DE10246482A1

DE10246482A1 - Web movement speed determination arrangement for measuring the speed with which a material, e.g. paper, web is moving, whereby multiple detectors are used to detect temporary markings on the web and shorten the measurement time

Info

Publication number: DE10246482A1
Application number: DE2002146482
Authority: DE
Inventors: Otto JÜNEMANN; Jürgen Bauer
Original assignee: Jenoptik Optical Systems GmbH
Current assignee: Vincorion Advanced Systems GmbH
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2022-10-01
Also published as: DE10246482B4

Abstract

Measurement arrangement for determining the speed with which a web of material is moving, comprises a number of measurement points (M1-M3) for detecting transient marks made on the web by a radiation source that generates marking impulses with a given frequency. Each measurement point detects the markings and generates measurement signals so that measurement signals are generated at a multiple of the original impulse generation frequency. An Independent claim is made for a method for determining the speed with which a web of material is moving.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Messeinrichtung zur Ermittlung der Geschwindigkeit eines sich bewegenden Objektes mit einer modulierbaren Strahlungsquelle zur Bereitstellung von Markierungsimpulsen für die Erzeugung von flüchtigen Markierungen als Bezugspunkte auf dem zu vermessenden Objekt, mit mindestens einer Messstelle zur Erzeugung von Messsignalen beim Nachweis der Markierungen nach Durchlaufen einer Messstrecke von festgelegter Länge und einer Steuer- und Auswerteelektronik zur Ermittlung der Geschwindigkeit aus den erzeugten Messsignalen. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Messung der Geschwindigkeit eines sich bewegenden Objektes.The invention relates to a Measuring device for determining the speed of a moving Object with a modulatable radiation source for provision of marker pulses for the generation of volatile Markings as reference points on the object to be measured, with at least one measuring point for generating measuring signals at Verification of the markings after passing through a measuring section of a specified Length and a control and evaluation electronics to determine the speed from the generated measurement signals. The invention also relates on a method of measuring the speed of a moving Object.

Derartige Messeinrichtungen und Verfahren werden beispielsweise zur Messung der Geschwindigkeit von Stoffen, Papier, Folien, Blechen und dergleichen benötigt und sind besonders geeignet, wenn die Oberfläche des sich bewegenden Objektes schwach streuend ausgebildet oder sehr homogen strukturiert ist, da hier die Streulicht ausnutzenden Korrelationsverfahren und Laser-Doppler-Anordnungen versagen.Such measuring devices and methods are for example to measure the speed of fabrics, paper, Foils, sheets and the like are required and are particularly suitable if the surface of the moving object weakly scattered or very is structured homogeneously, since the correlation method taking advantage of the scattered light here and laser Doppler arrangements to fail.

Aus der gattungsbildenden US 4 777 368 ist es zur Geschwindigkeitsmessung bekannt, mit einem Infrarotlaser eine nur für kurze Zeit existente Markierung auf dem sich bewegenden Objekt an einer ersten, durch den Infrarotlaser bestimmten Position zu erzeugen. Diese Markierung wird von einem Infrarotdetektor an einer zweiten Position erfasst und aus der Laufzeit der Markierung zwischen den beiden Positionen wird die Geschwindigkeit von einer Steuereinrichtung ermittelt.From the generic US 4,777,368 it is known for speed measurement to use an infrared laser to create a mark on the moving object that only exists for a short time at a first position determined by the infrared laser. This marking is detected by an infrared detector at a second position and the speed is determined by a control device from the running time of the marking between the two positions.

Hierbei ist es von Nachteil, dass die Markierungen in einer festgelegten Taktfolge aufgebracht werden, die in Abhängigkeit von der Länge der vorgegebenen Messstrecke zwischen den beiden Positionen und der Geschwindigkeit des Objektes so gewählt wird, dass der Abstand der Markierungen auf dem Objekt größer ist als die Länge der Messstrecke. Folglich muss zunächst eine Markierung gemessen werden, bevor die nächste Markierung erzeugt werden kann. Bedingt durch den räumlichen Abstand zwischen den beiden Positionen und der Bewegungsgeschwindigkeit des Objektes ergibt sich eine Wartezeit zwischen der Erzeugung der Markierung und deren Erkennung.It is disadvantageous here that the markings are applied in a specified bar sequence, the dependent of length the specified measuring distance between the two positions and the speed of the object is chosen so that the distance the markings on the object is greater than the length of the Measuring section. Therefore, first of all one mark must be measured before the next mark is created can. Due to the spatial Distance between the two positions and the speed of movement of the object there is a waiting time between the generation of the Marking and their detection.

Ein weiterer Nachteil besteht in dem notwendigen Aufwand für die Festlegung eines zeitsignifikanten Punktes im Generatorsignal und im Detektorsignal. Nachträgliche Berechnungen des Schwerpunktes des optischen bzw. elektrischen Signals verlängern unvorteilhaft die Messzeit und führen nicht zu einer gewünschten Autokorrelation in Echtzeit.Another disadvantage is the necessary effort for the determination of a time-significant point in the generator signal and in the detector signal. subsequent Calculations of the center of gravity of the optical or electrical signal extend disadvantageous the measurement time and lead not to a desired one Real-time autocorrelation.

Außerdem ist der geometrische Abstand zwischen dem Laser und dem Detektor bedingt durch die Ausdehnung der Bauteile relativ groß. Das führt dazu, dass bei kleinen Objektgeschwindigkeiten nur eine kleine Messrate möglich ist und dass sich der Messfehler bzw. die Detektionswahrscheinlichkeit der angemessenen Oberfläche bei Querbewegung verringert. Weiterhin „verschmiert" die Markierung durch Wärmeausgleich, so dass der zeitsignifikante Punkt nur ungenau ermittelt werden kann.In addition, the geometric Distance between the laser and the detector due to the expansion the components are relatively large. This leads to, that at low object speeds only a small measuring rate possible and that the measurement error or the detection probability of the reasonable surface reduced when moving sideways. Furthermore, the marking "smears" through Heat balance, so that the time-significant point can only be determined inaccurately can.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, die Messgenauigkeit trotz verkürzter Messzeit zu erhöhen und eine größere Kompaktheit der Anordnung zu erreichen. Die Anordnung soll außerdem kostengünstig herstellbar, miniaturisierbar und einfach handhabbar sein. Zudem soll ein Verfahren zur Messung der Geschwindigkeit eines sich bewegenden Objektes so verbessert werden, dass die Messungen von flüchtigen Thermomarken schneller und genauer durchgeführt werden können.Based on this, it is task of the invention to increase the measuring accuracy despite the shortened measuring time and greater compactness to achieve the arrangement. The arrangement should also be inexpensive to manufacture, be miniaturized and easy to use. In addition, there should be a procedure to measure the speed of a moving object like this be improved that the measurements of volatile thermal brands faster and carried out more precisely can be.

Diese Aufgabe wird bei einer Messeinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Messstrecke in Teilstrecken unterteilt ist, deren Längen die Abstände bestimmen, mit denen die Messstellen nacheinander in Bewegungsrichtung des Objektes entlang der Messstrecke zur aufeinanderfolgenden Erzeugung von Messsignalen einer jeden Markierung angeordnet sind.This task is done with a measuring device of the type mentioned at the outset in that the measuring section in Sections are divided, the lengths of which determine the distances, with which the measuring points one after the other in the direction of movement of the Object along the measurement path for successive generation of measurement signals of each marking are arranged.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass die Messstellen zueinander äquidistant angeordnet sind.An advantageous development of The invention consists in that the measuring points are equidistant from one another are arranged.

Der Abstand der am Anfang der Messstrecke liegenden Messstelle zu einem Bereich der Markierungserzeugung auf dem Objekt sollte entweder gleich dem Abstand der Messstellen zueinander sein oder ein Vielfaches von dem Abstand der Messstellen zueinander betragen.The distance between those at the beginning of the measuring section Measuring point for an area of the marking generation on the object should either be equal to the distance between the measuring points or a multiple of the distance between the measuring points.

Im Fall gleicher Abstände ist es von Vorteil, wenn das Messsignal der Messstelle am Ende der Messstrecke zur Markierungsimpulserzeugung dient. Beträgt der Abstand des Bereiches der Markierungserzeugung zur ersten Messstelle ein Vielfaches von dem Abstand der Messstellen zueinander, sollte das Messsignal der Messstelle zur Markierungsimpulserzeugung dienen, dessen Zahl sich, vom Anfang der Messstrecke fortlaufend gezählt, aus der um eins erhöhten Gesamtzahl der Messstellen vermindert um den Vervielfachungsfaktor ergibt.In the case of equal distances it is advantageous if the measuring signal of the measuring point at the end of the measuring section serves to generate marker pulses. Is the distance of the area mark generation to the first measuring point is a multiple of that The distance between the measuring points should be the measuring signal of the measuring point serve to generate marker impulses, the number of which, from the beginning continuously counting the measuring distance, from the one increased Total number of measuring points minus the multiplication factor results.

Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass zur Strahlungsübertragung von der Strahlungsquelle zum Bereich der Markierungserzeugung und von jeder Messstelle zu einer Empfangseinrichtung flexible optische Fasern mit dazugehöriger Abbildungsoptik vorgesehen sind.A special design of the Invention provides that for radiation transmission from the radiation source to the area of marking generation and from each measuring point a receiving device flexible optical fibers with associated imaging optics are provided.

Die Empfangseinrichtung, die in unterschiedlicher Weise ausgeführt sein kann, kann in einer ersten Variante aus einzelnen Empfängern bestehen, denen jeweils eine optische Faser zugeordnet ist und die mit einer, an die Steuer- und Auswerteelektronik angeschlossenen Signalverknüpfungseinheit verbunden sind, in der eine Verknüpfung der aufeinanderfolgenden Messsignale zu einer Impulsfolge erfolgt.The receiving device, which in different Executed way can be, in a first variant consist of individual recipients, the one optical fiber is assigned and one with the tax and Evaluation electronics connected signal link unit are connected, in the a shortcut the successive measurement signals to form a pulse train.

Alternativ zur vorgenannten Ausgestaltung kann als Empfangseinrichtung ein gemeinsamer Empfänger vorgesehen sein, an dessen Eingang die optischen Fasern über einen Fasermultiplexer geführt sind und dessen Ausgang mit der Steuer- und Auswerteelektronik verbunden ist, wobei am Ausgang des Empfängers eine aus den aufeinanderfolgenden Messsignalen gebildete Impulsfolge vorliegt.As an alternative to the aforementioned configuration A common receiver can be provided as the receiving device, at the input of which the optical fibers are guided via a fiber multiplexer and the output of which is connected to the control and evaluation electronics, a pulse sequence formed from the successive measurement signals being present at the output of the receiver.

In beiden Fällen dient die aus den aufeinanderfolgenden Messsignalen gebildete Impulsfolge zur Ermittlung der Geschwindigkeit v des Objektes in der Steuer- und Auswerteelektronik gemäß V = D·fa, wobei D der Abstand zwischen den Messstellen und f_a die Impulsfolgefrequenz in der gebildeten Impulsfolge ist.In both cases, the pulse sequence formed from the successive measurement signals is used to determine the speed v of the object in the control and evaluation electronics V = D · f a . where D is the distance between the measuring points and f _{a is} the pulse repetition frequency in the pulse train formed.

Die Verwendung faseroptischer Übertragungsmittel, sowohl für die Strahlung der Markierungsimpulse als auch für die von den Markierungen abgegebene und hier im Infrarotbereich liegende Strahlung, gestattet den Aufbau einer kompakten Messeinrichtung, die durch Verwendung von Mikrooptiken, die von der Auswerteelektronik baulich getrennt ist, gut handhabbar und einfach zu positionieren ist. Vor allem ist dies von Vorteil, wenn die Strahlungsquelle und die Empfangseinrichtung in einer von einem Abtastkopf getrennten baulichen Einheit untergebracht sind, zwischen denen eine optische Verbindung durch die optischen Fasern besteht.The use of fiber optic transmission media, as well as the radiation of the marker impulses as well as that emitted by the markers and here radiation in the infrared range allows the structure a compact measuring device, which uses micro-optics, which is structurally separate from the evaluation electronics, easy to handle and is easy to position. Above all, this is an advantage if the radiation source and the receiving device are in one of a read head is housed in a separate structural unit, between which an optical connection through the optical fibers consists.

Zur Vermeidung von Störstrahlung an den Messstellen können geeignete Filter vorgesehen sein, die im Bereich der Wellenlänge der Strahlungsquelle arbeiten oder es wird eine Strahlungsquelle verwendet, bei der die Wellenlänge der Markierungsimpulse außerhalb des Nachweisbereiches der Empfangseinrichtung an den Messstellen liegt.To avoid interference radiation at the measuring points Suitable filters can be provided, which are in the range of the wavelength Radiation source work or a radiation source is used at which the wavelength the marker impulses outside the detection area of the receiving device at the measuring points lies.

Wesentlich für die Erfindung ist, dass die Zahl der nachgewiesenen Markierungen vervielfacht ist gegenüber der Zahl von Markierungen, die aus einer Markierungserzeugung resultiert, die durch den Nachweis einer Markierung nach deren Durchlaufen der Messstrecke direkt initiiert ist. Sowohl eine Vervielfachung der Markierungen durch eine Vervielfachung der Folgefrequenz der Markierungsimpulse als auch eine Vervielfachung der Messstellen entlang der Messstrecke gewährleisten dabei eine eindeutige Geschwindigkeitsmessung.It is essential for the invention that the number of the proven markings is multiplied compared to the Number of marks that result from a mark creation which by detecting a marking after it has passed the Measurement route is initiated directly. Both a multiplication of the Markings by multiplying the repetition frequency of the marking pulses as also a multiplication of the measuring points along the measuring section guarantee a clear speed measurement.

Die obenstehende Aufgabe wird ferner erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Ermittlung der Geschwindigkeit eines sich bewegenden Objektes, bei dem flüchtige Markierungen als Bezugspunkte auf dem zu vermessenden Objekt fortlaufend aufgebracht und nach Durchlaufen einer Messstrecke von festgelegter Länge als Signale zur Ermittlung der Geschwindigkeit nachgewiesen werden, wobei das Aufbringen einer Markierung durch den Nachweis einer zuvor erzeugten Markierung nach deren Durchlaufen der Messstrecke initiiert ist, dadurch gelöst, dass die Messung mit einer Vervielfachung der Nachweise von Markierungen gegenüber der initiierten Zahl von Markierungen verbunden ist.The above task will further according to the invention a method of determining the speed of a moving Object at the fleeting Markings as reference points on the object to be measured continuously applied and after passing through a measuring distance of specified Length as Signals for determining the speed are detected, the application of a mark by the detection of a previously generated marking initiated after passing through the measurement section is solved by that the measurement with a multiplication of the evidence of markings across from the initiated number of markers.

Die Vervielfachung der Nachweise kann durch eine Vielfachmessung einer jeden Markierung in zeitgleichen Abständen erfolgen. Hierbei wird aus Signalen, die aus der Vielfachmessung resultieren, eine Impulsfolge gebildet, aus deren Impulsfolgefrequenz f_a die Geschwindigkeit v = D·f_a bestimmt wird, wobei D der Abstand zwischen den Messstellen ist, die für die Vielfachmessung in gleichen Abständen in Bewegungsrichtung des Objektes entlang der Messstrecke angeordnet sind.The evidence can be multiplied by measuring each mark at the same time. In this case, a pulse train is formed from signals resulting from the multiple measurement, from whose pulse repetition frequency f _a the speed v = D · f _{a is} determined, where D is the distance between the measuring points that is used for the multiple measurement at equal intervals in the direction of movement of the Object are arranged along the measurement section.

Alternativ kann die Vervielfachung der Nachweise dadurch erreicht werden, dass die durch den Nachweis initiierte Folgefrequenz der Markierungen auf dem Objekt vervielfacht wird durch eine Erhöhung der Impulsfolgefrequenz für die Markierungsimpulse.Alternatively, multiplication the evidence can be achieved by the fact that the evidence initiated repetition frequency of the markings on the object multiplied is through an increase the pulse repetition frequency for the marker impulses.

Die Erfindung soll nachstehend anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:The invention is based on the following the schematic drawing closer explained become. Show it:

1 eine Messeinrichtung zur Ermittlung der Geschwindigkeit eines sich bewegenden Objektes mit mehreren Empfängern zum aufeinanderfolgenden Nachweis einer Markierung 1 a measuring device for determining the speed of a moving object with several receivers for the successive detection of a marking

2 eine miniaturisierbare Messeinrichtung zur Ermittlung der Geschwindigkeit eines sich bewegenden Objektes mit mehreren optischen Fasern zur Übertragung der Messsignale auf einen gemeinsamen Empfänger 2 a miniaturizable measuring device for determining the speed of a moving object with several optical fibers for transmitting the measurement signals to a common receiver

3 den Vergleich verschiedener Formen der auf das Objekt aufzubringenden Markierungen 3 the comparison of different forms of the markings to be applied to the object

4 eine Messeinrichtung zur berührungslosen Ermittlung der Geschwindigkeit eines sich bewegenden Objektes, deren Arbeitsweise auf einer vervielfachten Folgefrequenz der Markierungsimpulse beruht 4 a measuring device for contactless determination of the speed of a moving object, the mode of operation of which is based on a multiplied repetition frequency of the marking pulses

Eine bevorzugte Ausführung gemäß 1 umfasst eine modulierbare Strahlungsquelle 1 in Form eines Lasers zur Bereitstellung von Markierungsimpulsen sowie mehreren Messstellen M₁, M₂ und M₃, die in Bewegungsrichtung eines zu vermessenden Objektes 2 (hier eine sich bewegende Bahn) äquidistant nacheinander angeordnet sind.A preferred embodiment according to 1 includes a modulatable radiation source 1 in the form of a laser to provide marking pulses and several measuring points M ₁ , M ₂ and M ₃ , which are in the direction of movement of an object to be measured 2 (here a moving path) are arranged equidistantly one after the other.

Von den beispielhaft dargestellten drei Messstellen M₁, M₂ und M₃, deren Anzahl in vertretbarem Maß zur Bildung einer Kette von Messstellen n-fach erhöht sein kann, enthält jede einen Empfänger 3, 4 und 5 zum Nachweis von Infrarotstrahlung, die von zugeordneten optischen Übertragungselementen 6, 7 und 8, bestehend aus Abbildungsoptiken und optischen Fasern von dem Objekt 2 auf den jeweiligen Empfänger 3, 4 und 5 übertragen wird.Of the three measuring points M ₁ , M ₂ and M ₃ shown as examples, the number of which can be increased to a reasonable extent to form a chain of measuring points, each contains a receiver 3 . 4 and 5 for the detection of infrared radiation from associated optical transmission elements 6 . 7 and 8th , consisting of imaging optics and optical fibers from the object 2 to the respective recipient 3 . 4 and 5 is transmitted.

Vorteilhaft einsetzbar sind z. B. Zinkselenid-Linsen, die eine sehr gute IR-Durchlässigkeit aufweisen und eine direkte Abbildung der Wärmestrahlung gestatten.Z can be used advantageously. B. Zinc selenide lenses, which have a very good IR transmission and a direct imaging of heat radiation allow.

Der Abschnitt entlang der sich bewegenden Bahn, in dem die Messstellen M₁, M₂ und M₃ angeordnet sind, bildet somit eine Messstrecke M von festgelegter Länge L_M, die in Teilstrecken der Länge D unterteilt ist. Durch die beabstandeten Messstellen M₁, M₂ und M₃ ergibt sich eine vervielfachte Messung einer durch einen Markierungsimpuls der Strahlungsquelle 1 erzeugten Markierung auf dem Objekt 2.The section along the moving path in which the measuring points M ₁ , M ₂ and M ₃ are arranged thus forms a measuring path M of fixed length L _M , which is divided into sections of length D. The spaced measuring points M ₁ , M ₂ and M ₃ result in a multiplied measurement of one by a marking pulse of the radiation source 1 generated marking on the object 2 ,

Die Empfänger 3, 4 und 5 sind mit ihren Signalausgängen an eine Verknüpfungseinheit 9 zur Signalverknüpfung angeschlossen, die wiederum mit einer Auswerte- und Steuereinrichtung 10 verbunden ist. Werden als Empfänger 3, 4 und 5 optoelektronische Empfänger verwendet, die aus Fotodiode, Verstärker und Digitalisierer bestehen, kann die Verknüpfungseinheit 9 als logisches ODER ausgebildet sein, dessen Digitalausgang an den Digitaleingang der Auswerte- und Steuereinrichtung 10 angeschlossen ist.The recipients 3 . 4 and 5 are with their signal outputs to a logic unit 9 connected for signal linking, which in turn with an evaluation and control device 10 connected is. Become a recipient 3 . 4 and 5 The linking unit can be used with optoelectronic receivers, which consist of a photodiode, amplifier and digitizer 9 be designed as a logical OR, its digital output to the digital input of the evaluation and control device 10 connected.

Mit der Auswerte- und Steuereinrichtung 10 verbunden ist auch der Empfänger, dessen Messsignal zur Bildung eines Ansteuerimpulses t(S) für die Strahlungsquelle 1 genutzt wird, was im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Empfänger 5 der letzten Messstelle M₃ ist.With the evaluation and control device 10 also connected is the receiver, whose measurement signal to form a control pulse t (S) for the radiation source 1 is used, which is the receiver in the present embodiment 5 the last measuring point is M ₃ .

Die Anordnung gemäß 1 arbeitet in der Weise, dass von der Strahlungsquelle 1 Markierungsimpulse mit einer Impulsfolgefrequenz f_s ausgesendet werden, von denen jeder über ein optisches Übertragungselement 11, bestehend aus einer Abbildungsoptik und einer optischen Faser, auf einen Bereich der Markierungserzeugung B_Mark auf der Oberfläche des sich bewegenden Objektes 1 gerichtet ist und dort eine Markierung in Form einer flüchtigen Thermomarke erzeugt. Sobald die Thermomarke in den Bereich der Messstrecke M gelangt, wird die von ihr abgegebene und von den Abbildungselementen 6, 7 und 8 übertragene Wärmestrahlung zeitlich aufeinanderfolgend von den Empfängern 3, 4 und 5 registriert, so dass an den Signalausgängen der Empfänger 3, 4 und 5 entsprechende Messsignale vorliegen. Bewegt sich das Objekt 2 mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit, werden in gleichen Zeitabständen impulsförmige Messsignale gebildet, aus denen in der Verknüpfungseinheit 9 eine Impulsfolge aus n Impulsen hergestellt wird.The arrangement according to 1 works in such a way that from the radiation source 1 Marking pulses are sent with a pulse repetition frequency f _s , each of which via an optical transmission element 11 , consisting of imaging optics and an optical fiber, on an area of the mark generation B _Mark on the surface of the moving object 1 is directed and there creates a mark in the form of a volatile thermal mark. As soon as the thermal mark reaches the area of the measuring section M, the one emitted by it and by the imaging elements 6 . 7 and 8th transmitted heat radiation successively from the receivers 3 . 4 and 5 registered so that at the signal outputs of the receiver 3 . 4 and 5 corresponding measurement signals are available. The object moves 2 at a constant speed, pulse-shaped measurement signals are formed at equal time intervals, from which in the linking unit 9 a pulse train is produced from n pulses.

Da im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Abstand von der Strahlungsquelle 1 zur ersten Messstelle M₁ gleich ist dem Abstand zwischen den Messstellen M₁, M₂ und M₃ und aus dem Nachweiszeitpunkt t(M_n) der letzten Messstelle M_n der Ansteuerimpuls t(S) für die Strahlungsquelle 1 zur Erzeugung eines neuen Markierungsimpulses abgeleitet wird, werden von der Verknüpfungseinheit 9 wiederholt Impulsfolgegruppen bestehend aus n Impulsen erzeugt, wobei der zeitliche Abstand zwischen den Gruppen gleich dem zeitlichen Abstand der Impulse innerhalb einer Gruppe ist. Es ergibt sich eine kontinuierliche Ausgangsfrequenz f_a, die dem n-fachen der Impulsfolgefrequenz f_s der Markierungsimpulse der Strahlungsquelle 1 entspricht (f_a = n·f_s) und der Geschwindigkeit des Objektes 2 angepasst ist. Die Geschwindigkeit v des Objektes 2 wird in der Auswerte- und Steuereinrichtung 10 ermittelt und ergibt sich zu v = D·fa. Since in the present exemplary embodiment the distance from the radiation source 1 to the first measuring point M _{1 is} equal to the distance between the measuring points M ₁ , M ₂ and M ₃ and from the time of detection t (M _n ) of the last measuring point M _n the control pulse t (S) for the radiation source 1 for generating a new marker pulse is derived from the link unit 9 repeated pulse train groups consisting of n pulses, the time interval between the groups being equal to the time interval of the pulses within a group. The result is a continuous output frequency f _a that is n times the pulse repetition frequency f _{s of} the marking pulses of the radiation source 1 corresponds to (f _a = n · f _s ) and the speed of the object 2 is adjusted. The speed v of the object 2 is in the evaluation and control device 10 determines and results in v = Df a ,

Die Genauigkeit der Geschwindigkeitsberechnung wird um den Faktor √n verbessert, und die Messrate steigt um den Faktor n, gegenüber einem unvervielfachten Nachweis.The accuracy of the speed calculation is reduced by the factor √ n improved, and the measurement rate increases by a factor of n compared to an unprecedented detection.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil dieser Anordnung ist die Verbesserung der Augensicherheit. Beim Einsatz eines Lasers, insbesondere im sichtbaren nahen infraroten Wellenlängenbereich, kann von der Oberfläche des Objektes 2 reflektierte Laserstrahlung ins Auge gelangen, so dass die Laserenergie auf ein ungefährliches Maß zu reduzieren ist. Das kann bei der Vervielfachung der Auswertefrequenz vorteilhaft durch die Reduktion der Impulsfolgefrequenz der Markierungsimpulse erfolgen, wodurch die mittlere Laserleistung um den Faktor n verringert wird.Another major advantage of this arrangement is the improvement in eye safety. When using a laser, especially in the visible near infrared wavelength range, it can be from the surface of the object 2 reflected laser radiation get into the eye, so that the laser energy can be reduced to a safe level. When multiplying the evaluation frequency, this can advantageously be done by reducing the pulse repetition frequency of the marking pulses, as a result of which the average laser power is reduced by a factor of n.

Liegt der durch die Abbildungsoptik des optischen Übertragungselementes 11 bestimmte Bereich zur Markierungserzeugung B_Ma _rk relativ nah neben der ersten Messstelle M₁, kann reflektierte Strahlung der Markierungsimpulse in den Empfänger 3 gelangen und störend wirken. Es ist möglich, die Störstrahlung mit geeigneten Filtern auszufiltern oder in einer abgewandelten Ausführung eine Strahlungsquelle vorzusehen, deren Wellenlänge nicht im Nachweisbereich des wärmestrahlungsempfindlichen Empfängers 3 liegt.Is this due to the imaging optics of the optical transmission element 11 specific area to the mark generating B _Ma _rk relatively closely adjacent to the first measurement point M _1, can reflected radiation of the marker pulses in the receiver 3 arrive and have a disturbing effect. It is possible to filter out the interference radiation with suitable filters or, in a modified version, to provide a radiation source whose wavelength is not in the detection range of the receiver sensitive to heat radiation 3 lies.

Ist jedoch für die Strahlungsquelle 1 eine Wellenlänge im IR-Bereich wegen der Absorptionseigenschaften des zu vermessenden Objektes 2 erforderlich oder gibt es konstruktive Gründe, den Abstand zwischen dem Bereich der Markierungserzeugung B_Mark und der ersten Messstelle M₁ zu vergrößern, dann ist es angebracht, diesen Abstand um einen Faktor G zu vervielfachen, so dass D(M1 – BMark) = G·D(Mn – Mn–1) However, it is for the radiation source 1 a wavelength in the IR range due to the absorption properties of the object to be measured 2 If it is necessary or there are constructional reasons to increase the distance between the area of the mark generation B _Mark and the first measuring point M ₁ , then it is appropriate to multiply this distance by a factor G so that DM 1 - B mark ) = G · D (M n - M n-1 )

Zur Vermeidung einer Lücke zwischen den Impulsgruppen macht es sich erforderlich, den Zeitpunkt der Abgabe eines Markierungsimpulses dadurch zu verändern, dass ein früheres Messsignal als das der letzten Messstelle M_n als Steuerimpuls verwendet wird. Es gilt t(S) = t(M(n–G+1)) To avoid a gap between the pulse groups, it is necessary to change the point in time at which a marking pulse is emitted by using a measurement signal earlier than that of the last measurement point M _n as a control pulse. It applies t (S) = t (M (N-G + 1) )

Wenn sich also der Abstand zwischen dem Bereich der Markierungserzeugung B_Mark und der ersten Messstelle M₁ gegenüber der obigen Ausführung verdoppelt, dann muss der Steuerimpuls für die Strahlungsquelle 1 aus dem Messsignal des vorletzten Empfängers abgeleitet werden, das zu diesem Zweck über die Auswerte- und Steuereinrichtung 10 zu leiten ist.So if the distance between the area of the mark generation B _Mark and the first measuring point M ₁ doubles compared to the above embodiment, then the control pulse for the radiation source 1 can be derived from the measurement signal of the penultimate receiver, for this purpose via the evaluation and control device 10 is to be managed.

Eine weitere Ausführungsform gemäß 2 sieht anstelle der n Empfänger n Messstellen bildende optische Fasern zur Übertragung der Messsignale auf einen gemeinsamen Empfänger 12 vor, der zur optisch-elektronischen Signalwandlung nur noch als Fotodiode ausgebildet zu sein braucht.Another embodiment according to 2 sees n optical fibers forming measuring points instead of the n receivers for transmitting the measuring signals to a common receiver 12 before that only needs to be designed as a photodiode for optical-electronic signal conversion.

Die praktisch vorliegende Anzahl der optischen Fasern beträgt hier drei, weshalb diese mit 13, 14 und 15 bezeichnet sind.The practical number of optical fibers here is three, which is why they are included 13 . 14 and 15 are designated.

Da auch die von der Strahlungsquelle 1 erzeugten Markierungsimpulse in eine optische Faser 16 zur Markierungserzeugung eingekoppelt sind, lässt sich diese zusammen mit den optischen Fasern 13, 14 und 15 für die Messstellen M₁, M₂ und M₃ in einem kompakten Messkopf vereinen, der ein Nutenarray 17 mit n + 1 äquidistanten Nuten für die genaue Faserpositionierung, eine gemeinsame Linse 18 und einen (n × 1)-Fasermultiplexer 19 enthält. Der Fasermultiplexer 19 ist zur Übertragung eines optischen Signals, das die vervielfachte Sendefrequenz enthält, mit denen die Strahlungsquelle 1' die Markierungsimpulse aussendet, über eine optische Faser 20 mit dem gemeinsamen Empfänger 12 verbunden, dessen Ausgangssignal einer Auswerte- und Steuereinheit 21 zugeführt wird.Since also from the radiation source 1 generated marker pulses in an optical fiber 16 are coupled to generate the mark, this can be done together with the optical fibers 13 . 14 and 15 for measuring points M ₁ , M ₂ and M ₃ in a compact measuring head, which is a groove array 17 with n + 1 equidistant grooves for precise fiber positioning, a common lens 18 and an (n × 1) fiber multiplexer 19 contains. The fiber multiplexer 19 is used to transmit an optical signal that contains the multiplied transmission frequency with which the radiation source 1' sends out the marker pulses via an optical fiber 20 with the common recipient 12 connected, the output signal of an evaluation and control unit 21 is fed.

Das ausgewählte Messsignal, das zur Steuerung der Strahlungsquelle 1' dient, ist aufgrund gleicher Abstände zwischen den Messstellen M₁, M₂ und M₃ und dem Bereich der Markierungserzeugung B_Mark das Messsignal der letzten Messstelle M₃ der Messstrecke M. Es wird in einem Empfänger 121 gewonnen, der eingangsseitig über eine optische Faser 151 mit der optischen Faser 15 und ausgangsseitig mit der Auswerte- und Steuereinheit 21 verbunden ist, die wiederum zur Steuerung der Strahlungsquelle 1' mit deren Steuereingang in Verbindung steht.The selected measurement signal that is used to control the radiation source 1' serves, is due to the same distances between the measuring points M ₁ , M ₂ and M ₃ and the area of the mark generation B _Mark, the measuring signal of the last measuring point M _{3 of} the measuring section M. It is in a receiver 121 won, the input side via an optical fiber 151 with the optical fiber 15 and on the output side with the evaluation and control unit 21 is connected, which in turn controls the radiation source 1' with whose control input is connected.

Beide Empfänger 12 und 121 können, wie die als Laser ausgebildete Strahlungsquelle 1', in der Auswerte- und Steuereinheit 21 untergebracht sein kann. Das hat den Vorteil, dass die Verbindung zwischen optischen und elektronischen Einheiten ausschließlich über optische Fasern erfolgen kann, über die somit das Signal zur Laserinitialisierung, die Markierungsimpulse in Form von Laserimpulsen und die vervielfachten Messsignale laufen.Both recipients 12 and 121 can, like the radiation source designed as a laser 1' , in the evaluation and control unit 21 can be accommodated. This has the advantage that the connection between optical and electronic units can only take place via optical fibers, via which the signal for laser initialization, the marking pulses in the form of laser pulses and the multiplied measurement signals run.

Zur Abbildung der Markierungsimpulse auf die Oberfläche des zu messenden Objektes kann die verwendete Abbildungsoptik Strahlformungselemente, wie Prismen und Zylinderlinsen, enthalten, um eine optimale Strahlform, wie z. B. eine Ellipse oder nebeneinanderliegende Teilmarkierungen, zu erzielen.To map the marker impulses to the surface of the object to be measured, the imaging optics used can form beam shaping elements, like prisms and cylindrical lenses, to get an optimal beam shape, like z. B. an ellipse or adjacent partial markings, to achieve.

So erfordert eine elliptische Form 22 der Markierung nicht die hohe Genauigkeit der Justierung des Bereiches der Markierungserzeugung B_Mark und der Messstellen M₁, M₂ und M₃ zur Bewegungsrichtung wie z. B. eine kreisförmige Form 23. Dadurch sind gewisse Winkelabweichungen α möglich, um immer noch einen Nachweis einer Markierung zu gewährleisten. Berücksichtigt werden muss allerdings der cos-Fehler der Geschwindigkeit.So requires an elliptical shape 22 the marking is not the high accuracy of the adjustment of the area of the mark generation B _Mark and the measuring points M ₁ , M ₂ and M ₃ to the direction of movement such. B. a circular shape 23 , As a result, certain angular deviations α are possible in order to still ensure detection of a marking. However, the cos error of the speed must be taken into account.

Eine weitere Möglichkeit seitliche Abweichungen der Bewegung zu erkennen, besteht darin, eine punktförmige Markierung zu erzeugen, auf den verschiedene nebeneinanderliegende Foki eines Empfängers gerichtet sind oder indem mehrere Empfänger vorgesehen wird.Another possibility of side deviations recognizing the movement is a punctiform mark to be directed at the different foci of a receiver lying side by side are or by multiple recipients is provided.

Die Messeinrichtung gemäß 4 untergliedert sich in eine Optikeinheit 24, eine Elektronikeinheit 25 und einen Steuerrechner 26, wobei in der Optikeinheit 24 untergebrachte Miniaturoptiken 27, 28 und 29 an Lichtleitfasern 30, 31 und 32 angekoppelt sind. Während die Miniaturoptik 27 als Laseroptik die Faseraustrittsfläche der Lichtleitfaser 30 auf die Oberfläche eines zu vermessenden Objektes 33 abbildet, sind die Miniaturoptiken 28 und 29 dafür vorgesehen, einen Oberflächenausschnitt des Objektes 33 auf die Fasereintrittsfläche der Lichtleitfasern 31 und 32 abzubilden. Von den aus der Optikeinheit 24 herausgeführten Lichtleitfasern 30, 31 und 32 ist die Lichtleitfaser 30 an eine als modulierbarer Laser ausgebildete Strahlungsquelle 34 angeschlossen. Die Lichtleitfasern 31 und 32 sind mit einem Empfänger 35 bzw. 36 zum Nachweis von Infrarotstrahlung verbunden. Aufgrund der Faserführung der Wärmestrahlung ist eine flexible Auswahl der Lage des Messbereiches möglich.The measuring device according to 4 is divided into an optical unit 24 , an electronic unit 25 and a tax calculator 26 , being in the optics unit 24 housed miniature optics 27 . 28 and 29 on optical fibers 30 . 31 and 32 are coupled. While the miniature optics 27 the fiber exit surface of the optical fiber as laser optics 30 on the surface of an object to be measured 33 are the miniature optics 28 and 29 provided a surface section of the object 33 on the fiber entry surface of the optical fibers 31 and 32 map. From the optics unit 24 led out optical fibers 30 . 31 and 32 is the optical fiber 30 to a radiation source designed as a modulatable laser 34 connected. The optical fibers 31 and 32 are with a recipient 35 respectively. 36 connected to the detection of infrared radiation. Due to the fiber guidance of the heat radiation, a flexible selection of the position of the measuring range is possible.

Die Wellenlänge des Lasers ist variabel einstellbar und kann somit an die maximale Absorption des Objektes 33 angepasst werden, so dass durch die Strahlungsenergie der Markierungsimpulse innerhalb des Abbildungsbereiches ein Wärmeeintrag im Objektmaterial des Objektes 33 erzeugt wird. Eine so entstandene Markierung 37 ist flüchtig und wird als Thermomarke von dem bewegten Objekt 33 in der durch einen Pfeil markierten Richtung des zu messenden Geschwindigkeitsvektors transportiert und an hintereinander in Bewegungsrichtung entlang einer Messstrecke M angeordneten Messstellen M₄ und M₅ mit Hilfe der Miniaturoptiken 28 und 29 erfasst, auf Fasereingangsflächen der Lichtleitfasern 31 und 32 abgebildet und nach der Übertragung durch die Lichtleitfasern 31 und 32 in den Empfängern 35 und 36 registriert.The wavelength of the laser can be variably adjusted and can thus match the maximum absorption of the object 33 can be adjusted so that the radiation energy of the marking pulses within the imaging area results in heat input in the object material of the object 33 is produced. A marking created in this way 37 is volatile and is used as a thermal mark of the moving object 33 transported in the direction of the speed vector to be measured, indicated by an arrow, and at measuring points M ₄ and M ₅ arranged one behind the other in the direction of movement along a measuring path M with the aid of the miniature optics 28 and 29 detected, on fiber input surfaces of the optical fibers 31 and 32 mapped and after transmission through the optical fibers 31 and 32 in the receivers 35 and 36 registered.

Der zwischen den beiden Messstellen M₄ und M₅ bestehende Messabstand L_M ist willkürlich und hängt nicht mit dem Abstand zwischen dem Bereich der Markierungserzeugung B_Mark und dem ersten Empfänger 35 zusammen.The measuring distance L _M existing between the two measuring points M ₄ and M ₅ is arbitrary and does not depend on the distance between the area of the mark generation B _Mark and the first receiver 35 together.

Die Festlegung des Anfanges und des Endes der Messstrecke M durch zwei Empfänger hat den Vorteil der höheren Messgenauigkeit, da regelmäßig keine Kenntnis über die Form und Größe der erzeugten Thermomarke an der Messstelle vorliegt. Diese kann z. B durch eine wellenförmige Bewegung eines bahnförmigen Objektes aufgrund einer damit verbundenen Fokusänderung verändert sein. Der Vorteil liegt darin begründet, dass für die beiden Empfänger gleiche Nachweischarakteristika gelten und Veränderungen der Thermomarken zwischen den beiden Empfängern aufgrund des recht gering wählbaren Abstandes eher vernachlässigbar sind.The determination of the start and end of the measuring section M by two receivers has the advantage of higher measuring accuracy, since there is regularly no knowledge of the shape and size of the thermal mark generated at the measuring point. This can e.g. B be changed by a wavy movement of a web-shaped object due to a change in focus associated therewith. The advantage lies in the fact that the same detection characteristics apply to the two receivers and changes in the thermal brands between the two receivers due to the fact that the selection can be very small Distance are negligible.

Die an den Steuerrechner 26 angeschlossenen Empfänger 35 und 36 sind zusammen mit einem Multiplizierer 38, einem Integrierer 39, einem spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 40 und der Strahlungsquelle 34 Bestandteile der Elektronikeinheit 25.The to the control computer 26 connected receiver 35 and 36 are together with a multiplier 38 , an integrator 39 , a voltage controlled oscillator (VCO) 40 and the radiation source 34 Components of the electronics unit 25 ,

Schaltungstechnisch besteht von den Empfängern 35 und 36 über den Multiplizierer 38 und den Integrierer 39 außerdem eine Verbindung zu dem Oszillator (VCO) 40, der ein- und ausgangsmäßig an den Steuerrechner 26 angeschlossen ist und der über eine Ausgangsleitung der Strahlungsquelle 34 ein Ansteuersignal zur Verfügung stellt.Circuitry consists of the receivers 35 and 36 over the multiplier 38 and the integrator 39 also a connection to the oscillator (VCO) 40 , the input and output to the control computer 26 is connected and via an output line of the radiation source 34 provides a control signal.

Mit der Anordnung gemäß 4 wird ein Messverfahren durchgeführt, bei dem der Steuerrechner 26 mit Hilfe eines Frequenzsignals SF dem Oszillator (VCO) 40 einen zunächst niedrigen Frequenzbereich vorgibt, in dem die Eindeutigkeit der Geschwindigkeitsermittlung gegeben ist, d. h., dass sich auf der Messstrecke M jeweils nur eine Thermomarke befindet, die von dem Empfänger 35 zu einer Zeit t₁ und danach von dem Empfänger 36 zur Zeit t₂ detektiert wird.With the arrangement according to 4 a measuring method is carried out in which the control computer 26 using a frequency signal SF to the oscillator (VCO) 40 specifies an initially low frequency range, in which the unambiguity of the speed determination is given, ie that there is only one thermal label on the measuring section M, that of the receiver 35 at a time t ₁ and then by the receiver 36 is detected at time t ₂ .

Die gemittelte Geschwindigkeit V_th ergibt sich zu Vth = LM/(t2 – t1), wobei L_M die Länge der Messstrecke M ist.The average speed V _th results in V th = L M / (T 2 - t 1 ) where L _{M is} the length of the measuring section M.

Damit ist eine Referenzmessung durchgeführt worden, wobei die Zeitpunkte der Detektion t₁ und t₂ mit einer Schwellendetektion nur ungenau bestimmt werden müssen.A reference measurement has thus been carried out, the times of detection t ₁ and t ₂ having to be determined only imprecisely with a threshold detection.

Nachfolgend steuert der Steuerrechner 26 den Oszillator (VCO) 40, initiiert durch das Messsignal des Empfängers 36 derart, dass die Periodendauer T_las der Strahlungsquelle 34 auf Tlas = LM/Vth gesetzt wird, wobei T_las = t₂ – t₁, so dass von den Empfängern 35 und 36 gleichzeitig eine Thermomarke detektiert wird. Damit ist die Eindeutigkeit der Geschwindigkeitsmessung gewährleistet, indem eine neue Thermomarke erst erzeugt wird, wenn eine zuvor erzeugte Thermomarke die Messstrecke M durchlaufen hat. Dadurch erreicht man eine Abhängigkeit der Erzeugungsfrequenz der Thermomarken von der Geschwindigkeit des Objektes 2 in der nachfolgend beschriebenen Weise.The control computer then controls 26 the oscillator (VCO) 40 , initiated by the measurement signal of the receiver 36 such that the period T _{las of} the radiation source 34 on T read = L M / V th is set, where T _las = t ₂ - t ₁ , so that from the receivers 35 and 36 a thermal label is detected at the same time. This ensures the uniqueness of the speed measurement, in that a new thermal label is only generated when a previously generated thermal label has passed through the measuring section M. This results in a dependence of the generation frequency of the thermal labels on the speed of the object 2 in the manner described below.

Das Ausgangssignal der Empfänger 35 und 36 entspricht dem Verlauf der Strahlungsleistungen, die von den Empfängern 35 und 36 detektiert werden. Multipliziert man beide Signalverläufe mit Hilfe des Multiplizierers 38, dann ergibt sich durch die phasenempfindliche Gleichrichtung ein Maximum des Signalprodukts bei vollständiger Signalüberlappung und möglichst gleicher Signalform, die durch einen minimalen Messabstand mit einer damit verbundenen geringen Veränderung der Thermomarken durch Wärmeabfluss gegeben ist. Sind die beiden Ausgangssignale um mindestens die Länge einer Thermomarke gegeneinander verschoben, dann ist das Signalprodukt Null. Da das Signalprodukt pulsierend auftritt, muss es mit Hilfe des Integrators 39 gefiltert werden, wobei das Ausgangssignal des Integrators 39 den Oszillator (VCO) 40 in seiner Frequenz so steuert, dass der Abstand der Thermomarken dem Messabstand L_M entspricht, so dass die Empfänger 35 und 36 das gleichzeitige Auftreten der Ausgangssignale dem Steuerrechner 26 übermitteln. In Abhängigkeit von den Eigenschaften des Multiplizierers 38 und des Integrators 39 kann auch eine Regelung gewählt werden, so dass sich ein konstantes Offset von T_las einstellt, das in die Geschwindigkeitsermittlung eingeht.The output signal of the receiver 35 and 36 corresponds to the course of the radiation powers emitted by the receivers 35 and 36 can be detected. If you multiply both waveforms with the help of the multiplier 38 , then the phase-sensitive rectification results in a maximum of the signal product with complete signal overlap and, if possible, the same signal form, which is given by a minimal measuring distance with a small change in the thermal marks associated therewith due to heat flow. If the two output signals are shifted towards each other by at least the length of one thermal label, then the signal product is zero. Since the signal product occurs pulsating, it has to be done with the help of the integrator 39 be filtered, the output signal of the integrator 39 the oscillator (VCO) 40 controls in frequency so that the distance between the thermal marks corresponds to the measuring distance L _M , so that the receiver 35 and 36 the simultaneous appearance of the output signals to the control computer 26 to transfer. Depending on the properties of the multiplier 38 and the integrator 39 a control can also be selected so that a constant offset of T _{las is obtained} , which is included in the speed determination.

Ändert sich in diesem eingeregelten Zustand die Geschwindigkeit des Objektes 2, dann wird die Frequenz sehr genau nachgeregelt und daraus die Geschwindigkeit ermittelt.In this regulated state, the speed of the object changes 2 , then the frequency is adjusted very precisely and the speed is determined from it.

Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung wird nunmehr eine Vervielfachung der Impulsfolgefrequenz der Markierungsimpulse gegenüber der des eingeregelten Zustandes erzeugt, indem der Steuerrechner 26 in dem Oszillator (VCO) 40 über das Steuersignal SF eine sprunghafte Frequenzerhöhung um einen Faktor f veranlasst. Das kann z. B. durch Umschaltung eines Teilers auf einen anderen Teilungsfaktor erfolgen. Die erkannten f-fach äquidistant erzeugten Thermomarken führen zu einem eindeutigen Ergebnis, da deren Anzahl durch den unvervielfachten Ausgangszustand und den Vervielfachungsfaktor f bekannt ist.According to the method according to the invention, a multiplication of the pulse repetition frequency of the marking pulses compared to that of the adjusted state is now generated by the control computer 26 in the oscillator (VCO) 40 via the control signal SF causes a sudden increase in frequency by a factor f. That can e.g. B. done by switching a divider to another division factor. The recognized f-times equidistantly generated thermal marks lead to a clear result, since their number is known from the non-multiplied initial state and the multiplication factor f.

Die innerhalb der Elektronikeinheit 25 durch die dortigen Bauelemente erzeugte Phasenregelung regelt durch den Vergleich der Messsignale der beiden Empfänger 35 und 36 die Modulationsfrequenz mittels phasensynchroner Gleichrichtung so nach, dass durch Auswertung der Impulsfolgefrequenz des Lasers und des Messabstandes L_M auf die Geschwindigkeit des bewegten Objekts 2 geschlossen werden kann.The inside of the electronics unit 25 phase control generated by the components there regulates by comparing the measurement signals of the two receivers 35 and 36 the modulation frequency by means of phase-synchronous rectification so that by evaluating the pulse repetition frequency of the laser and the measuring distance L _M to the speed of the moving object 2 can be closed.

Damit wird durch die Vervielfachung der Impulsfolgefrequenz eine Vervielfachung der Thermomarken auf der Messstrecke M erreicht, die zu einer erhöhten Auflösung der Position der Thermomarken und damit zu einer Verbesserung der Messgenauigkeit führt. Ferner kann der Messabstand verkürzt werden, so dass die optischen Baueinheiten in einem miniaturisierten Messkopf integriert werden können, mit dem auch geringe Geschwindigkeiten genau und schnell gemessen werden können. Ohne den eingeregelten Zustand zu verlassen, wird der Regelkreis jetzt um den Faktor f schneller reagieren können und die Messrate kann um den Faktor f ansteigen.This is through multiplication a multiplication of the thermal marks on the pulse repetition frequency of the measuring distance M, which leads to an increased resolution of the position of the thermal marks and thus leads to an improvement in measurement accuracy. Further the measuring distance can be shortened so that the optical units in a miniaturized measuring head can be integrated with which can also measure low speeds precisely and quickly can. The control loop is now without leaving the adjusted state can react faster by the factor f and the measuring rate can increase by a factor of f.

Der verwendete Vervielfachungsfaktor f hängt vom Abstand L_M und von der Länge der Thermomarken in Messrichtung ab, wobei die obere Grenze f_max gegeben ist durch die Forderung nach Unterscheidung aufeinanderfolgender Thermomarken im Ausgangssignal der Empfänger 35 und 35.The multiplication factor f used depends on the distance L _M and on the length of the thermal labels in the measuring direction, the upper limit f _{max being} given by the requirement to distinguish between successive Thermomars ken in the output signal of the receiver 35 and 35 ,

Die Geschwindigkeit ergibt sich dann aus Vth = LM/f·Tlas. The speed then results from V th = L M / F * T read ,

Zur einfacheren Handhabung und Miniaturisierung der gesamten Einrichtung ist es vorteilhaft, Laserdioden oder Festkörperlaser mit Faserpigtail zu verwenden, wodurch eine Austauschbarkeit der Strahlungsquelle möglich ist, um mit unterschiedlichen Wellenlängen eine optimale Anpassung der Strahlungsabsorption an die Oberfläche des zu messenden Objektes erzielen zu können.For easier handling and miniaturization the entire device, it is advantageous to use laser diodes or solid-state lasers to be used with fiber pigtail, which makes the radiation source interchangeable possible is to optimally match with different wavelengths the radiation absorption on the surface of the object to be measured to be able to achieve.

Das beschriebene Verfahren der Vervielfachung der Folgefrequenz der Markierungsimpulse ist nicht auf die hier beschriebene Anordnung beschränkt, sondern auch anwendbar bei Anordnungen, bei denen die Messstrecke durch die Strecke zwischen dem Bereich der Markierungserzeugung und einer nachfolgend angeordneten Messstelle definiert ist.The described method of multiplication the repetition frequency of the marking impulses is not on the here limited arrangement described, but also applicable to arrangements in which the measuring section through the distance between the area of the mark generation and a subsequent measuring point is defined.

Claims

Measuring device for determining the speed of a moving object with a modulatable radiation source for providing marking pulses for the generation of volatile markings as reference points on the object to be measured, with at least one measuring point for generating measuring signals when detecting the markings after passing through a measuring path of a defined length and control and evaluation electronics for determining the speed from the generated measurement signals, characterized in that the measurement section (M) is divided into sections whose lengths determine the distances with which the measurement points (M ₁ , M ₂ and M ₃ ) successively in the direction of movement of the object ( 2 ) are arranged along the measurement section (M) for the successive generation of measurement signals of each marking.

Measuring device according to claim 1, characterized in that the measuring points (M ₁ , M ₂ and M ₃ ) are arranged equidistant from one another.

Measuring device according to claim 2, characterized in that the distance between the measuring point (M ₁ ) located at the beginning of the measuring section and an area of the marking generation (B _Mark ) on the object ( 2 ) is equal to the distance between the measuring points (M ₁ , M ₂ and M ₃ ).

Measuring device according to claim 2, characterized in that the distance of the measuring point (M ₁ ) located at the beginning of the measuring section (M) to an area of the marking generation (B _Mark ) on the object ( 2 ) is a multiple of the distance between the measuring points (M ₁ , M ₂ and M ₃ ).

Measuring device according to claim 3 or 4, characterized in that for the radiation transmission from the radiation source ( 1 . 1' . 34 ) to the area of marking generation (B _Mark ) and from each measuring point (M ₁ , M ₂ and M ₃ ) to a receiving device flexible optical fibers ( 13 - 16 ) with associated imaging optics ( 18 ) are provided.

Measuring device according to claim 5, characterized in that the receiving device consists of individual receivers ( 3 . 4 . 5 ), to which an optical fiber is assigned and which is connected to the control and evaluation electronics ( 10 ) connected signal combination unit ( 9 ) are connected, in which the successive measurement signals are linked to form a pulse sequence.

Measuring device according to claim 5, characterized in that a common receiver ( 12 ) is provided, at the input of which the optical fibers ( 13 . 14 . 15 ) via a fiber multiplexer ( 19 ) and its output with the control and evaluation electronics ( 21 ) is connected, at the output of the receiver ( 12 ) there is a pulse sequence formed from the successive measurement signals.

Measuring device according to claim 6 or 7, characterized in that the pulse sequence formed from the successive measurement signals for determining the speed v of the object ( 2 ) in control and evaluation electronics ( 10 . 21 ) according to v = D · f a serves, where D is the distance between the measuring points (M ₁ , M ₂ and M ₃ ) and f _{a is} the pulse repetition frequency in the pulse train formed.

Measuring device according to one of claims 5 to 8, characterized in that the radiation source ( 1 . 1' 34 ) and the receiving device are accommodated in a structural unit separated from a scanning head, between which an optical connection through the optical fibers ( 13 - 16 ) consists.

Measuring device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the measuring signal of the measuring point (M ₃ ) at the end of the measuring section (M) serves to generate marking pulses.

Measuring device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the measuring signal of the measuring point is used to generate the marking pulse, the number of which, counted continuously from the beginning of the measuring path (M), from the total number of measuring points (M ₁ , M ₂ and M ₃ ) minus the multiplication factor.

Measuring device according to claim 3, characterized in that in order to avoid interference radiation, filters are provided at the measuring points which are in the region of the wavelength of the radiation source ( 1 . 1' . 34 ) work.

Measuring device according to claim 3, characterized in that the wavelength of the marking pulses lies outside the detection range of the receiving device at the measuring points (M ₁ , M ₂ and M ₃ ).

Measuring device according to one of claims 1-13, characterized in that the markings have an elongated extension perpendicular to the direction of movement of the object ( 2 ) respectively.

Procedure for determining the speed of a moving object, with fleeting markings as reference points continuously applied to the object to be measured and after passing through it a measuring section of a specified length as signals for determination the speed can be measured, the application of a Marking by detecting a previously created marking whose passage through the measuring section is initiated, characterized in that that the measurement with a multiplication of the evidence of markings across from the initiated number of markers.

A method according to claim 15, characterized in that the multiplication of the evidence by a multiple measurement each mark is made at the same time.

A method according to claim 16, characterized in that a pulse train is formed from signals resulting from the multiple measurement, from whose pulse repetition frequency f _a the speed v = D · f _{a is} determined, D being the distance between measuring points (M ₁ , M ₂ and M ₃ ), which are arranged for the multiple measurement at equal intervals in the direction of movement of the object along the measuring section (M).

A method according to claim 15, characterized in that the evidence is multiplied by: the repetition frequency of the markings initiated by the detection is multiplied on the object.

A method according to claim 18, characterized in that the speed of the moving object ( 2 ) is determined from the pulse repetition frequency of the marking pulses and the measuring distance L _M in the measuring section (M).