DE1923257A1

DE1923257A1 - Arrangement for measuring the thickness or width of rolling stock

Info

Publication number: DE1923257A1
Application number: DE19691923257
Authority: DE
Inventors: Eichmann Dipl-Ing Dieter; Seyfried Dipl-Ing Hans; Linn Dipl-Ing Karl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-05-07
Filing date: 1969-05-07
Publication date: 1970-11-19
Also published as: NL7006336A; BE750081A; LU60858A1

Description

Anordnung zur Messung der Dicke oder Breite von laufendem Walzgut Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Messung der Dicke oder Breite von eine Bearbeitungsstraße durchlaufendem, draht- oder bandförmigem Walzgut mittels eines Lichtleiterbündele, auf dem das zu messende Gut huber ein optisches Linsensystem abgebildet ist, mindestens eines photoeleXtronischen Bauelementes und einer diesem nachgeschalteten Auswerteeinrichtung.Arrangement for measuring the thickness or width of rolling stock The invention relates to an arrangement for measuring the thickness or width of a Processing line continuous, wire or strip-shaped rolling stock by means of a Fiber optic bundle on which the material to be measured has an optical lens system is shown, at least one photoelectronic component and one of these downstream evaluation device.

Eine bekannte derartige Einrichtung enthält eine Glasfaseroptik, deren Lichtleiterenden auf der dem Xoßobjekt zugewandten Seite bandförmig und auf der anderen Seite auf einer Kreisbahn angeordnet sind. Die in der Kreisbahn endenden Lichtleiter werden nacheinander von der einen Stirnfläche eines einzelnen, rotierenden Lichtleiters abgetastet, dessen andere Stirnfläche auf eine in seinem Drehpunkt liegende Photodiode ausgerichtet ist. Die beispielsweise von einer Bramme ausgehende Strahlung wird itber die Glasfaseroptik und den rotierenden Lichtleiter in Lichtimpulse und durch die Photodiode in elektrische Impulse umgefomrt, die in einer im wesentlichen einen dekadischen Zähler enthaltenden Einrichtung ausgewertet werden. Nachteilig ist hierbei die Verwendung von mechanisch bewegten Teilen. Außerdem eignet sich diese Anordnung beispielsweise nicht zur Drahtdickenmessung, weil Veränderungen der Drahtlage während der für eine Messung erforderlichen Zeit das Meßergebnis beeinträchtigen.A known such device contains a fiber optic, whose Light guide ends on the side facing the Xossobjekt band-shaped and on the other side are arranged on a circular path. The ones ending in the circular path Light guides are successively from the one end face of a single, rotating Light guide scanned, the other end face on one in its fulcrum lying photodiode is aligned. The one emanating from a slab, for example Radiation is converted into light pulses via the fiber optics and the rotating light guide and converted by the photodiode into electrical pulses, which in a substantially a device containing a decadic counter can be evaluated. Disadvantageous is the use of mechanically moving parts. It is also suitable this arrangement, for example, is not used for measuring wire thickness, because of changes the wire layer during the time required for a measurement affect the measurement result.

Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß jedem Lichtleiter ein photoelektrisches Bauelement zugeordnet ist und die Ausgangssignale aller photoelektrischen Bauelemente der Auswerteeinrichtung gleichzeitig zugeführt sind.These disadvantages are avoided according to the invention in that each light guide is assigned a photoelectric component and the output signals all photoelectric components of the evaluation device are supplied simultaneously are.

Die eingangsseitigen Lichtleiterenden sind bandförmig aneinandergereiht, die ausgangseeitigen Enden dagegen In einer Ebene beliebig, vorzugsweise in der Form eines rechteckigen oder quadrastischen Gitters, angeordnet Die Auswerteeinrichtung umfaßt eine der Anzahl der photoe7ektrischen Bauelemente gleiche Anzahl von Grenzwertmeldern und einen diesen nachgeschalteten, analogen oder digitalen Summenbildner.The light guide ends on the input side are strung together in a band, the output ends, however, in one plane any, preferably in the form of a rectangular or square grid, arranged The evaluation device includes one of the number of photoelectric components the same number of limit indicators and an analog or digital summing unit connected downstream of this.

An Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen wird die Erfindung im folgenden näher erläutert.On the basis of the exemplary embodiments shown in the drawing the invention is explained in more detail below.

In Pig. 1 ist der optische Teil einer Anordnung zur Messung der Dicke eines Drahtes 1 dargestellt. Ein Linsensystem 2 bildet den Draht oder dessen Schattenbild auf der einen Stirnfläche einer Glasfaseroptik ab. Diese Stirnfläche hat die Form eines Bandes 3, das durch die Aneinanderreihung der einzelnen Lichtleiter 7 des Lichtleiterbündels 4 in einer Linie gebildet ist. Die anderen Stirnflächen der einzelnen Lichtleiter liegen in einer Ebene und bilden beispielsweise ein quadratisches Raster 5. Zur Abbildung des Meßobjektes kann bei warmem Walzgut die Infrarotstrahlung ausgenutzt werden. Wenn das Meßobjekt während des Meßvorganges sich auch in Richtung der optischen Achse der Anordnung bewegt, kann ein scharfes Bild durch die Optik 2 nur in einem bestimmten, den Gesetzen der geometrischen Optik folgenden Abstand erzeugt werden. Dieser Nachteil kann durch ein paralleles Strahlenbündel, dessen monochromatische, punktförmige Strahlungsquelle 13 mit einer Spreiz- und Korrigieroptik 14 hinter dem Meßobjekt 1 angeordnet ist, vermieden werden. Das Meßobjekt erscheint auf dem erhellten Hintergrund als Schatten, dessen Größe unabhängig von der Lage des Meßobjektes innerhalb des parallelen Strahlenbündels die Drahtdicke unverzerrt wiedergibt.In Pig. 1 is the optical part of an arrangement for measuring the thickness of a wire 1 is shown. A lens system 2 forms the wire or its silhouette on one end face of a fiber optic. This face has the shape a tape 3, which by the stringing together of the individual light guides 7 of the Light guide bundle 4 is formed in a line. The other end faces of each Light guides lie in one plane and form, for example, a square grid 5. In the case of warm rolling stock, the infrared radiation can be used to image the object to be measured will. If the measurement object is also in the direction of the optical during the measuring process Moved axis of the arrangement, a sharp image through the optics 2 can only be in one certain distance following the laws of geometrical optics. This disadvantage can be caused by a parallel bundle of rays whose monochromatic, point-shaped radiation source 13 with a spreading and correcting optics 14 behind the measurement object 1 is arranged, can be avoided. The target appears on the Illuminated background as a shadow, the size of which is independent of the position of the measuring object reproduces the wire thickness undistorted within the parallel bundle of rays.

Jedem Rasterfeld 6 und damit jedem Lichtleiter 7 ist ein photoelektrisches Bauelement, z.B. eine Photodiode 8, zugeordnet.Each grid field 6 and thus each light guide 7 is a photoelectric Component, e.g. a photodiode 8, assigned.

Jede Photodiode 8 ist huber einen Grenzwertmelder 9 und einen Widerstand 10 mit dem Eingang eines Verstärkers 11 verbunden, dessen Ausgang eine der Summe der auf eine Maßeinheit normierten Ausgangsspannungen aller Grenzwertmelder 9 entsprechende Spannung liefert. Da alle lichtführenden Lichtleiter gleachzeitig durch die Photodioden abgefragt werden, entspricht die. Ausgangsspannung des Verstärkers 11 in Jedes Zeitpunkt der Srahtdicke.Each photodiode 8 has a limit indicator 9 and a resistor 10 connected to the input of an amplifier 11, the output of which is one of the sum corresponding to the output voltages of all limit indicators 9 standardized to a unit of measurement Voltage supplies. Since all light-guiding light guides go through the photodiodes at the same time are queried, corresponds to the. Output voltage of the amplifier 11 in each point in time the wire thickness.

Durch horizontare und vertikale lageänderungen des Drahtes 1 ändert sich bei Verwendung einer Fremdlichtquelle mit parallelem Licht das Meßergebnis nicht. Den Grenzwertmeldern 9 ist zur Stabilisierung ihrer Ausgansspannung eine Referenzspannung Uref zugeführt.By horizontal and vertical changes in position of the wire 1 changes When using an external light source with parallel light, the measurement result changes not. The limit indicators 9 is to stabilize their output voltage Reference voltage Uref supplied.

In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist jedem Feld 6 des Rasters 5 ebenfalls eine Photodiode 8 und ein Grenzwertmelder 9 nachgeschaltet. Die Ausgänge der Grenzwertmelder sind mit je einem Eingang eines Addierwerkes verbunden, das aus in mehreren Reihen angeordneten Ein-3it-Volladdierern 12 besteht.In the embodiment shown in FIG. 2, each field 6 of the grid 5 is also followed by a photodiode 8 and a limit indicator 9. The outputs of the limit monitors are each connected to an input of an adder, which consists of one-3it full adders 12 arranged in several rows.

Abweichend von der üblichen Schaltung der Volladdierer ist bei diesem Addierwerk jedoch nicht der Übertragsausgang sondern der Summenausgang auf den Eingang des nächsten Volladdierern innerhalb jeder Reihe geschaltet. Die Übertragsausgänge der Volladdierer jeder Reihe sind mit den Eingängen der in der folgenden Reihe liegenden Volladdierer verbunden. zur diese Weise erhalten alle Binärstellen der einzelnen Volladierereingänge einer Reihe die gleiche Wertigkeit. Das Addierwerk ist in Fig. 3 nur schematisch dargestellt. Die Pfeile an den Verbindungsleitungen der einzelnen Reihen deuten an, daß die Reihen in analoger weise zu ergänzen und gegebenenfalls weitere Reihen vorzusehen sind, in denen die Anzahl der Volladdierer jeweil auf die Hälfte verringert ist.In this case, the full adder differs from the usual circuit Adder, however, not the carry output but the sum output to the input of the next full adder within each row. The carry outputs the full adders of each row are connected to the inputs of those in the following row Full adder connected. for this way get all binary digits of each Full eraser inputs in a row have the same value. The adder is shown in Fig. 3 only shown schematically. The arrows on the connecting lines of the individual Rows indicate that the rows should be supplemented in an analogous manner and if necessary further rows are to be provided, in which the number of full adders respectively on is reduced by half.

Die Summenausgänge der letzten Addierer jeder Reihe zeigen die Anzahl der belichteten bzw. abgedunkelten Lichtleiter im reinen Dualcode digital an. Die Ausgangssignale können zu einer Dezimal anzeige umcodiert und/oder unmittelbar einer Regeleinrichtung oder einem Rechner zugeführt werden.The sum outputs of the last adders in each row show the number the exposed or darkened light guides digitally in pure dual code. the Output signals can be recoded to a decimal display and / or directly to a Control device or a computer are fed.

Da bei beiden Ausführungsbeispielen die am Ausgang der Auswerteeinrichtung anstehende Information, nämlich die Summe der Einheitsspannungen bzw. der digitale Zahlenwert, der Dicke des zu messenden Objektes entspricht, ist es gleichgültig, in welchem Feld des Rasters 5 die einzelnen Lichtleiter 4 enden.Since, in both exemplary embodiments, the one at the output of the evaluation device pending information, namely the sum of the unit voltages or the digital Numerical value that corresponds to the thickness of the object to be measured, it does not matter in which field of the grid 5 the individual light guides 4 end.

5 Patentansprüche @3 Figuren5 claims @ 3 figures

Claims

Claims 1. An @ rdnung for measuring the thickness or width of A processing line through which wire or band-shaped rolling material is carried out by means of a fiber optic bundle on which the goods to be measured are measured via an optical lens system is shown, at least one photoelectric component and one of these downstream evaluation device, characterized in that each light guide (4) a photoelectric component (8) is assigned and the output signals of all photoelectric components (e 'are supplied to the evaluation device at the same time are.

Arrangement according to claim 1, characterized in that the esneangas-side, the ends of the light guides (4) facing the material to be measured (1) individually in the form of a strip strung together, the output-side ends, however, in a plane as desired, preferably in the form of a square grid (5), angeord @ et are.

@. An @ rdnung according to claim @ or 2, characterized by @@@ The evaluation device is the same as the number of photoelectris @@@ n @auelemente (8) Number of limit indicators (9) and an analog totalizer connected downstream of this (11) includes.

4. An @ rdnung according to claim 1 or 2, characterized in that the evaluation device for each photoelectric component (8) - a limit indicator (9) and a digital adder operating in parallel.

5. An @ rdnung according to claim 4, characterized in that the adder consists of one-bit full adders (12) in which instead of the carry output the sum output to the carry input of the one following in the same row, pargl- @ e @ working full adder is switched while the carry outputs connected to the inputs of a further row of full adders @ working in parallel si @@.