DE2057303A1

DE2057303A1 - Device for contact-free speed measurement using infrared radiation

Info

Publication number: DE2057303A1
Application number: DE19702057303
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Herzog
Original assignee: Erno Raumfahrttechnik GmbH
Current assignee: Erno Raumfahrttechnik GmbH
Priority date: 1970-11-21
Filing date: 1970-11-21
Publication date: 1972-06-08

Description

Vorrichtung zur berührungsfreien Drehzahlmessung mittels Infrarot Strahlung Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur berührungsfreien Drehzahimessung rotierender Körper mittels eletro-optischen Meß- und Anzeigegerätes. Device for non-contact speed measurement using infrared Radiation The invention relates to a device for contactless speed measurement rotating body by means of electro-optical measuring and display device.

Es sind elektro-optische Meßvorrichtungen zur Drehzahlmessung bekannt, die mit Hilfe des sichtbaren Lichtes die Drehzahl rotierender Wellen feststellen. Bei diesen Vorrichtungen bzw. Verfahren ist auf der Welle mindestens eine Markierung angebracht, die geeignet ist, das auf die rotierende Welle treffende Licht besser zu reflektieren als ihre Umgebung. Dadurch erzeugt die Markierung auf der rotierenden Welle in einer in ihrer Nähe befindlichen Fotozelle ein Signal, das zur Drehzahlanzeige aufbereitet werden kann. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die Meßmarkierung auf der rotierenden Welle während des Betriebes durch Staub oder ähnliche Fremdkörper verschmutzen oder durch Kondensate beschlagen kann. Dann ist ein sauberes Signal auf der Fotozelle nicht mehr gewährleistet und die Drehzahlanzeige dementsprechend fehlerbehaftet.There are known electro-optical measuring devices for speed measurement, which determine the speed of rotating shafts with the help of visible light. With these devices and methods there is at least one marking on the shaft attached, which is suitable, the light hitting the rotating shaft better to reflect as their surroundings. This creates the marking on the rotating Wave in a photocell located in their vicinity a signal that is used to display the speed can be processed. The disadvantage of this method is that the measuring mark on the rotating shaft during operation due to dust or similar foreign bodies can become dirty or fogged up by condensate. Then there is a clear signal on the photocell is no longer guaranteed and the speed display accordingly flawed.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine von derartigen Umgebungseinflüssen unabhängige berührungsfreie Drehzahlmessung zu schaffen, bei der also trotz Verschmutzung oder sonstiger Abdeckung der Meßmarkierung auf der rotierenden Welle immer noch ein sauberes Signal für den Meßfühler entsteht.The object of the invention is one of such environmental influences to create independent, non-contact speed measurement, i.e. in the despite Dirt or other covering of the measuring mark on the rotating shaft there is still a clear signal for the sensor.

Die Lösung dieser Aufgabe geschieht dadurch, daß der rotierende Körper auf seinem Umfang mindestens eine Markierung aufweist, die sich in ihrem Emissionsvermögen im infraroten Strahlungsbereich wesentlich von der sie unmittelbar umgebenden Körperoberfläche unterscheidet, und daß zur Aufnahme der infraroten Eigen strahlung des rotierenden Körpers ein Meßfühler verwendet ist, der sein Empfindlichkeitsmaximum im infraroten Strahlungsbereich hat.The solution to this problem is that the rotating body has at least one marking on its circumference, which is reflected in its emissivity in the infrared radiation range essentially from the body surface immediately surrounding them differs, and that to accommodate the infrared own radiation of the rotating Body uses a sensor that has its maximum sensitivity in the infrared Has radiation area.

Der Vorteil dieser Vorrichtung ist darin zu sehen, daß die Funktion dieser Drehzahlmessung nicht durch Umgebungseinflüsse der geschilderten Art beeinträchtigt wird. Sollte sich beispielsweise auf der rotierenden Welle in dem Bereich, wo die Meßmarkierung angebracht ist, eine Staubschicht oder ein Kondensatniederschlag ausbilden, der die Markierung abdeckt, so wird lediglich die Intensität der austretenden Eigenstrahlung geringfügig gemindert, die Schärfe des Signals jedoch und damit die Genauigkeit der Messung nicht verringert.The advantage of this device is that the function This speed measurement is not affected by environmental influences of the type described will. For example, should be on the rotating shaft in the area where the Measurement mark is attached, a layer of dust or condensation forms, which covers the marking, then only the intensity of the emitted natural radiation is slightly reduced, but the sharpness of the signal and thus the accuracy the measurement is not reduced.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben: Die Figur zeigt im Querschnitt eine rotierende Welle 1, auf deren Umfang vier dunkle Markierungen 2 in gleichmäßigen Abständen voneinander angebracht sind. Zwischen den Markierungen 2, die sich durch ein hohes Emissionsvermögen auszeichnen, liegen die hellen Stellen 3 mit geringem Emissionsvermögen. Das hohe Emissionsvermögen der Markierungen 2 kann durch physikalische Mittel der Oberflächenveränderung bewirkt werden, so z.B. durch dunklen Anstrich oder Aufrauhen; analog kann ein niedriges Emissionsvermögen durch einen hellen Anstrich oder durch Glätten bzw. Polieren der Oberfläche erreicht werden. Selbstverständlich können die Meßmarkierungen durch eine größere oder geringere Anzahl optimalen Betriebsbedingungen der Meßeinrichtung angepaßt werden. Es bleibt im übrigen auch außer Betracht, ob die Markierung selbst ein hohes oder niedriges Emissionsvermögen besitzt; wesentlich ist lediglich der Unterschied des Emissionsvermögens zwischen der Markierung und ihrer Umgebung.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below: The figure shows a rotating in cross section Wave 1, on the circumference of which there are four dark markings 2 evenly spaced are attached to each other. Between the 2 markings, which are marked by a high Characterize emissivity, the bright spots 3 are with low emissivity. The high emissivity of the markings 2 can be achieved by physical means of the Surface changes are caused, e.g. by dark paint or roughening; in the same way, a low emissivity can be achieved by a light coat of paint or by Smooth or polishing the surface can be achieved. Of course the measuring markings can be optimized by a greater or lesser number of operating conditions be adapted to the measuring device. It also remains out of consideration whether the label itself has a high or low emissivity; essential is only the difference in emissivity between the mark and their environment.

In geeignetem Abstand von der rotierenden Welle befindet sich ein Meßfühler 4, der sein Empfindlichkeitsmaximum im infraroten Strahlungsbereich hat. Dahinter geschaltet ist ein an sich bekanntes Gerät zur Meßwertaufbereitung, das die entsprechenden Signale für das Drehzahlanzeigegerät liefert.At a suitable distance from the rotating shaft there is a Sensor 4, which has its maximum sensitivity in the infrared radiation range. Behind it is a known device for processing measured values, the supplies the corresponding signals for the speed indicator.

Die gesamte Vorrichtung arbeitet wie folgt: Die rotierende Welle emittiert aufgrund ihrer Eigentemperatur Wärmestrahlung unterschiedlicher Intensität infolge unterschiedlicher Oberflächenbeschaffenheit und damit unterschiedlichen Emissionsvermögens. An den dunklen Markierungen tritt also mehr Wärmestrahlung nach außen. Der Meßfühler 4 registriert die mit unterschiedlicher Intensität austretende Wärmestrahlung und erzeugt ein Hell-Dunkel-Signal. Dieses Signal wird dann weiter aufbereitet und schließlich einer Drehzahlanzeigevorrichtung zugeführt.The whole device works as follows: The rotating shaft emits due to their own temperature heat radiation of different intensity as a result different surface properties and thus different emissivities. This means that more heat radiation escapes to the outside at the dark markings. The probe 4 registers the heat radiation emitted with different intensities and generates a light-dark signal. This signal is then further processed and finally fed to a speed display device.

Ein weiterer Vorteil dieser Vorrichtung liegt darin daß die Welle 1 auch in aggressiven Medien drehen kann, während der Meßfühler 4 außerhalb des Wirkungsbereiches deraggressiven Atmosphäre angeordnet ist und seine Strahlungssignale durch ein optisches Fenster empfängt.Another advantage of this device is that the shaft 1 can also rotate in aggressive media, while the sensor 4 outside of the Area of action of the aggressive atmosphere is arranged and its radiation signals receives through an optical window.

Claims

claim

Device for non-contact speed measurement of rotating bodies by means of an electro-optical measuring and display device, thereby g e k e n n -z e i c h n e t that the rotating body (1) has at least one marking on its circumference (2), which differs in its emissivity in the infrared radiation range differs significantly from the body surface immediately surrounding it (3), and that for receiving the infrared radiation of the rotating body (1) Sensor (4) is used, which has its maximum sensitivity in the infrared radiation range Has.