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VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR BESTIMMUNG DER QUERSCHNITTS-ABMESSUNG@N
VON BEWEGTEM WALZGUT: Die Erfindung betrifft Verfahren und Einrichtungen zum von
Bestimmen der Abmessungen @@ Werkstücken,insbexondere Meßver-Abmessungen fahren
zum Bestimmen der t des Querschnittes von sich bewegendem Walzgut und die zum Messen
derselben notwendigen Einrichtungen.
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Bekannt ist ein fotoelektronisches Verfahren, mit dessen hilfe man
z.B. die Dicke von sich bewegendem Walzgut bestimmen kann, indem man die gegenüberligenden
Flachen des Walzgutes mit einem ununterbrochenen punktförmigen Lichtstrahl bestrahlt,
wird dns von den Flachen reflektierte
Abbild des punkförmigen Strahles,
auf den Bildschirm von Elektronenstrahlröhren projiziert. Mit Hilfe des Bildabstandes
der reflektierten Punkte auf beiden Bildschirmen wird die Dicke des Walzgutes bestimmt.
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Die Einrichtung, die nach diesem Meßverfahren die Messungen ausführt,
besteht aus zwei gleichen Meßeinheiten, die die Lage der gegenüberliegenden Seitenflächen
des Walzgutes bestimmen, wobei die Entfernung dieser Flächen das gesuchte Längenmaß
ist. So eine Meßeinheit besitzt einen ununterbrochen strahlenden Laser, t.B. mit
Gasfüllung, dessen Ausstrahlung genau auf einen punktfömigen Abschnitt der Oberfläche
konzentriert wird, und diesen unter einen Vinkel zum Einfallslot bestrahlt, wie
auch aus einem optischen System, das die punktförmig bestrahlte Oberfläche des Walzgutes
auf dem Bildschirm der Elektronenstrahlröhre projiziert. Die Lage des Bildpunktes
aiif dem Bildschirm wird mittels Raster-Abtastung festgestellt, wobei man die Zeilensahl
vom Bildrand bis zur Zeile die mit dem Bild der punktförmigen Oberfläche auf d-
Schirm der Elektronenstrahlröhre zusammenfällt, bestimmt.
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Genauso ist auch die zweite Meßeinheit auf der anderen Seite des
Walzgutes aufgebaut. Das Längsmaß des Querschittes ist proportional der Summe der
Anzahl der Zeilen auf beiden Elektronenstrahlröhren. Die Einrichtung wird bei der
Dickenbestimmung von glühenden Brammen bei einer Brammengeschwindigkeit von 1-2
m/sec verwendet.
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Das obenbeschriebene Verfahren hat folgende fiachteile.
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@enn ununterbrochen Lichtstrahlen emittiert werden und eine mith
Tragheit behaftete Ele@tronenstrahlröhre (v@idikone, Superortikone) verwendet wird,
ist das bild auf dem Schirm, infolge der suerverschiebur.g des Walzgutes verschwommen,
wodurch die Meßgenauigkeit herabgesetzt wird.
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Das Bestrahlen zweier punktförmiger Bereiche führt dazu, daß nur
der Abstand dieser zwei Punkte und ncht die Abmessungen @@@@@@, des ganzen Querschnittes
des Walzgutes gemessen werden.
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Die für das Verfahren notwendigen zwei Elektronenstrahlröhren führen
zu weiteren Meßgenauigkeiten, infolge ihrer abreichenden elektrischen Kennziffern
wie z.B, unterschiedliche Meßempfindlichkeit, @uch die lageverschiebung der Elekauf
Grund ihrer Lagerung in tronenstrahlröhren @@n Schwingungsdämpfem setzt die Meßgenauigkeit
herab.
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Zweck der Erfindung ist, die Meßgenausigkeit bei Bestimmen der Maße
des Walzgutquerschnittes zu verbessern und das Messen der gesamten Querschnittbreite
oder Dicke des Walzgutes zu ermöglichen.
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Um dies zu erreichen,müssen, beim Messen der Quermaße die Walzgutflachen
auf eine Art bestrahlt werden, durch die es möglich wird, mit hoher Genauigkeit
die Maße nm Wo 1 gut über die ganze Breite (Dicke) mit einer eigens für diese zwecke
ausgelegten Einrichtung zu berstimmen.
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Dies wird erfindungsgemaß dadurch, erreicht, daß man
Abmessungen
die @ der Querschnitte des in Bewegung befindlichen Walzgutes bestimmt, indem man
die Walzgutfläche, deren Abstand bestimmt werden soll, impulsartig bestrahlt, wobei
die Lichtstrahlen als feine (dünne) Linie auf die Flache gerichtet werden, und das
von allen Flächenteilen reflektierte Bild dieser feinen Linien auf den Schirm eines
fotoelektronischen Speicherelementes projiziert wird, wobei man wahrend der Impulsintervalle
der Lichtstrahlen den Abstand der Abbilder der feinen Linien mißt.
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Das Bestrahlen des Walzgutes mittels eines feinen linienförmigen
Lichtbündels erlaubt das Lestfniuen der Dickenmaße in einem beliebigen Punkte des
Walzgutes über dessen ganze Breite. @@@@@. Außerdem sind, wenn die Abbilder der
nur feinen Linien auf den Schirm eines fotoelektronischen Speicherelementes projiziert
a werden, P'ehler infolge mehrerer des Nichtübereinstimmens der Kennziffern- v Elemente
ausgeschlossen.
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Um dieses Verfahren zu verwickrlicnen, kann maIi eine Einrichtung,
bestehend aus einer Lichtquelle zum Bestrahlen der Walzgutflachen und einem optischen
System, das die von den Walzgutflachen reflektierten Strahlen auf eine Fläche projiziert,
verwenden, Erfindungsgemaß besteht so eine Einrichtung aus an sich bekannten @ichtquellen
mit Spaltblende, die impulsartig feine linien@ürmige @ichtstrahlen emittieren und
diese auf einen Schirm des fotoelektronischen Elemeijtos werfen, der sich in der
Projektionsebene
dieser Opti@ befindet und Bild der feinen Linien
in den Zeitintervallen zwischen den Lichtimpulsen festgehalten und vermessen wird.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen
eines uusführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 schematisch das Prin@@@
@@ der erfindungsgemäß aufgebauten Einrichtung.
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Fig. 2 Schirm des fotoelektronischen E@ementes und die Lage der reflektierten
Bilder der feinen linienartigen Lichtstrahlen.
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Fig. 3 a, b, c Zeit-Diagramm der elektrischen Signale der Einrichtung.
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Auf beiden Seiten des der ;-Achse entlang bewegten Walzgutes 1, dessen
Abmaß d bestimmt werden soll, werden Strahler 2 und 3 aufgestellt. Jeder dieser
Strahler besteht aus einer Blitzröhre 4, Linse 5 und Spaltblende 6. Die Strahler
erzeugen heim Emittieren einen feinen linienförmigen Lichtstrahl, der im weiteren
kurz als Lichtstrich bezeichnet wird, welcher auf @@@ @@ gegenüberliegende Flächen
des Walzgutes 1 projiziert wird. Diese Lichtstriche sind .if Fig 1 als Punkte und
O2 zu sehen. Die von der Fläche des Walzgutes 1 zurckgeworfenen Lichtstriche werden
von dem optischen System (Objektiv 7, Spiegel 8 und 9 "um Ablenken der Strahlen,
Objektiv
10) auf den Schirm 11 des fotoelektronischen Speicherelementes
12 projiziert, welches mit einer Einrichtung 13 zum Ablenken oder Sammeln d er Strahlen
im Brennpunkt versehen ist. Im obenerwahnten optischen System befindet sich nach
dem Objektiv 10 ein optischer Versc@luß 14.
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Das Elektronen-Meßschema der Einrichtung dient zum Bestimmen des
Abstandes zwischen den Abbildern der Linien auf dem Schirm 11 des fotoelektronischen
Elementes 12. Das Meßschema besteht aus einem Verstärker 15 der Lichtsignale, dem
selektiven Umformer 16 der die @ichtsignale in Durzsignale umwandelt, dem Triggerkreis
17, Filter 18 zum Ausfiltern elektrischer Signale mit niedriger Frequenz, Anzeigeeinrichtung
19 mit lin@ar geteilter Skala.
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Zum 'Betrieb der Anlage ist das Kommandogerät . 20 mit einer Programmschaltung
vorgesehen; durch das Kommandogerät werden die Strahler 2, 3, der Vsrschluß 14,
die Stromzuführung des fotoelektronischen Speicherelementes 12, und .auch der Generator
21 zum Abtasten der Abbildung auf den Schirm des fotoelektronischen Speicherelementes
12 geschaltet.
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Ein Schaltsignal des Kommandogeräts 20 schließt gleichzeitig mit
dem Abschalten des Abtaststrahles in dem Blickfeld des Objektives 10 die Blende
14, wodurch ein Eindringen fremder Störstrahlen auf den Empfanger 12 verhindert
wird.
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D.vs Wesentliche dieses Verfahrens wird lus der beschreibung
der
Wirkungsweise der Einrichtung ersichtlich.
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Ein Signal des Kommandogerats@@@@ 20 der Programmschaltung schaltet
die Blitzröhren 4 der Strahler 2 und 3 ein, die mit den hier erzeugten L Lichtstrichen
die gegenüberliegenden Flächen des Walzgutes 1 bestrahlen. Die objektive 7, Ablenkspiegel.
8 und 9 und Objektiv 10 werfen beide von den Walzgutflächen reflektierten Lichtstriche
auf den Schirm 11 des fotoelektronischen Speicherelementes 12. Wenn in dem zu messenden
Querschnitt des Walzgutes die Dicke d konstant ist, erscheinen auf dem Schirm 11
zwei parallele leuchtende Linien 22 und 23 (Fig. 2), deren Abstand d' verhältnisgleich
dem zu messenden Abstand d ist. Die Speichereinrichtung des Schirmes 11 sorgt dafür,
daß die Linien bis zum nächsten Aufblitzen der Elifaröhren 4 erhalten bleiben. Wenn
die Walzgutdi@k@ im zu messenden querschnitt nicht konstant ist, sind auf dem Schirm
geneigte oder verzerrte Linien zu sehen. wobei der Abstand der einzelnen Punkte
dieser Linien der jeweilogen örtlichen Dicke des Walzgutes 1 proportional ist.Nach
dem Verlöschen der Blitzröhren 4 wird der Verschlußl4 geschlossen, wodurch das Eindringen
fremder Stdrstrahlen wie æ.B. infraroter Strahlen von dem glühendem Walzgut auf
dem Schirm 11 verhindert wird, und von Kommandogerät 2G wird der Abtast-Generator
21 eingeschaltet. Der Generator tastet den Schirm 11 geradlinig, längs der Z Achse
ab (fig.2).
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Wahrend des zeilenweisen Abtastens überquert
Linien
22 und 23. Dabei entstehen' am Widerstand B Impulse V@ (Pig. 3a). d@ren zeitlicher
Abstand t dem Abstand d' und somit auch dem MaB d proportional - ist. Diese Impulse
werden dem Verstarker 15 und danach dem Umformer 16 zugeführt, v wo sie zu Kurzimpulsen#umgebildet
werden gleichzeitig werden die niederfrequenten Störsignale wie z.B. die dunkeln
Strahlen am Schirm des Umformers 12, unterdrückt.
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Die Impulse Vb schalten den Triggerkreis 17, an dessen Ausgang sich
rechteckige Impulse Vc (Fig. 3c) mit einem Zeitintervall # bilden. Die Abtastfrequenz
ist genügend hoch, sodaß sich eine periodische Folge von Impulsen V bildet, dec
ren zeitlicher Mittelwert Vd vom Filter 18 festgestelit wird. Die Größe diese s
Werte .e wird mit der Anzeigeeinrichtung 19 gemessen, und da der Mittelwert der
periodischen Folge der Impulse verhältnisgleich dem Zeitintervall # ist, so ist
auch die Anzeige proportional der Walzgutbreite (Walzgutdicke).
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Damit ist ein Meßzyklus beendet. Um die nächste Messung auszuführen,
werden vom Kom@@@@n@@@@@@@@@@nd 20 die Blitzröhren 4 geschaltet und der meßvorgang
wiederholt sich, wobei die nachsten Querschnitte am sich bewegenden Walzgut gemessen
werden.
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Beim Messen der Dicke an verschiedenen Abschnitten des Walzgutes,
wenn die Linien 22 und 23 z.B. geneigt sind, muß das reihenweise Abtasten in der
Y Achse nach oben oder
nach unten verschoben werden (Fig. 2).
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Es ist noch zu bemerken, daß beim Verwenden von fotoelektronischen
Speicherelementen, die die Fähigkeit besitzen,die gespeicherte Information (Bildabstand
Zwischen den feinen Linien) wiederzugeben, diese dann auch visuell ausgewertet werden
können.