DE3129890A1 - Method for measuring the diameter of linearly moving strand-shaped material - Google Patents

Method for measuring the diameter of linearly moving strand-shaped material

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Viktor 3014 Magdeburg Cielepak
Ulrike Dipl.Ing. Habermann
Jörg Dipl.Ing. 3104 Biederitz Krieger
Franz Dipl.Ing. Pozimski
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SKET Schwermaschinenbau Magdeburg GmbH
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Schwermaschinenbau Kombinat Ernst Thalmann VEB
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    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/08—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters
    • G01B11/10—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters of objects while moving
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Abstract

Circuit arrangements for measuring the diameter of linearly moving strand-shaped material are known in various forms. They operate either by means of optical scanning with a mirror which is moved mechanically and with the use of light from incandescent lamps or a laser, or by scanning by means of a television camera. All the methods have the disadvantage that they have wearing parts and lead to defective measurements even in the case of slight contamination. The aim of the invention is to avoid these disadvantages. This is achieved by illuminating the measurement material at the rear using infrared light with a wavelength of 900 nm to 1100 nm and using the output signal of an electronic raster in order to determine the diameter of the measurement material and, via a peak value rectifier and a PI controller, to control the infrared radiator.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Verfahren zur Durchmessermessung von linear bewegtem strangförmigen Gut Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung findet Anwendung in der kabelherstellenden Industrie, insbesondere zur berührungslosen Durchmesser messung isolierter Adern.Method for measuring the diameter of linearly moved strand-shaped Good field of application of the invention The invention finds application in the cable manufacturing industry Industry, especially for non-contact diameter measurement of insulated wires.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es sind Meßverfahren bekannt, bei denen der zu messende Körper durch eine Lichtquelle auf einem mit; Sell-Dunkelmarkierungen versehenen Mikrometerstab abgebildet und die nicht verdeckten Hell-Dunkelmarkierungen von einer Fotozelle durch mechanische Hin und Herbewegungen eines Spiegels abgetastet und die erzeugten Impulse gezählt und angezeigt; werden.Characteristics of the known technical solutions There are measuring methods known in which the body to be measured by a light source on a with; Sell-dark markings shown and the uncovered micrometer rod Light-dark markings from a photocell by mechanical back and forth movements a mirror scanned and the generated pulses counted and displayed; will.

(DT-OS 20 46 518) Es wurde auch schon als Lichtquelle parallel einfallendes Licht, beispielsweise ein Laserstrahl, zur Abbildung des zu messenden Körpers auf einer mit Hell-Dunkelmarkierungen versellerlen Matrix, die mit einer Fernsehkamera abgetastet wurde, beschrieben. (DD-OS 22 11 343) Das Lasergerät mit seinem monochromatischen Licht bringt; für die optische Abtastung einige Vorteile gegenüber dem Farbgemisch der Glühlampe.(DT-OS 20 46 518) It has also been used as a light source incident in parallel Light, for example a laser beam, to image the body to be measured a matrix filled with light-dark markings, which is made with a television camera has been scanned. (DD-OS 22 11 343) The laser device with its monochromatic Brings light; for the optical scanning some advantages over the color mixture the light bulb.

Auch ist bekannt, eine Fernsehkamera direkt; zum Auszählen der abgedunkelten Bildzelle und somit; zur Bestimmung des Durchmessers heranzuziehen. In allen Fällen werden entweder Glühlampen zur Beleuchtung des Meßgutes verwendet, die eine begrenzte Lebensdauer besitzen oder ein Lasergerät, das recht kostspielig ist.It is also known to direct a television camera; to count the darkened Image cell and thus; to be used to determine the diameter. In all cases either incandescent lamps are used to illuminate the material to be measured, the one limited Own a lifetime or a laser device that is quite expensive.

Weiterhin ist es als nachteilig anzusehen, daß durch Ver staubung des optischen Systems eine Unterbelichtung des Lichtempfängers auftritt, wodurch Fehlmessungen entstehen.Furthermore, it is to be regarded as disadvantageous that dusting by Ver of the optical system an underexposure of the light receiver occurs, whereby Incorrect measurements arise.

Ziel der Erfindung Es ist Ziel der rfindung die Meßgenauigkeit berührungslos arbeitender Durchmessermeßgeräte zu erhöhen, ohne daß Verschleißteile, wie Glühlampen oder mechanisch bewegte Teile, Verwendung finden, bei gleichzeitiger Senkung der Herstellungskosten0 Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur berührungslosen Durchmessermessung zur Verfügung zu stellen, das mit einer Quelle parallelen Lichts arbeitet und das sich bei Verschmutzungserscheinungen der Optik in seiner Strahlungsintensität selbsttätig nachregelt.AIM OF THE INVENTION The aim of the invention is the non-contact measurement accuracy working diameter measuring devices without the need for wearing parts, such as light bulbs or mechanically moving parts, are used, while at the same time reducing the Manufacturing costs Explaining the essence of the invention The invention is based on the object based on a method for non-contact diameter measurement available that works with a source of parallel light and that works when there are signs of pollution the optics automatically readjusts its radiation intensity.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöste , indem das Ueßgut rückwärtig mit infrarotem Licht in einer Wellenlänge von 900 nm bis 1100 nm, vorzugsweise 940 nm sowie einer maximalen Halbwertbreite von 100 nm über eine Optik angestrahlt und über eine weitere Optik auf einem elektronischen Raster abgebildet wird.According to the invention this object is achieved by the Ueßgut backwards with infrared light in a wavelength of 900 nm to 1100 nm, preferably 940 nm as well as a maximum half-width of 100 nm are illuminated via optics and is imaged on an electronic grid via a further lens.

Bs gehört zur Erfindung, den elektronischen Raster über eine Steuerung elektronisch abzutasten und den Wert über einen Verstärker proportional zu verstärken.Bs belongs to the invention, the electronic grid via a control electronically and amplify the value proportionally via an amplifier.

Weiterhin gehört zur Erfindung, daß aus dem Videosignal des elektronischen Rasters einmal die Impulse für die eigentliche Messung und zum anderen ein Helligkeitssignal gemessen wird, welches über eine Spitzenwertgleichrichtung und einen P-I-Regler den Infrarotstrahler steuerte Ausführungsbeispiel Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen: Fig.1: Meßanordnung Fig. 2: Blockschaltbild der Meßanordnung tSit einem Infrarotstrahler 1 und einer Optik 2 wird das Meßgut 3 rückwärtig mit parallelen Infrarotstrahlen beleuchtet.The invention also includes that from the video signal of the electronic Rasters the impulses for the actual measurement on the one hand and a brightness signal on the other is measured, which is via a peak value rectification and a P-I controller controlled the infrared heater Embodiment The invention is explained with reference to the accompanying drawings. They show: FIG. 1: measuring arrangement Fig. 2: Block diagram of the measuring arrangement tSit an infrared radiator 1 and one Optics 2, the material to be measured 3 is illuminated from behind with parallel infrared rays.

Der Infrarotstrahler kann z. B. eine Lichtemitterdiode sein.The infrared heater can, for. B. be a light emitting diode.

Das Meßgut 3 wird mit einer weiteren Optik 4 auf einem elektronischen Raster 5 abgebildet. Dieser Raster 5 wird nun mittels.Steuerung 13 elektronisch abgetastet und im Verstärker 6 proportional verstärkt. Aus dem daraus kommenden Signal werden nun zwei Informationen herausgefiltert. Der Filter 11 filtert eine Impulsfolge des nicht vom Meßgut abgedeckten Infrarotstrahles heraus. Der Trigger 12 wandelt die Impulsfolge in saubere Rechtecke mit einer Einheitsamplitude um. In der Dunkelimpulserzeugung 13 wird nun zusammen mit der Steuerung 15 die Impulsfolge gewonnen, die den abgedunkelten Stellen auf dem elektronischen Raster 5 und damit dem Durchmesser des eßgutes 3 entspricht. In dem Zähler und Speicher 14 wird nun die Impulsfolge ausgezählt, gespeichert und zur Anzeige gebracht. Die zweite Information aus dem Verstärker G, die Strahlungsintensität, wird mit dem Filter 10 herausefiltert, mit dem Spitzenwertgleichrichter 9 gleichgerichtet und mit einem vorgegebenen Sollwert 8 verglichen. Die Differenz zwischen dem Sollwert 8 und dem Istwert aus dem Gleichrichter 9 regelt über den Regler 7 die Strahlungsintensität des Infrarotstrahlers 1. Bedingt durch die relativ langwelligen Strahlen des Infrarotstrahlers 1 und durch die Regelung der ;3trahlungsintensität mit dem elektronischen Raster 5 ist es möglich, daß im Proportionalbereich der Regelung bei Verstaubung des Meßraumes zwischen Optik 2 und Optik 4 kein Meßfehler entsteht. Die Regelung gleicht die Strahlungsverluste ;aus und sorgt somit für eine optimale Bestrahlung des elektronischen Rasters. Die Dunkelimpulserzeugung besteht aus einem Generator 16, dessen Ausgangsimpuls in einem rDeiler 17 auf 2 : 1 geteilt wird. Mit dem MND-Glied 18 sowie mit dem NAND-Glied 20 werden zusammen mit dem Generator 16 und dem Teiler 17 zwei Impulse von gleicher Frequenz aber gegeneinander versetzt und negiert erzeugt. Das vom Trigger 12 kommende Signal wird auf eine Kippstufe, bestehend aus den NAND-Gliedern 21, 22, geleitet. Diese Kippstufe wird zum einen vom Trigger 12 und zum anderen vom NAND»Glied 20 gesetzt. Das NAND-Glied 21 und das ÄND-Glied 18 wird mit dem AND-Glied 19 zusammengebracht. Wird nun vom elektronischen Raster 5 gerade das Meßgut abgetastet, so gelangen über den Verstärker 6, den Filter 11 und den Trigger 12 keine Impulse an das NAND-Glied 22, aber dadurch liegt am Ausgang des AND-Gliedes 19 eine Impulsfolge, die vom Zähler, Speicher und Anzeige 14 gezählt und angezeigt wird.The material to be measured 3 is with a further optics 4 on an electronic Grid 5 shown. This grid 5 is now electronically controlled by means of control 13 sampled and amplified proportionally in the amplifier 6. From what comes out of it Signal, two pieces of information are now filtered out. The filter 11 filters a Pulse sequence of the infrared beam not covered by the material to be measured. The trigger 12 converts the pulse train into neat rectangles with a unit amplitude. In the dark pulse generation 13, together with the controller 15, the pulse sequence won the darkened areas on the electronic grid 5 and thus corresponds to the diameter of the food 3. In the counter and memory 14 is now the pulse sequence is counted, saved and displayed. The second piece of information from the amplifier G, the radiation intensity, is filtered out with the filter 10, rectified with the peak value rectifier 9 and with a predetermined target value 8 compared. The difference between the setpoint 8 and the actual value from the rectifier 9 regulates the radiation intensity of the infrared heater 1 via the controller 7 by the relatively long-wave rays of the infrared heater 1 and by the control the; 3 radiation intensity with the electronic grid 5, it is possible that in the Proportional range of the control in case of dust in the measuring area between optics 2 and optics 4 no measurement error occurs. The regulation compensates for the radiation losses ; and thus ensures optimal irradiation of the electronic grid. the Dark pulse generation consists of a generator 16, the output pulse in one rDeiler 17 is divided to 2: 1. With the MND element 18 and with the NAND element 20 together with the generator 16 and the divider 17 two pulses generated by the same frequency but offset from one another and negated. That from the trigger 12 incoming signal is sent to a trigger stage, consisting of the NAND gates 21, 22, headed. This flip-flop is on the one hand by the trigger 12 and on the other hand by NAND »link 20 set. The NAND gate 21 and the ÄND gate 18 is combined with the AND gate 19 brought together. If the material to be measured is now being scanned by the electronic grid 5, in this way, no pulses pass through the amplifier 6, the filter 11 and the trigger 12 to the NAND gate 22, but this results in a pulse train at the output of the AND gate 19, which is counted and displayed by the counter, memory and display 14.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 - Infrarotstrahler 2 - Optik 3 - Meßgut 4 - Optik 5 - elektronischer Raster 6 - Verstärker 7 - Regler 8 - Sollwert 9 - Spitzenwertgleichrichter 10 - Filter 11 Filter 12 - Trigger 13 - Dunkelimpulserzeugung 14 - Zähler, Speicher, Anzeige 15 - Steuerung 16 - Generator 17 - Teiler 2 : 1 18; 19 - AND-Glied 20; 21; 22 - NAND-Glied L e e r s e i t eList of the reference symbols used 1 - Infrared radiator 2 - Optics 3 - material to be measured 4 - optics 5 - electronic grid 6 - amplifier 7 - controller 8 - Setpoint 9 - Peak value rectifier 10 - Filter 11 Filter 12 - Trigger 13 - Dark pulse generation 14 - counter, memory, display 15 - control 16 - generator 17 - divisor 2: 1 18; 19 - AND gate 20; 21; 22 - NAND element L e e r e i t e

Claims (3)

Erfindungsanspruch 1. Verfahren zur Durchmessermessung von linear bewegtem strangförmigen Gut, gekennzeichnet dadurch, daß das Meßgut (3) rückwärtig mit einer Quelle infraroten Lichtes (1) in einer Wellenlänge von 900 bis 1100 nm, vorzugsweise 940 nm, sowie einer Halbwertsbreite von 100 nm über eine Optik (2) angestrahlt und über eine weitere Optik (4) auf einem elektronischen Raster (5) abgebildet wird, 2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der elektronische Raster (5) über eine Steuerung elektronisch abzutast;en und der Wert über einen Verstärker (6) proportional zu verstärken ist.Invention claim 1. Method for measuring the diameter of linear moving, strand-like material, characterized in that the material to be measured (3) is at the rear with a source of infrared light (1) at a wavelength of 900 to 1100 nm, preferably 940 nm, as well as a half width of 100 nm via optics (2) illuminated and via another optic (4) on an electronic grid (5) is mapped, 2. The method according to item 1, characterized in that the electronic The grid (5) can be electronically scanned via a control system and the value via a Amplifier (6) is to be amplified proportionally. 3. Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß aus dem Videosignal des elektronischen Rasters (5) einmal die Impulse fur die eigentliche Messung und zum anderen ein Helligkeitssignal gemessen wird, welches über eine Spitzenwertgleichrichtung (9) und einem P-I-Regler den Infrarotstrahler (1) steuert.3. The method according to items 1 and 2, characterized in that from the Video signal of the electronic grid (5) once the pulses for the real Measurement and, on the other hand, a brightness signal is measured, which is via a peak value rectification (9) and a P-I controller controls the infrared heater (1).
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