DE2412288A1

DE2412288A1 - Optisches durchmessermessgeraet mit proportional- oder differential-verhalten

Info

Publication number: DE2412288A1
Application number: DE19742412288
Authority: DE
Inventors: Burghard Dipl Ing Dienemann; Guenter Dr Rer Nat Eberlein; Joerg Krieger; Karl Heinz Dipl Phys Mielke; Franz Dipl Ing Pozimski
Original assignee: Schwermaschinenbau Kombinat Ernst Thalmann VEB
Current assignee: Schwermaschinenbau Kombinat Ernst Thalmann VEB
Priority date: 1973-08-24
Filing date: 1974-03-14
Publication date: 1975-02-27
Also published as: FR2241766A1; HU170224B; CH569255A5; DD106469A1; FR2241766B3; GB1458594A

Description

Anmelder:

VEB Schwermaschinenbau-Kombinat
"Ernst Thälmann" Magdeburg

3011 Magdeburg
ü*arienstraße 20

Optisches Durchmessermeßgerät mit Proportional- oder Differential- Verhalten

Die Erfindung betrifft ein optisches Durchmessermeßgerät mit Proportional- oder Differential-Verhalten zum Messen der aus Extruderanlagen kommenden kunststoffummantelten elektrischen Adern oder Kabeln unter Verwendung von Lichtquellen und Fotoempfängern.

Die zur Zeit bekannten, berührungslos arbeitenden Durchmessermeßgeräte arbeiten nach drei verschiedenen Prinzipien, und zwar dem pneumatischen, radioaktiven oder optischen Verfahren.

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Die nach dem pneumatischen Verfahren arbeitenden Durchmessermeßgeräte lassen sich an r,xtruderanlagen nicht anwenden, da die Plastisolierung beim Austritt aus dem extruder noch zu weich ist. Andererseits ist es aber notwendig, die Größe der Durchmesser des Kabels schon kurz nach dem Austritt aus dem extruder zu erfassen, um eine rechtzeitige korrektur vornehmen zu können.

Die radioaktiven Verfahren lassen sich nur fi'r durchmesser größer als 10 mm verwenden.

r-in bekanntes digital-optisches Meßgerät arbeitet mit beweglichem, abtastendem Lichtstrahl. Obwohl dieses Gerät relativ gut arbeitet, so ist es für den einsatz an Extruderanlagen viel zu kompliziert und zu wenig robust. Auf Grund seiner Kompliziertheit ist es störanfällig und außerdem recht kostspielig.

Ein anderes Meßgerät, das nach dem analog-optischen verfahren arbeitet, besteht aus einer Brückenschaltung zwischen einem keß- und einem Vergleichszweig. Für Dauerbetrieb ist dieses Verfahren nicht geeignet, da weder die Alterung der Glühlampe noch die der Fotoempfänger berücksichtigt wird. Ein rückwärtiger Eingriff zum Zwecke der Eichung ist auf elektrischem v/ege nicht möglich. Um Ausschuß zu vermeiden oder zu verringern muß bei diesen Meßverfahren, die teilweise gleichzeitig Bestandteil einer Lurchmesserregelung sind, ein höherer Materialeinsatz an Isoliermaterial in Kauf genommen werden.

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Zweck der Erfindung ist es, die Störanfälligkeit der Jurchmessermeßgeräte zu verringern, deren Kosten zu senken und unnötigen katerialeinsatz zu vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein auf optischer .Basis arbeitendes Durchmessermeßgerät zu entwickeln, das mit großer keßgenauigkeit arbeitet und ein System zur überwachung der Lichtquellen und der Fotoempfänger besitzt.

-.rf'indungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen einer Lichtquelle, z. B. einer Gl hlampe und einem i'otoempfanger zwei paralel zueinander stehende Linsensysteme und eine zwischen den beiden Linsensystemen angeordnete Blende mit veränderbarer Durchlaßöffnung vorgesehen ist und der i'otoempf anger über einen Soil-Istwertvergleicher und einen Verstärker mit einem Anzeigeinscrument verbunden ist, während parallel dazu ein Verstärker mit I-Verhalten sowie Spannungsteiler und ein Stromgenerator über eine Leitung mit dem J?'oroempfänger sowie mit dem Anzeigeninstrument verbunden ist, wobei zur Überwachung der Helligkeit der Lichtquelle ein weiterer von der Lichtquelle üb'^r eine Blende angestrahlter Potoempfanger vorgesehen ist, der seinerseits über eine Leitung mit einem Stromgenerator und parallel dazu über einen Soll-lstwert-Vergleicher und einen Verstärker mit I-Verhalten mit der -üichtqueJle verbunden ist.

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Weiterhin sieht die Erfindung vor, daß die Führungen für das Meßgut zwischen der Blende und dem der Lichtquelle am nächsten liegenden Linsensystem angeordnet ist.

Die Vorteile des neuen Durchmessermeßgerätes liegen insbesondere in dem einfachen Aufbau des mit hoher Meßgenauigkeit arbeitenden Geräten und in der geringen Störanfälligkeit sowie den niedrigen Kosten. Das wiederholte Nachjustieren der Lichtquelle und der Fotoempfänger entfällt.

Außerdem besteht bei diesem Meßgerät außer des Einsatzes als Binzelgrät durch Ralisierung eines Differential-Verhaltens in Verbindung mit einem mechanischen Durchmessermeßgerät die Möglichkeit des Aufbaues eines genau und schnell arbeitenden Durchmesserregelkreises.

Anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles soll die Erfindung nährer erläutert werden. Die Fig. zeigt schematisch die räumliche und schaltungsmäßige Anordnung der einzelnen Bauelemente des optischen Durchmessermeßgerätes·

Rechts und links von dem aus dem Extruder kommenden Kabel 13 sind zwei Linsensysteme 6; 8 parallel zum Kabel 13 und parallel zueinander angeordnet. Zwischen

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Linsensystem 8 und Kabel 13 ist eine Blende 7 mit verstellbarer Öffnung angeordnet. Außerhalb der Linsensysteme 6; 8, auf deren verlängerten optischen Achse ist eine Lichtquelle 1, z. B. eine Glühlampe vorgesehen, deren Lichtstrahlen auf das Linsensystem 6 geworfen werden. Dort werden die Lichtstrahlen parallel gerichtet und treffen auf das Kabel 13 sowie auf die Blende 7. Am Kabel 13 vorbei gelangt ein Teil der Lichtstrahlen durch den Spalt der Blende 7 in das Linsensystem 8. Von hier gelangen die Lichtstrahlen unter weiterer Bündelung auf einen im Brennpunkt des Linsensyatems 8 liegenden Potoempfanger 14. Dieser wird von einem durch Gegenkopplung veränderlichen Stromgenerator 17 gespeist. Die daraus resultierende Spannung im Fotoempfänger 14 gelangt über einen Soll-Istwert-Vergleicher'9 und über den Verstärker 10 in das Anzeigeinstrument 11 und wird dort sichtbar gemacht. Gleichzeitig wird dieser Spannungswert über eine Leitung 12 einem aus mehreren Widerständen bestehenden Spannungsteiler 15 zugeführt. Ein Anteil dieses Spannungswertes wird dem Stromgenerator 17 zugeführt. Damit stellt diese Anordnung einen Verstärker mit starker Gegenkopplung dar. Eine Veränderung des 'übertragungsfaktors und der damit verbundenen Einstellung der Heßbereiche des Meßgerätes wird durch entsprechende Wahl des Spannungsteilers 15 erreicht. Ein mit der Leitung 12 verknüpfter Verstärker 16 mit I-Verhalten ist mit der Nullpunkt ableitung des Spannungsteilers 15 verbunden. Durch einen Schalter 18 kann diese Verbindung geöffnet oder

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geschlossen werden. Außerhalb des Verknüpfungsbereiches des Verstärkers 16 ist in der Nullpunktableitung des Spannungsteilers 15 ein Schalter 19 vorgesehen. Wird der Schalter 18 geschlossen und der Schalter 19 geöffnet, erreicht man ein Differentialverhalten des Meßgerätes. •Dabei gelangt zusätzlich der Spannungswert aus der Leitung 12 in den Verstärker 16 und.über den geschlossenen Schalter 18 auf den Spannungsteiler 15. Dadurch wird der am Anzeigeinstrument 11 anliegende Spannungswert nach einstellbarer Zeit im Verstärker 16 auf Null geregelt, unabhängig von der Alterung sämtlicher Bauelemente. Das Meßgerät ist weiterhin mit einem eigenen Lichtstromregelkreis versehen. Zu diesem Zweck ist in Verlängerung der optischen Achse der Linsensysteme 6; 8 auf der den Linsensystemen 6; 8 abgewandten Seite der Lichtquelle 1 eine weitere Blende 2 vorgesehen, durch deren Spaltöffnung die von der Lichtquelle 1 ausgesandten Lichtstrahlen auf einen Fotoempfänger 3 fallen. Dieser Fotoempfänger 3 wird von einem Stromgenerator 20 mit konstanter Stromstärke gespeist. Die daraus resultierende Fotoempfänger 3 wird von einem Stromgenerator 20 mit konstanter Stromstärke gespeist. Die daraus resultierende Fotoempfangerspannung gelangt über einen Soll-Istwert-Vergleicher 4 zu einem Verstärker 5 mit I-Verhalten und von da zur Glühlampe 1. Dieser Kegelkreis sorgt für einen konstanten Lichtstrom unabhängig von den Gltihlampeneigenschäften. Der absolute Wert des Lichtstromes kann durch Verstellung der Blendenöffnung eingestellt werden.

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Claims

Pat ent anspräche

1. Optisches Durchmessermeßgerät mit Proportional- oder Differential-Verhalten zum Messen der Durchmesser der aus Extruderanlagen kommenden, kunststoffummantelten elektrischen Adern oder Kabeln unter Verwendung von Lichtquellen und Fotoempfängern, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer Lichtquelle (1) und einem Fotoempfänger (.14) zwei parallel zueinander stehende Linsensysteme (b; 8) und eine zwischen den beiden Linsensystemen (6; 8) angeordnete Blende (7) mit veränderbarer Durchlaßöffnung vorgesehen sind und der Fotoempfänger (14) über einen Soll-Istwert-Vergleicher (9) und einem Verstärker (10) mit I-Verhalten mit einem Anzeigeinstrument (11) verbunden ist, während parallel dazu über eine Leitung (12) ein Spannungsteiler 115) sowie ein den Potoempfanger (14) mit veränderbarer Stromstärke versorgender Stromgenerator (17) als Gegenkopplung mit dem Stromkreis verknüpft sind, wobei dem Meßgerät ein eigener LichtStromregelkreis zugeordnet ist, der aus einem weiteren, von der Lichtquelle (1) über eine verstellbare Blende (2) angestrahltem Fotoempfänger (3) besteht, der mit einem eine konstante Stromstärke abgebende Stromgenerator(20) verbunden ist und zwischen Fotoempfänger (3) und Lichtquelle (1) ein Soll-Istwert-Vergleicher (4) sowie ein Verstärker (5) mit I-Verhalten angeordnet und verbunden sind.

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2. Optisches Durchmessermeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aur Umstellung des Meßverhaltens von I auf D mit der Leitung (12) und mit der Nullpunktableitung des Spannungsteilers (15) ein Verstärker (16) mit I-Yerhalten verknüpft ist, dem Schalter (18; 19) zugeordnet sind.