DE2811707A1

DE2811707A1 - Elektro-optische vorrichtung und verfahren zur messung eines oder mehrerer abmessungen und eines profils

Info

Publication number: DE2811707A1
Application number: DE19782811707
Authority: DE
Inventors: Pa Bethlehem; John Christie Clymer; Tom Louis Galanis; Joel Leo Hoffner; Jun Richard Stern Hostetter; Duane Thomas Jones; Ronald Wayne Yerkes
Original assignee: Bethlehem Steel Corp
Current assignee: Bethlehem Steel Corp
Priority date: 1977-03-17
Filing date: 1978-03-17
Publication date: 1979-02-22
Also published as: JPS5415768A; GB1597564A; CA1125915A; NL7802956A; SE7802955L; FR2384234B1; SE429163B; IT7867593A0; SE429163C; LU79257A1; IT1109651B; FR2384234A1; JPS6137562B2

Description

PATENTANWÄLTE _{o< o} „

8130 Starrberg bei München

K. SIEBERT G. G RATTI NG ER Postfach 1649,Almeidaweg35

Dipl.-Infl. Dipl.-Ing.. Dipl.-Wirtsch.-Ing. J C ^Telefor> <°⁸¹⁵¹) "1 15 u. 1 66

Telegr.-Adr.: STARPAT Starnberg Telex: 526 422 star d

den

Anwaltsakte: 7148/5

BETHLEHEM STEEL CORPORATION Bethlehem, Pennsylvania 18016

Elektro-optische Vorrichtung und Verfahren zur Messung eines od,er" mehrerer Abmessungen und eines Profils

909808/0645

Postscheckkonto München 2726-804 - Kiaissparkas» Slamberg 68940 ■ Deutsche Bank Starnberg £9/17570

Die Erfindung bezieht sich im breiten 'Sinne auf elektro-optische Meßverfahren und -vorrichtungen. Insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf ein elektro-optisches Verfahren und eine Vorrichtung · zur Messung einer oder mehrerer Abmessungen eines Gegenstandes entweder an einer stationären Stellung oder an verschiedenen Umfangspositionen zur Bestimmung des Profils des Gegenstands. Die Erfindung kann zur Bestimmung einer oder zweier Zeitenabmessungen und Zeitenprofils eines sich bewegenden heißen Stranges während des Walzvorganges in einer Walzanlage verwendet werden. In ähnlicher Weise kann die Erfindung zur Messung einer oder mehrerer Abmessungen und des Querschnitts anders geformter Gegenstände verwendet werden. Zusätzlich ist die Erfindung zur Bestimmung und ggf. Aufzeichnung eines Meßanordnungshistogramms verwendbar.

Aus Produktivitätsgründen werden in Walzwerken eine Großzahl von Strängen bei Geschwindigkeiten bis zu 1219 m/Min, und in Größen bis zu 7,62 cm Durchmesser bei einer Strangtemperatur von ungefähr 930 C gewalzt. Dabei ist es häufig erforderlich, daß die Größenabmessungen und-die Abweichungen vom runden Querschnitt des ausgewalzten kalten Stranges innerhalb einer Hälfte von bestehenden handelsüblichen Toleranzen liegt. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, werden Computer gesteuerte Walzverfahren verwendet, bei denen Orderangaben mit Betriebsmeßwerten kombiniert werden, um Walzensteuersignale zu erzeugen, welche bei gleichzeitiger Minimierung

909808/0645

oder auch Ausschaltung von Ausschußmaterial die Produktivität maximieren.

Einige der bei den Computerberechnungen verwendeten und hierin Bezug genommenen Betriebsdaten sind: gewünschter Strangdurchmesser oder Zielgröße; als weitere Zielgröße volle und halbe handelsübliche Toleranzwerte, Stranggüte oder prozentmäßiger Kohlenstoffgehalt des zu walzenden Stranges. Einige dieser oben genannten Betriebsmeßwerte sind von besonderer Bedeutung, wie etwa der tatsächliche Strangdurchmesser oder Stranggröße, tatsächliches StrangseltenprofiL oder Strangprofil sowie ein Histogramm der Stranggrößenmeßwerte. Ein weiterer wesentlicher Meßwert ist die Strangtemperatur, ein Parameter, welcher zur Korrektur der Schrumpfung sowohl bei der Strangmessung wie auch bei der Computersteuerung des Walzbetriebs verwendet wird.

Damit der Computer zur Steuerung des Walzwerkes so programmiert werden kann, daß er die genauen Anforderungen hinsichtlich der Walzgeschwindigkeit, Stranggröße und der halben Toleranzen bringen kann, sind für alle Betrieb.smeßwerte die folgenden Charakteristika wünschenswert. Stranggrößenmessungen sollen gemacht werden, wenn der Strang bezüglich ^:seines Umfangs während seiner Längsbewegung beim Walzen schwingt, bei Folgefrequenzen · von ungefähr 300 Hz,haben eine Auflösung von 0,0127 mm, besitzen eine absolute

909808/0645

Genauigkeit entsprechend einem Viertel der üblichen Toleranzwerte,besitzen einen hohen Grad an Zuverlässigkeit, alle Messungen werden unter den normalerweise in einem Stahlwalzwerk herrschenden Umgebungsbedingungen ausgeführt. Die Strangtemperaturmessungen sollten ähnliche Charakteristika aufweisen. Ein Histogramm der Strangmessungen wird durch die Anordnung gleichfalls vorgenommen.

Bislang sind mehrere Arten von elektro-optischen Meßsystemen für die Messung von Stranggrößen verfügbar. Ein bekanntes Meßverfahren beruhte auf dem Prinzip der Selbst-Illumination, in welcher zerhackte Infrarotstrahlung vom heißen Strang durch eine Linse auf einen Infrarotdetektor abgebildet wird. Eine grundlegende Flanken-Feststellschaltung ist dabei verwendet worden, um die Detektorimpulse in .Relation zu den Strangflanken zu definieren.

Drei jüngere, elektro-optische Verfahren zur Stranggroßenmessung arbeiten auf dem Prinzip auf einen zu messenden Prüfgegenstand von hinten ein Licht aufzuwerfen,und einen Schatten des Gegenstands durch eine Linse auf die Auf— nahmefläche einer elektronischen Kamera abzubilden. In einem derartigen Meßsystem strahlt ein Abtastlaserstrahl das Testobjekt an und die Linsenanordnung fokussiert den Schatten des Gegenstands auf einen Fototransistor. In einem weiteren derartigen Meßsystem wird das

909808/0645

Testobjekt von einer feststehenden Lichtquelle fester Intensität bestrahlt und das Linsensystem fokussiert den Objektschatten auf eine elektronisch abgetastete Bildorthiconröhre mit zweiachsiger einseitig gerichteter Abtastung. In einem weiteren bekannten Meßsystem ist die Bildorthiconröhre durch eine selbstabtastende Fotodiodenanordnung ersetzt.

Die fotoempfindliche Vorrichtung in jedem der drei mit Gegenlicht arbeitenden Meßsystemen erzeugt einen rohen Kameraimpuls mit einer Breite entsprechend den Objektabmessungen zwischen den Schattenrändern. Die rohen, also die noch unbearbeiteten Kameraimpulse werden in einer Flankenfeststellschaltung verarbeitet mit entweder einfachen Differentiatoren oder torgesteuerten Differentiatoren zu verarbeiten, mit denen weiter versucht wird, die Kameraimpulsbreite in Relation zur Objektabmessung näher zu begrenzen.

Gemäß zwei weiteren elektro-optischen Meßsystemen werden die oben genannten Maßnahmen zur Messung von Strangseitenprofilen(bar lateral profile) kombiniert. Gemäß einem Profilmeßsystem werden zwei selbstbeleuchtete Kameras kombiniert, welche fest und orthogonal senkrecht zur Strangdurchführlinie durch das Walzwerk angeordnet sind. Dieses

909808/0645

System erzeugt lediglich zwei Strangdurchmessermessungen um 90 versetzt, jedoch keine Strangprofilmessungen. Das andere elektro-optische Strangprofilmeßsystem beinhaltet zwei Gegenlichtkameras, welche orthogonal auf einem Abtaster angeordnet sind und wodurch zwei Strangdurchmessermessungen und eine Abtasterpositionsmessung separat angegeben und/oder auf einem mehrkanaligen Aufnahmegerät während der Umfangsabtastung des Stranges aufgezeichnet warfen.

Jedes der beschriebenen bekannten elektro-optischen Stranggrößen und Strangprofilmeßsysteme ist mit unterschiedlichem Erfolg in bestimmten Anlagen verwendet worden. Allerdings arbeitet keines dieser Meßsysteme in Strangwalzenlagen, bei denen zeitweilig mit hohen Geschwindigkeiten gefahren wird, vollständig zufriedenstellend. Derartige Meßsysteme können aus einem öder mehreren der nachfolgenden Gründe den Meßanforderungen nicht gerecht werden.

Zum einen bestehen die Schwierigkeiten bei den bekannten Meßsystemen darin, daß das zu messende Objekt auf eine gegebene Position im Kamerablickfeld beschränkt werden muß. Zum zweiten aber in der Unfähigkeit, eine ausreichende Kameraansprechbarkeit und/oder Kameraauflösung zu erzielen. Zum dritten in der Unfähigkeit, bei hohen Folgefrequenzen die Systemgenauigkeit zu bringen, da bei derartigen Meßgeschwindigkeiten durch Schaltungen Rauschen.und ebenfalls beim Differentiator ein Rauschen erfolgt, welches Schwierigkeiten be-

909808/0645

reitet. Zusätzlich ist ein durch die Umgebung bedingtes elektrisches Rauschen in sich veränderndem Maße präsent, welches weiter die Problematik der Strangmessungen bei hohen Geschwindigkeiten steigert und nicht ohne Auswirkungen auf die Zuverlässigkeit der bekannten Verfahren ist. Ein vierter Grund ist die Unfähigkeit oder das unzulängliche Vermögen derartige_> Fehlerquellen als optische und elektronische Nicht-Linearitäten, welche die Meßsystemgenauigkeit beeinträchtigen,zu korrigieren. Des weiteren ist die Instabilität zu erwähnen, welche einen Drift in der Systemeichung hervorruft. Schließlich die fehlende Aufzeichnung und Angabe der Durchmesser des kalten Stranges und die Profilinformation bei verschiedenen Umfangspositionen für entweder den Bedienungsmann im Walzwerk oder den Steuercomputer in einer Walzanlage. Schließlich fehlt es auch an der Erstellung eines Strangmeßsystemhistogramms und der "-Unfähigkeit von hochfrequenten Querschwingungen des Stranges herrührende Verzerrungen zu kompensieren oder zu korrigieren.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, ein verbessertes elektro-optisches Meßvorr'ichüng und —verfahren zu schaffen, welches eine hohe Ansprechgeschwindigkeit, eine hohe Meßfolgenfrequenz, Genauigkeit, Stabilität und Zuverlässigkeit auch bei besonders schwierigen Bedingungen, wie sie in einem Walzwerk vorherrschen, zu schaffen.

909803/0645

* - 22 -

Die Aufgabe wird 'erfiriduhgsgemäß für die Vorrichtung durch den kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 und für das Verfahren erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil des Anspruches 25 gelöst.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen 2 bis 24 sowie 26 bis 33 zu entnehmen.

Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen wird ein verbessertes elektro-optisches Meßverfahren und eine Vorrichtung geschaffen, welche die genaue Messung eines Gegenstandes erlauben, wenn dieser in irgendeiner Stellung in einem Kamerasichtfeld plaziert ist und zwar auch dann, wenn der Gegenstand quer zu seiner Längsbewegung in einer Kreisbahn schwingt. Zuzüglich können sowohl die Größe des Gegenstands wie auch die variable Stellung im Kameragesichtsfeld bestimmt werden. Weiter kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und dem System bei der Verarbeitung eines Kamerasignales das mit dem Größenimpuls des Gegenstandes im Kamerasignal verbundene Rauschen entfernt werden, so daß eine genaue Bestimmung des Größenimpulses und/oder der Position des Gegenstands im Kamerablickfeld möglich ist. Schließlich werden durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen die Größensignale der Kamera bezüglich optischer und elektronischer Nichtlxnearitaten und/oder anderer Fehlerquellen korrigiert. Vorteilhaft ist auch die Aufzeichnung und'Anzeigung und/oder Aufnahme einer oder zweier orthogonaler Abmessungen eines Gegenstandes und/oder des Profiles des Gegenstands an einer oder mehreren peripheren Positionen des Gegenstands. Weiter werden nach der Erfindung das Profil

909808/0645

eines Gegenstands aufgezeichnet und angezeigt und/oder die Aufzeichnung aufgenommen, überlagert auf einer oder mehreren Toleranzwerten des Gegenstands. Weiter werden ein oder mehrere Histogramme des Meßsystems nach der Erfindung aufgezeichnet und angezeigt und/oder aufgenommen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß nach der Erfindung ein Profil eines Gegenstands und/ oder ein Meßhistogramm ausgedruckt werden, welches für ein durch·Computer gesteuertes Verfahren verwendbar ist.

Diese Vorteile werden durch ein computerisiertes elektro—optisches System zur Messung von entweder orthogonalen oder zweifach orthogonalen Abmessungen eines sich bewegenden und schwingenden heißen Stranges entweder an einer feststehenden Position oder bei verschiedenen Winkelstellungen erreicht. Eine oder mehrere elektronische Gegenlichtkameras werden verwendet. Diese sind 90° voneinander auf einem Abtaster für zwei zu messende Größen montiert. Jede Kamera ist mit einer Elektronik ausgerüstet, welche einen automatischen Schwundausgleich und einen üblichen digitalen bidirektionalen Kippschwinggenerator -für eine gleichzeitige einachsige Abtastung einer jeden Kamera beinhaltet. Eine zusätzliche Elektronik verarbeitet einen Strangschattenimpuls in einem Pulsflanken-feststellschaltkreis mit einem Autokorrelator zur Entfernung von Störgeräuschen.. Weitere Elektronikschaltungen weisen einen digitalen Akkummulator auf, welcher ein digitales Stranggrößensignal und Signale für die Strangposition im Sichtfeld der Kameras erzeugt.

909808/0645

, - 24 -

Die Stranggrößen- und Strangpositionssignale jeder Kamera, ein Abtasterpositionssignal, Strangtemperatur und andere Signale werden durch einen digitalen Computer verarbeitet, welcher programmiert ist, um die folgenden Funktionen entweder Off-line oder On-line auszuführen. Als erstes,Korrektur eines jeden Stranggrößensignals durch digitale Kompensierung bezüglich der Blickfeldfehler, anderer optischer und elektronischer Nicht-Linearitäten, Strangtemperatur und andere Fehlerquellen, wodurch eine hochgenaue : Strangdurchmessermessung an allen Stellen im. Blickfeld möglich wird. Zweitens, Eichung der Off-line Messung und automatische Nacheichung der On-line Messung um den Eichdrift und Neigungsfehler zu korrigieren. Drittens, entweder manuelle oder automatische Abtasterantriebssteuerung und inkrementelle digitale Speicherung der korrigierten Strangdurchmessermeßwerte für jede Kamera während der Abtastung. Viertens, Erleichterung der Zusammenwirkung von CRT und Druckdatenstellen zur Anzeige und/oder Aufnahme von: (a) jede Strangdurchmessermessung durch die Kamera irgendwo im Abtastfeld, (b) unter Verwendung gespeicherter Strangdurchmesserangaben und Betriebsdatenverteiler, .Aufzeichnung der Strangprofilabweichung von der Zieimessung, wo die Aufzeichnung auf -volle und halbe übliche Toleranzwerte überlagert ist sowie (c) ein Histogramm für jede Messung und ein Meßdifferenzhistogramm. Der Computer ist derart ausgebildet, um die Profil- und Histogrammangaben einem Steuersystem der Walzanlage mitzuteilen, wenn d.ies. durch das Steuersystem erfordert wird.

909808/0645

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben.
Es zeigen

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer vollständig durch Computer gesteuerten elektrooptischen Meßeinrichtung zum Messen einer Größe,

Fig.IA ein Blockdiagramm einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform einer vollständig durch Computer gesteuerten elektro-optischen Me ß einrichtung zum Messen zweier Größen, welche Dual-Kameras auf einem Abtaster zum Bestimmen eines Seitenprof iles^.umfaßt, wobei der Abtaster ebenso beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 verwendbar ist,

Fig. 2 ein Diagramm eines Stangenquerschnitts mit maximalen und minimalen Toleranzgrenzen (gestrichelte Kreise) mit einer Vier-Ebenen-Überlagerung bezogen auf die Strangprofilausrichtung,

Fig. 3 ein Computerausdruck einer Strangprofilabweichung gegenüber der Abtasterwinkellage in Bezug auf die Vier-Ebenen-Überlagerung gemäß Fig„2, welche in dem in Fig. IA gezeigten Ausführungsbeispiel erzeugt wird_s mit einer Betriebsdaten-

909808/0645

verteiler. Ein ähnlicher Ausdruck eines Strangprofils kann mit dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel unter Verwendung des in Fig.IA gezeigten Abtasters ausgeführt werden,

Fig. 4 ein Blockdiagramm der Kamera-£lektronik für jeden Kamerakopf einer Ein- und Zwei-Kameravorrichtung gemäß Fig. 1 und Fig.IA,

Fig. 5 ist ein Schnitt einer abgedeckten Fotokathode, welche in einer in der in Fig.4 dargestellten Kamera-Elektronik enthalte*, nen Bildsondenröhre verwendet wird,

Fig. 6 einen Querschnitt der in Fig. 5 dargestellten, abgedeckten Fotokathode;

Fig. 7 ein Blockdiagramm eines in der in Fig.4 dargestellten Kamera-Elektronik verwendeten Kippgenerators für zwei Richtungen,

Fig. 8 ein Zeitdiagramm von Impulsen, welche durch den bidirektionalen Kippgenerator,einen Taktgenerator, einen Auftastimpulsgenerator (window puls generator), und durch AGC— Austauschschaltungen (automatischer Schwundausgleich)in der Kamera-Elektronik gemäß Fig. 4 erzeugt sind,

Fig. 9 ein Blockd'iagramm der zentralen Recheneinheit für Kameraimpulse, welche in der in Fig. 4 dargestellten Kamera-Elektronik verwendet ist,

909808/0645

Fig. 10 ein Blockdiagramm eines in der zentralen Recheneinheit für die Kameraimpulse verwendeten Autokorrelators,

Fig. 11 ein Zeitdiagramm verschiedener unverarbeiteter Kameras ignal-,D if ferentiator-, Autokorrelator- und Strangimpulse, welche in der zentralen Impulsrechnereinheit (Fig.9) auftreten,

Fig. 12 ein Schaltdiagramm einer Fotomultiplierröhre-AGC-Schaltung, welche in einer in der Kamera-Elektronik enthaltenden die Kamera selbst abgleichenden Meßschleife dargestellt ist,

Fig. 13 ein Blockdiagramm eines in der Kamera-Elektronik gemäß Fig. 4 verwendeten Akkumulators¹ für die Stranggröße und -Position,

Fig. 14 ein Blockdiagramm des Computers eines Ein-Größenmeßsystems des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispieles mit Bezügen auf zugeordnete Computerprogramme, Fig.l4A ein Blockdiagramm • des Computers in einer Zwei-Größen-. :' meßvorrichtung mit einem Abtaster gemäß Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 A und Bezugshinweisen auf zugeordnete Computerprogramme, wobei die Profil- und Positionsprogramme ebenfalls für die Abtastung im Beispiel nach Fig. 1 verwendbar sind,

909808/0645

Fig. 15 ein Computer DISK MAP für beide

Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 1 und Fig. IA,

Fig. 16 ein Computer CORE MAP für das

Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1,

Fig. 16A

und 16B Computer CORE MAPS für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. IA,

Fig. 17 einen kennzeichnenden Tabellenausdruck zur Verwendung in entweder den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 oder Fig. IA,

Fig. 18 eine kennzeichnende Profiltabelle,

welche zum Druck der in Fig. 3 dargestellten Tabelle für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. IA verwendet wird,

Fig. 19 ein kennzeichnendes Flußdiagramm, welches die Zusammenwirkung des Computers aus Fig. 1 und IA mit einem Steuersystem zeigt, welches eine oder zwei Histogrammtabellen der vorliegenden Erfindung verwendet, wie sie in den Ausführungsbeispielen entweder gemäß - ^; Fig. 1 oder Fig. IA erforderlich sind und weiter eine Profiltabelle zur Verwendung im Ausgangsbeispiel gemäß Fig. IA umfaßt.

909808/0645

In dem in Fig. 1 dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel eines Ein-Größen-Meßsystems ist ein computergesteuertes elektro-optisches System zum
Messen eines Strang- oder Stangenmaßes dargestellt, welches eine in einem Stahlwalzwerk verwendete Gegenlichtkamera aufweist. Das Meßsystem mißt den Durchmesser des Stranges 10 beispielsweise an einer
Stelle seitlich des Stranges an der Ausgangsseite des Walzenständers 11. Wie an einer unteren Stelle näher erläutert, wird das Signal für den Strangdurchmesser einem Computer zugeführt, welcher die Größe des Stranges 10 aufzeichnet. Schließlich wird die Strangdurchmessergröße angezeigt, aufgezeichnet und zu einem Walzwerksteuerungssystem gegeben, welches diese Angabe zur Einstellung des seitlichen Spalts der Walzenständer 11 gebraucht, um so die Zielgröße des StrangeslO zu erzielen.

Insbesondere ist eine Leuohteinrichtung 30 gegenüber dem Kopf 31 der elektronischen Kamera angeordnet, so daß dann, wenn der Strang 10 den Lichtstrahl von der Einrichtung 30 auffängt, ein Schatten des Stranges mit einer Breite proportional zum Strangdurchmesser an einer seitlichen Position auf dem elektronischen Kamerakopf 31 abgebildet wird« Eine Anordnung der Gegenlichtkamera ist in Figur 4 dargestellt und unten beschrieben.

Die Lichteinrichtung ist so ausgebildet und angeordnet, daß sie einen Lichtstrahl senkrecht auf den Strang erzeugt, welcher größer als die größte zu messende Stranggröße 10 im Sichtfeld der Kamera ist. In
einem unten beschriebenen Beispiel beträgt das
Sichtfeld der Kamera 7,62 cm und der verwendete

909808/0645

Lichtstrahl 10,16 cm. Zusätzlich muß die Wellenlänge und Intensität des von der Leuchteinrichtung aus fallenden Lichtes mit den Sensitivitätseigenschaften der elektronischen Kamera 31 kompatibel sein. Vorzugsweise wird für die unten beschriebene elektronische Kamera blaues Licht von einer mit Gleichstrom betriebenen fluoreszierenden Lichtquelle verwendet.

Der Schatten des StrangeslO bedingt zusammen mit dem über die Ränder des StrangeslO strahlenden Lichtes von der Leuchteinrichtung 30, ~ daß die elektronische Kamera 31 ein Kamerasignal erzeugt. Dieses Signal besteht aus einem "rohen"Kameraimpuls vermischt mit Störgrößen, welcher über die Leitung zu einer ersten Kameraelektronik 35 geführt wird. Wie unten in Verbindung mit Fig. 4 beschrieben, werden vom Kamerasignal die Störgrößen entfernt und werden Digitalsignale für die Strang größe und Strang lage gebildet, welche über die Leitung 36 zum Computer 27 gegeben werden. Meßfre'igäoe und andere Signale werden über die Leitung 37 vom Computer 27 zur Kamera-Elektronik 35 geführt.

Der Computer 27 im vorliegenden elektro-optischen Strangmeßsystem empfängt auch über eine Leitung digitale Signale für die Zielgröße des· StrangeslO von einem Zackenrad-Wahlschalter 42. Die Zielgrößensignale, _; beispielshalber etwa 4,445 cm, werden zur Bestimmung der Stangengroßenabweichung und weiterer anderer unten beschriebener Zwecke verwendet. Zusätzlich empfängt der Computer 27 über eine Leitung 45 vom Zackenrad-Wahlschalter ein digitales Signal für die Zusammensetzung eines StrangeslO. Das Signal für die Zusammensetzung,

909808/0645

welches beispielshalber 0,230 % Kohlenstoff in dem Strang 10 angibt, wird als ein Faktor zur Korrektur der Stranggröße bezüglich eines Schrumpfvorganges und anderer unten beschriebener Zwecke verwendet. Des weiteren empfängt der Computer 27 von einem Meßwertgeber 46 über eine Leitung 47 geeignete Größensignale, einschließlich Zeitangabe, Zeit- und Größentoleranzen für den Strang Wahlweise können eines oder alle der Zielgrößensignale, Signale der Zusammensetzung und andere Größensignale durch ein unmittelbar .dem Strang 10 zugeordneten -Steuersystem geliefert werden, je nachdem wie es für den Benutzer der Meßvorrichtung erforderlich ist.

Um zu den Durchmessermessungen des sich bewegenden heißen Stranges 10 Temperaturkorrekturen zu bewerkstelligen, wird in der Nähe des Abtasters 12 ein Fühler 48 eines Pyrometers¹ angeordnet und auf den sich bewegenden heißen Strang 10 ausgerichtet. Der optische Pyrometer ist derart ausgebildet, daß er ein genau ansprechendes Temperatursignal erzeugt, welches der Pyrometerelektronik über eine Leitung 49 zugeführt wird. Das Temperatursignal wird durch bistabile linearisierende Multivibratoren in der Pyrometerelektronik 50 korrigiert und das korrigierte Temperatursignal, beispielsweise 910°c, über die Leitung .51 einer digitalen Anzeigeeinrichtung 52 zugeführt. Zusätzlich wird das korrigierte Temperatursignal über eine Leitung 53 dem Computer 27 zugeführt, wo das Signal zur Kompensierung der Schrumpfung des heißen Stranges 10 verwendet wird.

Einbauschwierigkeiten können das optische Pyrometer und die Pyrometerelektronik an der Abgabe eines

909808/0645

korrigierten Teraperatursignals mit der gewünschten Genauigkeit und Ansprechempfindlichkeit an den Computer 27 und die Anzeigeeinrichtung 52 hindern. Falls dies der Fall ist, kann diese Pyrometeranordnung (etwa von der Firma Land Co.) durch einen optischen Feldabtastpyrometer gemäß US-PS 4015 476 (Titel: Abtastpyrometersystem) ersetzt werden. Dieser optische Feldabtastpyrometer besteht im wesentlichen aus einem in einem Pyrometerfühler angeordneten schnell oszillierenden Spiegel, welcher auf eine Fläche ausgerichtet ist, welche durch den heissen Strang 10 durchlaufen wird. Der heiße Strang wird durch einen Schlitz und auf einen fein ansprechenden Infrarotdetektor im Pyrometerfühler abgebildet. Der Infrarotdetektor speist einen Peakdetektor und Tastspeicherschaltungen zum Messen und Speichern eines nicht-linearen Signals der Strangtemperatur. Das gespeicherte nicht-lineare Signal kann über eine Leitung 53 zum Computer 27 geführt werden, wo es skaliert und/oder linearisiert werden muß. Das gespeicherte Temperatursignal wird mit jedem Abtasten des oszillierenden Spiegels ergänzt, beispielsweise alle 20 Millisekunden, durch einen gesperrt-bereit Merkimpuls, welcher über die strichliert dargestellte Leitung 54 zugeführt wird. Zusätzlich wird die gespeicherte Temperatur skaliert und linearisiert mit weniger Frequenzaktualisierung und kann einer Anzeigeeinrichtung .52 für die Strangtemperatur zugeführt werden. Vorsorge wird getroffen, um die Bildabtastfrequenz und Breite des Sichtfeldes einzustellen., um verschiedenen Anlagen gerecht zu werden.

Ein weiteres Merkmal des vorliegenden Strangmeßsystems ist ein automatisches Nachkalibriersystem. Wie weiter

909808/0645

unten beschrieben, wird diese Maßnahme jedesmal angewendet, wenn angezeigt wird, daß das hintere Ende des heißen Stranges 10 die Walzen 11 verläßt. Hierzu fühlt ein Detektor 55 für heißes Metall das Vorhandensein und Fehlen des heißen Stranges 10 und gibt ein entsprechendes Signal über die Leitung 56 zur Detektorelektronik 57 zum Anzeigen von heißem Metall. Ein Vorhandensein/Fehlen-Signal wird über die Leitung 58 zum Computer 27 geführt, wo es das oben erwähnte automatische Nachkalibriersystem in Gang setzt.

Alle Kamerasignale,Zielgrößensignal, Zusammensetzungssignal, andere Signale, Temperatursignal und das Signal für das Vorhandensein/Fehlen von heißem Metall, welche über entsprechende Leitungen 36, 43, 45, 47, 53 und 58 geführt werden, werden durch den Computer 27 assimiliert und führen eine Vielfalt von Funktionen unter Steuerung einer Gruppe von unten beschriebenen Off-line und On-line Computerprogrammen- aus. Eine dieser Funktionen dient zur* Zuführung einer Strangdurchmessergröße, Strangabweichungsgroße, überlagert mit üblichen Toleranzhinweisen vom Computer 27 über die Leitung 59 zur CRT-Datenstelle und zur Ermöglichung einer Wechselwirkung zwischen einer Standardtastatur an der Datenstelle 60 und dem Computer 27 über ein Kabel 61„

Eine weitere Funktion des Computers 27 liegt in der Zuführung einer Strangdurchmesserangabe und einer Angabe für die Betriebsweise vom Computer 27 über die Leitung 62 zur Datendruckstelle 63 und zum Erlauben einer Wechselwirkung zwischen einer Standardtastatur an der Datenendstelle 63 und dem Computer über eine Leitung 64„ Die Datendruckstelle 63 erzeugt

909808/0645

einen Ausdruck 65, wie etwa einen Datenstreifen. Eine weitere Aufgabe des Computers 27 besteht in der Zuführung einer Strangdurchmessergröße und eines Meßsystemhistogramms über die Leitung 66 zum Steuersystem 67 und zwar in Reaktion auf entsprechende zum Computer 27 über eine Leitung

68 zurückgeführte Anforderungssignale. In Fig.2

ist ein Querschnitt eines Seitenprofil des Stranges 10 aufgezeichnet. Die strichlierten kreisförmigen Linien

69 und 70 geben die maximalen und minimalen Standardtoleranzen für den Zielgrößendurchmesser (Richtdurchmesser oder So11durchmesser). Die Zielgröße beträgt beispielshalber 4,450 cm. Andere Merkmale von Fig.2 werden weiter unten mit bezug auf das Ausführungsbeispiel gemäß Fig.IA beschrieben.

Dabei ist festzuhalten, daß die Ausgabe an der CRT-Datenstelle 60 im wesentlichen" dieselbe wie der Computerausdruck 65 ist. Somit zeigt die CRT-Datenstelle 60 die Strangdurchmesserinformation in einer Form an, die klar und sehr vorteilhaft für einen Bedienungsmann des Strangmeßsystems, wie für einen Bedienungsmann eines Walzwerkes ist, in welchem die Strangmeßvorrichtung verwendet wird.

In Fig. 4 ist ein kennzeichnendes Beispiel einer elektronischen Gegenlichtkamera dargestellt, welche in dem in Fig. 1 aufgezeichneten elektro-optischen Stfangmeßsystems Verwendung findet. Dabei ist der Kamerakopf 31 entlang einer optischen Achse auf der der Leuchteinrichtung 30 gegenüberliegenden Seite des Stranges 10 placiert. Diese Anordnung beleuchtet

909808/06A5

das Sichtfeld 80 und erzeugt einen Strangschatten 81, welcher in der Vertikalen proportional zur Seitenabmessung des Stranges zwischen den Strangrändern 82, 83 variiert. Eine Vorderansicht des Heißstranges 10 läßt diesen stationär erscheinen, tatsächlich aber schwingt der Strang 10 im Betrieb in einer Kreisbahn 84 beim Transport bei Geschwindigkeiten bis zu 1219 m/Min. Aus diesem Grund variiert der Schatten 81 des Stranges 10 nicht nur vertikal proportional zur Stranggröße, sondern wird auch horizontal und vertikal innerhalb der Durchmesserschranken von etwa 7,62 cm der Kreisbahn 84 versetzt. Diese Erscheinung erfordert ein größeres Sichtbild 80, als es bei einem stationären Strang der Fall wäre, was die Probleme einer genauen Strangmessung noch vergrößert. Da der Strangschatten 81 sich vertikal verändert und sich seine Lage sowohl horizontal und vertikal verändert, ist

ι -

die Kamera 31 mit einem telezentrischen Linsensystem 85 ausgerüstet, welches derart ausgebildet ist, daß es nur parallele Lichtstrahlen durchläßt und eine Brennebene hat, welche sich von wenigstens dem nächstliegenden horizontalen Rand der Strangbahn 84 zu wenigstens dem am weitesten entfernten horizontalen Rand der Kreisbahn 84 erstreckt. Dies wird durch eine Sieben-ElementLinse 86 mit einem Sichtfeld 80 von 10,16 cm durchgeführt, innerhalb welchem ^:die Strangbahn 84 mit 7,62 cm vertikal zentriert ist. Die Linse 86 erlaubt weiter eine Bildgroßenreduktion von 1:2 und umfaßt einen telezentrischen.Linsenstöp . 87 mit einer sehr engen horizontalen Öffnung 88, durch welche der Strangschatten 81 gestrahlt wird. Die Übertragung des

909808/0645

Strangschattens 81 wird durch einen optischen Filter begrenzt, um lediglich blaues Licht von der Leuchteinrichtung 30 durchzulassen und da durch unerwünschte Effekte anderer Lichtquellen im Sichtfeld, welche andere Wellenlängen aufweisen, zu eliminieren.

Demgemäß erzeugt das telezentrische Linsensystem 85 einen horizontal ausgerichteten Strangschatten, der sich in der Vertikalen zwischen den Strangrändern 82, 83 ändert und im Brennpunkt scharf bleibt, während der Strang 10 in einer Kreisbahn 84 schwingt. Der Strangschatten 81 ist entlang der optischen Achse von derselben Größe, wird aber entsprechend einer nicht-linearen Funktion größer, wenn er vertikal zur optischen Achse in irgendeiner Richtung versetzt wird. Diese Erscheinung wird durch eine Kombination von elektronischen Spulen- und Linsenunregelmäßigkeiten verursacht und wird als Sichtbildfehler bezeichnet, welcher durch den unten beschriebenen Computer 27 korrigiert wird.

Der durch das telezentrische Linsensystem 85 übertragene Strangschatten 81 wird auf eine auf das Bild ansprechende Einrichtung 90 abgebildet, welche bei 300 Hz abgetastet werden kann, ein Auflösevermögen von wenigstens- Ί Teil von 10.000 aufweist und eine hohe Sensitivität gegenüber blauem Licht besitzt. Eine bevorzugte Vorrichtung ist eine Bildsondenröhre (ID ) mit einer Fotokathodenelektrode 91 mit einer zentralen-Bildübertragungsfläche, welche das Bild des Strangschattens 81 empfängt. Die Fotokathodenelektrode 91 ist hinter einer lichtdurchlassenden Fläche im Driftabschnitt der ID-Röhre 90 angeordnet.

909808/0645

Durah die Fotokathodenelektrode 91 emittierte Fotoelektronen werden durch eine äußere Einrichtung fokussiert und laufen durch den Elektronendurchgang in den Fotomultiplier (PM) der Bildsondenröhre 90. Vorzugsweise wird für die Vorrichtung 90 eine stark auflösende Bildsondenröhre, mit der Typennummer F4052RP von der Firma ITT-Company verwendet.

Der Kamerakopf 31 umfaßt weiter eine zylindrische Ablenk- und Fokussierspulenanordnung 93, welche den Zylinderkörper der Bildsondenröhre 20 umgibt. Die Spulenanordnung 93 umfaßt separate Ablenkspulen für die Y-Achse und die X-Achse sowie eine Fokussierspule, wobei jede Spule von einer gesonderten äußeren Quelle erregt wird. Ein Standard Mumetall-Mantel umgibt die äußere Zylinderwand der Spulenanordnung 93, wodurch ein wirksamer Schutz gegen radiale magnetische Felder erzielt wird. Beispielsweise ist eine bevorzugte Spulenanordnung 93, welche mit der oben angegebenen Sondenröhre 90 verwendbar ist, eine von der Firma Washborn Laboratory Inc. hergestellte Anordnung mit der Nummer YF2308-CC3C.

Gelegentlich kann das Standard-Mumetallschild der oben angegebenen Spulenanordnung 93 einen nicht ausreichenden Schutz gegenüber radialen und axialen Magnetfeldern garantieren. Wenn beispielsweise die I.D.-Rohre 90 bei einem hoch sensitiven Level arbeitet und die starke Magnetfelder erzeugende elektrische Ausrüstung, welche .in .der Nähe des Meßortes angeordnet ist, bewegt wird, kann sich der Ausgang der IiD.-Röhre 90 verändern. Falls dieser Zustand in der Praxis auftritt, muß der Mumetallschutzschild

909808/0645

der Washburn-Anordnung entsprechend abgeändert werden, um die Dämpfungseigenschaft gegenüber axialen Magnetfeldern zu verbessern. Im wesentlichen ist es erforderlich, für diesen Fall den zylindrischen Mumetallmantel in Axialrichtung, gegen das Linsensystem 85 zu erweitern und das Ende am Filter 89 mit Ausnahme eines optischen Durchganges zur Abbildung des Strangschattens 81 auf die Fotokatftodenelektrode 91 in der Röhre 90 abzuschließen. Eine zusätzliche Dämpfung des axialen magnetischen Feldes kann durch ein zweites zylindrisches Mumetallschild erzielt werden, welches den verlängerten Standardschutzschild umgibt. Darüber hinaus kann der standardmäßige Spulenschutzschild ohne eine derartige Verlängerung verwendet werden und kann eine axiale Felddämpfung durch Hinzufügung eines zweiten und möglicherweise eines dritten zylindrischen Mumetall-Schutzschildes erreicht werden, welche sich in Axialrichtung, wie im ersten Beispiel, erstrecken.

Schließlich kann das vorliegende elektro-optische Strangmeßsystem andere Kalibrierdrifts und Ände- rungen bezüglich optischer (Bildsondenröhre) und anderen elektronischer Nicht-Linearitäten erfahren, welche dem Meßsystem eigen sind. Diese Abweichungen und veränderlichen Meßzustände können durch On-line Kalibrierprüfungen und der unten beschriebenen nachfolgenden Korrektur der kalibrierten Strangsignale festgestellt werden. Diese Kalibrierprüfungen werden durch Modifizierung der Bildsondenröhre 90 ermöglicht, um eine maskierte Fotokathodenelektrode 91, wie in Fig. 5 dargestellt, vorzusehen.

909808/0645

Die maskierte Fotokathodenelektrode 91 beinhaltet ein Muster von Flächen, welche kein Bild übertragen ,angrenzend an bildübertragende Flächen. Insbesondere werden Kalibriermasken 94, 95 dadurch hergestellt, daß übliches fotoempfindliches Material der Fotokathodenelektrode 91 selektiv unter Verwendung einer Präzisionsmaske auf die bildübertragende Glasfläche 96 zur Bildung der Kalibriermuster aufgebracht wird. Beispielsweise kann eine Kalibriermaske 94 aus einer einzelnen 6,35 mm breiten auf der rechten Seite der Fotokathodenelektrode 91 zentrierten Maske bestehen. Die Kalibriermaske 94. ist mit "rechter Maske" bezeichnet und kann zur On-line Prüfung der Strangmeßsystemkalibrierabweichung unter das unten beschriebene RTMASK-Computerprogramm verwendet werden. Die Kalibriermaske 95 kann aus fünf 2,54 mm breiten Masken bestehen, welche auf der linken Seite der Fotokattodenelektrode'91 in einem Abstand von 2,54 mm zueinander angeordnet sind. Die Kalibriermaske wird mit "linker Maske" bezeichnet und kann zur Ön—line Prüfung von Veränderungen von optischen und elektronischen Nicht-Linearitäten im Strangmeßsystem unter dem LFTMSK Computerprogramm (unten beschrieben) verwendet werden. In Fig. 6 ist ein vergrößerter Querschnitt durch Fig. 4 dargestellt, welcher die rechte Maske 94 leer in der maskierten Fotokathodenelektrode 91 zeigt, wobei sich der Leerraum zur Glasfläche 96 der Bildsondenröhre 90 erstreckt.

Während sämtlicher Strangmeßsystemoperationen wird ein einachsiges bidirektionales Kippschwingsignal

909808/0645

auf die Ablenkspule für die Y-Achse gegeben und ein fester Betrag von Strom auf die Fokussierspule, wie unten beschrieben, geführt. Bei normalen Strangmeßoperationen wird zur Ablenkspule für die X-Achse kein Strom zugeführt« Dies verursacht, daß die Y-Achsenabtastung die "C" Abtastung traversiert oder die zentrale Bildübertragungsfläche der Fotokathodenelektrode 91, wie in Fig. 5 dargestellt. Wann immer der Detektor 55 bestimmt, daß im Gesichtsfeld der Kamera kein Strang 10 vorhanden ist, kann der Computer 27 ent-

*
weder die rechte oder linke Kalibriermaske 94, 95 durch Aufbringung eines positiven oder negativen Vorspannstromes auswählen, welcher zur Ablenkspule für die X-Achse zugeführt wird. Diese X-Achsenvorspannung schiftet die Y-Achsenabtastung der Fotokathodenelektrode 91 zu den entsprechenden"R" Abtast- und "L" Abtastpositionen an gegenüberliegenden Seiten der "C" Abtastung. (Fig. 5).

Die X-Achsenvorspannung hat die Wirkung, die rechte oder linke Kalibriermaske 94 oder 95 über die Elektro-

92
nenöffnung in der Bildsondenröhre 90 zu verschieben.

Wenn die Y-Achsenabtasts-pannung auf die Ablenkspule für die Y-Achse aufgegeben wird, wird das Bild der rechten oder linken Kalibriermaske 94 oder 95 nach oben und unten über die Elektronenöffnung 92 in der Weise bewegt, wie der Strangschatten 81 bei der "C" Abtastposition bewegt wird.

Dabei ist f estzuharten^, daß der "rohe"Kameraimpuls auf der Leitung 34 dieselbe Pulsbreite besitzt, wenn entweder die rechte oder linke Kalibriermaske 94, durch den Computer 27 ausgewählt wird, wie es der

909808/0645

Fall ist, wenn ein Strangschatten 91 mit einer entsprechenden Größe und Position auf der Zentralfläche der Fotokathodenelektrode abgebildet wird. Somit ermöglicht die maskierte Fotokathodenelektrode 91 einen wirksamen Weg einer on-line Prüfung der Meßsystemabweichung sowie von Änderungen optischer und elektronischer Nicht-Linearitäten. Die für das in Fig. 1 dargestellte elektro-optische Strangmeßsystem verwendete kennzeichnende Kameraelektronik ist in Fig. 4 als Kameraelektronik 35 dargestellt. Einzelheiten dieser Kameraelektronik sind aus den Figuren 4 und 7 bis 13 ersichtlich. Alle darin verwendeten elektronischen Komponenten sind konventionelle Halbleitervorrichtungen und beinhalten TTL (Transistor-Transistor-Logische) logische Elemente, wobei die Logiksymbole ihre Verwendung angeben oder implizieren-.

Im wesentlichen zeigt Fig_t-4 einen bidirektionalen, in Fig. 7 dargestellten Kippgeneratr 97 und bezogen auf Fig. 8 ein Zeitdiagramm. Der Kippgenerator 97 umfaßt einen 12 .MHz " Kristalloszillator 124, welcher eine Reihe von rechteckwellenförmigen Clock-Impulsen 8A für das gesamte elektro-optische Strangmeßsystem erzeugt. Mit Ausnahme der eigentlichen Messung der unbearbeiteten Strangimpulse. werden sämtliche digitalen Operationen mit dem_ Clock-Impuls 8A zusätzlich zum bidirektionalen Kippschwingsignal 8E und dem Kippschwing-Reset-Impuls 8D synchronisiert, wobei die letzteren beiden Impulse bei annähernd 300 Hz - im-Kippschwingkreis erzeugt werden. Der Clock-Impuls 8A und das bidirektionale Kippschwingsignal 8 E werden durch den Kippschwing-Reset-Impuls 8D in jeder Kippschwingperiode derart

909808/0645

synchronisiert, daß das Kippschwingsignal 8E zu irgendeinem Zweck durch Verwendung des geeigneten Teilfaktors des Clock-Impulses 8A geteilt werden kann. Der Clock-Impuls 8A wird für die eigentlichen Messungen verwendet, wohingegen die Impulse für die anderen Strangmeßbelange durch Unterteilung des Clock-Impulses 8A bis zur Frequenz des bidirektionalen Kippschwingsignals 8E abgeleitet werden. Dabei ist festzuhalten, daß der absolute Frequenzwert des Clock—Impulses 8A und des bidirektionalen Kippschwingsignales 8E nicht kritisch ist, da das Strangmeßsystem dadurch geeicht worden ist, daß Stränge mit Standardgrößen in das Sichtfeld einer jeden Kamera gegeben worden sind. Allerdings sind die Kippschwingstabilität und die Kippschwinglinearität außerordentlich kritisch, da sie die Genauigkeit der Strangmeßvorrichtung direkt beeinflussen.

Der in Fig. 4 dargestellte Haupttaktgeber 98 empfängt einen Zug des 12 MHz Clock-Impulses 8A und der 300 Hz Kippschwing-Reset-Impulse8D vom bidirektionalen Kippschwinggenerator 97. Der Haupttaktgeber 98 beinhaltet Pufferspeicher, einen digitalen Zähler, einen Frequenzteiler und logische Schaltkreise, um sämtliche synchronisierten Impulse zuzuführen, welche in der Kameraelektronik 35 zum Timen und Messen verwendet werden. Diese beinhalten gedämpfte (buffered) 12 MHz Clock-Impulse 8A, gedämpfte 300 Hz Kippschwing-Reset-Impulse 8D. Zusätzliche erzeugte Impulse sind ein 300 Hz schneller. Strobe Impuls 8H (fast strobe pulse) von kurzer Dauer und ein Impuls für die Datenbereit— stellung ähnlich Impuls 8H aber länger von Dauer. Der Impuls der Datenbereitstellung wird auf die Leitung 99 ausgegeben und die anderen Impulse führen ihre selbe Identität zu den anderen Schaltkreisen (Fig.4).

909808/0645

Der Auftastimpulsgenerator 100 empfängt die 12 MHz Clock-Impulse 8A vom Haupttaktgeber 98 und erzeugt über Tore und einen Logikkreis Auftastimpulse 8F einmal je Hälfte einer jeden bidirektionalen Kippschwingperiode, wie aus dem Zeittaktdiagramm nach Fig. 8 hervorgeht. Ein invertierter Auftastimpuls 8F ist auch erzeugt. Beide Auf tastimpulse 8F, "8F werden zu den anderen unten beschriebenen Schaltungen geführt. Die Breite und der Zeittakt der Auftastimpulse 8F, "8F werden durch einen vom Computer 27 zugeführten Steuerimpuls an der Leitung 101 bestimmt. Die Breite der Auftastimpulse 8F, "8F ist von der Zeit abhängig, die das Kippschwingsignal 8E erfordert, um lediglich die Fotokathodenelektrode 91 abzutasten, wobei dies lediglich ein Hauptabschnitt einer jeden Auf- und Abhälfte einer gesamten 300 Hz Kippschwingperiode ist. Falls beispielsweise das Sichtfeld der Kamera 7,62 cm beträgt und das der Linse 10,16 cm, dann wird das 7,62 cm Sichtfeld zentral abgebildet, um die_t.gesamte Fläche der Fotokathodenelektrode 91 zu bedecken. Eine Übertastung (over-scanning) der Fotokathodenelektrode 91 resultiert in jeder Auf- und Abhälfte der bidirektionalen Kippschwingperiode 8E. Diese Übertastung ist in zwei gleiche Zeitintervalle am Beginn und Ende einer jeden Auf-'und Abhälfte der bidirektionalen Kippschwingperiode 8E geteilt. Somit gleichen die Summe der Dauer der Auftastimpulse 8F (ungefähr 75%) und der Übertastung (ungefähr 25%) der Dauer einer jeden Auf- und Abhälfte der bidirektionalen Kippschwingperiode 8E. Alternativ dazu kann die Auftastimpulsbreite manuell .durch selektive Torschaltungen (nicht gezeichnet) eingestellt werden, um das Steuersignal an der Leitung 101 durch den Computer 27 zu ersetzen.

909808/0645

Während der Computer 27 die Programme RTMASK, LFTMSK, GAGRCL und CALIBR programmiert, wird der Auftastimpulsgenerator 100 über die Leitung 101 programmiert, um die Normalgröße und den Zeittakt der Auftastimpulse 8F, 8F zu modifizieren. Während RTMASK und GAGRCL werden die Auftastimpulsgröße und der Zeittakt für die Größe und Stelle der rechten Eichmaske 94 gemäß Fig. 5 eingestellt. Während LFTMSK werden fünf für jede Größe und Stelle der linken Eichmaskenelemente 95 geeichte und getimte Auftastimpulse jeder für sich erzeugt, um selektiv die gesamte linke Eichmaske 95 abzudecken.

Während CALIBR werden die Auftastimpulsgröße und Zeittakt für die Größe und Stelle der rechten Eichmaske 94 und jede der fünf linken Kalibriermasken 95 eingestellt. Die Größe der normalen Auftastimpulse 8F, 8"F~ wird durch das unten beschriebene Teilprogramm GAGEIN eingestellt.

Weiter wird gemäß Fig. 4 das bidirektionale Kippschwingsignal 8E vom bidirektionalen Kippschwinggenerator 97 zum Ablenktriebglied 102 für die Y-Spule und in die Vertikale oder Y-Ablenkspule in der Spulenanordnung 93 geführt..- Ein konstanter Strom von der Stromquelle 103 der Fokussierspule wird zur 'Fokussierspule in der Spulenanordnung 93 geführt. Die Größe des Foku^:ssierstromes wird derart eingeregelt, um sämtliche von jedem Punkt auf der Fotokaihodenober— fläche 91 emittierten Elektronen auf einen entsprechenden einzelnen Punkt in der Ebene der Elektronenöffnung 92 zu fokussieren.

909808/0645

Das X-Spulentriebglied 104 wird mit der Horizontalen oder X-Ablenkspule in der Spulenanordnung 93 verbunden. Bei normalen Strangmeßoperationen wird auf die X-Ablenkspule kein effektiver Strom aufgegeben. Deshalb kann die vertikale einzelne Abtastung der Y-Achse als "C"-Abtastung zentral in der Bildübertragungsfläche der Fotokathodenelektrode 91 (siehe Fig.5) erfolgen. Während der Eichprüfungen durch den Computer 27 gemäß den unten beschriebenen Programmen RTMASK und LFTMSK wird über die Steuerleitungen 105 und 106· vom Computer 27 zum Triebglied 104 für die X-Spule abwechselnd eine positive und negative Vorspannung aufgegeben. Dies verursacht, daß die vertikale einzelne Abtastung der Y-Achse auf entweder die "R"-Abtast- oder "L"-Abtastposition entsprechend der rechten oder linken Maske 94 oder 95 übergeht und zwar abhängig, welche Steuerleitung 105 , 106 erregt ist. Alternativ dazu können die positiven und negativen Vorspannströme manuell von einer nicht dargestellten Quelle gewählt werden anstelle der Zuführung durch den Computer 27.

Wenn man die durch die Spulenanordnung 93 bewirkte Bildsondenröhrenabtastung 90 kurz zusammenfaßt, so ist lediglich die Y-Achseneinzelabtastung oder die vertikale bidirektionale Abtastung zu jeder Zeit vorhanden, wobei dies kontinuierlich als eine Auf- und Abtastung ohne Austastung (blanking) erfolgt. Unter normalen Strangmeßoperationen gibt es keine X-Achsenabtastung und ist nur eine po.sit.ive oder negative Vorspannung aufgebracht, um die Meßsystem-Eichung zu überprüfen, wenn der Strangschatten 81 nicht gemessen wird_e

909808/0645

Wenn der Strangschatten 81 über das Sichtbild der Kamera getastet wird,fällt der Ausgangsstrom von der Bildsondenröhre 90 stark ab, wenn der Strangschatten 81 getroffen wird, steigt dann wieder, wenn der Strangschatten vorbeigelaufen ist. Diese Stromänderung wird zusammen mit dem durch die Walzenumgebung hervorgerufenen elektrischen Rauschen in eine Spannung umgewandelt, in einem in Fig.4 nicht dargestellten Vorverstärker verstärkt und stellt dann den "rohen" Kamerasignalausgang von der Kamera 31 dar und erscheint in der Leitung 34. Das rohe, also unbearbeitete Kamerasignal besteht an dieser Stelle aus einem nicht zu gut definierten Strangimpuls gemischt mit Rauschen.

Die Bildsondenröhre 90 im Kamerakopf 31 arbeitet in einer selbstabgleichenden Meßschleife 107 zusammen mit einer zentralen Kameraimpulsrechnereinheit 108, einem Fotomultiplier AGC-Schaltkreis 109, welcher eine variable Steuerspannung auf der Leitung 110 erzeugt und mit einer spannungsgesteuerten Hochspannungsquelle 111 für den Fotomultiplierabschnitt der Röhre 90. Der Driftabschnitt der Röhre 90 wird auch von einer separaten, aber stabilen Driftabschnitts-HochspannungsquelIe 112 gespeist.

Die Kameraimpulsrechnereinheit 108 ist in den Fig. 9 und 10 dargestellt, wobei in Fig. 11 die Zeittaktimpulse der Rechnereinheit angegeben sind. Eingeschlossen sind ein Pufferspeicher, doppelte Differentiationsverstärker, Amplitudendetektoren, Null-Durchgangsdetekoren und ein Autokorrelator zur Entfernung des Rauschens vom Rohkamerasignal und von den Differentiationsverstärkern. Derart behandelte

909808/0645

Signale werden mit invertierten Auftastimpulsen 8F in Rechnerlogik kombiniert, um sicher zu stellen, daß lediglich Strangimpulse der richtigen Amplitude und zur richtigen Zeit zu Meßzwecken abgegeben werden. Dies verhindert auch einen Durchgang von Strangimpulsen, wenn das die Auftastimpulsschaltung (window) nicht offen ist. Die Kameraimpulsrechnereinheit 108 erzeugt ein gedämpftes (buffered) Kamerasignal HA und durch einen internen Flip-Flop erzeugte hochpräzise rechteckwellenförmige Strangimpulse HP, HP. Die Strangimpulsbreite variiert proportional zum Strangschatten 81 und deshalb proportional zur Strangabmessung zwischen den Strangrändern 82 und 83.

Der Fotomultiplier AGC-Schaltkreis 109, der in Fig. 12 dargestellt und unten beschrieben ist, empfängt das gedämpfte Kamerasignal HA und beinhaltet einen Komperator, einen geschalteten Integrator und einen Verstärker zur Erzeugung einer geschalteten variablen Steue~spannung an der Leitung HO. Diese Steuerspannung wird zur Hochspannungsquelle 111 des Fotomultiplierab- · Schnitts deswegen zugeführt, um den Verstärkungsfaktor der Bildsondenröhre 90 zu variieren. Der Komperator gibt einen Referenzverstärkungspegel und ein interner Logikschaltkreis erzeugt- einen AGC-Austastimpuls 8G durch Kombination des Auftastimpulses 8F mit dem invertierten Strangimpuls HP. Der AGC-Austastimpuls definiert effektiv die Zeitintervalle, wenn das Kamerasignal digitalisiert werden soll.

909808/06 45

Im nachfolgenden wird die funktion dar selbstabgleichenden Meßschleife 107 beschriebene In dem Fall} in dem sich kein Strang 10 im Meßsystem befindetg wird lediglich Licht von der Leuchteinrichtung 30 auf die Fotokathodenelektrode 91 abgebildet. Dies hat zur Folge,, daß der Fotoraultiplierabschnitt in der Bildsondenröhre SO einen Strom in der Leitung 34 erzeugt, welcher zur Intensität des Lichts aus der Leuchteinrichtung 30 proportional ist«, Der Verstärkungsfaktor des Fotornultiplierabschnitts in der Röhre 90 wird anfänglich durch den Effektiv— pegel, der durch den Schaltkreis 109 erzeugten AGC-Steuerspannung auf einen hohen Pegel eingeregelt. Wenn sich die Lichtintensität ändert oder die Bildsondenröhre 90 altert₉ erfolgt ein automatischer Ausgleich durch den AGC-Schaltkreis 109 durch Regelung des Pegels der hohen Spannung des Fotomultiplierabschnitts von der Spannungsquelle 111 zur Variierung des Stellfaktors des Fotomultiplierabschnitts der Röhre 90, wodurch eine konstante Amplitude des Kamerasignals aufrechterhalten wird.

Wenn ein Strang in den Strahlengang des von der Leuchteinrichtung 30 abstrahlenden Lichts gelangt, hält der AGC-Schaltkreis 109 auch einen konstanten Amplitudenausgang von der Bildsondenröhre 90 aufrecht. Die selbst abgleichende Meßschleife 107erlaubt dadurch den Betrieb der Bildsondenröhre

909808/0645

bei einem hohen Sensitivitätspegel bei Aufrechterhaltung eines beachtlich hohen Signal—Zu— Rauschenverhältnisses3 welches für die Verarbeitung des effektiven Rohkameraimpulses wünschenswert ist»

Die Präzisionsstrangimpulse IIP, Clock-Impulse 8A, Clock-Reset-Impulse 8D und helle Strobe-Impulse 8A werden zur Zeittaktansage 113 geführt= Darin angeordnete logische Schaltkreise dienen zur Zählung der Clock-Impulse 8A für die Dauer eines jeden von zwei Strangimpulsen 11P₉ welche während einer bidirektionalen Kippschwingperiode auftreten, wobei dann durch zwei geteilt wird_o Das Zählen wird durch den Clock-Reset-Impuls 8D synchronisiert, welcher am Tiefpunkt eines jeden bidirektionalen Kippsignales 8E auftritt« Logische Schaltkreise werden durch schnelle Strobe-Impulse 8G in Vorbereitung für ein binäresStranggrößeh'signal eingetaktet, welches zur Anzeige über die Leitung 114 abgegeben wird» Um ein Anzeigeflackern zu vermeiden, werden die binären Stranggrößensignale über eine vorbestimmte Anzahl von bidirektionalen Kippschwingungen, wie etwa 4₉ 32₉ 512₉ Kippschwingungen, durch eine nicht gezeichnete Einrichtung gemittelt_o

Binare Stranggrößensignale werden über die Leitung 114 zu einem Digitalindikator 115 geleitete Diese Vorrichtung umfaßt integrierte Zähler-Dekodier-Anzeigemodule₉ die so kalibriert sind, daß sie die irgendwo im Kameraslch'tfeld erzielte unkorrigierte Größe des Stranges 10 in Dezimalzahlen anzeigte

% 0 S 3 0 8 / 0 S k §

Der Terminus "unkorrigierte Stranggröße" wird auf Strangabmessungen an diesem Teil des Strangmeßsystemes angewendet, da eine Korrektur gegenüber optischen und/oder elektronischen Nicht-Linearitäten, Strangtemperatur und Strangzusammensetzung gemacht worden ist.

Der Computer 27 korrigiert die unkorrigierten Stranggroßensignale und führt ein korrigiertes binäres Stranggrößensignal über die Leitung 116 zum

Digitalindikator 117 für die korrigierte Stranggröße. Dieser Digitalindikator ist in derselben Weise wie der Digitalindikator 115 aufgebaut. Beide Stranggrößenindikatoren 115, 117 haben visuelle Anzeigen, die jede 512 Kippschwingungen unter Steuerung der Clock—Reset-Impulse 8D und der Strobe-Impulse 8H synchronisiert und fortgeschrieben werden. Dabei ist festzuhalten, daß die Differenz zwischen den Ablesungen-an den Stranggrößen-Indikatoren 115, 117 einem Bedienungsmann des Strangmeßsystems und einem Bedienungsmann des Walzwerkes folgendes angibt, daß

a) die Korrektur des Strangmeßsystems wie erforderlich erfolgtg und daß

b) das Walzwerk ein Produkt mit der Sollgröße waist ο

Die Computerkorrektur der Strangimpulse 11P basiert auf eine genaue.Bestimmung nicht nur der Stranggröße sondern auch der Lage der Strangmittellinie Im Sichtfeld der Kamera bezüglich der optischen Achse des Kamerakopfes 31_o um dies zu tun_s werden

die Strangimpulse IIP, Clock-Impulse 8A, Clock-Reset-Impulse 8 D und die schnellen Strobe-Impulse 8H einem Stranggrößen-und -lageakkummulator 118. zugeführt, welcher im Blockdiagramm von Fig„ 13 dargestellt worden ist (Zeittakte der Impulse siehe Fig_o8)_o Zwei separate Zähl- und Sperrkreise (latch circuits), jeder unter Steuerung eines gewönlichen Steuertores schaffen binäre Stranggroßenausgangssignale auf der Leitung 119 und binäre Ausgangssignale für die Lage der Strangmittellinie auf der Leitung 120» Die binären Stranggrößensignale auf der Leitung 119 sind in ähnlicher Weise wie die unkorrigierten Stranggrößensignale ausgebildet, welche mit den oben beschriebenen Zeitansageschaltungen assoziiert sind. Die binären Strangpositionensignale erlauben Korrekturen der Stranggrößensignale bis zu.einer Genauigkeit von 1 Teil von 256 des Kamerasichtfeldes .

Der Übertrag aller Daten zwischen dem Computer 27 und anderen Teilen des Strangmeßsystems wird durch eine Logikschaltung 121 zur Datenübertragung ausgeführt. Die Logikschaltung 121 empfängt ein Kommandosignarl über die Leitung 122, welches anzeigt, daß der Computer 27 sich in einem derartigen Zustand befindet, daß er die Datenübertragung zuläßt= Das Kommandosignal 122 ist logisch mit dem Impuls für "datenbe.reit" (Datenbereitstellung) auf der Leitung 99 verbunden, welches, wie oben beschrieben durch den Haupttaktgeber 98 erzeugt wird» Deren kombiniertes Vorhandensein Bedingt, daß die Logikschaltung 121 auf der Leitung 123 ein Signal "bitte senden" erzeugt und den Zeittakt des Meßsystems mit dem Computer 27 synchronisiert.

909808/0645

Der bidirektionale Kippschwinggenerator wird in Bezug auf das Blockdiagramm gemäß Fig. 7 und das Zeitdiagramm gemäß Fig.8 beschrieben. Um Stranggrößenmessungen einer Genauigkeit von 1/4 der Normaltoleranz in einem 7,62 cm Sichtfeld auszuführen, muß die bidirektionale Kippschwingung der Y-Achse in der Bildsondenröhre~90 außerordentlich linear und wiederhol— bar sein. Konventionelle analoge Kippschwingkreise sind im wesentlichen schwierig auszubilden und auf dem erforderlichen Linearitätspegel zu halten. Für den Fall, daß für einige Meßsysteme Einschränkungen in der Systemgenauigkeit annehmbar sind, können analoge Kippschwingkreise berücksichtigt werden. Für den Fall aber, daß eine hohe Genauigkeit gefordert wird, wird die bidirektionale Kippschwingung der Y-Achse durch eine digitale Einrichtung mit einem Kristalloszillator für eine Zeitbasis, Digitalzählern und einem 14-bit Digital Analogumwandler erzeugt, welche die eigentliche bidirektionale Kippschwingwellen form 8E bildet. Digitaleinrichtungen -sind vorgesehen, um die Kippschwingwellenform 8E, wie unten beschrieben, zu modifizieren.

Die vorgesehene Zeitbasis wird durch einen hoch stabilen 12 MHz Kristall-Clock-Oszillator 124 mi-t 'einem rechteckförmigen Wellenäusgang erzeugt. Ein Pufferspeicher 125 verhindert eine nicht-gleichmäßige Belastung der Zeitbasis 124 während der Kippschwingoperationen und führt

909808/0645

eine Reihe von Clock-Impulsen 8A zu verschiedenen Triebgliedern 126 (line driver). Der Ausgang aus dem Triebglied 126 wird als Clock-Impuls 8A zum Haupttaktgeber 98 in der Kameraelektronik 35 geführt. Der Ausgang des Pufferspeichers 125 führt auch Clock-Impulse 8A zum Digitalfrequenzteiler 127, welcher Zähl- und Logikvorrichtungen aufweist_? die Wellenformen 8B und 8C erzeugen. Die Wellenform 8B ist ein Eingang zum Auf/ Abzähler 128, einem 14-bit binär. Reversierzähler. Die Wellenform 8B beträgt ' 5/12' der Grund-Clock-Frequenz oder 5 MHz. Die Wellenform 8G ist ein Zeittaktimpuls, welcher zur Reversierzählerlogikschaltung 129 geführt wird und zweimal in einer- 12-Clock-Zyklusperiode erfolgt. Die Wellenform 8B verwendet fünf Pulsspeicherstellen in einer Periode von zwölf Clock-Zyklen und die Wellenform 8C verwendet zwei Speicherstellen. Dies beläßt fünf ungenutzte Impulsspeicherstellen der zwölf tlock-Zyklen in der bidirektionalen Kippschwingperiode.

Wenn die logische Reversierschaltung 129 fühlt, daß der Auf/Abzähler 128 eine volle Zählung aller l's erreicht hat, gibt er ein Signal zum Rückwärtszählen auf den Zähler 128. Die Rückwärtszählung beginnt beim ersten Zeittaktimpuls 8C, nachdem der volle Betrag erreicht ist. Wenn der Zähler 128 das Signal, empfängt, beginnt er mit dem nächsten Clock-Impuls 8B herunterzuzählen., Sobald der Logikschaltkreis 129 für den Reversierzähler alle O's im Zähler 128 empfangen hat, erzeugt er ein Preigabesignal für das_ Aufzählen Bei Auftritt' des nächsten Zeitimpulses 8C.

909808/0645

Der Zähler 128 beginnt mit dem nächsten Clock-Impuls 8B heraufzuzählen.

Der Auf/Abzähler 128 weist einen 14-bit Binär-Ausgang auf, welcher über die Leitung 130 zu einem 14-bit binären Digital-Analoghandler (DAU) 131 geführt wird. Der DAU 131 folgt dem Zähler 128 und erzeugt ein extrem lineares analoges bidirektionales Kippschwingsignal 8E. Dieses Signal wird im Kippschwingkreispufferspeicher 132 gepuffert, um eine Überlastung des DAU 131 zu verhindern und wird dann als Kippschwingsignal 8E zum Y-Spulentriebglied 102 in der Kameraelektronik 135 geführt.

Sobald der Auf/Abzähler 128 das letzte Abwärtsbit erreicht erzeugt er einen Reset-Impuls 8D, welcher die Logikschaltung 129 und den DAU 131 zurückstellt. Ein Differentialtriebgliect 133 führt das Resetsignal zum Haupttaktgeber 98 in der Kameraelektronik 35.

Wie oben angegeben, sind in einer Periode von zwölf Clock-Zyklen fünf nicht verwendete Impulsspeicherstellen vorhanden. Diese können für eine genaue nicht lineare Abänderung zum extrem liniearen Kippschwingsignal 8E verwendet werden, indem ein Digitalmultiplier 134 in Serie zwischen dem digitalen Frequenzteil 127 und dem Auf/Abzähler 128, wie in Fig. 7 durch strichlierte Linien dargestellt, eingeschaltet wird.-

909808/06A5

Der Digitalmultiplier 134 wird die Wellenform 8B anstelle des Auf/Abzählers 128 aufnehmen und mit Hilfe eines geeigneten Multipliers eine modifizierte Wellenform 8B¹ erzeugen ο Der Auf/Abzähler 128 wird die modifizierte Wellenform 8B" empfangen und zusammen mit dem Einfluß des Zeittaktimpulses 8C auf das Kommandosignal, die gesammte Aufzählung oder gesamte Abzählung abhängig vom spezifischen Wert des Multipliers ändern. Diese Abänderung wird noch eine dreieckförmige Kippschwingung mit geringförmig gekrümmten Seiten erzeugen, wie durch das modifizierte Kippschwingsignal 8E' angegeben»

Der Multiplier führt den Digitalmultiplier 134 über die Leitung 135 und kann vom Computer 27 hergeführt werden. Alternativ dazu kann der digitale Multiplier durch eine manuell betätigbare Einrichtung (nicht dargestellt) eingestellt werden= Ohne Rücksicht auf den Meßwertgeber kann der Multiplier zur Ausführung von Kippschwingkorrekturen verwendet werden, um optische und/oder elektronische Fehler zu überwinden, für welche keine anderen Korrekturmaßnahmen hierin getroffen worden sind.

Die Kameraimpulsrechnereinheit 108 ist in den Fig. 9-und 10 als Blockdiagramm dargestellt. Aus Fig. 11 ist das Zeittaktdiagramm ersichtlich. Die Rechnereinheit 108 wandelt den rohen Kameraimpuls auf der Leitung 34 in einen genauen Strangausgangsimpuls auf der Leitung IIP um, welcher

909808/0645

eine Breite mit genau definierten -Flanken aufweist, welche genau das Dimensionsverhältnis zwischen den Strangrändern 82 und 83 darstellt. Wegen des Differentiationsverstärkers, Autokorrelators und anderer weiter unten beschriebenen Merkmalen ist die Rechnereinheit 108 für den Kameraimpuls für die Verarbeitung des rohen Kameraimpulses bei Kameraabtastwerten bis ungefähr 300 Hz gut geeignet und eliminiert die Auswirkungen des Störrauschens des Kamerasignals und des Differentiationsverstärkers.

In Fig. 9 ist die Rechnereinheit 108 im Blockdiagramm dargestellt, wobei sich die Buchstabenhinweise auf die in Fig.11 dargestellten Wellenformen beziehen. Das Rohkamerasignal von der Leitung 34 wird gespeichert und durch den Pufferspeicher 136 verstärkt, wodurch ein Signal HA erzeugt wird. Das Signal 11 A wird differenziert durch den ersten Differentiationsverstärker 137, der den Ausgang HB hat. Das erste differenzielle Signal HB wird zu niedrigen und hohen Schwellwertdetektoren 138, 139 geführt, welche jeweilige Ausgänge HC und HD haben. Die Schwellwertdetektoren 138, 139 erzeugen Ausgangssignale, wenn ihr Plus (+) Eingang eine niedrigere Spannung als ihr Minus (-) Eingang aufweist.

Das erste differenzierte Signal HB wird in einem zweiten Differehtiätiönsverstärker 140 wiederum produziert, wodurch ein Ausgang HE erzeugt wird.

909808/0645

Das zweite differenzierte Signal HE wird zu Start und Stop Null-Durchgangsdetektoren 141, 142 (start and stop zero cross-over detectors) geführt. Diese Detektoren werden zum Triggern auf positive und negative Null-Durchgangsübergänge größer als 1 Millivolt eingestellt, wodurch jeweilig Strangimpulse mit Start-Null und Stop-Null Ausgängen HF und 11 G erzeugt werden. Die Ausgänge HF und HG werden zusammen mit den niedrigen und hohen Schwellwertsignalen HC und HD einem verzögerungsfesten Autokorrelator 143 zugeführt. Die Signale HF und HG werden intern in entsprechenden Autokorrelatorschaltungen, welche weiter unten beschrieben sind, verarbeitet. Niedrige und hohe Schwellwertsignale HC und HD definieren schmale Auftastimpulse, während welcher die Start- und Stopsignale HM und H"O" getriggert werden, wodurch ein genauem Timing für die vorderen und hinteren Flanken des Strangausgangsimpulses IIP erfolgt.

Wie oben angegeben, kann das Signal auf der Leitung 34 der elektronischen Kamera 31 elektrische Störgeräusche aufweisen. Dies kann ein hochfrequentes Rauschen mit geringer Amplitude sein, welches häufig magnetisch im elektronischen Kamerasignal durch einen hochstromigen, SCR-gezündeten Walzenantriebsregler, welcher in der Nähe der elektronischen Kamera 31 angeordnet ist.

909808/0645

Ohne einen verzögerung,sfesten Autokorrelator '143 wird dieses Rauschen ein falsches Triggern des Strangausgangsimpulses IIP verursachen. Wenn beispielsweise ein Wechsel des Kamerasignals HA eine erste differenzierte Spannung HB geringer als ein -3 Volt Schwellwert des Detektors 138 erzeugt, würde ein niedriges Schwellwertsignal HC ermöglicht werden, welches es dem Null-Durchgangsdetektor 141 erlaubt, ein Strangausgangsimpuls-Starttriggersignal zu erzeugen. Da der Verstärkungsfaktor der Differentiationsverstärker 137 und 140 mit der Eingangsfrequenz anwächst, kann ein hochfrequentes Rauschen mit geringer Amplitude ein Ausgangssignal HB am ersten Differentiationsverstärker erzeugen, welches geringer ist, als die -3 Volt Schwellwertspannung des Detektors 138. Das ist genau das, was in einem Walzwerk ohne Vergrößerung des den Strangimpuls erzeugenden Schaltkreises erfolgen würde.

Aus diesem Grund enthält der in der Rechnereinheit 108 für den Rohkameraimpüls enthaltene verzögerungsfeste Autokorrelator 143 jeweilig separate Autokorrelatorstrangimpuls Start- und Stopschaltkreise 144 und 145 (Fig.10). Die Start- und Stopkreise 144 und 145 für . den Strangimpuls dienen dazu, die zum zweiten Mal differenzierten Signale HE, welche durch hoch frequentes Rauschen erzeugt sind, von jenen zu unterscheiden, welche durch gültige Strangimpuls

909808/0645

signale erzeugt worden sind. Während der abfallenden Flanke des Kamerasignals HA steigt das zweite differenzierte Signal HE für ungefähr 10 Mikrosekunden auf eine positive Spannung, bevor es auf eine negative Spannung schwingt. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist diese Einzelheit nicht in dem in Fig., H dargestellten wellenförmigen Signal HE gezeichnet = Die Null—Durchgangsregistrierung des zweiten differenzierten Signales HE durch die Detektoren 141 und 142 stellt den Triggerpunkt für die Start und Stop Strangimpulse der Signale HM und ll"0" dar, wodurch die vorderen und hinteren Flanken des Strangausgangsimpulses HP gebildet werden.

Die Autokorrelator-Start- und Stop-Schaltkreise 144 und 145 nehmen Nutzen^Lvon der - jeweiligen 10 Mikrosekunden dauernden Anstieg- und Abfallperiode des zweiten differenzierten Signales HE. Dies wird durch die Erzeugung der den Start und Stop ermöglichenden Autokorrelatorsignale HL und HN, wie unten beschrieben, ermöglicht. Das Autokörrelatorstartsignal HL wird erzeugt, sobald das zweite differenzierte Signal HE für wenigstens eine Hälfte dieser 10 Mikrosekunden dauernden Periode.kontinuierlich positiv ist, bevor es ins Negative abfällt. In ähnlicher Weise wird das Autokorrelatorstopermöglichungssignal HN dann erzeugt, sobald das zweite differenzierte Signal 11E (second differentiated signal) für wenigstens eine Hälfte der 10 Mikrosekunden Periode kontinuierlich negativ ist, bevor es ins Positive schwingt.

909808/0645

Die Autokorrelator Start- und Stopsignale HL und UN sind mit jeweiligen niedrigen Schwellwertsignalen lic und HD und Strangimpuls Start und Stop Null-Durchgangssignalen HF und HG in den Schaltungen 144 und 145 logisch UND-verknüpft, um Strangimpuls Start- und Stopsignale HM und H¹¹O" zu erzeugen. Diese Signale verursachen die präzise Erzeugung des Strangausgangsimpulses HP. Es wird nun offensichtlich, daß ein hochfrequentes Rauschen, welches jeweils positive und negative Ablenkungen des zweiten differenzierten Signals HE von weniger als 5 Mikrosekunden Dauer verursacht, nicht Autokorrelator Start- und Stopsignale HL und HN erzeugen wird und somit ein Triggern des Strangausgangsimpulses HP verhindert.

Mit Bezug auf Fig.10 wird im nachfolgenden die Arbeitsweise der Autokorrelatorstrangimpulsstartschaltung 144 beschrieben. Die Arbeitsweise der Autokorrelatorstrangimpulsstopschaltung 145 ist zur Schaltung 144 identisch mit Ausnahme, daß sie auf ein zweites differenziertes Signal HE antwortet, welches 10 Mikrosekunden lang negativ ist, bevor es ins Positive steigt. Beide Schaltungen 144 und 145 verwenden konventionelle Logikglieder.

Das niedrige Schwellwertsignal HC wird im Verstärker 146 invertiert und auf einen der drei Eingänge des NAND-Gatters 147, wobei das letztere das Startsignal HM für den Strangimpuls unter geeigneten logischen Zuständen ergibt.

909808/0645

Das StrangimpuIs-Start-Null-Durchgangssignal 11F wird in einen Schmitt-Trigger 148 gegeben und im Verstärker 149 umgewandelt, wodurch das Triggersignal HH erzeugt wird, welches zum NAND-Gatter 147 und zu einer einstufigen Verzögerungsvorrichtung 150 (one-shot delay device) ein negativer . Stufenübergang des Signales HH triggert die einstufige Verzögerungsvorrichtung 150, welche einen logischen "1" Impuls 111 für 5 Mikrosekunden am Q-Ausgang und einen logischen "O" Impuls HJ für 5 Mikrosekunden am Q-Ausgang erzeugt. Der Impuls HI wird auf einen der beiden Eingänge des UND-Gatters 151 geführt. Der Ausgang des Schmitt-Triggers wird auch auf den anderen Eingang des UND-Gatters

151 sowie auf den Reset-Eingang des Flip-Flops

152 gegeben. Der Impuls HJ wird dann auf den Clock-Eingang des Flip-Flops 153 geführt. Das hohe Schwellwertsignal HD wird auf den Dateneingang des Flip-Flops 152 gegeben, um die Autokorrelator-Startschaltung 144 während der abfallenden Flanke des Kamerasignales HA auszulösen und diese Schaltung während der ansteigenden 'Hanke des Signals HA zu sperren„

Falls das Signal HA negativ wird, geht der Eingang des Inverters 149 ins Positive. Dieser Übergang ins Positive nimmt den Reset-Zustand am Flip-Flop" 152 weg und gibt eine logische "1" auf einen Eingang des UND-Gatters 151= Das Gatter 151 wird nun den Impuls Hl zum Clock-Eingang des Flip-Flops 152 geben,wodurch ein logischer "1"-Impuls HK am Q-Ausgang erzeugt wird. Nach einer

909808/0645

Verzögerung von 5 Mikrosekunden wird der Verzögerer 150 abschalten, wodurch der Ausgang Q seinen Zustand ändert und auf einen logischen "1"-Impuls IU gesetzt wird. Dies clocked auch den Eingang des Flip-Flops 153, dessen Dateneingang durch das Signal 11K vom Q-Ausgang des Flip-Flops 152 gespeist ist.

Falls das Signal 11K eine logische "1" ist, wird der Ausgang Q des Flip-Flops 153 gestellt und erzeugt das Startauslösesignal 11L. Das Signal llL, welches vom Signal HH erzeugt worden ist, wird logisch mit den Signalen HH und HtZ, dem invertierten niedrigen Schwellwertsignal im NAND-Gatter 147 verknüpft, um das Strangimpuls-Startsignal HM zu erzeugen. Daraus wird erkennbar, daß ein Strangimpulssignal verzögert, dann mit sich selbst verknüpft wird, um eine verzögerungsfeste Autokorrelationsfunktion auszuführen.

Falls während der durch die einstufige Verzögerungsvorrichtung 150 gesteuerte 5 Mikrosekunden Periode der Ausgang des Schmitt-Triggers tiefer geht und damit angibt, daß das zweite differenzierte Signal 11E zu knapp ist, um ein gültiges Strangsignal zu sein, geht die Rückstellung des Flip-Flops 152 hinunter, und zwingt das Signal HK auf eine logische ¹¹O". Wenn die Verzögerungsvorrichtung 150 nach 5 Mikrosekunden abschaltet, wird das Signal -HJ das Flip-Flop 153 mit seinem Dateneingang auf einen niedrigen Zustand docken. Dies zwingt den Q-Ausgang des Flip-Flops 153 auf eine logische "0" und verhindert eine weitere Verarbeitung des Strangsignales.

909808/0645

Die Verzögerungsvorrichtung 150 ist derart re-triggerbar, daß sie aufeinanderfolgende Triggerimpulse HH aufnehmen kann_e Falls die mehrfachen Triggerimpulse mit kurzer Dauer von weniger als 5 Mikrosekunden die einstufige Verzögerungsvorrichtung 150 triggern, bleibt das Signal 111 des Q-Ausgangs für alle Impulse hoch und schaltet 5 Mikrosekunden nach dem letzten Triggerimpuls schließlich abc Das UND-Gatter 151 gestattet dem Flip-Flop 152 sich selbst bei jedem Impuls zurückzusteuern, (re-clock). Da der Ausgang der Verzögerungsvorrichtung 150 während dieser vervielfachten Triggerimpulse kontinuierlich hoch bleibt, garantiert die Verknüpfung des Signales 111 mit dem Schmitt-Triggerimpuls im UND-Gatter 151, daß die Clock-Leitung am Flip-Flop 152 bei jedem Triggerimpuls einen logischen Übergang vom "O"-Zustand zum "!"-Zustand ausführt=

Wie oben angegeben, ist die Strangimpuls-Stopschaltung 145 identisch zur Schaltung 144 mit der Ausnahme, daß die Stopschaltung durch ein kontinuierlich negatives zweites differenziertes Signal 11E, bevor es ins Positive schwingt, getriggert wird. Dadurch wird erkennbar, daß der Inverter= 154, das NAND-Gatter 155, der Schmitt-Trigger 156, der Inverter 157, die einstufige Verzögerungseinrichtung 158, das UND-Gatter 159, der Flip-Flop 160 und der Flip-Flop 161 die gleichen Konstruktions- und Betriebsmerkmale wie ihr Gegenpart in der Schaltung 144 aufweisen. Deshalb erübrigt sich eine Erklärung dahingehend, wie das NAND-Gatter 155 das Strangimpuls-Stop-Signal ll"O" erzeugt.

909808/064S

,- 64 -

Nachdem nun sowohl das elektrische Rauschen im Rohkameraimpulssignal und das durch die Differentiationsverstärker 137 und 140 erzeugte Rauschen eliminiert sind, definieren nun die Strangimpuls-Start- und Stopsignale UM und 11¹¹O", welche in den jeweiligen Schaltungen 144 und 145 erzeugt sind, das Timing der vorderen und hinteren Flankendes Strangimpulses in Bezug auf die Strangränder 82 und 83. Deshalb werden die Signale UM und ll"O" jeweilig auf die Set- und Reset-Eingänge des Flip-Flops 162 geführt. Ein invertierter Auftastimpuls ÜF (Fig.8), welcher vom Auftastimpulsgenerator 100 zugeführt worden ist, wird auf den Clock-Eingang des Flip-Flops 162 gegeben. Der Größeneingang des Flip-Flops 162 ist mit 0-Volt verbunden. Dies ermöglicht, daß die Vorrichtung 162 den Strangausgangsimpuls lediglich während der Gegenwart eines Auftastimpulses 8F erzeugt. Die Breite und der Zeittakt des Auftastimpulses unterscheidet sich in den Strangmeßoperationen gegenüber den Eichoperationen, wie bereits oben angegeben.

Während der Strangmeßoperationen gibt der Q-Ausgang der Vorrichtung 162 einen genauen Strangausgangsimpuls IIP, dessen vordere und hintere Flanken frei von Rauschen sind und genau die Querabmessung des Stranges 10 angeben. Während der Eichoperationen, wo der Computer 27 die Programme RTMASK oder LFTMSK auswählt, wird der Strangimpuls IIP genau die Abmessungen der rechten und linken Maske 94 und 95 definieren.

Die AGC-Schaltung 109 (automatischer Schwundausgleich) für den Fotomultiplier (P.M.) Abschnitt der Bildsondenröhre 90 ist in Fig.12 dargestellt.

909808/0645

Die P.M.-AGC-Schaltung 109, welche ein wesentliches Bauteil der selbst-abgleichenden Meßschleife 107 ist, umfaßt einen Komparator 163, einen geschalteten Integrator 164 und einen Steuerverstärker 165» Der Verstärker 165 betreibt die Hochspannungsquelle 111 für den P.M.-Abschnitt mit einer geschalteten variablen Steuerspannung über die Leitung 110« Die geschaltete variable Steuerspannung wirkt als automatischer Schwundausgleich für die Röhre 90» Dies erfolgt durch Variieren der Hochspannungsquelle 111 zur Aufrechterhaltung eines Anodenstromes in der Röhre 90 auf einem konstanten Bezugswert .

Das gepufferte Kamerasignal 11A wird durch den Summierwiderstand 166 zur Summierverbindung 167 auf einen Eingang des Komparators 163 gegeben» Die Summierverbindung 167 ist begrenzt auf positiv gehende Eingänge durch die Diode 168= Eine Komparatorbezugsspannung von der Quelle 169 wird am Schiebepotentiometer 170 eingeregelt, um den Strangimpuls zu versetzen und einen Nominalwert des geschalteten Steuersignals abzugeben, der schließlich die Hochspannungsquelle 111 auf einen nominalen Verst'ärkungswert setzt»

Der gepufferte und versetzte Strangimpuls an der Summierverbindung 167 wird auf den elektronischen Schalter 171 im Schaltintegrator 164 gegeben= Der Auftastimpuls 8F und der invertierte Strangimpuls IIP werden im UND-Gatter 172 logisch verknüpft, um einen AGC-Austastimpuls 8G zu erzeugen (Fig.8). Sobald ein Auftastimpuls vorhanden ist und ein Strangimpuls fehlt, verursacht der AGC-

909808/0645

Austastimpuls 8G, daß über den elektronischen Schalter 171 Strom auf den Integratorverstärker

173 geführt wird, um den Integrierkondensator

174 aufzuladen. Wenn beide Auftastimpulse 8F und der Strangimpuls IIP vorhanden sind, öffnet der elektronische Schalter 171 und läßt zu, daß der Integratorausgang an der Verbindung 175 einen Nominalwert am Eingang zum Steuerverstärker 165 aufrechterhält.

Der Steuerverstärker 165 besteht aus einem Summierwiderstand 176, welcher an einem Ende mit dem Ausgang der Integratorverbindung 175 und am anderen Ende mit dem Eingang des Operationsverstärkers 177 verbunden ist. Ein Rückkopplungswiderstand 178 steuert die Verstärkung des SteuerVerstärkers 165. Eine Zener-Diode 179 begrenzt den Verstärkungsfaktor des Steuerverstärkers 165 derart, daß er eine zu hohe geschaltete Steuerspannung auf der Leitung 110 hervorruft, die die Hochspannungswelle 111 überlasten würde. Kurz zusammengefaßt, wenn also ein AGC-Austastimpuls 8G fehlt, wird das gepufferte Kamerasignal 11A durch die AGC-Schaltung 109 geleitet und verändert ^;die Hochspannungszuführung 111 des P.M.-Abschnitts. Bei Gegenwart eines AGC-Austastimpulses wird das Signal 11A gesperrt und de"r Ausgang der P.M.-AGC-Schaltung 109 auf einen konstanten Bezugswert aufrechterhalten, welcher durch die Ladung .am Kondensator 174 im Integrator 164 bestimmt ist.

909808/0645

Der Größen- und Lageakkummulator 118 ist in Fig. 13 dargestellt, wobei auf Fig. 8 bezogen ist und auf das Zeitdiagramm in Fig. 11. Im vorliegenden Strangmeßsystem wird die zum Computer 27 geführte unkorrigierte digitale Stranggrößen- und -lage,angabe - ähnlich der unkorrigierten, am Indikator 115 angezeigten digitalen Stranggrößenangabe ausgebildet, jedoch davon separat und unabhängig. Der Akkummulator 118 ist mit einem Steuergatter 180 ausgebildet, welches den Strangimpuls IIP, den Clock-Impuls 8A, den Clock-Reset-Impuls 8D und den schnellen Strobe-Impuls 8H in der Stranggrößenakkummulatorschaltung 181 und der Stranglageakkummulatorschaltung 182 assimiliert. Die Schaltung 182 bestimmt die Mittellinie des Stranges irgendwo im Sichtfeld der Kamera«, Beide Schaltungen 181,' 182 sind durch den Clock-Reset-Impuls 8D synchronisiert und beide sind durch den schnellen Strobe-Impuls 8H bei jeder vollständigen Kipperiode gest'robedc

Das Steuergatter 180 reagiert auf die Vorder- und Rückflanke eines jeden Strangimpulses IIP und dividiert die Anzahl der Clock-Impulse 8A durch zwei,

welche während der beiden Strangimpulse auftreten, die während der Auf-und Abhalf ten des Kippzyklus vorhanden sind. Das Steuergatter 180 richtet diese Clock-Impulse auf den Clock-Eingang des 14-bit Binärzählers 183 in der Stranggrößenschaltung 181, wo eine Zählung der beiden Strangimpulse dividiert durch zwei registriert wird. Am Ende eines ersten Kippschwingzyklus wird diese Größenimpulszählung im Zähler 183 auf den Daten-

909808/0645

eingang des 14-bit Binärsperrglieds 184 übertragen, vorausgesetzt, daß ein schneller Strobe-Impuls 8H auf den Clock-Eingang des Sperr— glieds gegeben worden ist. Ab Beginn des zweiten Zyklus wird der Zähler 183 durch den Clock-Reset-Impuls 8D gelöscht und ist bereit zu einer neuen Impulszählung.

Eine 14-bit Digitalgröße, welche die unkorrigierte Stranggröße zwischen den Strangrändern 82 und 83 darstellt, vom ersten Kippschwingzyklus wird im Sperrglied 184 für einen zweiten Kippschwingzyklus gespeichert. Während des zweiten Kippschwingzyklus wird diese Angabe über eine Leitung 119 zur Korrektur gemäß dem Computerprogramm CMPNST (unten beschrieben) auf den Computer 27 gegeben. Am Ende des zweiten Kippschwingzyklus .wird die Angabe des Zählers 183 durch den Impuls 8H in' das Sperrglied 184 (latch) eingetastet, wodurch sich der Zyklus wiederholt. Das Zählen der Stranggroßenimpulse erfolgt immer einen Kippschwingzyklus vor der gesperrten Stranggrößenangabe im Stranggrößenakkummulator-Schaltkreis 181.

Das Steuergatter 180 erfaßt auch die erste Flanke des Strangimpulses IIP bei 185 während der Aufwärtshälfte eines Kippschwingzyklus und die erste Flanke des Strangimpulses IIP bei 186 während der Abwärtshälfte desselben Kippschwingzyklus , wie aus Fig". 8 ersichtlich. Das Steuergatter 180 bestimmt den Kippschwingtakt zwischen den Vorderflanken 185 und 186 des Impulses. IIP

903808/0645

und dividiert diese Zeit durch zwei, wodurch die hierin als Strangmittellinienlage-.Kippschwingzeit(größe) erstellt wird. Zusätzlich umfaßt das Steuergatter 180 auch eine Strangpositionzeitbasis, welche durch Division der Kette der 12 MHz Clock-Impulse 8A durch einen Faktor 160 im Frequenzteiler 187 gebildet worden ist, wodurch 8A/160 Clock-Impulse erzeugt werden. Die 8A/160 Clock-Impulse werden auf den Clock-Eingang des 8-bit Binärzählers 188 im Stranglagenakkummulator 182 für die~ Dauer der Strangmittellinienlage-Kippschwingzeit geleitet. Die im Zähler 188 registrierte Zahl reprä.sentiert die Lage der Mittellinie des Stranges 10, welcher sich irgendwo im Kamerasichtfeld befindet. Diese Lage der Mittellinie des Stranges wird vollkommen unabhängig von der Stranggrößenmessung bestimmt, welche im Größenakkummulator 181 oder sonstwo erfolgt.

Am Ende eines ersten Kippschwingzyklus wird die im Zähler 188 gezählte Zahl auf den Dateneingang des 8-bit Binärstellgliedes 189 gegeben, vorausgesetzt, ein schneller Strobe-Impuls 8A wurde auf den Clock-Eingang des Sperrglieds gegeben. Am Beginn des zweiten Zyklus wird.der Zähler 188 durch den Clock-Impuls 8D gelöscht und steht für eine neue Zählung der Impulse für die Lage der Strangmittellinie bereit.

Eine · '8-bit Angabe, welche die Lage der Strangmittellinie im Kamerasichtfeld angibt, wird im Sperrglied 189 für einen zweiten Kippschwingzyklus gespeicherte Während des zweiten Kippschwingzyklus

909808/OS4S

wird diese Angabe über die Leitung 120 auf den Computer 27 gegeben, wo sie zur Durchführung von optischen Fehlerkorrekturen der Stranggrößenangabe im Akkummulator 181 unter dem Computerprogramm CMPNST (unten beschrieben) verwendet wird. Am Ende des zweiten Kippschwingzyklus wird der Zähler 188 in das Sperrglied 189 durch den Impuls 8H eingetaktet, wodurch der Zyklus wiederholt wird. Das Zählen der Impulse für die Lage der Strangmittellinie folgt immer einem Kippschwingzyklus vor der Angabe im Strangpositionakkummulator 182.

Der Strangpositionakkummulator 182 dividiert eine-Hälfte eines Kippschwingzyklus in 256 Teile von 0.046 mm pro Teil. Die optische Mittellinie des Kamerakopfes 131 befindet sich beim 128. Teil. Die Teile zusammen ergeben_L10.404 cm der Y-Achsen Abtastung aufgegeben auf die Y-Achsen-Ablenkspule mit einem verwendbaren Sichtbild von etwa 7,62 cm. Das nicht-verwendbare Sichtbild beträgt 2,784 cm, die Wegstrecke, die die Y-Achsen-Ablenkspule den oberen und unteren Rand der Fotokatodenelektrode 91 überstreicht.

In Fig. 14 ist ein Blockdiagramm des Computers angegeben. Der Computer 27 ist ein Digitalsystem und programmiert, die verschiedenen unten beschriebenen Funktionen auszuführen. Hierfür kann ein im Handel erhältlicher durch Fortran programmierbarer oder fest verdrahteter Minicomputer verwendet werden. Der Computer 27 kann aber auch in eine Computeranlage für die gesamte Walzanlage eingegliedert sein. Als Beispiel für einen Computer

909808/0645

wird ein von der Firma Westinghouse Electric Company, U.S.A., hergestellter Computer des Modells W-2500 erwähnt.

Der Computer 27 ist mit konventionellen Bauteilen ausgerüstet, einschließlich eines Eingangspuffers 190, eines Ausgangspuffers 191, eines Plattenspeichers 192, . Plattenschalter 193 sowie eines Kernspeichers 194, wobei alle über verschiedene Kanäle mit der Datenverarbeitungseinheit 195 in Verbindung stehen. Die Operationen des Computers 27 werden sequentiell gemäß off-line und on-line Computerprogrammen 196 gesteuert. Dies umfaßt die in den Fig.,15 und 16 dargestellten Computermappen 197, die Dienstprogramme 198, Strangmeßdatenprogramm 199, die Kompensationsprogramme 200, das Eichprogramm 201, die Rekalibrierprogramme 202 und^Ldie Histogrammprogramme 204, welche alle unten beschrieben sind«

Alle Verbindungen mit dem Strangmeßsystem Computer von außen folgen über den Eingangspuffer 190, welcher eine Einrichtung zum Umwandeln von analogen und digitalen Signaleingängen in die Digitalform aufweist. Diese durch Kabel oder Leitungen in den Computer geführten Signale umfassen: die Kameraelektronik 35 über die Leitung 36, den Detektor für heißes Metall über den Draht 58, die Strangtemperatur 50 über die Leitungen 53, 54, die Strangzielgröße 42 über den Draht 43, die Strangzusammensetzung 44 über den Draht 45, andere Größen 46 über die Leitung 47, das Steuersystem 67 über die Leitung 68, die CRT-Datensteile 60 über die Leitung 61 und der Druckterminal 63 über die Leitung 64„

909808/0645

Alle Verbindungen des Computers 27 mit Außenstellen erfolgen über einen Ausgangspuffer 191, welcher auch eine Einrichtung zum Umwandeln von Ausgangssignalen in Digital-und Analogform umfaßt. Diese Signale umfassen: Steuersystem 67 über die Leitung 66, und die Kameraelektronik 35 über die Leitung 37.

Einzelne Leitungen in .Signalkabeln sind durch die Zeichnungen hindurch verwendet worden, wobei diese gemäß ihrer Quelle und Funktion, wie oben beschrieben, verkabelt worden sind.

Die CRT-Datenstelle 60 beinhaltet ein Tastenfeld zur Einwirkung des Operators auf den Computer 27.

Ebenso umfaßt die Datendruckstelle 63 eine Tastatur für die Einwirkung des Operators auf den Computer Ein Computerausdruck 65 der Datendruckstelle 63 umfaßt eine Kurve der Strangdurchmesserabweichung, sowie unten angegebene Tabellen.

Generell ist es für beide Datenendstellen 60 und zulässig, dieselben Daten aufzuzeichnen. Alle Einwirkungen über das Tastenfeld erfolgen durch mnemotechnische Programme, wie beispielsweise das folgende: - ^:

909808/0645

Off line - Meßsystem Mnemotechnik wie folgt:

HS - HISTOGRAM FOR EACH HEAD .

MP ·- BUILDS-FIELD OF VIEW COMPENSATION MAPS CL - PERFORMS A CALIBRATION CHECK ON LEFT AND RIGHT MASKS TY - PRINTS MAPS, SLOPE & OFFSET FACTORS, AND MASK VALUES OF - ALLOWS ENTRY OF SLOPE·AND OFFSET CORRECTION FACTORS ZE - ZEROES ALL MAPS AND CORRECTION FACTORS !!ICAUTION!I!

LF - LEFT MASK PRIFT TEST " ·

RT - RIGHT MASK.DRIFT TEST <ALSO ALLOWS ENTRY OF WINDOW) TR - DISK TRANSFER OF GAGE COMMON TO CONTROL SYS. AREA XT - EXITS TO MONITOR AND ATTEMPTS TO WRITE COMMON AREA CONTAINING MAPSj SLOPE AND OFFSET CORRECTION FACTORS, MASK VALUES, AND WINDOW VALUES TO THE DISK₈ THE DISK FILE WILL ONLY BE UPDATED IF DISK SWITCH 12 IS UP« THIS FILE IS READ FROM THE DISK WHEN THIS TASK IS CALLED BY THE MONITOR.

Die Plattenschalter 193 beinhalten mit "Schalter 10" und "Schalter.12" in den nachfolgenden Programmen bezeichneteSchalter. Diese Schalter müssen auf "Schreibauslösung" gestellt werden, um die Programme oder Daten auf den Plattenspeichern fortzuschreiben«,

Die nachfolgende Tabelle gibt die einzelnen und

die Gruppen von Programmen an, welche mit den hierin

verwendeten Computerprogrammen 196 verbunden sind»

909308/0848

COMPUTER PROGRAMM¹·/

IDENTIFIKATION	OFF-LINE	-	ON-LINE

.MAPPEN (19 7)	X
DISC MAP	X	X
CORE MAP
DIENST-PROGRAMME "M98>
IDL HANDLER	X	X
M: IDL	X	X
CD:IDL	X	X*
EB:IDL	X
GAGTSK	X
SUBCLL	X
GAGTRN
-STRANGMESSDATENPROGRAMM—L189)	X	X
GAGEIN
KQMP_ENSA.TIQNSPROGRAMME (200)	X
GAGMAP	χ-
CORDAT	X
ZERO	X
MAPRNT	X	X
GAGTPC	X	X
CMPNST
EICHPRO.GRAMM ~ί2ΌΐΓ	X
CALIBR
jNACHEICHPKO.GRAMM ("202)	X
RTMASK		X
GAGRCL	X
LFTMSK
.HrSTDGRAMMPROGRAMM (204)		X
GAGHST
histogramm; Nahtstelle mit		X
STEUERSYSTEM

909808/0645

MAPPEN (197)

DISC MAP, siehe Fig. 15: Programm-Adresse im Plattenspeicher 192.

CORE MAP, siehe Fig„ 16s Programm-Adresse im hexadezimalen Kernspeicher 194_O

DIENSTPROGRAMME (198)

(SERVICE PROGRAMS)

IDL-Handler, M:IDL Programm handhabt alle Datenübertragungen zwischen der IDL Hardware (Kanäle 30 und 32) und im Meßdateneingang- programm GAGEIN. Es wirkt mit dem IDL Hardware über den IDL Kanal-Driver CD;IDL zusammen. Ein doppeltes Puffer-Programm wird zur Beschleunigung der Gesamtübertragungszeit durch Inititiation einer zusätzlichen IDL-Übertragung auf beiden Kanälen zu einem zweiten Datenpufier gerade vor Austritt aus dem Handler verwendete Auf diese Weise können Daten durch die IDL Hardware in diesen zweiten Puffer unter Verwendung von SRI's (service request Interrupts) übertragen werden, ausgeführt im außer-Sequenz Bereich während die Meßsoftware die Angaben vom ersten Puffer verarbeiten.

Sobald diese Verarbeitung ausgeführt ist, wird der Handler wieder eingebracht. Falls die Datenübertragung auf den zweiten Puffer nicht vollständig ist, wird der Task ausgesetzt bis das IDL externe MACRO tieim Programm zwei Puffer-Überlaufunterbrechungen erfaßt. Der Task wird

909808/0645

aufgenommen durch das IDL externe MACRO Programmteil EB:IDL, sobald 2 PufferÜberläufe gezählt worden sind. Falls die Datenübertragung auf den zweiten puffer vollständig ist, oder nachdem der Task durch das EB:IDL aufgenommen (is unsuöpended ist, werden die Puffer effektiv geschaltet und eine Datenübertragung unter Verwendung des Puffers 1 wird begonnen und es erfolgt ein Ausgang aus dem Handler. Die Meßsystem Software bearbeitet nun die Daten im p.uffer 2 und wiederholt die oben angegebene Sequenz.

Ein Zeitgeber mit einer 0,5 Sekunden Zeitsperre wird eingestellt vor Beginn einer jeden IDL-Übertragung.Falls zwei Pufferüberläufe nicht innerhalb dieser Zeitperiode zurückgebracht sind, wird das Clock-Programm das Task wieder aufnehmen und setzt die variable ISTAT=I, um einen Zeitsperrfehler der IDL-Übertragung anzugeben.

Durch diese Routine wird die variable IBUF eingestellt, um anzugeben, welcher P'.uffer, nämlich 1 oder 2, Daten vom letzten IDL-Transfer enthält. Die variable IRSTRT muß anfänglich durch das Anruf-Task derart auf 0 gestellt werden, daß diese Routine weiß, wann die Eingabe * zum ersten Mal gemacht worden ist. Wenn IRSTRT=O ist, wird der doppelt puffernde Mechanismus initialisiert. Diese Routine setzt dann IRSTRT=I, um anzugeben, daß die doppelt puffernde Operation im Laufen ist.

909808/0645

Falls die Eingabe auf den Handler mit IRSTRT=-1 gemacht ist, wird ein IDL Fehlkommentar auf beide IDL Kanäle zum Stoppen irgendeines sich in Betrieb befindlichen Übertrags abgegeben» Dieser Befehl wird üblicherweise durch das Anruf-Task inititiert , bevor ein Rufausgang getan-wird, so daß alle IDL-Transfers gestoppt werden.

Diese Routine ruft den IDL-Kanal-Driver CD:IDL und verwendet die IDL externe MACRO Routine EB:IDL. Deshalb müssen diese Routinen mit dem IDL Handler M:IDL verknüpft werden.

Der IDL Handler, die CD:IDL Routine wird zur Datenübertragung von den Steuerblöcken (HCB) des Handlers, welche im IDL Handler MsIDL definiert sind zur IDL Hardware (Kanäle 30 und 32). Die. Steuerung wird auf diese Routine durch Belastung der Adresse des HCB in das B-Register und Sprung auf CD:IDL (CD:IDL muß extern erklärt werden) übertragene Das HCB ist eine 9-Wort Tabelle des folgenden Formats:

90 9808/0645

Wort
Nr.

Erklärung

Beispiel mit Kanal 30

0 Gesteuerter Puffereingang IDL Code

1 Abbruch IDL Code

2 Rückkehr Adresse - 1

3 " leer

4 Puffereingang IDL Code

5 Kernspeicherstelle enthaltend Addr. zu Daten

6 Anzahl zu übertragender Worte

7 Adresse des Datenpuffers

8 SRI Adressenvektor

(100+SRI χ 2)

DAT X'B30' DAT X'F30^f ADL RTRl-I DAT O
DAT X'530'

DAT X¹IlFB' DAT 20
SIZE 1

DAT 354

Diese Routine oder auch Unter-Programm führt unter Verwendung der HCB-Tabelle drei Funktionen aus. Erstens, ein Abbruch-Code (HCB-Wort 1) ist auf dem I/O (Eingang/Ausgang) Untersystem ausgesandt. Die niedrigeren 7 bits dieses Worts definieren die zu unterbrechende Kanalnummer. Zweitens ein gesteuerter Puffereingang (HCB-Wort 0) wird auf als I/O Subsystem ausgesandt. Dieses Kommando initialisiert das IDL-Hardware auf dem gewählten Kanal. Drittens, der gepufferte Eingangs-Übertragungs-Code wird auf dem I/O Subsystem zur

909808/0645

Initiieruhgdes Daten-Transfers ausgesandt. Diese Daten werden in dem Kernspeicher vom ausgewählten IDL-Kanal über SRI transferiert. Die durch das SRI verwendeten Programmschrittzähler und Zähler werden durch diese Routine unter Verwendung von in die HCB's eingespeisten Daten eingestellt.

IDL-Handler, EBrIDL Routine wird durch die POS/1 SRI Routine für Puffer Überlauf in out-of-sequence Instruktionsbereich in Reaktion auf Ruffer-Überlaufunterbrechungen gerufen, welche auftreten, sobald ein gepufferter Eingangsdaten-Transfer auf irgendeinem der IDL-Kanäle 30 und 32 vervollständigt ist. Jeder Eingang zu dieser Routine verursacht die Inkrementierung des Puffer-Überlaufzählwortes (ECB7) im externen MACRO Steuerblock. Wenn diese Zählung 2 erreicht·ist, wird das Task, welches durch den IDL-Handler M:IDL eingestellt war, wieder aufgenommen» Falls diese Zahl nicht 2 ist, erfolgt eine Rückkehr zur POS/1 Puffer-Überlauf Ausgangroutine M:BOX und der Zustand des eingestellten Task wird geändert. Somit der IDL-HandlerM:IDL Daten von beiden vier · IDL-Kanälen anfragt, .löscht er die Puffer-Überlaufzählung und setzt das Task aus. Es wird wieder eingesetzt, sobald die IDL externe MACRO Routine zwei vollständige P'uffer-Überlaufunterbrechungen zählt.

GAGTSK, ein plattenresidentes Task (Task 20) ist ein Off-line Task, welches so ausgebildet ist, daß es plattenresidente Offlinemeßunterprogram-n Overlays in den Kernspeicher liest und die Steuerung auf diese überträgt.

909808/0645

GAGTSK ruft eine besondere Subroutine in den Kern in Reaktion auf Mnemo-technische Parameter, welche durch den Operator über das Subroutine Caller Overlay SUBCLL, welches unten beschrieben ist, aufgegeben worden ist. Alle Programme und ihre Mnemo-Techniken sind in der Tabelle der Subroutine SUBCLL beschrieben. GAGTSK transferiert auch eine plattenresidente Zentralfläche in den Kern und schreibt, falls der Plattensectorschalter 12 auf Schreiben gestellt ist, die ergänzte Zentralfläche zurück auf die Platte, sobald es vom Task austritt.

Ein off-line "in Arbeit" (busy) Merker IGAGOF wird auf den Eingang zu diesem Task gesetzt und nach Ausgang gelöscht.

Mit dem SUBCLL, einer plattenresidenten Subroutine als Overlay, welche im Offl.ine modus betrieben wird, kann ein Operator mit dem Meß-off-line-System zusammenwirken, um irgendeines der verfügbaren Off— line-Strangdurchmessermeßprogramme ablaufen zu lassen. Es wird von der Platte zum Kern transferiert und durch das Off-line-Meßtask GAGTSK (Task 20) über eine Monitor-Platten-Lese-und-Übertragung-Steuerroutine des Systems bedient. Über einen Operator eingegebene Mnemo-Technik bestimmt Subroutine-Platten-Sektoren, welche als Subroutine-Parameter zu GAGTSK zurückgegeben werden, welches seinerseits transferiert und das gewünschte Subroutine-Overlay leitet. Die Subroutine-Funktionen sind in dieser Programmauflistung beschrieben und für den Operator in Reaktion auf seine Anforderung nach Unterstützung verfügbar.

909808/0645

λ - 81 -

Das GAGTRN Programm läuft im Off-line Meßsystem. Es transferiert einen 572 Wort-Struktur-Meßblock von einer vorbestimmten Plattenfläche zu einer anderen und für das Steuersystem 67 bestimmten Fläche. Es führt einen Platten-Kern-Platten-Transfer unter Verwendung der zentralen Meßspeicherfläche für die Zwischenspeicherung durch. Der Plattenschalter 10 muß für das Schreiben eingestellt werden.

Nachfolgend wird auf das Strangmeßdatenprogramm (191) eingegangen. GAGEIN, eine zusätzliche Subroutine, wird immer an irgendeine Subroutine angehängt, welche Strangmeßdaten erfordert. Es ruft ein IDL-Handler (M:IDL, CD:IDL, EB:IDL), auch angehängt, um die Strangposition und die Durchmesserangabe zu erlangen, und die Kompensier-Subroutine (CMPSNT), auch angehängt, falls eine Kompensation erforderlich _List_o Es mittelt die guten zurückgebrachten Ablesungen, sowohl Strangposition und Durchmesser, kalkuliert Abweichungen und lagert die Ergebnisse in zentralen Tabellen» Genauigkeitstests werden durchgeführt und erforderlichenfalls Fehlerkennzeichen gesetzt=

Nachfolgend werden die Kompensationsprogramme (200) beschrieben.

GAGMAP, ein plattenresidentes Unterprogramm als ein Overlay, wird im Off-line Modus betrieben, welches eine Kompensationstabelle erzeugt, welche durch Online Str-angdur-chmessermeßtasks und Unterprogramme sowie jdnen Offline Meßprogrammen verwendet wird, welche kompensierte Größendaten erfordern»

909808/0645

Die Tabellen

liegen in einer zentralen Fläche und werden zur Kompensierung der Bildsonden-Nicht-Linearität überceren Sichtfeld verwendet. Die Tabellen werden format-gebunden und der Druckstelle 63 gegeben. Dieses Programm muß ablaufen bevor irgendeine Strangdurchmesserangabe als gültig erachtet werden kann. Es wird durch die Subroutine SUBCLL aufgerufen und erfordert die Einwirkung eines Operators.

Die Kompensationsmappe besteht aus 256 Eingängen entsprechend den 256 möglichen Strangpositionen. Element eins stellt den Boden des insgesamt 10,404 cm messenden Feldes und Element 256 die Spitze des Feldes dar. Jedes Element enthält Korrekturdaten, welche von der gemessenen Stranggröße, basierend auf die Positionen der oberen und unteren Strangränder abgezogen-werden. Die tatsächliche Korrektur wird durch die Subroutine CMPNST ausgeführt. Die Verwendung der Randpositionen 82, 83 erlaubt gegenüber der Mittelposition die Verwendung der Mappe für alle Stranggrößen.

Während des Mappenaufbauverfahrens, wird ein auf 12,7 mm bearbeiteter Probenstrang 10 - 47,1 mm vorwärts, und rückwärts in einer Ebene senkrecht zur optischen Achse bewegt. Während der Strang 10 bewegt wird, wird das Programm GAGMAP im Off-line Kalibriers'ystem ausgeführt. Dieses

909808/0645

Programm verarbeitet 10.000 Messungen und errechnet die Durchschnittsabweichung für jeden Schritt derStrangposition. Diese Zwischenresultate werden in einer Tabelle für 256 Elemente, genannt ISUM, gespeichert.

Die letzte, auf den Positionen der Strangränder 82, 83 beruhende Kompensationsmappe wird von der ISUM Tabelle durch die folgenden Schritte erzeugt:

1. Die Kompensationsmappe wird gelöscht.

2. Eine Computer-Simulation wird durchgeführt, in welche ein imaginärer 12,7 mm Strang 0,406 mm oberhalb der Mitte des Sichtfeldes (Schlitz 129) angeordnet ist. Die Positionen am oberen und unteren Strangrand 82, 83 Werden metrisch wie folgt berechnet:

Oberer Rand 83=

Esichtfeld-Mittel-Position + 0,406 + Stranggröße/2l

.0/406 (Gl. 1)

Unterer Rand 82=

_Csichtfeld-Mittel-Position + 0,406 - (Stranggröße/2 J

0,406 (Gl. 2)

909808/0645

Beispiel:

Oberer Rand 83=

= (52,018+ 0,406 + 12,7/2)./. 0,406 = 144 (Gl.3)

Unterer Rand 82=

= (52,018 + 0,406 - 12,7/2) ./.0,406 = 113 (Gl.4)

3. Der in der Mappe an der Position (144) des oberen Rands 83 gespeicherte Wert ist die Summe der in der ISUM Tabelle gespeicherten Abweichung entsprechend der Position der Mitte des Stranges 10 (129) und des in der Mappe an der Position (113) des unteren Rands 82 gespeicherten Wertes.

IMAP (Position des oberen Randes 83) = = ISUM (zentrale Strangposition) + IMAP

(untere Randposition) (Gl.5)

IMAP (144) = ISUM (129) + IMAP (113) (Gl.6)

4. Die Schritte 2 und 3 werden durch Inkrementierung der Mittelposition des Stranges " ' auf 0,812 mm oberhalb des Zentrums des Sichtfeldes wiederholt, dann 1,218 mm, 1,624 mm,usw. Dies wird wiederholt bis der obere Rand 83 des Stranges 10 über +47,1 mm oberhalb des Zentrums des Sichtfeldes hinausgeht.

909808/0645

IMAP (145) = ISUM (130) + IMAP (114) IMAP (146) = ISUM (131) + IMAP (115) IMAP (147) = ISUM (132) + IMAP (116)

IMAP (220) = ISUM (205) + IMAP (189) IMAP (221) = ISUM (206) + IMAP (190)

Die obere Hälfte der Mappe ist nun vollständig,

5. Die untere Hälfte der Mappe wird in derselben Weise gefüllt. Basierend auf demselben 12,7 mm Probenstrang 10, welcher im Zentrum des Blick-.feldes (128) der Positionen des oberen und unteren Randes (128) der Positionen des oberen und unteren Randes 83, 82 angeordnet ist, werden metrisch errechnet ί

Oberer Rand 83 = _L.

=(Blickfeldmitte + Stranggröße )./.0,406 (Gl»7)

Unterer Rand 82 =

=(Blickfeldmitte - Stranggröße )o/»0,406 (Glo8)

Oberer Rand 83 =

= (52,018 + 12,7/2).-/. 0,406 = 143 (Gl.9)

Unterer Rand 82 =

='(52,018 - 12,7/2)./.0,406 = 112 (Gl.10)

6.' Der Mappenwert, für den unteren Rand 82 des Stranges(112) ist die Summe der in ISUM gespeicherten Abweichung entsprechend der Mittelposition des Stranges(128) und am oberen Rand des Stranges 10 (143) gespeicherten Mappenwerts.

909808/0645

IMAP (Position des unteren Rands 82 = ISUM (zentrale Strangposition) + IMAP (Position des oberen Randes 83) (Gl.11)

IMAP (112) = ISUM (128) + IMAP (143) (Gl.12)

7. Die Schritte 5 und 6 werden durch aufeinanderfolgende Dekrementierung der Strangposition 10 durch 0,406 mm vom Zentrum des Sichtfeldes bis der untere Rand 82 des Stranges 10 über -47,1mm vom Zentrum des Sichtfeldes hinausgeht.

IMAP (111) = ISUM (127) + IMAP (142) IMAP (110) = ISUM (126) + IMAP (141) IMAP (109) = ISUM (125) + IMAP (140)

m m

IMAP ( 36) = ISUM ( 52) + IMAP ( 67) IMAP ( 35) = ISUM ( 53) + IMAP ( 68)

Die untere Hälfte der Mappe ist nun vollständig.

8. Die Mappenpositionen oberhalb 221 und unterhalb 35 werden nicht verwendet. Diese Positionen entsprechen im unverwendeten Abschnitt des Sichtfeldes im Schatten der Fotokatodenröhre (siehe Fig. 5).

9. Die Mappenelemente 111 bis 143 sind Null. Dies entspricht einer Fläche — 6,35 mm vom Zentrum des Blickfeldes oder Sichtbildes.

909808/0645

10. Die dem Kamerakopf 31 entsprechende Mappe wird in einem zentralen Datenspeicher genannt FCOMPl gespeichert.

CORDAT ist ein unter dem Off-line Meßsystem laufendes Programm. Sein Zweck besteht darin, dem Bedienungsmann die Eingabe der Neigungs- und - Versetzkorrekturfaktoren für den Kamerakopf 31 zu ermöglichen. Die beiden Variablen sind:

IMULTl - Neigungswinkel-Korrekturfaktor für

den Kamerakopf 31. IOFST1 - Versetz-Korrekturfaktor für

den Kamerakopf 31»

Die Neigungskorrektur wird auf alle Stränge gegeben durch die Blickfeld-Kompensations-Subroutine CMPNST basierend auf der folgenden Formel: f

Größe = (12,7 mm - Größe) * IMULTl

Die Versetz-Korrektur wird zu allen Stranggrößen hinzugefügt durch die Blickfeld-Kompensations-Subroutine CMPNST basierend auf der folgenden Formel:

Größe = Größe - IOFST1

- Z¹ERO ist sin im Off-line Meßsystem laufendes Programm. Sein Zweck ist es, die Kompensationsmappe, alle Neigungs- und Versetzungskorrekturfaktoren "und die rechte Masken-Kaiibrier-Konstante auf Null zu stellen.

909808/0645

MAPRNT ist ein weiteres unter dem off-line Meßsystem laufendes Programm. Es erfordert keinerlei Eingriffnahme durch den Operator. Sein Zweck besteht darin, die Sichtbild-Kompensationsmappe, die Neigungs- und Versetzungskorrekturfaktoren sowie die linken und rechten Maskenwerte auszudrucken.

Das GAGTPC Programm errechnet die heiße Zielgröße, basierend auf eine intern gespeicherte Kompensationsgleichung. Für diese Gleichung werden drei Variable benötigt. Erstens, der prozentuale Kohlenstoffgehalt wird vom IGRADE in der zentralen Speicherfläche BDCCOM erhalten. Zweitens, die Strangtemperatur wird von ITMP22 in der zentralen Fläche SYSCOM erhalten. Drittens, die kalte Zielgröße wird vom ICDAIM in der zentralen Fläche BDCCOM erhalten. Die errechnete heiße Zielgröße wird irt einer vorbestimmten Fläche im Zentralspeicher BDCCOM gespeichert.

Eine Hilfssubroutine, CMPNST wird an jede Subroutine angehängt, welche eine Kompensation der Meßdurchmesserangabe fordert. Im besonderen linearisiert diese Subroutine die Strangmeßdaten hinsichtlich ihrer Position im Meßblickfeld, korrigiert die Meßdaten hinsichtlich Neigungs- und Versetzungsdaten durch die Subroutine CORDAT und führt eine automatische Eichung der durch die Subroutine GAGRCC erzeugten rechten-Maskendaten durch.

909808/0645

Die Daten der Stranggröße vom Kamerakopf 31 werden durch die Subroutine CMPNST linearisiert und zwar unter Verwendung der durch das Off-line Programm GAGMAP erzeugten Kompensationsmappe FCOMPl. Die Kompensation wird durch die folgenden Vorgänge durchgeführt»

1. Die Daten der Stranggröße und Position vom Aklcummulator 118 werden zur Bestimmung der Positionen der oberen und unteren Ränder 83, 82 der Stange 10 in der Kompensationsmappe metrisch wie folgt bestimmt:

Position des oberen Randes 83 = = (zentrale-Strangposition + Stranggröße/2)'/0, 406

Position des unteren Randes 82 = = (zentrale Strangposition - Stranggröße/2)/0,406

Falls das Zentrum eines 25,4 mm Stranges 19,05 mm oberhalb des Zentrums des Sichtbildes positioniertist, ist die Position des Strangzentrums beim 52_s018 mm + 19,05 mm = 71,07 mm= Die Positionen für den oberen und unteren Strangrand werden, wie vorher beschrieben₅ bestimmte Das ist:

Position des oberen Randes 83 = >

(Gl.13)

Position des unteren Randes 82 = 25,4
2

(71,07 - ·=^Α=·) s/o-Oo'406 = 140 (Gl.14)

2. Die Kompensationswerte entsprechend oberen und unteren Strangrändern 83, 82 erhält man von der Mappe und jeweilig den zugeordneten Werten ICORl und ICOR2.

ICORl - IMAP (Position oberer Rand 83) (Gl.15) ICOR2 - IMAP (Position unterer Rand 82) (Gl.16)

3. Falls beide oberen und unteren Ränder 83, 82 sich über dem Zentrum des Blickfeldes befinden:

Korregierte Stranggröße = unkorrigierte Größe -

- ICORl + ICOR2 (Gl.17)

4. Falls beide oberen und unteren Ränder 83, 82 sich unterhalb des Zentrums des Blickfeldes befinden, dann gilt:

Korregierte Stranggröße = unkorrigierte Größe +

+ ICORl - KOR 2 - (Gl.18)

5. Falls sich der obere Rand 83 oberhalb des Zentrums des Blickfeldes und sich der untere Rand 82 darunter befindet, dann gilt:

Korregierte Stranggröße = unkorrigierte Größe —

- ICORl - ICOR 2 "!Gl. 19}

Nachfolgend wird das Kalibrier- oder Eichprogramm (201) "beschrieben.

CALIBR ist ein Programmlauf im Off-line Meßsystem. Es erfordert keine Einwirkung eines Operators. Sein Zweck besteht darin, eine Betriebsanweisung für die

S0S308/0645

Messung in die Druckstelle 63 einzugeben. Es führt die folgenden Funktionen aus:

1. Lenke zu jeder linken und rechten Maske 95, 94 und:

a. Messe und drucke die Größe einer jeden Maske;

b. Errechne und drucke die Abweichung -vom gespeicherten Maskenwert;

c. Messe und drucke (+) Neigungswert;

d. Messe und drucke (-) Neigungswert;

e. Drucke den "Auftastimpulswert, welcher für jede Maske verwendet ist.

2-, Messe und drucke eine analoge Testgröße, + und - Neigungswerte.

3. Messe und drucke Digitaltest.

4. Druck von Kalibrieränderungswerten verwendet durch Rekalibrierung.

ι '

Nachfolgend werden die Rekalibrierprogramme (202) beschrieben.

Das Programm RTMASK, ein plattengespeichertes Subroutine Overlay, wird im Off-line Modus betrieben, welches irgendeine der nachfolgenden Meßfunktionen für den Strangdurchmesser ausgeführt werden kann:

1. Rechte elektronische Auftastimpulsgatter können geändert werden, um Parameteränderungen in der Bildsonde 90 aufzunehmen.

2. Rechte Ablenkdurchmesser-Bezugswerte, gespeichert in Zentraltabellen können durch Kompensierung des Drifts, Bauteilalterung, etc. fortlaufend ergänzt werden.

909808/0645

3. Falls keine Änderungen erwünscht sind, kann das Programm zyklisch betrieben werden, mit einem Ausdtmck der Abweichung an der Druckstelle 63, um einen elektronik- und temperaturabhängigen Drift zu beobachten.

Nach Rückkehr von dieser Subroutine wird die Abtastung der Bildsonde wieder auf das Zentrum gestellt, ein volles elektronisches Auftastimpuls-Gatter wird zurückgestellt (restored) und der Strom durch die Gegen-Lichtlampen wird umgesteuert, um die Lampenlebensdauer zu verlängern. Dieses Programm dient hauptsächlich dzur Langzeit-Drift-Prüfung mit dem zusätzlichen Vermögen ,das Auftaktimpulsgatter und den Bezugstabellenwert zu ergänzen. Es wird durch die Subroutine SUBCLL aufgerufen und benötigt eine Einwirkung eines Operators.

GAGRCL ist ein unter dem Ori-line ablaufendes Programm, Es erfordert keine Einwirkung eines Operators. Sein Zweck liegt in der automatischen Rekalibrierung der Strangdurchmessermessung periodisch durch Fortschreibung des oben beschriebenen Drift-Korrekturterms ITMPl. Es lenkt die Kameraabtastung ab, um die rechte Maske 94 abzutasten und den Drift^5erm mit irgendwelchen Abweichungen von einem anfänglichen Kalibrierbezugswert auszugleichen. Vor Ausgang wird die Abtastung .mit einem normalen Auftastimpuls zum Zentrum zurückgeführt und die Gegenlichtquelle reversiert.

Das automatische Rekalibriersystem gewährleistet die Aufrechterhaltung der Meßgenauigkeit durch Prüfung der Kalibrierung, wann immer der Strang 10 sich nicht im Meßblickfeld befindet. Das Rekalibriersystem

909808/0645

wird dann angewendet, nachdem der Strang 10 die Meßstelle verläßt und bevor der nächste Strangdurchlauf, was durch ein Signal von der Detektorelektronik 57 für heißes Metall bestimmt wird« Dies wird unter Verwendung von Software durchgeführt, um einen Skalenfaktor zu errechnen, basierend auf die Differenzen zwischen einer Ön-line Messung eines bekannten internen Bezugmerkmales, wie etwa der rechte Maske 94, und einer Off-line Messung desselben internen Bezugsmerkmales,gemacht -während der Kalibrierung . " -* Nach einer Rekalibrierung werden die Messungen am nächsten Strang 10 im Meßblickfeld unter Verwendung dieses Scalierfaktors korrigiert.

Der Schlüssel für die Rekalibriermessung ist die · maskierte FotokaÖicdeelektrode 91 an der Vorderseite der Bildsondenröhre 90. Das Maskenmuster ist in Fig.-5 dargestellte Die Fotokähodenelektrode 91 besitzt fünf 2,54 mm breite und in einem Abstand von 2j54 mm voneinander entfernte Masken auf der linken Seite und eine einzelne 6,35 .mm breite Maske im Zentrum auf der rechten Seite» Die Konstruktionsund Betriebsmerkmale der Bildsondenröhre 90 und der Fotökatode 91 sind weiter oben in Bezug auf die Fig» 4, 5 und 6 beschrieben» Dort sind durch die X-Achsen-Vorspannung "C"-Abtast-, "R"-Abtast-, und "L'-'-Äbtastpos it ionen eingestellt» Es gibt keine Unterscheidung zwischen rechten Maskenkamerasignalen und Strangkamerasignalen» Falls keine Einregelungen in der Elektronik gemacht sind, sollte die Messung der rechten Maske zur zeit T, diesselbe sein, wie die Messung zur Zeit T_?o Irgendwelche Differenzen rühren von einem elektronischen Drift her»

08/

Das Rekalibriersystem verwendet lediglich eine rechte Maske 94 zur Errechnung der Korrekturfaktoren. Die fünf linken Masken 95 werden lediglich im Off-line Kalibriersystem für Linearitätsprüfungen verwendet. Die rechte Maske für den Kamerakopf 31 wird gemessen und auf den Plattenspeicher festgehalten durch Ausführung des Programms "RT",für die rechte Maske im Off-line Kalibriersystem. Die Variable wird im Kernspeicher auf einem zentralen Datenspeicherplatz MSKCOM unter dem Namen IMASKl gespeichert. Die Angabe wird vom Plattenspeicher zur zentralen Speicherfläche MSKCOM im Kernspeicher transferiert, wenn das Steuersystem aktiviert ist.

Die On-line Messung der rechten Maske 94 wird durch das GAGRCL Task ausgeführt. Nachdem der Detektor 55 tastet, daß das hintere Ende des gewalzten Stranges 10 die Meßstelle verläßt, lenkt das Programm GAGRCL die Bildsondenröhre nach rechts und mißt die Maske Die Differenz zwischen dem gemessenen Wert von der Kamera 1 und IMASKl wird in der Variablen ITMPl in der zentralen Datenfläche TMPO^F gespeichert. Dieser Wert stellt Änderungen in der Messung von der anfänglichen Kalibrierung zur On-line Kalibrierung dar.

Die ön-line Korrekturfunktion wird unter Verwendung der Variablen ITMPl in der Subroutine CMPNST durchgeführt. Eine Steigungskorrektor (slope correction) wird für jeden Meßwert durchgeführt und zwar basierend auf der folgenden metrischen Formel:

909808/0645

Für den Kamerakopf 31:

Korregierte Stranggröße = Stranggröße -

ItL, I

Als ein Beispiel für eine Variable ITMPl =

= 0,01524 :

Die korrigierte Größe für einen 12,7 mm Strang =

= 12,7 - _{= 12j6847} (Gl.21)

la, I

Die korrigierte Größe für einen 25,4 mm Strang = _β 25,4 - _{= 25f3694}

LtL, I

Die korrigierte Größe für einen 38,10 mm Strang = _m ₃₈

Der Korrekturbetrag für einen 12,7 mm Strang ist gleich dem Wert ITMPl. Ähnlicherweise ist die Korrektur 2 X ITMPl für einen 25,4 mm Strang und 3 X ITMPl für einen 38,10 mm Strang. Dies rührt daher, da die Reduktion der Linse 86 1/2 ist. Somit wird ein 12,7 mm Strang als ein 6,35 mm Schatten auf die Fotokathodenelektrode 91 projiziert, welche die angenäherte Breite der rechten Maske besitzt.

LFTMSK, eine als Overlay plattengespeicherte Subroutine, wird im Off-line Modus betrieben, durch welche irgendwelche der folgenden Strangdurchmesser-Meßfunktionen ausgeübt werden können:

909808/0645

1. Elektronische links-Ablenk-Auftastimpulsgatter verwenden zur Ausv/ahl jedes der fünf links-Ablenk-Sträng an der linken Maske 95, können geändert werden, um Änderungen von Parametern der Bildsondenröhre 90 aufzunehmen.

2. Links-Ablenk-Durchmesser-Bezugwerte, gespeichert in" einer Zentraltabelle, können zur Kompensierung

'des Drifts, Bauteilalterung, etc., fortgeschrieben werden.

3. Falls keine Änderungen erwünscht werden, kann das Programm zyklisch betrieben werden, wobei ein Ausdruck für Abweichungen an der Druckstelle 63 für jedes der fünf links Ablenk geätzten Strangbezüge folgen kann, um einen von Elektronik und Temperatur abhängigen Drift zu beobachten. Die maximale Zykluszeit beträgt 32.000 Sekunden.

Nach Rückkehr von dieser Subroutine, wird die BiIdsondenröhrenabtastung wieder auf das Zentrum gestellt, ein volles elektronisches Auftastimpulsgatter eingestellt und der Strom durch die Gegenlichtlampen zur Verlängerung der Lampenlebensdauer umgesteuert. Dieses Programm arbeitet zur Blickfeld-und elektronischen Driftprüfung, wobei zusätzlich die Auftastimpulsgatter und die Bezugswerte fortgeschrieben werden. Es wird durch die Subroutine SUBCLL aufgerufen und erfordert eine Einwirkung durch einen Operator .

909808/0645

Nachfolgend wird das Histogramm-Programm (204) beschrieben.

Das Programm GAGHST ist ein unter dem Off_üne Meßsystem laufendes Programm» Es erfordert eine Einwirkung seitens des Operators= Sein Zweck be- .' steht darin, eine Anzahl von Anzeigen vom Kamerakopf 31 zu sammeln, in der Tabelle IBDGI2 des Kernspeichers 194 zu speichern und'eine Histogrammtabelle für den Kamerakopf 31 auszudrucken, aufbewahrt in 0,0051 mm Inkrementen für einen Bereich von +0,127 bis -0,127 mm (siehe Fig»17)o Zusätzlich errechnet es und druckt es die " mittlere und Standardabweichung aller Ablesungen« Der Operator muß die gewünschte Anzahl von Ablesungen, die Strangzielgröße, eingeben und die Verwendung der Histogrammtabelle mit dem Steuersystem 67 anfordern (siehe auch teilweise in Fig« 19)_o

Nachfolgend wird das Zwei- Größen' und Profilmeßsystem beschriebene

Insbesondere aus Fig» IA geht das über Computer gesteuerte elektro-optische System zur Messung zweier Strangdimensionen und Querschnitts mit zwei Gegenlichtkameras hervor, welche auf einem Meßstellenabtaster in einer Strangwalzanlage angeordnet sind_o Diese erfindungsgemäße Ausführungsform ähnelt derjenigen, in Fig_o 1 gezeichneten, umfaßt aber als weitere Verbesserung die Verwendung zweier Meßkamerasysteme und eines in Fig„ IA dargestellten Meßstellenabtasters ο Die Elektronik 39 für die Kamera^2 ist dieselbe wie die in den Fig„ 4 bis 'dargestellte Elektronik 35 für die Kamera$?l, mit Ausnahme_s daß alle Bezugszeichen für die Vorrichtungen, Schaltungen, Wellenformen, Zeitdiagramme,

IO08O8/OS4I

Computerprogramme und ähnlichem ein (')
zur Bestimmung der zweiten Kameraelektronik angehängt haben. Das Meßsystem mißt zwei orthogonale Durchmesser und das Profil des Stranges 10, beispielsweise hinter der Ausgangsseite des Walzenständers 11, während der Abtaster entweder
stationär ist oder die Umfangsflache des Stranges 10 um eine vorgeschriebene Winkelversetzung abtastet. Wie weiter unten beschrieben, werden die beiden Durchmessersignale und ein Signal für die Abtastposition zu einem Computer geführt, welcher das Seitenprofil des Stranges 10 aufzeichnet.
Schließlich werden die Strangprofildaten aufgenommen und aufgezeichnet und zu einem Steuersystem für die Walzanlage geführt, welches diese Daten
zur Steuerung der Größe und Gestalt des Stranges 10 durch (a) eine Einstellung des seitlichen
Spaltes der Walzen im Ständer 11, (b) Einstellung
der Vertikalausrichtung der Walzen" im Ständer 11 und (c) Einstellung des seitlichen Walzenspaltes in dem dem Ständer 11 unmittelbar vorgeschalteten Walzenständer verwendet.

Insbesondere besteht der duale Kopfabtaster 12
aus einem reversiblen Abtastermechanismus 13,
welcher durch den Motor 14 angetrieben wird,
welcher über die Leitung 15 durbh variable Drehzahlregler 16 erregt wird. Ein Wählschalter 17
für zwei Betriebsarten dient für entweder eine
manuelle oder automatische Abtastoperation,
welche über die Leistung 18 zum Regler 16 signalisiert wird. Dies ist davon abhängig, ob ein Meßsystem-Operator oder der Computer eine manuelle
oder automatische Abtaststeuerung vornehmen soll.

909808/0645

Bei manuellen Steuerbetrieb stammt die manuelle
Drehzahl, Start-Stop und Abtastrichtungssteuerung aus der Steuervorrichtung 19 und diese Signale
werden über die Leitung 20 zum Regler 16 geführt» Bei einem automatischen Steuerbetrieb werden die
Steuersignalquellen für den manuellen Betrieb
gesperrt und der Abtastregler 16 empfängt entsprechende Signale vom Computer, wie im einzelnen unten beschrieben.

Die Codiereinrichtung 21 für die Abtastlage ist
mit dem Mechanismus 13 gekoppelt und erzeugt ein
analoges Signal entsprechend der absoluten
Position der Drehung des Abtasters 12= Das
Signal der Codiereinrichtung wird über die Leitung 22 zur Elektronik 23 für die Abtastposition geführt, wo es sowohl in analoge und digitale Abtastpositionssignale umgewandelt wird» Die analogen Abtastpositionssignale werden über die Leitung 24 zum Indikator für die Abtasterposition geführt, welcher durch den Meßoperator beobachtet werden kann, falls die Abtastoperation manuell gesteuert wird« Die digitalen Abtasterpositionssignale werden über die Leitung 26 zum Computer 27' geführt, wo sie mit dem Computer-Kommandosignalen beim automatischen Steuerbetrieb des Abtasters 12 assimiliert werden. Der Computer 27' erzeugt dann Start-Stop Signale und Drehzahl-Steuerunrjssignale, wie weiter unten beschrieben.
Diese Signale werden über entsprechende Leitungen 28 und 29 zum Abtasterregler 16 geführt. Während
des automatischen S'teuerbetriebs werden die digitalen Abtasterpositionssignale für die Strangprofilbestimmungsoperationen, wie weiter unten beschrieben, verwendet.

909808/0645

Der Mechanismus 13 des dualen Kopfabtasters 12 ist so ausgebildet, um erste und zweite elektronische Gegenlichtkameraköpfe orthogonal zueinander zu montieren, so daß sie während der periphe'ren Abtastung des Stranges 10 durch eine vorgeschriebene Winkelverschiebung senkrecht zum Strang 10 stehen. Die Strangprofilabtastung ist in den Fig. IA und als 90°Drehung durch den Abtaster 12 dargestellt. Dies sammelt genügend Kamerasignale, um ein späteres Aufzeichnen des 180 Zeitenprofils des Stranges 10 zu erlauben. Eine 180° Profilaufzeichnung ist für einen Operator eines Walzwerkes vorteilhaft und ebenso für einen Walzwerksteuercomputer. Unter anderen Abtasterfordernissen für Stranggroßenmessungen kann jedoch die Abtast— winkelverschiebung unterschiedlich als 90 sein. Beispielsweise können die in Fig.l dargestellte Leuchteinrichtung 30 und eier Kamerakopf 31 des Ein-Größen - Meßsystems auf dem Abtaster 12 angeordnet und gedreht werden, um eine andere Profilaufzeichnung des Stranges 10 zu ermöglichen.

Die erste Leuchteinrichtung 30 ist gegenüber dem ersten elektronischen Kamerakopf 31 angeordnet, so daß dann, wenn der Strang 10 den Lichtstrahl von der Leuchteinrichtung 30 unterbricht, ein Strangsdhatten mit einer zum Strangdurchmesser an einer ersten seitlichen Position proportionalen Breite auf der ersten elektronischen Kamera 31 abgebildet wird. In ähnlicher Weise ist die zweite Leuchteinrichtung 32 gegenüber der zweiten elektronischen Kamera 33 angeordnet, so daß dann, wenn der Strang 10 das von der Leuchteinrichtung 32 kommende Licht unterbricht, ein Strangschatten

909808/0645

mit einer zum Strangdurchmesser an einer zweiten seitlichen Position, orthogonal zur ersten, proportionalen Breite auf der zweiten elektronischen Kamera 33 abgebildet wird» Die in Fig»4 dargestellte Anordnung der ersten Gegenlichtkamera ist für beide Kameras kennzeichnend»

Jede Leuchteinrichtung 30, 32 ist so angeordnet, um ein Licht senkrecht zum Strang 10 abzugeben, welches größer als die größte im Kamerablickfeld zu messende Stranggröße ist» Wenn beispielsweise das Blickfeld der Kamera 7,62 cm beträgt, ist beispielsweise die Breite des hierin verwendeten Lichtstrahles 10,16 cm« Zusätzlich muß die Wellenlänge und Intensität der Leuchteinrichtungen 30, mit den Sensitivitätseigenschaften der elektronischen Kameras 31 und 33 kompatibel sein_o Bevorzugt wird blaues Licht von einer gleichstrombetriebenen fluoreszierenden Lichtquelle für die oben beschriebene elektronische Kamera«

Der erste Strangschatten mit dem von der Gegenlichteinrichtung 30 kommenden,den Strang 10 überscheinenden Restlicht5verursacht, daß die erste elektronische Kamera 31 ein erstes Kamerasignal erzeugte Dieses Signal besteht aus einem rohen Kameraimpuls gemischt mit Störanteilen, welcher über die Leitung 34 zur ersten Kameraelektronik 34 geführt wird» Wie bereits oben in bezug auf Fig., 4 beschrieben, wird das erste Karnerasignal bearbeitet;, um das-Störrauschen zu entfernen und Digitalsignale für die Stranggröße und Strangposition zu erzeugen, welche über die Leitung 36 zum Computer 27« geführt werden. Die Messung er-

9Q9808/06&

möglichende Signale (Freigabesignale) und andere Signale werden über die Leitung 37 vom Computer zur ersten Kameraelektronik 35 geführt.

Gleichzeitig verursacht der zweite Strangschatten zusammen mit dem die Strangränder überstrahlenden Restlicht von der Leuchteinrichtung 32, daß die zweite elektronische Kamera 33 ein zweites Kamera— signal erzeugt. In ähnlicher Weise besteht dieses Signal aus einem rohen Kameraimpuls, welcher mit Störrauschen vermischt ist, welches über die Leitung 38 zur Elektronik 39 der zweiten Kamera geführt wird. Das zweite Kamerasignal wird derart behandelt, daß das Störrauschen entfernt wird, und digitale Signale für die Stranggröße und Position erzeugt werden, die ähnlich zu denjenigen des ersten Kamerasignales sind und über die Leitung 41 zum Computer 27· geführt werden. Freigabeimpulssigna.le und andere Signale werden dann über die Leitung 40 vom Computer 27' zur Elektronik 39 für die zweite Kamera geführt.

Der Computer 27· in dem in Fig. IA gezeichneten elektro-optischen Strangmeßsystem empfängt auch Digitalsignale der Strangzielgröße über die Leitung 43 von einem Zackenrad-Wählschalter 42. Die Zielgrößensignale, beispielsweise 4,445 cm, werden zur Bestimmung der Strangprofilabweichung und anderer unten beschriebener Zwecke verwendet. Zusätzlich empfängt der Computer 27' auch ein digitales Signal für die Strangzusammensetzung von einem Zackenrad-Wählschalter (thumbwheel selector) 44 über die Leitung 45. Das Signal für die Zusammensetzung, welches beispielsweise 0,230 % Kohlenstoff im Strang 10 angibt, wird als ein Faktor zur Errechnung der Zielgröße für den heißen Strang von der

909808/0645

Zielgröße des kalten Stranges und anderer unten beschriebener Zwecke verwendet= Des weiteren empfängt der Computer 27' auch geeignete Datensignale, einschließlich, Datum, Zeit und Größentoleranzen für den Strang 10 über die Leitung 47 von der Quelle 46. Alternativ dazu können irgendeines oder alle der Zielgrößensignale, Signale zur Zusammensetzung und andere Datensignale durch ein direkt dem Walzstrang 10 zugeordneten Steuersystem, je nachdem wie es gewünscht wird, zugeführt werden.

Um Temperaturkorrekturen zu den Durchmessermessungen des sich bewegenden heißen Stranges 10 auszuführen, wird ein optisches Pyrometer 48 (Land Co.,) in der Nähe des Abtasters 12 angeordnet und auf den siph bewegenden heißen Strang 10 ausgerichtete Der Fühler 48 des optischen^ Pyrometers ist derart ausgebildet, daß er ein fein -ansprechendes Rohtemperatursignal erzeugt, welches über die Leitung 49 zur Pyrometer-Elektronik 50 (Land Co₀) geführt wird. Das Rohtemperatursignal wird durch Scalier- und Linearisierschaltungen in der Pyrometer-Elektronik 50 korrigiert und das korrigierte Temperatursignal, beispielsweise 910 ° C wird über die Leitung 51 zum Digitalindikator 52 geführte Zusätzlich wird das korrigierte Temperatursignal über die Leitung 53 zum Computer 27' geführt, wo es zur Kompensierung für die Schrumpfung des heißen Stranges 10 verwendet wird. -

Installationsprobleme können das optische Pyrometer 48 und die' Pyrometer-Elektronik 50 an der Abgabe eines korrigierten Temperatursignales der gewünschten

909808/0645

.- - 104 -

Genauigkeit und einer Ansprechung zum Computer 27' und zum Indikator 52 hindern. Falls dieses der Fall ist, kann als Alternative dazu das oben im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 beschriebene optische Feldabtastpyrometersystem verwendet werden.

Ein weiteres Merkmal des in Fig. IA dargestellten Strangmeßsystems ist ein automatisches Nacheichsystem (Rekalibriersystem). Wie weiter unten beschrieben, wird dieses System immer dann eingeschaltet, wenn das Auslaufen des hinteren Endes des heißen Stranges 10 aus dem Walzenständer 11 gemessen wird. Hierzu erfaßt der Detektor 55 für das heiße Metall das Vorhandensein und das Fehlen des heißen Stranges 10 und führt ein entsprechendes Signal 56 zur Elektronik 57 für den Heißmetalldetektor. Ein Signal für Vorhandensein/Fehlen wird über die Leitung 58 zum Computer 27' geführt, wo es das automatische Nacheichsystem in" Gang setzt.

Sämtliche der Abtasterpositionssignale, erste und zweite Kamerasignale, Zielgrößensignal, Zusammensetzungssignal, andere Signale, Temperatursignal, und das Signal für das Vorhandensein/Fehlen von heißem Metall, welche, über jeweilige Leitungen 26,36,41, 43,45,47,53 und 58 geführt werden, werden durch den Computer 27' assimiliert, um eine Vielzahl von Funktionen unter Steuerung einer Gruppe von Computer Off-line und On-line Programmen auszuführen. Eine dieser Funktionen ist es, an der Leitung 28 das Start-Stop Signal für den Abtaster und an der Leitung 29 die Drehzahlsteuersignale für den Abtaster zu erzeugen, und zwar beide unter automatischer

909808/0645

Abtastbetriebssteuerung» Eine weitere Funktion besteht darin, über die Leitung 59 vom Computer 27° Strangdurchmesserdaten, Strangprofilabweichungsdaten_s überlagert durch übliche Toleranzbezüge und Betriebsverteilerkopfangaben zur CRT-Datenstelle zu geben und eine Wechselwirkung zwischen einer Standardtastatur an der Datenendstelle 60 und dem Computer 27« über die Leitung 61 zu ermöglichen. Eine weitere Funktion des Computers 27" besteht darin, Strangdurchmesserdaten, Strangprofildaten überlagert durch Toleranzgrößen, und Betriebsverteilerkopf daten vom Computer 27' über die Leitung 62 zur Datendruckstelle 63 zu geben und eine Wechselwirkung zwischen einer Standardtastatur an der Datenstelle 63 und dem Computer 27° über die Leitung 64 zu ermöglichen» Die Datendruckstelle 63 erzeugt einen Ausdruck 65, welcher in Figo 3 dargestellt ist» Eine weitere Funktion des Computers 27 ·«. besteht, darin, über die Leitung 66 Strangprofildaten und Meßsystemhistogramme zum Steuersystem 67 in Reaktion auf entsprechende Anforderungssignale, welche zum Computer 27' über die Leitung 68 zurückgeführt werden, zu führen»

In Fig» 2 ist ein Querschnittdiagramm dargestellt, welches das Seitenprofil des Stranges 10 darstellt» Die gestrichelten Kreislinien 69 und 70 dienen zur Darstellung der maximalen und minimalen Standardtoleranzen für den Zielgrößendurchmesser= Ebenfalls durch strichlierte Linien sind die Ebenen A-A, B-B, C-C und D=D angegeben,- je für den Operator eines Walzwerkes und einem Steuercomputer zur Bestimmung des Walzspaltes und der Ausrichtung der in Fig»llA

09808/064

dargestellten Walzen 11 von besonderer Bedeutung ist. Bei Nicht-Betrieb des Abtasters wird es bevorzugt, den Abtaster 12 in eine Ruhestellung zu bringen, zwar wenigstens zeitweilig so, daß die erste Kamera 31 und die zweite Kamera 33 jeweilig die Durchmesser an den Ebenen C-C und A-A messen wird. Die A-Ebenen-Abmessung des Stranges 10 ist bei 71 mit 4,450 cm angegeben und die C-Ebenen-Abmessung des Stranges ist bei 72 mit 4,442 cm angegeben, wobei die Zielgröße 4,445 cm beispielshalber betragen soll.

Während des Strangabtastbetriebes wird es bevorzugt, daß die zweite Kamera 33 die Profilabtastung 73 an der Ebene B-B beginnt, im Gegenuhrzeigersinn um 30 durch die Ebene C-C fährt und an der Ebene D-D stoppt. Zur selben Zeit beginnt die erste Kamera mit der Abtastung an der Ebene D-D, fährt im Gegenuhrzeigersinn über 90 durch die Ebene A-A und stoppt an der Ebene B-B. Auf diese Weise tasten die ersten und zweiten Kameras 31 und 33 eine seitliche Umfangsflache des Stranges 10 vom 180° und wird diese Abtastung von der Ebene B-B bis C-C, D-D, A-A und zurück zu B-B aufgezeichnet. Andere Methoden zur Abtastung können allerdings verwendet werden. Beispielsweise kann die Abtasterdrehung im Uhrzeigersinn anstelle des Gegenuhrzeigersinns erfolgen. Desgleichen kann der Abtaster 12 von irgendeiner anderen Ebene oder Punkt zwischen diesen Ebenen starten, dann 90 abtasten und zur Startposition zurückkehren, wodurch irgendein Abschnitt des Stranges 10 durch die rotierenden Kameras 31, 33 für lediglich 90 ° aufgezeichnet wird.

909808/064S

Die resultierende Profilaufzeichnung des Stranges 10, korrigiert auf die Größe des kalten Stranges, ist im Computerausdruck 65 gemäß Fig.3 dargestellt. Hier ist das Strangprofil 74 auf ein spezifisches Größen- , Größentoleranz- und Strangpositionsformat, welches durch den Computer 27 gemäß Fig.IA erzeugt ist, überlagert. Das durch den Computer erzeugte Format umfaßt einen Betriebsangabenverteilers; die Strangprofilabweichung von der tatsächlichen kalten Zielgröße, ausgewählt durch die Vorrichtung 42 in Fig.IA ist die Y-Achsen-Variable; und die Winkelposition des Abtasters 12 ist die Y-Achsen-Variable. Der Y-Achsen-Ausdruck wird in 0,0254 mm Inkremente oberhalb und unterhalb der strichliert dargestellten Basislinie 75 für die Zielgröße unterteilt und erstreckt sich über die maximalen und minimalen Toleranzlinien 76, 77. Die Referenz— linien 76,77 sind als gestrichelte Linien über der X-Achse ausgedruckt= Zusätzlich sind die Bezugslinien 79 für die maximalen und minimalen halben Toleranzwerte über de-r X-Achse als alpha-numerische Linien in Inkrementen von 15° der 180° Strangprofilaufzeichnung gedruckt. Bei Null und jedem 45 Inkrement sind die Zeichen für die in Fig.2 ,dargestellten Querschnitte B, C,D,A und B ausgedruckt, während, die zwischenliegen- ; den 15 und 30 Inkremente relativ zu den A-und C-Positionen gedruckt sind.

Es ist festzuhalten, daß die Anzeige an der CRT-Datenstelle 60 im wesentlichen dieselbe wie der Computerausdruck 65 ist, jedoch mit zwei Ausnahmen. Es ist einmal, daß zusätzlich zur Aufzeichnung der Strangprofilabweichung und dsm durch den Computer erzeugten Format, der Computer 27' auch ein

909808/0645

zusätzliches Anzeigeformat der in Fig. 2 strichliert dargestellten Abtastebenen A-A, B-B, C-C und D-D sowie die tatsächlichen numerischen Stranggrößen A und C, dargestellt mit den Bezugszeichen 71 und 72 in Fig. 2, erzeugt. Zum zweiten sind die vollen Toleranzgrenzen nicht angezeigt, falls eine halbe Toleranz das Ziel des Systems ist. Somit zeigt die CRT-Datenstelle 60 ein Strangprofil-, Strangdurchmesser- und Strangabtastebeneninformation in einer Form an, die außerordentlich vorteilhaft für den Bedienungsmann des Meßsystems sowie für einen Operator für die Walzanlage, in dem dieses Meßsystem verwendet wird, ist.

Eine für das in Fig. IA dargestellte elektrooptische Strangmeßsystem Kennzeichnenderweise verwendete Kamera ist in Fig. 4 als Kamera 31 dargestellt, welche in der optischen Achse des Lichtstrahles von der Leuchteinrichtung 30 an der gegenüberliegenden Seite des Stranges 10 placiert ist. Der Kamerakopf 33 und die Leuchteinrichtung 32 sind dieselbe, wie die mit dem Bezugszeichen 31, 30 gekennzeichneten Teile. Abhängig von den Installationserfordernissen und je nach Wunsch des Benutzers des Meßsystems kann jede der ersten und zweiten elektronischen Kameras eine telezentrische Linse 85^f, eine Bildsondenröhre 90', Fotokathodeneichmasken 94', 95', eine Vorrichtung 93' mit einer Ablenk- und Fokussierspule sowie einen zusätzlichen Schutzmantel beinhalten, welche Teile schon in Bezug zur;Fig. 4 weiter oben beschrieben worden sind.

ORIGINAL INSPECTED 909808/0645

Eine für das vorliegende elektro-optische Strangmeßsystem kennzeichnenderweise verwendete Kameraelektronik ist ebenfalls in Fig. 4 als die erste Kameraelektronik 35 dargestellt« Die zweite Kameraelektronik 39 ist identisch zur ersten Kameraelektronik 35, mit Ausnahme eines bidirektronalen Kippschwinggenerato'rs 97, welcher von jeder Kameraelektronik 35, 39 benutzt wird» Die Details der Kameraelektronik 35, 39könnenam besten in Bezug auf die Fig. 4 und 7 durch 13 und die Beschreibungen zum Meßsystem gemäß Fig. 1 erklärt werden. Die erste und zweite Kameraelektronik 35, 39 verarbeitet separat jeweilige Rohkamerasignale und erzeugt erste und zweite digitale Stranggrößenimpulse und Impulse für die Strangmittellage, welche über die Leitungen 36 und 41 zum Computer 27' unter Steuerung der jeweiligen Signale an den Leitungen 37 und 40 geführt werden» Die Computerkorrektur eines jeden der^LStrangimpulse wird in einem nachfolgenden Abschnitt beschrieben=

Ein Blockdiagramm des Computers 27', welcher im elektro-optischen Strangmeßsystem gemäß Fig„ IA verwendet wird, ist in Fig» 14A dargestellt= Der Computer 27' ist ein im Digitalsystem programmierter Computer und führt alle in Fig„ 14 dargestellten Funktionen und verschiedene andere weiter unten beschriebene Funktionen aus. Wie bereits oben angegeben, kann ein im Handel verfügbarer programmierbarer oder verdrahteter Minicomputer verwendet werden. Es ist aber auch möglich, den Computer 27' in den Steuercomputer für die gesamte Walzanlage einzugliedern. Ein Computer 27°, welcher vorteilhaft verwendbar ist,

09808/084

ist beispielsweise ein Computer der Firma Westinghouse Electric Co. mit der Mode11-Nummer W-2500 zusammen mit einem aufgeweiteten Betriebssystem, um eine zweite Strangimpulsgröße und deren Korrektur, die Abtasterpositionssteuerung und Profilaufzeichnung sowie verschiedene Tasks handhaben zu können.

Der Computer 27· ist mit konventionellen Baukomponenten ausgerüstet, einschließlich Eingangspuffer 190', Ausgangspuffer 191·, Plattenspeicher 192', Plattenschalter 193', Kernspeicher 194', welche alle über verschiedene Kanäle mit der Datenverarbeitungseinheit 195· verbunden sind. Die Operationen des Computers 27· werden sequentiell gemäß Off-line und On-line Computerprogrammen 196' gesteuert. Diese umfassen: Computermappen 197' (computer maps),welche in den Fig. 15, 16 A und 16 B dargestellt sind. Betfiebspro-gramme 198' Strangmeßdatenprogramm 199', Kompensationsprogramme 200·, Eichprogramm 201', Nacheichprogramme 202', Profil- und Positionsprogramme 203 und Histogrammprogramme 204', welche alle im nachfolgenden beschrieben sind.

Alle Einwirkungen auf den Computer 27· von außen erfolgen durch Eingangspuffer 190', welche Bauteile zum Konvertieren von analogen und digitalen Eingangssignalen in die Digitalform umfassen. Hierzu gehören die nachfolgenden durch Leitungen oder Kabel in den Computer geführten Signale:

909808/0645

- Ill -

erste Kameraelektronik 35 über das Kabel 36, die zweite Kameraelektronik 39 über das Kabel 41, die mechanische Abtasterposition 23 an der Leitung 26 der Heißmetalldetektor 57 an der Leitung 58, Strangtemperatur 50 an den Kabeln 53, 54, Strangzielgröße 42 an der Leitung 43, Strangzusammensetzung 44 an der Leitung 45, andere Daten 46 über das Kabel 47, Steuersystem 67 über das Kabel 68, CRT-Datenstelle 60 über das Kabel 61 und Druckdatenstelle 63 über das Kabel 64.

Alle Einwirkungen des Computers 27' auf externe Quellen erfolgen durch Ausgangspuffer 191', welcher auch eine Einrichtung zum Umwandeln von Ausgangssignalen in die digitale und analoge Form besitzt« Hierzu gehören die nachfolgenden durch Leitungen oder Kabel vom Computer abgeführten Signale: Abtaster-Start-Stop 16 über Kabel 28, Abtastdrehzahlreferenz 16 über Kabel 29, Steuersystem 67 über Kabel 66, erste Kameraelektronik 35 über Kabel 37 und die zweite Kameraelektronik 39 über das Kabel 40»

In den Zeichnungen sind einzelne Leitungen in Signalkabeln verwendet worden und sind gemäß ihrer Quelle und Funktion, wie oben beschrieben, verkabelt worden.

Die CRT-Datenstelle 60 umfaßt eine Tastatur für eine Einwirkmögllclrkert des Operators auf den Computer 27'.

909808/0845

Die Ausdruckdatenstelle 63 umfaßt eine Tastatur für die Einwirkung des Operators auf den Computer 27·. Der Computerausdruck 65 an der Datenstelle 63 umfaßt eine Aufzeichnung von der in Fig. 3 dargestellten Strangprofilabweichung wie in der unteren Tabelle aufgelistete Daten.

Im wesentlichen ist es für beide Datenstellen 60 und 63 erlaubt, dieselben Größen aufzuzeichnen. Alle Wechselwirkungen in jeder Tastatur sind über ein mnemo-technisches Programm, wie beispielsweise das folgende, aufgelistet.

OFF-LINE MEßSYSTEM DIE MNEMO-TECHNIK IST DIE FOLGENDE:

HS - HISTOGRAMM FÜR JEDEN ROPF

MP - BAUT DAS BLICKFELD FÜR KOMPENSATIONSMAPPEN PR - DREHT DEN ABTASTER 90° UND BAUT DIE PROFILTABELLE PL - ZEICHNET DIE PROFILTABELLE AUF RP - BAUT DIE PROFILTABELLE AUF DEN DATEN DER RECHTEN

MASKE
CL - DURCHFÜHRUNG EINER EICHPRÜFUNG AN DEN LINKEN UND

RECHTEN MASKEN
TY - DRUCKTMARPENjNEIGUNG UND VERSCHIEBUNGSFAKTOREN UND MASKENVJERTE

SC - DREHT DEN ABTASTER AUF GEWÜNSCHTEN WINKEL OF - ERLAUBT EINGABE VON NEIGUNG UND VERSCHIEBUNGS-

KORREKTURFAKTOREN'
ZE - STELLT ALLE MAPPEN UND KORREKTURFAKTOREN AUF NULL!!!

VORSICHT IM

909808/0645

LF = DRIFT-TEST FÜR DIE LINKE MASKE

RT - DRIFT-TEST FÜR DIE RECHTE MASKE (ERLAUBT AUCH EINGANG DES AUFTASTIMPULSES (WINDOW))

TR - PLATTENÜBERTRAG DER MESSUNG ZUR STEUERUNG SYS* FLÄCHE

XT - AUSGANG ZUM MONITOR UND VERSUCH ZUM SCHREIBEN DER ZENTRALFLÄCHE ENTHALTEND MAPPEN, NEIGUNG-UND VERSCHIEBUNGSKORREKTURFAKTOREN, MASKENWERTE UND AUFTASTIMPULSWERTE ZUR PLATTE» DIE PLATTENDATEI WIRD NUR ERGÄNZT, FALLS DER PLATTENSCHALTER 12 AUF iSTo DIESE DATEI WIRD VON DER PLATTE GELESEN, WENN DIESES TASK (20) DURCH DEN MONITOR GERUFEN WIRD=

(Vergleiche auch Tabelle Se'ite 73) „.

Die Disk-Schalter 193' beinhalten mit "Schalter 10" und"Schalter 12"in den unteren Programmen bezeichnete Schalter» Diese Schalter müssen "SCHREIBEN FREIGEGEBEN" gestellt werden, um die Programme oder Daten in den Plattenspeichern fortzuschreiben <,

Die nachfolgende Tabelle gibt die Flußbilder einzelner und Gruppen von Programmen an, welche dem hierin verwendeten Computer-Programmen 196' zugeordnet sind»

909808/084:

COMPUTER PROGRAMM

IDENTIFIZIERUNG	ENCNGL	VERWENDETES	ON-LINE
	GAGPOS	OFF-LINE
MAPPEN (197·)	PROFIL
DISC MAP	RTPROF	X	X
CORE MAP	PLOT	X
BETRIEBSPROGRAMME(198')	GAGPLT
IDL HANDLER	HEADER		X
MjIDL	GAGPRQ	X	X
CDrIDL	HISTOGRAMM-PROGRAMM (204·)	X	X
EB:IDL	GAGHST	X
GAGTSK	X
SUBCLL	X
GAGTRN	X
STRANGMEßDATENPROGRAMM (199«)		X
GAGEIN	X
KOMPENSATIONSPROGRAMME (200')
GAGMAP	X
CORDAT	X
ZERO	X
MAPRNT	X	X
GAGTPC	X	X
CMPNST	X
EICHPROGRAMM (201·)
CALIBR ι-	X
NACHEICHPROGRAMME (202')
RTMASK	X	X
GAGRCL
LFTMSK	X
PROFIL UND POSITIONSPROGRAMME
(203)		X
X	X
X
X
X
X	X
	X
X	X

	X

PROFIL UND HISTOGRAMM-KOPPELSTELLE MIT STEUERSYSTEM X

909808/0645

Nachfolgend wird auf die Mappen 197· Bezug genommen.

Plattenmappe .CDISC MAP),siehe Fig. 15: Die Pragrammadresse im Plattenspeicher 192* ist aufgeweitet, um die oben angegebenen zusätzlichen Operationsmerkmale zu handhaben.

Kernspeichermappe (CORE MAP), siehe Fig. 16A,B: Die Programmadresse im hexadezimalen Kernspeicher 194' ist ebenfalls aufgeweitet, um die oben angegebenen zusätzlichen Operationsmerkmale zu handhaben.

Im nachfolgenden wird auf die Betriebsprogramme 198' bezug genommen.

IDL-Handler, einschließlich M:IDL, CD:IDL und EB:IDL, und GAGTSKj SUBCLL und GAGTRN Routinen sind alle wie oben für Fig. 14 beschrieben, mit Ausnahme, daß sie einfach zur Handhabung¹ der zus-ätzlichen Betriebsmerkmale, wie oben für Fig. 14A angegeben, erweitert sind.

Nun wird auf das Strangmeßdatenprogramm 199' bezug genommen.

GAGEIN ist eine zusätzliche Subroutine, dieselbe wie

oben beschrieben, mit Ausnahme, daß sie zur Aufnahme

der zusä/tzlichen Strangmeßdaten von der zweiten Kameraelektronik 39 erweitert ist«

Die Kompensatiorisprogramme 200', GAGMAP, CORDAT, ZERO, PIAPRNT, GAGTPC und CMPNST sind auch dieselben wie oben beschrieben, mit Ausnahme, daß jedes zur

909808/064

Aufnahme der zusätzlichen Strangmeßdaten und Korrekturerfordernissen von der zweiten Kameraelektronik 39 erweitert sind.

Das Eichprogramm 201' CALIBR ist ein Off-line Programm, und zwar dasselbe wie oben beschrieben, mit Ausnahme, daß es zur Aufnahme zusätzlicher Strangmeßdaten und Eicherfordernissen von der zweiten Kameraelektronik 39 erweitert ist.

Im nachfolgenden wird auf das Nacheichprogramm 202· bezug genommen.

RTMASK, GAGRCL und LFTMSK Subroutine sind auch dieselben, wie oben beschrieben, mit Ausnahme, daß jedes zur Aufnahme der zusätzlichen Strangmeßdaten und den automatischen Nacheicherfordernissen von der zweiten Kameraelektronik 39 erweitert sind.

Im nachfolgenden wird auf die Profil- und Positionsprogramme 203 bezug genommen.

ENCNGL ist eine Eusätzliche Subroutine, angehängt an irgendeine Subroutine, welche die Winkellage der Strangdurchmessermeßköpfe erfordert. Es liest die Elektronik 23 der Positionskodiereinrichtung, prüft die Gültigkeit, nimmt sowohl die binären und dezimalen Werte der Position in die zentrale Speicherfläche und setzt ein Fehlerkennzeichen im Falle eines Fehlers der Kodiereinrichtung.

GAGPOS, eine neue als Overlay plattengespeicherte Subroutine, läuft unter dem Off-line System und erfordert eine Einwirkung des Operators. Es wird

909808/0645

durch die Subroutine SUBCLL durch die Mnemo-Technik SC aufgerufen« Sein Zweck besteht darin, einen Abtaster durch die Datenstellentastatur 60, 63 auf einen Winkellageneingang zu stellen» Der nachfolgende Ablaufplan hilft, das Programm zu verstehen:

1. Falls der Zielwinkel größer als 10 Grad von der Abtastposition weg ist, wird die Spannung für volle Drehzahl über das Kabel 29 zum Motorregler 16 gegeben, um gegen den Zielwinkel anzutreiben= Weniger als 10 Grade, Geh-zu-Schritt 3»

2. Fahre mit voller Drehzahl fort, bis der Abtaster sich innerhalb von 10 Graden des Zieles befindet«

3» Wenn innerhalb 10 Grad des Zielwinkels, Ausgang 16 wird reduziert auf eine Spannung für halbe Drehzahl ο

4. Wenn innerhalb 0,3 Grad des Zielwinkels, Null Volt auf den Regler 16 und Ausgang (exit)„

Der Operator wird gebraucht, um den Zielwinkel über die Tastatur einzugeben,,

PROFIL ist ein weiteres neues Programm, welches unter dem Off-line Meßsystem läuft» Es erfordert die Einwir-kiing eines Operators_o Sein Zweck besteht darin, die Kamera einen vollständigen 90 Zyklus durchtasten zu lassen und eine Profiltabelle (Fig„ 18) aufzubauen, welche die Abweichungen für je zwei Grad-Inkremente IBDGTLi194^δ) enthält«, Es zeichnet diese Daten nicht auf. Die unter dem OFf-Iine System

9Q9808/0S4:

laufende PLOT Routine PL führt diese Aufgabe aus. Dabei werden drei mögliche Fehlerzustände erzeugt.

1. Abtastmotorfehler - gibt an, daß der Motor nicht startete.oder ein Ende des Abtastzykluses nicht gefunden wurde (0 oder 90 Grad).

2. Fehler der Kodiereinrichtung - erzeugt, falls das

bereitgestellte bit nicht durch die Kodiereinrichtung erzeugt worden war.

3. IDL-Fehler - erzeugt, falls eine Zeitsperre für den IDL-Transfer erfolgt.

RTPROF ist ein weiteres unter dem Off-line-Meßsystem laufendes Programm. Sein Zweck besteht darin, auf die rechte Maske an beiden'Kameras abzulenken, während die Kameras einen vollständigen 90 Grad Zyklus durchstreichen und eine Profiltabelle aufbauen, welche die Abweichungen für Inkremente von je 2 Grad IBDGTl (94) enthalten. Es zeichnet diese Daten nicht auf. Die unter dem Off-line System laufende Aufzeichnungsroutine PL führt diese Aufgabe aus.

Es werden drei mögliche Fehlerzustände erzeugt.

1. Fehler des Abtastmotors - dies gibt an, daß der Motor nicht gestartet ist oder ein Ende des Abtastzykluses 'nicht "gefunden wurde (0 oder 90 Grad).

2. Fehler der Kodiereinrichtung - erzeugt, falls das erforderliche bit nicht durch die' Kodiereinrichtung erzeugt worden ist.

909808/0645

3. IDL-Fehler - erzeugt, falls eine Zeitsperre für einen IDL-Transfer erfolgt.

Das Programm lenkt jede elektronische "R"-Abtastung zu den rechten Masken 94 in Fig. 5 vor Beginn des Profiles und lenkt zurück zur elektronischen "C"-Mittenabtastung nachdem die "R"-Abtastung vollständig ist.

PLOT ist ein weiteres unter dem Off-line Meßsystem laufendes Programm. Es erfordert keinerlei Einwirkung von Seiten eines Operators. Sein Zweck besteht darin, die in der Profiltabelle IBDGTl, welche im Speicher 194' gespeichert ist, enthaltenen Angaben aufzuzeichnen. Die Y-Achse wird auf 10 Reihen oberhalb der Achse und 10 Reihen unterhalb der Achse eingestellt. Der Maßstab floated mit einem Minimum von 0,0051 mm. Die Abweichung wird entlang der Y-Achse aufgezeichnet und die Winkelposit iorv' des Abtasters wird entlang der X-Achse in Inkrementen von 4 Grad pro Spalte aufgezeichnet. Die Angabenstellen, welche leer sind oder außerhalb des Bereichs liegen, werden durch ein "^" dargestellt.

GAGPLT, ein weiteres neues On-line Programm entnimmt die Profiltabelle IBDGTl für 90 Elemente, welche im Kernspeicher.194' gespeichert ist, von einer MASGAG bezeichneten Zentralfläche und zwingt sie zur Ver-Wendung auf eine 60 Element-Tabelle (siehe Fig» 10K Jeder Tabelleneingang stellt nun drei Winkelgrade dar. Es tastet die ".Tabelle ab und bestimmt, welche Skalen-Inkremente für die Y-Achse verwendet werden, basierend auf den maximalen und minimalen Werten

Q9808/08&

in der Profiltabelle. Dieses Inkrement ist entweder 0,0254 mm oder 0,050ö mm. Als nächstes schreibt es die Linien für die Zielgrößentoleranz am CRT und den Druckdatenstellen 60, 63. Das Programm errechnet dann die Y-Versetzungspasition eines jeden Drei-Grad Tabelleneingangs und schreibt ein " * " am CRT und den Druckdatenstellen 60, 63 entsprechend dieser X-und Y-Stellung. Schließlich ruft es das HEADER Programm und läuft aus. Eine Strangprofilanzeige unter Verwendung des GAGPLT Programms ist in Fig. 3 als Ausdruck 65 von der Datenstelle dargestellt.

HEADER, ein weiteres neues On-line Programm, schreibt die Zielgröße für den kalten Strang, den Kohlenstoff und die Temperatur am CRT 60. Als nächstes schreibt es die Zeitangabe, Zeit, maximale Toleranz, minimale Toleranz und die Unrundheit-Tolerähz am optischen'Terminal 60.

Als nächstes tastet es die Profiltabelle IBDGTl ab und errechnet den über- und Unterwert und die Abweichung von der Rundung, basierend auf den jeweiligen Toleranzgrenzen. Dann druckt es diese Werte, wie in Fig. 3 dargestellt, aus und läuft aus.

GAGPRO ist noch ein weiteres unter dem On-line-Meßsystem laufendes Programm. Es erfordert keinerlei Einwirkung eines Operators. Sein Zweck besteht darin, die Kameraköpfe-31-und 33 über einen vollständigen 90 Grad Zyklus zu tasten ' und eine Profiltabelle aufzubauen, welche die Abweichungen für je ein Inkrement IBDGTl (194) für je zwei Grad enthält.

909808/0645

Diese Daten werden nicht aufgezeichnete

Dabei werden drei mögliche F^ehl erzustände signalisiert»

Io Abtastmotorfehler - gibt an, daß der Motor nicht gestartet ist oder ein Ende des Abtastzykluses anicht gefunden worden ist (0 oder 90 Grad)_o

2c Fehler der Kodiereinrichtung - erzeugt, falls das bereitzustellende bit nicht durch die Kodiereinrichtung erzeugt worden ist»

3o IDL-Fehler - erzeugt, falls eine Zeitsprerre eines IDL-Übertrags erfolgte

Wachfolgend wird das Histogrammprogramm (204¹) beschriebene

GAGHST ist ein zusätzliches neues unter dem On-line und Off-line Meßsystem laufendes Programm=, Eigentlich ist es eine modifizierte Version des Programmes und erfordert eine Einwirkung von Seiten eines Operators» Sein Zweck besteht darin, eine Anzahl von Ablesungen von jedem Kamerakopf 31, 33 zu sammeln, während sie in den Ebenen"A-A" und "C-C" in Fig» 3 oder anderer Stellung positioniert sind, die Ablesungen in den Tabellen IBGDT2 und IBGDT3 des Kernspeichers 194^c zu speichern und ein Histogramm für jede Kamera 31, 33 bei O₅0051 mm Inkrementen für einen Bereich von +0,127 bis -0,127 mm (siehe insbesondere Fig„ 17) auszudrucken» Zusätzlich errechnet es und druckt es die mittlere

und Standardabweichung aller Ablesungen von jeder Kamera 31, 33. Der Operator muß die Anzahl von gewünschten Ablesungen und die Strangzielgröße eingeben und die Verwendung einer jeden Histogrammtabelle IBGDT2 und IBGDT3, sowie die Profiltabelle IBGDTl, mit dem Steuersystem 67, wie in Fig. 19 gezeichnet, anfordern.

Starnberg, den 13. März 1978 /1068

909808/0645

Claims

Patentansprüche

Elektro-optische Vorrichtung zum Messen einer Seitenabmessung eines sich bewegenden Stranges, gekennzeichnet durch Meßeinrichtungen mit einer elektronischen Kameraanordnung 60, 63 gum Umwandeln eines Strangabbildes der gemessenen Größe in ein Kamerasignal, das sich als Funktion einer oder mehrerer Fehler verändern kann, durch elektronische Schaltungen mit Einrichtungen zur Verarbeitung des Kamerasignals zur Erzeugung eines Stranggroßenimpulses, welcher sich als Funktion des einen oder der mehreren Fehler verändern kann,

durch einen Computer(27-) zur Aufnahme des variablen Stranggroßenimpulses und einer entsprechenden Anzahl von Fehler-Kompensiersignalen zur Kompensation des Stranggroßenimpulses für jede Fehlerquelle in Reaktion auf das eine oder die mehreren Fehler-Kompensiersignale zur Erzeugung eines korrigierten Stränggrößenimpulses, wobei _; der Computer (27) zur Speicherung des korrigierten Stranggroßenimpulses ausgebildet ist, sowie durch. Einrichtungen(60, 63) zur Verwendung der gespeicherten Angaben zum Anzeigen und/oder Aufzeichnen der korrigierten Stranggröße«

9098Q8/064S

2. Elektro-optische Vorrichtung nach Anspruch 1 zur Messung mehr als einer Seitenabmessung des sich bewegenden Stranges, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Kameraanordnung zur Urnwandlung eines Strangabbildes jeder gemessenen Größe in eine entsprechende Anzahl von Kamerasignalen modifiziert ist, von denen sich wenigstens eines als eine Funktion des einen oder der mehreren Fehler verändert, daß die elektronischen Schaltungen zur Verarbeitung jedes variablen Kamerasignals und Erzeugung einer entsprechenden Anzahl variabler Stranggrößenimpulse modifiziert ist, von denen wenigstens einer sich als eine Funktion des einen oder der mehreren der Fehler ändert, daß der Computer (27) derart modifiziert ist, daß er jeden variablen Stranggrößenimpuls aufnimmt und wenigstens einen Stranggrößenimpuls in Reaktion auf einen oder mehreren entsprechenden Fehlersignalen, welche durch den Computer (27) empfangen werden, zur Erzeugung und Speicherung einer entsprechenden Anzahl von korrigierten Stranggrößenimpulsen kompensiert, und daß die Einrichtungen (60, 63) derart ausgebildet sind, daß sie die gespeicherten Angaben zum Anzeigen und/oder Aufzeichnen jeder korrigierter Stranggröße verwenden.

3. Elektro-optisches Vorrichtng gemäß Anspruch 1 oder zur Messung einer oder mehrerer Zeitenabmessungen eines sich bewegenden Stranges bei verschiedener .. Umfang Stellungen des Stranges, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung Abtasteinrichtungen beinhaltet, welche derart ausgebildet sind,

909808/064S

daß sie die Bewegung einer oder mehrerer elektronischer Kameras (31, 33) der Kameraanordnung um ein Seitenprofil des Stranges steuern, wobei sie ein Abtasterpo'sitionssignal erzeugen, daß der Computer (27) zur Aufzeichnung und Lagerung des Strangprofiles als eine Funktion des einen oder der mehreren korrigierten Stranggrößenimpulse un-d des .Abtasterpositionssignales ausgebildet ist und daß die Einrichtungen (60, 63) derart ausgebildet sind, daß sie die gespeicherten Angaben zum Anzeigen oder Aufzeichnen des Strangprofiles mit oder ohne korrigierter Stranggröße verwenden=

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Abtastereinrichtung einen auf ein Steuer signal für die Abtasterbewegung ansprechenden Regler aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch" 4, dadurch gekennzeichnet,

daß der Computer (27) derart ausgebildet ist, daß er die Abtastereinrichtungen automatisch reversibel über einen vorgeschriebenen Umfang des Stranges in Reaktion auf ein geeignetes Kommandosignal steuert.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

welche eine oder mehrere variable Stranggrößenimp.ulse erzeugt, welche bezüglich irgendeinem oder einer Kombination von linearen oder nichtlinearen Fehlern optischer oder elektronischer Meßwertgeber Γ zu korrigieren sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Computer (27) derart modifiziert ist,

9Q9808/064S

daß er eine oder mehrere der variablen Stranggrößenimpulse bezüglich der bezeichneten Fehler in Reaktion auf ein entsprechendes Fehler-Kompensiersignal, welches durch den Computer (27) aufgenommen wird, kompensiert, um die eine oder die mehreren korrigierten Stranggrößenangaben zu erzeugen.

7. yorrichtungnach einem der vorhergehenden Ansprüche, in welcher ein oder mehrere variable Stranggroßenimpulse erzeugt werden, welche bezüglich einem oder einer Kombination von Fehlern einschließlich Kamerablickfeld, Verschiebungsfaktor (off-set factor) Driftfaktor, Strangtemperatur oder Wirkung der Strangzusammensetzung auf die Strangtemperatur bezüglich der kalten Stranggröße zu korrigieren sind, dadurch gekennzeichnet, daß ' weitere Meßwertgeber für Strangtemperatur- und Strangzusammensetzungssignale¹ enthalten sind, und daß der Computer derart modifiziert ist, daß er einen oder mehreren der Stranggroßenimpulse für eine oder eine Kombination der bezeichneten Fehler in Reaktion auf jeweilige Fehler-Kompensiefsignale kompensiert, welche durch den Computer (27) aufgenommen werden, um die eine oder die mehreren korrigierten Stranggrößenangaben zu erzeugen.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine elektronische Gegenlichtkamera in der Kameraanordnung (31, 33) enthalten "ist.

909808/0645

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine elektronische Kamera in der Kameraanordnung eine die Strangbewegung an einer Stelle in einem vorgeschriebenen Blickfeld abbildende telezentrische Linseneinrichtung (85) aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadiirch gekennzeichnet, daß wenigstens eine elektronische Kamera der Kameraanordnung (31, 33) eine auf ein Bild ansprechende Vorrichtung aufweist, welche zur elektronischen Abtastung ausgebildet ist und daß die elektronischen Schaltungen einen Kippschwinggenerator (97) zum Betrieb der Abtastung einer jeden auf ein Bild ansprechenden Vorrichtung enthalten.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kippschwinggenerator (97) auf eine einzelne Achsenabtastung der auf ein Bild ansprechenden Vorrichtung geschaltet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,

daß der Kippschwinggenerator (97) welcher für einen linearen bidirektionalen Kippschwingzyklus mit gleichen Aufschwing- und Abschwingperiodenhälften geschaltet ist„

909808/0645

.13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kippschwinggenerator (97) für einen nicht linearen bidirektionalen Kippschwingzyklus geschaltet ist.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Kameraanordnung (31,33) eine auf das Bild ansprechende variable Verstärkungsvorrichtung und die elektronische Schalteinrichtung eine selbstabgleichende Meßschleife aufweist, welche eine automatische Verstärkungssteuerschaltung zur Veränderung der Bildvorrichtungsverstärkung aufweist, um den Ausgangsstrom konstant zu halten.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Verarbeitung des Kamerasignals einen Autokorrelator zur Entfernung des Kamerasignalrauschens aufweist.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Verarbeitung eines variablen Kamerasignals eine Feststellschaltung für eine differenzierte Impulsflanke für jedes Kamerasignal und einen Autokorrelator zur Rauschentfernung aus jedem differenzierten Kamerasignal aufweist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schalteinrichtung eine auf einen oder mehrere variable Stranggrößenimpulse ansprechende Einrichtung zur Erzeugung jeweiliger erster Fehler-Kompensiersignale in Bezug auf eine

909808/0645

Positionsangabe für die Strangmittellinie jedes Strangabbildes ansprechen, enthält, und daß der Computer (27) derart modifiziert ist, um jeweilige erste Fehler-Kompensiersignale aufzunehmen und den einen oder die mehreren variablen Stranggrößenimpulse gemäß einem vorbestimmten Wert der entsprechenden Postionsangaben für die Strangmittellinie zu kompensieren.

18. Voirichiung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß jede Positionsangabe fur die Strangmittellinie in Reaktion auf die Feststellung aufeinanderfolgender variabler Stranggrößenführungsflanken in jeweiligen Aufschwing- und Abschwinghälften eines bidirektionalen Kippschwingzyklus für die Kameraanordnung und die Bestimmung der StrangmittelLinienposition als halbe Distanz zwischen aufeinanderfolgenden Führungsflanken des Stranggrößenimpulses erzeugt wird.

19. Vonichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß weiter ein Meßwertgeber der Strangzielgrößenangabe enthalten ist, daß der Computer (27) derart modifiziert ist, um die Strangabweichung von der Zielgröße als eine Funktion der Stranggröße und der vorbezeichneten Angabe in Reaktion auf ein geeignetes Komrnandosignal aufzuzeichnen und zu lagern, und daß die Einrichtungen (60, 63) die gespeicherten Angaben zum Anzeigen und/oder Aufzeichnen der Stranggrößenabweichung von der Zielgröße verwendet.

909808/0645

20. VOrrichiung nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch

einen weiteren Meßwertgeber der Stranggrößentoleranzangaben , ,und daß die Computeraufzeichnung und -speicherung derart modifiziert ist, um in Reaktion auf ein geeignetes Kommandosignal die Stranggrößentoleranzangaben vom Meßwertgeber zu überlagern,und daß die Verwertungseinrichtung (60,63) die gespeicherten Angaben zum Anzeigen und/oder Aufzeichnen der Stranggrößentoleranz, überlagert auf die Strangabweichung von der Zielgröße.

21. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß weiter ein Meßwertgeber für Betriebsangaben enthalten ist, welche in Reaktion auf ein entsprechendes Kommando— signal in den Computer eingegeben und gespeichert werden und daß die Verwertungseinrichtung (60,63) die gespeicherten Betriebsangabe zum Anzeigen und/ oder Aufzeichnen der Betriebsdaten mit und ohne den vorbezeichneten anderen Angaben verwendet.

22. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Computer (27) derart modifiziert ist, daß er abhängig von einem geeigneten Kommandosignal die Anordnung unter Verwendung eines Standardstranges zum Aufbau einer Speichermappe eicht oder das Meßsystem ohne Verwendung eines Stranges nacheicht.

909808/0645

23. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,

daß die auf das Bild ansprechende Vorrichtung eine oder mehrere Kalibriermasken (94,95) enthält, daß die elektronische Schalteinrichtung eine Einrichtung zur Verstellung wenigstens einer Abtastung von einer zentralen Bildabtastung zu einer der Kalibriermasken enthält und daß weiter eine Einrichtung zur Rekalibrierung der Meßanordnung ohne einen Strang durch Steuerung der Selektion und Verwendung einer jeden Kalibriermaske vorgesehen ist.

24. Vonrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet,

daß der Computer (27) derart modifiziert ist, daß die Selektion und Verwendung einer jeden Kalibriermaske in Reaktion auf ein entsprechendes Kommandosignal erfolgt.

25. Elektro-optisches Verfahren zur Messung einer Größe eines sich bewegenden Stranges, gekennzeichnet durch Abbildung einer gemessenen Stranggröße auf eine elektronische Kameraanordnung und Umwandlung des Strangabbildes in ein Kamerasignal, welches sich als eine Funktion eines oder mehrerer Fehler verändern kann, Bearbeitung des Kamerasignals zur Erzeugung eines Stranggrößenimpulses, welcher sich als eine Funktion des einen oder der mehreren Fehler ändern kann, Assimilierung des variablen Stranggroßenimpulses und einer entsprechenden Anzahl von Fehler-kompensierenden Signalen in den Computer und Errechnung eines Korrekturfaktors zur Kompensation des variablen Stranggroßenimpulses für jede Fehlerquelle in

909808/0645

sfO

Reaktion auf die entsprechende Anzahl der Fehler-kompensierenden Signale und nachfolgende Erzeugung und Speicherung eines korrigierten Stranggrößenimpulses und Verwendung der gespeicherten Angabe zum Anzeigen und /oder Aufzeichnen der korrigierten Stranggröße.

/26. Elektro-optisches Meßverfahren nach Anspruch 25 zum Messen von mehr als einer Seitenabmessung des sich bewegenden Stranges, gekennzeichnet durch Abbildung einer jeden zu messenden Stranggröße auf eine elektronische Kameraanordnung und Umwandlung jedes Strangabbildes in eine entsprechende Anzahl von Kamerasignalen, von denen wenigstens eines sich als eine Funktion von einem oder mehreren Fehlern verändern kann, Verarbeitung jedes variablen Kamerasignals zur Erzeugung einer entsprechenden Anzahl von variablen Stranggrößenimpulsen, von denen wenig'stens einer sich als eine Funktion von einem oder mehreren der Fehler verändern kann, Assimilierung jedes variablen Stranggrößenimpulses und eines ader mehrerer entsprechender Fehler-kompensierenden Signale in den Computer und Errechnung eines Korrekturfaktors zur Kompensierung jedes variablen Stranggrößenimpulses für jede Fehlerquelle in Reaktion auf die entsprechende Anzahl der Fehler-Kompensiers^ignale und nachfolgende Erzeugung und Speicherung jedes korrigierten Stranggrößenimpulses und Verwendung der gespeicherten Angaben zum Anzeigen und/oder Aufzeichnen jeder korrigierten Stranggröße.

909808/0645

27. Elektro-optisches Meßverfahren nach Anspruch 25 oder 26 zum Messen einer oder mehrerer Seitenabmessungen eines sich bewegenden Stranges bei verschiedenen, Umfangsstellungen des Stranges, gekennzeichnet durch den weiteren Verfahrensschritt einer steuernden Abtastung einer oder mehrerer elektronischer Kameras der Kameraanordnung um ein Seitenprofil des Stranges während Erzeugung eines Tasterpositionssignales, Modifizierung des Assimilierschrittes derart, um das Strarigprofil als eine Funktion des einen oder der mehreren korrigierten Stranggrößenimpulse und des Abtasterpositionssignales im Computer aufzuzeichnen und zu speichern sowie Modifizierung des Verwertungsschrittes, derart, um die gespeicherten Daten zum Anzeigen und/oder Aufzeichnen des Strangprofiles mit oder ohne korrigierter Stranggröße zu verwenden.

28. Verfahren nach Anspruch 27, gekennzeichnet durch manuelle oder automatische reversible Steuerung der Strangabtastung in Reaktion auf ein Steuersignal der Abtasterbewegung.

29. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 28, gekennzeichnet durch Modifizierung des Assimilierverfahrensschrittes zur Kompensierung eines oder, mehrerer der variablen Stranggrößenimpulse bezüglich eines oder einer Kombination von linearen oder nicht-linearen Fehlern optischer oder elektronischer Quellen.

909808/0645

30. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 29, gekennzeichnet durch den weiteren Verfahrensschritt der Erzeugung eines Strang— temperatursignales und ggf. durch den zusätzlichen Verfahrensschritt der Erzeugung eines Strangzusammensetzungssignales und Modifizierung des Assimilierverfahrensschrittes, derart, daß der Computer einen oder mehrere Korrekturfaktoren errechnet und einen oder mehrere der variablen Stranggrößenimpulse für eine oder eine Kombination von Fehlern einschließlich Kamerablickfeld, Versetzungsfaktor, Driftfaktor, Strangtemperatur oder Strangzusammensetzungswirkung auf die Strang— temperatur bezüglich der Größe des kalten Stranges kompensiert.

31. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 30, gekennzeichnet durch den weiteren Verfahrensschritt der Erzeugung eines oder mehrerer Signale einschließlich der Strangzielgröße, Stranggrößentoleranz oder Betriebsdaten,· Modifizierung des Assimilierverfahrensschrittes derart, um die Stranggrößenabweichung von der Zielgröße aufzuzeichnen und zu speichern und ggf. die Stranggrößentoleranz und/oder Betriebsdaten im Computer in Abhängigkeit von einem geeigneten Kommandosignal zu speichern sowie durch weitere Modifizierung des Verwertungsverfahrensschrittes derart, um die gespeicherten Angaben zum Anzeigen und /oder Aufzeichnen der

909808/0645

/13

Stranggrößenabweichung von der Zielgröße, Überlagerung der Stranggrößentoleranzangaben und/oder Betriebsdaten zu verwenden.

32. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 31, gekennzeichnet durch den weiteren Verfahrensschritt der Eichung der Meßanordnung unter Verwendung eines oder mehrerer Stränge einer Standardgröße, um .das Strangabbild für die nachfolgende Umwandlung in einen Stranggrößenimpuls zu schaffen sowie durch Modifizierung des Assimilierverfahrensschrittes derart, um eine Speichermappe im Computer in Reaktion auf ein Off-line Kommandosignal aufzubauen, wodurch ein effektiver Vergleich augenblicklicher Stranggrößenimpulse mit gespeicherten Werten in Reaktion auf ein On-line Kommandosignal gegeben ist.

33. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 32, gekennzeichnet durch eine oder mehrere auf ein Bild ansprechende Vorrichtungen in der Kameraanordnung, welche je eine oder mehrere Kalibriermasken in der Nähe eines zentralen Strangabbildabschnittes aufweisen, durch den weiteren Verfahrensschrift der elektronischen Abtastung des mittleren Abschnitts der auf das Bild reagierenden Vorrichtung während normaler Meßoperationen^sowie durch den zusätzlichen Verfahrensschritt einer Nacheichung der"Meßanordnung ohne einen Strang

909808/0645

durch Verstellung der elektronischen Abtastung einer auf ein Bild ansprechenden Vorrichtung durch Steuerung der Selektion und Verwendung einer jeden Kalibriermaske in Reaktion auf ein geeignetes Kommandosignal, wodurch ein effektiver Vergleich eines jeden Ausgangs der auf ein Bild ansprechenden Vorrichtung während der Rekalibrierung mit einem bekannten Standard möglich ist.

909808/0645