchung komplizierterer Oberflächenstrukturen mit
z. B. mehr als zwei Reflektionsflächen mögich. Aus den Intensitäten des Mess
signals in den einzelnen Signalunterbereichen bzw. aus Intensitätsverhältnissen
kann auch auf die Größe der einzelnen Strukturbereiche der Oberfläche, z. B.
der Profilberge und Profiltäler geschlossen werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere bei der Vermessung
eines Fahrzeugreifens verwendet werden, wobei hier vorteilhafterweise drei
Oberflächenbereiche, nämlich ein mittlerer Bereich des Reifens und die bei
den äußeren Randbereiche des Reifens vermessen werden, um auch eine
ungleichmäßige Abnutzung des Reifens erfassen zu können. Weiterhin können
das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung
auch zur Vermessung der Profilierung der Oberfläche eines Transportbandes
verwendet werden, wobei hierbei mehrere, z. B. mehr als zwei oder auch mehr
als drei quer zur Transportrichtung des Transportbandes versetzte Ober
flächenbereiche untersucht werden.
Bei diesen Verfahren wird vorteilhafterweise der jeweilige Gegenstand
weiterbewegt und die Sensoreinrichtung an einem festen Ort gelassen. Hierzu
kann z. B. ein Reifen weitergedreht bzw. ein Transportband in Transportrichtung
weiterbefördert werden und in zeitlichen Abständen, vorzugsweise gleich
mäßigen zeitlichen Abständen jeweils Signalimpulse ausgegeben werden.
Somit wird eine gleichmäßige Vermessung der Oberfläche sowohl quer zur
jeweiligen Bewegungsrichtung als auch in der Bewegungsrichtung möglich.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vorteilhafterweise an einem Kraft
fahrzeug angebracht werden. Hierzu kann sie insbesondere oberhalb der
Lauffläche des Reifens, z. B. im Radkasten bzw. am Kotflügel, angebracht
werden. Die gemessene Profiltiefe kann hierbei dem Fahrer über eine
geeignete Anzeigevorrichtung angezeigt werden, oder es kann in dem Fall,
dass das Unterschreiten einer Mindestprofiltiefe festgestellt wird, ein Warnsig
nal an den Fahrer ausgegeben werden. Hierbei ist es grundsätzlich möglich,
die Messung auch während der Fahrt durchzuführen, um z. B. Verformungen
der Oberfläche des Reifens oder Beschädigungen der Oberfläche des
Reifens während der Fahrt direkt feststellen zu können.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann insbesondere ein an einem Ende
offenes Gehäuse aus einem für das Signal undurchdringlichen Material auf
weisen. Dies kann z. B. ein Metall oder ein Kunststoffmaterial sein. Es kann ins
besondere ein Rohr, z. B. ein Metallrohr verwendet werden, in dem mehrere,
z. B. zwei oder drei Reflektoreinrichtungen und jeweils eine Auslassöffnung für
ein Signal in Längsrichtung des Rohres zueinander beabstandet vorgesehen
sind. Die Auslassöffnungen können mit einem für den Signalimpuls durchlässi
gen Material verschlossen werden. Bei Verwendung von Licht kann dies ein
entsprechend transparentes Glas oder ein entsprechend transparenter
Kunststoff sein. Bei Verwendung von Schallwellen, z. B. Ultraschallwellen, kann
dies ein geeigneter Schwingkörper, z. B. aus einem Blechmaterial sein. Durch
derartige Abdeckungen der Auslassöffnungen kann eine Verschmutzung und
Beschädigung des Innenraums des Gehäuses, insbesondere auch der Reflektoreinrichtungen
und des Signalgebers bzw. Signalempfängers verhindert
werden. Der Signalgeber und gegebenenfalls ein Signalempfänger werden in
das offene Ende des Rohres gesteckt. Hierbei werden die Reflektoreinrichtun
gen unter einem geeigneten Winkel gegenüber dem Strahlengang aus
gerichtet, so dass der eingegebene Signalimpuls durch die jeweilige Öffnung
aus dem Rohr geleitet wird; vorteilhafterweise wird der reflektierte Teilsignal
impuls senkrecht aus dem Rohr reflektiert. Die Reflektoreinrichtungen er
strecken sich hierbei jeweils lediglich über einen Teil der Querschnittsfläche
des Rohres und sind zueinander versetzt, so dass von einem Signalimpuls me
hrere Teilsignalimpulse an verschiedenen Stellen des Metallrohrs wegreflektiert
werden können. Hierzu können die Reflektoreinrichtungen senkrecht zur Läng
sachse des Rohres zueinander versetzt angeordnet sein, z. B. in einer horizon
talen seitlichen Richtung (nebeneinander) oder in einer vertikalen Richtung
(übereinander).
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an
einigen Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht in Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung;
Fig. 2 eine Seitenansicht in Schnittdarstellung der Vorrichtung aus Fig. 1
bei Anbringung oberhalb eines zu vermessenden Reifens.
In einem Metallrohr 2, das an einem Ende geschlossen ist, ist in das andere,
offene Ende 3 eine Signalquelle 1 gesteckt. Diese kann insbesondere eine Ul
traschall-Signalquelle sein, die in bekannter Weise einen piezoelektrischen
Kristall aufweist. Die Signalquelle ist über eine Anschlussleitung 4 mit einer
Stromversorgung verbunden. Vorteilhafterweise kann über die Anschlusslei
tung 4 auch eine Signalweitergabe an eine Auswerteeinheit erfolgen; alterna
tiv hierzu ist es möglich, die Auswerteeinrichtung bereits in der gezeigten Vor
richtung selbst unterzubringen und ausgewertete Signale weiterzugeben.
In dem Metallrohr 2 sind Reflektoreinrichtungen 5a, 5b, 5c in Längsrichtung x
des Rohres, d. h. der Laufrichtung des Signales, versetzt angeordnet. Die Re
flektoreinrichtungen sind weiterhin in einer seitlichen Richtung y zueinander
versetzt angeordnet, so dass sie jeweils einen Teil der von der Signalquelle 1
ausgesandten Signale reflektieren, die nicht reflektierte Strahlung jedoch
ungehindert zu den nachfolgenden Reflektoreinrichtung weitergelangen
kann.
Von der Signalquelle 1 werden erfindungsgemäß zeitlich begrenzte Signalim
pulse ausgesendet, von denen jeweils Teilsignalimpulse s1, s2, s3 gemäß Fig. 2
durch Öffnungen 6a, 6b, 6c unterhalb der jeweiligen Reflektoreinrichtungen
5a, 5b, 5c aus dem Metallrohr herausreflektiert werden. Vorteilhafterweise sind
die Reflektoreinrichtungen gemäß Fig. 2 unter einem Winkel von 45° ge
genüber der Längsrichtung x bzw. Laufrichtung des Signales angeordnet, so
dass die Teilsignalimpulse s1, s2, s3 senkrecht aus dem Rohr herausreflektiert
werden.
Erfindungsgemäß weist das Metallrohr 2 vorteilhafterweise einen rechtecki
gen, z. B. quadratischen Querschnitt auf, wobei durch die Reflektoreinrichtun
gen jeweils ein Drittel des Signalimpulses wegreflektiert werden, so dass sich
eine gleichmäßige Signalstärke der Teilsignalimpulse s1, s2, s3 ergibt.
Die Teilsignalimpulse s1, s2, s3 erfassen jeweils einen Messbereich 8a, 8b, 8c an
verschiedenen, in axialer Richtung x des Reifens zueinander versetzten Stellen.
Diese Messbereiche werden durch den jeweiligen Signalkegel, der sich aus
dem Abstand der Signalquelle, der Größe der Reflektoreinrichtung und der
Größe der jeweiligen Öffnung bestimmt, festgelegt. Von den jeweiligen Mess
bereichen 8a, 8b, 8c werden somit im allgemeinen sowohl auf einer zweiten
Profilhöhe z2 angeordnete Profilerhöhungen 9 als auch auf einer ersten Profil
höhe z1 angeordnete Profilvertiefungen 10 der zu untersuchenden Ober
fläche 11 erfasst.
Bei der Auswertung wird das erhaltene Messsignal in zeitlich aufeinander fol
gende Signalbereiche zerlegt, die den reflektierten Teilsignalbereichen s1, s2,
s3 entsprechen. Der Abstand der Signalbereiche des Messsignales entspricht
der doppelten Laufzeit des Abstandes zwischen den jeweiligen Reflektorein
richtungen, da das Signal diesen Abstand auf dem Hinweg und Rückweg
jeweils zusätzlich zurücklegen muss. Aus den bekannten Abständen der Re
flektoreinrichtungen und der bekannten Ausbreitungsgeschwindigkeites des
Signales - Ultraschall oder Licht - kann somit eine Einteilung des Messsignales
in drei Signalbereiche getroffen werden.
In den verschiedenen Signalbereichen wird eine Unterscheidung in zwei Sig
nalunterbereiche getroffen, die einer Reflektion jeweils an der Oberfläche
einer Profilerhöhung 9 und Profilvertiefung 10 entsprechen. Aus dem Laufzei
tunterschied der Signalunterbereiche kann aufgrund bekannter Ausbrei
tungsgeschwindigkeiti des Signales eine Profiltiefe in z-Richtung aus der
zusätzlichen Laufstrecke des Signales ermittelt werden.
Da die Abstände zwischen den Reflektoreinrichtungen deutlich größer als die
Höhenunterschiede der Profilerhöhungen und Profilvertiefungen sind, treten
keine (bzw. durch Mehrfachreflektion eine geringe und zu vernachlässigende)
Überlappungen der Messungen in den verschiedenen Oberflächenbereichen
8a, 8b, 8c auf. Somit kann erfindungsgemäß mittels eines Signalimpulses eine
Vermessung mehrerer Oberflächenbereiche durchgeführt werden.
Hierbei ist es grundsätzlich auch möglich, aus den Intensitäten bzw. Inten
sitätsverhältnissen der Signalunterbereiche auf die Fläche der jeweiligen Pro
filvertiefungen und Profilerhöhungen zu schließen; dies ist bei der Vermessung
eines Reifens in der Regel jedoch nicht notwendig, da sich lediglich die Profil
höhe ändert. Bei anderen erfindungsgemäßen Anwendungen, z. B. einer De
fektanalyse, kann dies jedoch ausgenutzt werden. Weiterhin können auch
Oberflächen mit mehr als zwei reflektierenden Oberflächen untersucht wer
den.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann direkt in einem Kraftfahrzeug vorge
sehen werden. Hierzu kann das Gehäuse, z. B. als Kunststoffrohr oder Metall
rohr am Radkasten eines Fahrzeuges derartig befestigt werden, dass die Öff
nungen zu der Lauffläche des Reifens hin ausgerichtet sind.
Neben dem gezeigten Reifen 7 kann insbesondere auch ein Transportband
untersucht werden. Hierbei kann eine Profilierung des Transportbandes, die
bei Benutzung eventuell abnutzt untersucht werden. Weiterhin können
mechanische Beschädigungen des Transportbandes als zusätzliche Vertie
fungen in der Oberfläche erfasst werden.
Claims (17)
1. Verfahren zum Vermessen eines Profils einer Oberfläche (11), insbeson
dere der Oberfläche eines Reifens (7) oder eines Transportbandes, bei
dem
ein Signalimpuls (s) von einer Signalquelle (1) ausgesandt wird,
an mehreren Reflektoreinrichtungen (5a, b, c) jeweils ein Teil des Sig nalimpulses als Teilsignalimpuls (s1, s2, s3) auf einen Oberflächenbereich (8a, b, c) einer Oberfläche (11) reflektiert wird,
die von den Oberflächenbereichen reflektierten Teilsignalimpulse von den Reflektoreinrichtungen (5a, b, c) zu einem Signalempfänger reflek tiert werden, der ein Messsignal ausgibt,
das Messsignal in zeitlich getrennte Signalbereiche unterteilt wird, die den verschiedenen Teilsignalimpulsen (s1, s2, s3) zugeordnet werden, und
aus dem Messsignal in den einzelnen Signalbereichen ein Profil bzw. verschiedene Profiltiefen des betreffenden Oberflächenbereichs ermit telt wird bzw. werden.
ein Signalimpuls (s) von einer Signalquelle (1) ausgesandt wird,
an mehreren Reflektoreinrichtungen (5a, b, c) jeweils ein Teil des Sig nalimpulses als Teilsignalimpuls (s1, s2, s3) auf einen Oberflächenbereich (8a, b, c) einer Oberfläche (11) reflektiert wird,
die von den Oberflächenbereichen reflektierten Teilsignalimpulse von den Reflektoreinrichtungen (5a, b, c) zu einem Signalempfänger reflek tiert werden, der ein Messsignal ausgibt,
das Messsignal in zeitlich getrennte Signalbereiche unterteilt wird, die den verschiedenen Teilsignalimpulsen (s1, s2, s3) zugeordnet werden, und
aus dem Messsignal in den einzelnen Signalbereichen ein Profil bzw. verschiedene Profiltiefen des betreffenden Oberflächenbereichs ermit telt wird bzw. werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mess
signal des Signalempfängers in die Signalbereiche mit größeren zeitli
chen Abständen unterteilt wird, und den einzelnen Signalbereichen
jeweils mindestens zwei Signalunterbereiche mit kleineren zeitlichen Ab
ständen zugeordnet werden, und aus einem Laufzeitunterschied der
Signalunterbereiche und einer Signalgeschwindigkeit auf eine Profiltiefe
des betreffenden Oberflächenbereiches (8a, b, c) geschlossen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer
Intensität der Signalunterbereiche eines Signalbereiches oder einer rela
tiven Intensität der Signalunterbereiche eines Signalbereiches auf eine
Größe von Profilerhebungen und Profilvertiefungen bzw. einem Verhält
nis der Größe von Profilerhebungen bzw. Profilvertiefungen geschlossen
wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass Schallsignalimpulse, vorzugsweise Ultraschall-Signalimpulse, oder
Lichtsignalimpulse, z. B. Lasersignalimpulse verwendet werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass die Signalimpulse in gleichen zeitlichen Abständen ausgesendet
werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
dass eine Oberfläche mit zwei, drei oder mehr auf verschiedenen Profil
höhen (z1, z2) angeordneten Reflektionsflächen vermessen wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
dass eine Reifenoberfläche vermessen wird, wobei die Oberflächen
bereiche (8a, b, c) an axial versetzten Stellen des Reifens angeordnet
sind.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reife
noberfläche eines an einem Fahrzeug befestigten Reifens (7) vermessen
wird, wobei die Signalquelle (1), der Signalempfänger sowie die Reflek
toreinrichtungen (5a, b, c) in oder an dem Fahrzeug befestigt sind und
ein ermitteltes Profil, ermittelte Profiltiefen oder ein Warnsignal von einer
Ausgabeeinrichtung des Fahrzeugs ausgegeben, z. B. angezeigt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
dass eine Transportbandoberfläche vermessen wird, wobei vorteilhaf
terweise die Oberflächenbereiche (8a, b, c) quer zur Transportrichtung
des Transportbandes versetzt angeordnet sind.
10. Vorrichtung zum Vermessen eines Profils einer Oberfläche, insbesondere
zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
mit
einer Signalquelle (1) zum Aussenden von Signalimpulsen,
einem Signalempfänger, und
einer Auswerteeinheit zum Auswerten eines Messsignales des Signa lempfängers
dadurch gekennzeichnet, dass
mehrere Reflektoreinrichtungen (5a, b, c) zum Reflektieren von Teilsig nalimpulsen des Signalimpulses auf Oberflächenbereiche (8a, b, c) einer Oberfläche (11) vorgesehen sind, und
die Auswerteeinheit ein Messsignal des Signalempfängers in Signal bereiche größeren zeitlichen Abstandes unterteilt, die verschiedenen Oberflächenbereichen (8a, b, c) entsprechen, und aus dem Messsignal in den einzelnen Signalbereichen eine Profilbeschaffenheit des betref fenden Oberflächenbereiches ermittelt wird.
einer Signalquelle (1) zum Aussenden von Signalimpulsen,
einem Signalempfänger, und
einer Auswerteeinheit zum Auswerten eines Messsignales des Signa lempfängers
dadurch gekennzeichnet, dass
mehrere Reflektoreinrichtungen (5a, b, c) zum Reflektieren von Teilsig nalimpulsen des Signalimpulses auf Oberflächenbereiche (8a, b, c) einer Oberfläche (11) vorgesehen sind, und
die Auswerteeinheit ein Messsignal des Signalempfängers in Signal bereiche größeren zeitlichen Abstandes unterteilt, die verschiedenen Oberflächenbereichen (8a, b, c) entsprechen, und aus dem Messsignal in den einzelnen Signalbereichen eine Profilbeschaffenheit des betref fenden Oberflächenbereiches ermittelt wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sig
nalbereiche mit größerem zeitlichen Abstand in jeweils mindestens zwei
Signalunterbereiche mit kleinerem zeitlichen Abstand unterteilt werden,
wobei die Signalunterbereiche Reflektionsflächen verschiedener Profilhöhen
(z1, z2) zugeordnet werden und aus einem Laufzeitunterschied
der Signalunterbereiche auf eine Profiltiefe des entsprechenden Ober
flächenbereiches geschlossen wird.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass
der Signalgeber (1) auch als Signalempfänger ausgebildet ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekenn
zeichnet, dass die mehreren Reflektoreinrichtungen (5a, b, c) in
Laufrichtung (x) des Signalimpulses zueinander versetzt angeordnet
sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Reflektoreinrichtungen (5a, b, c) im Strahlengang des
Signalimpulses in einer zur Laufrichtung des Signalimpulses senkrechten,
vorzugsweise seitlichen oder vertikalen Richtung (y, z) zueinander ver
setzt angeordnet sind.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekenn
zeichnet, dass sie ein Gehäuse (2), vorzugsweise aus einem für die Sig
nalimpulse undurchlässigem Material, z. B. ein Metallgehäuse, insbe
sondere ein Metallrohr, aufweist, in dem Reflektoreinrichtungen (5a, b,
c) und Öffnungen (6a, b, c) zum Auslassen von Teilsignalimpulsen vor
gesehen sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass in, an
oder auf den Öffnungen (6a, b, c) Abdeckungen aus einem für den
Signalimpuls durchlässigen Material vorgesehen sind.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekenn
zeichnet, dass sie mindestens zwei, vorzugsweise drei Reflektoreinrich
tungen (5a, b, c) aufweist.
Priority Applications (3)
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