DE3508257C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen der Relativ­ geschwindigkeit zwischen zwei Körpern mit Hilfe von sich wie­ der verflüchtigenden Markierungen, die an dem einen Körper in Richtung der Relativbewegung beider Körper in gegenseiti­ gem konstanten Abstand impulsartig angebracht werden, wobei die Zeitpunkte, zu denen die Markierungen an dem anderen Kör­ per vorbeitreffen, registriert werden, und wobei die Markie­ rungen Bereiche auf dem einen Körper darstellen, die eine ge­ genüber den diese Bereiche umgebenden Bereichen unterschied­ liche Temperatur aufweisen.

Sich bewegende Körper kommen praktisch in allen technischen Gebieten vor. Die entsprechenden Meßverfahren werden daher bei den unterschiedlichsten Körpern angewandt.

Aus der DE-AS 26 16 443 ist ein Verfahren der eingangs ge­ nannten Art bekannt. Bei diesem Verfahren werden die Wärme­ marken in einer festgelegten Taktfolge aufgebracht und so gewählt, daß der Abstand der Wärmemarken auf dem Band größer ist als die Länge der Meßstrecke. Dies hat den Nachteil, daß vor einer ersten Messung die tatsächliche Geschwindigkeit des Bandes zunächst einmal geschätzt werden muß, um sicher­ zustellen, daß der abstand der Wärmemarken auch mit Sicher­ heit größer ist als die Länge der Meßstrecke. Sofern der Ab­ stand der Wärmemarken nämlich kleiner ist als die Länge der Meßstrecke, kommt ein falsches Ergebnis für die Geschwindig­ keit des Bandes heraus, ohne daß dies sofort ersichtlich wä­ re. Außerdem ist von Nachteil, daß bei Geschwindigkeitsände­ rungen des Bandes ebenfalls falsche Geschwindigkeitsergebnis­ se erhalten werden können; sollte die Geschwindigkeit des Bandes nämlich so weit absinken, daß irgendwann der Abstand der Wärmemarken ebenfalls kleiner würde als die Länge der Meßstrecke, würden zwar anfänglich korrekte Werte, dann aber unkorrekte Werte für die Geschwindigkeit des Bandes ermit­ telt werden. Das bekannte Verfahren ist daher in seiner an­ wendung nicht für alle Anwendungsfälle geeignet, so z.B. nicht in Fällen, wo die Relativgeschwindigkeit starken Schwankungen unterliegt. Dieser Nachteil besteht auch bei dem aus der GB-PS 11 32 364 bekannten Verfahren zum Messen der Geschwindigkeit eines aus einer Stranggießanlage austre­ tenden Stranges.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile ein Verfah­ ren anzugeben, das unabhängig von vorhandenen Bandgeschwin­ digkeiten immer zu richtigen Meßergebnissen für die Geschwin­ digkeit des betreffenden Bandes führt.

Diese Erfindung ist bei dem eingangs genannten Verfahren so­ wohl durch die Merkmale des Patentanspruches 1 als auch durch die des nebengeordneten Patentanspruches 2 gegeben.

Die Erfindung zeichnet sich dementsprechend bei dem Verfah­ ren gemäß Patentanspruch 1 dadurch aus, daß die Markierungen durch auf den einen Körper einwirkende Wärme oder Kälte her­ vorgebracht werden, und auf den einen Körper die Wärme oder Kälte in mehreren, zeitlich aufeinanderfolgenden Reihen von Impulsen einwirkt, wobei der zeitliche Abstand der Impulse innerhalb der Impulsreihen konstant gehalten wird und dieses konstante Maß bei jeder nachfolgenden Impulsreihe so lange vergrößert wird, bis sich bei zwei Impulsreihen das gleiche Ergebnis für die Relativgeschwindigkeit ergeben hat.

Die Erfindung zeichnet sich im Unterschied dazu bei dem Ver­ fahren gemäß dem Patentanspruch 2 dadurch aus, daß die Mar­ kierungen durch auf den einen Körper einwirkende Wärme oder Kälte hervorgebracht werden, und auf den einen Körper die Wärme oder Kälte in mindestens zwei unabhängig voneinander gleichzeitig ablaufenden Reihen von Impulsen einwirkt, wobei der zeitliche Abstand der Impulse von jeder der Impulsreihen konstant, untereinander aber verschieden ist, und die Ab­ stände in beiden Impulsreihen so lange vergrößert werden, bis sich bei beiden Impulsreihen das gleiche Ergebnis für die Relativgeschwindigkeit ergeben hat.

Durch beide Verfahren lassen sich Fehlmessungen vermeiden, die dadurch entstehen, daß der zeitliche Abstand der Impulse untereinander so klein ist, daß auf dem sich bewegenden Kör­ per im Bereich zwischen dem die Impulse aussendenden Gerät und dem die Impulse registrierenden Gerät mehrere Impulse auftreten. Bei beiden Meßarten ist die richtige Geschwindig­ keit dann ermittelt, wenn die unabhängig voneinander erfol­ genden Messungen das gleiche Ergebnis erbringen.

Diese Meßverfahren lassen sich in vorteilhafter Weise bei der Ermittlung der Geschwindigkeit eines Förderbandes, bei­ spielsweise bei einer Förderbandwaage, anwenden. Der mit den flüchtigen Markierungen versehene eine Körper ist dabei ent­ weder das Förderband oder das auf demselben transportierte Material.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich in hervorragender Weise auch zur Bestimmung der Geschwindigkeit eines aus einer Stranggießanlage austretenden Stranges und damit bei der Geschwindigkeitsermittlung für einen sehr heißen Körper, auf dem bleibende Markierungen nicht angebracht werden kön­ nen. Das technisch unkomplizierte Grundkonzept des Verfah­ rens ist damit auch an Orten mit rauhen Umweltbedingungen, wie sie nun einmal in einem Hüttenwerk vorherrschen, anwend­ bar. In besonders einfacher Weise läßt sich somit das Verfah­ ren dadurch verwirklichen, daß das die Markierungen aufbrin­ gende Medium ein gegenüber der Temperatur des Stranges küh­ leres Gas in gasförmigem oder flüssigem Zustand ist. Dies Gas kann in vorteilhafter Weise Luft oder ein Luftgemisch sein. als Empfänger eignet sich in diesem Falle besonders ein Sensor, der die infolge des Temperaturunterschiedes auf­ tretende Änderung des Lichtspektrums registriert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben und er­ läutert.

Es zeigen:

Fig. 1 In schematischer Ansicht ein sich bewegendes Förderband, einen Sender, der das Förderband an einer bestimmten Stelle mit Wärme beauf­ schlagt, sowie einen Empfänger, der das Vorbei­ bewegen dieser Stelle an dem Empfänger regis­ triert,

Fig. 2 die Aufheizverteilung auf dem Förderband auf­ grund einer vom Sender ausgesendeten ersten Wärmeimpulsreihe gemäß Fig. 1, und

Fig. 3 die Aufheizverteilung entsprechend Fig. 2 auf­ grund einer zweiten Wärmeimpulsreihe.

Mit 10 ist in Fig. 1 ein Förderband bezeichnet, das sich nach rechts in Pfeilrichtung fortbewegt. In einem Abstand A 1 vom Förderband 10 befindet sich ein Sender 12, der eine Wär­ mestrahlung 18 gegen das Förderband 10 aussendet. Im Abstand A 2 vom Förderband 10 und in einer Entfernung E vom Sender 12 ist ein Empfänger 14 vorhanden, der Temperaturunterschiede auf dem Förderband 10 aufgrund vom Förderband 10 ausgehender Wärmestrahlungen 20 registriert.

Sobald also eine Stelle 16 auf dem Förderband 10, die auf­ grund einer vom Sender 12 ausgesendeten Wärmestrahlung 18 er­ wärmt ist, an die Stelle 16′ gelangt ist, wird die dort vom Förderband 10 ausgesendete Wärmestrahlung 20 von dem Empfän­ ger 14 festgestellt. Die Stelle 16′ hat dabei einen Weg W zu­ rückgelegt, der dem Abstand E zwischen Sender 12 und Empfän­ ger 14 entspricht. aus dem Zeitunterschied zwischen dem aus­ senden der Wärmestrahlung 18, die zur Erwärmung der Stelle 16 geführt hat, und dem Empfangen dieser Wärmestrahlung 20 sowie der bekannten Entfernung E läßt sich die Geschwindig­ keit des Förderbandes 10 ermitteln.

Die Wärmestrahlung 18 wird vom Sender 12 in Form einer Folge regelmäßiger, gleichartiger Impulse ausgestrahlt. Die Im­ pulsdauer ist dabei klein gegenüber dem konstant großen zeit­ lichen Abstand der einzelnen Impulse einer Impulsfolge. Auf­ grund eines Impulses wird die Stelle 16 derart aufgeheizt, daß die eine Markierung M darstellende Wärmeverteilung auf dem Förderband 10 in diesem Bereich der Kurve 22 (Fig. 2) entspricht. Der Maximalwert der Wärmeeinwirkung ist mit M 1 gekennzeichnet. In Längsrichtung des Förderbandes 10 ent­ spricht die Aufheizzone dem Wert w 1.

Während sich das Förderband 10 weiterbewegt, kühlt sich der erwärmte Bereich 16 ab, so daß der Maximalwert M 1 auf den Wert M 2 absinkt. Gleichzeitig fließt die im Bereich 16 ge­ speicherte Wärme in die benachbarten Bereiche des Förderban­ des 10 ab, so daß sich die Aufheizzone auf den Wert w 2 ver­ größert. Im weiteren Verlauf kühlt sich der aufgeheizte Be­ reich schließlich auf die Werte M 3, M 4 ab. Entsprechend ver­ größern sich die Aufheizzonen auf die Werte w 3, w 4. Die ur­ sprüngliche Wärmeverteilung 22 folgt damit etwa den ent­ sprechenden Wärmeverteilungskurven 23, 24, 25. Zwischen den in Fig. 2 dargestellten Verteilungskurven 22, 23, 24, 25 mit ihren maximalen Aufheizwerten M 1, M 2, M 3 und M 4 liegen gleich lange Abkühlzeiten und damit bei unterstellter kon­ stanter Geschwindigkeit des Förderbandes 10 auch gleich große Wegstrecken W 1.

Der Berechnung der Geschwindigkeit des Förderbandes 10 wird nicht die dem zeitlichen Abstand der Impulse (M 1, M 2 usw.) entsprechende Wegstrecke W 1, sondern der konstante Weg W, der dem Abstand E zwischen Sender 12 und Empfänger 14 ent­ spricht, zugrundegelegt. Da bei der Impulsfolge gemäß Fig. 2 W 1 kleiner als der dem Abstand E entsprechende Weg W ist, führt diese Impulsfolge zu einem falschen Geschwindigkeits­ wert. Beim Vorbeilaufen der Maximalwerte M (M 1, M 2, M 3, M 4 ...) am Empfänger 14 registriert dieser nämlich ein schnelleres Vorbeilaufen von erwärmten Stellen 16′ als es der tatsächlichen Geschwindigkeit des Förderbandes 10 ent­ spricht. Die Impulsfolge gemäß Fig. 3, die sich von der Im­ pulsfolge in Fig. 2 dadurch unterscheidet, daß die Wegdif­ ferenzen W 2 größer als W 1 und insbesondere größer als W sind, führt dagegen zum richtigen Ergebnis. Ein richtiges Ergebnis für die Geschwindigkeit des Förderbandes 10 wird immer dann erzielt, wenn der Abstand zwischen zwei benachbar­ ten Markierungen (M 1, M 2 ...) größer als der der Entfernung E entsprechende Weg W ist.

Da man bei einer ausgesendeten Impulsreihe nicht weiß, ob die Abstände zwischen den Maximalwerte M kleiner oder größer als die Wegstrecke W bzw. der Abstand E sind, muß man sicher­ stellen, daß die Abstände der Maximalwerte M (M 1, M 2 ...) mit Sicherheit größer als die Entfernung E sind.

Dies läßt sich einmal dadurch erreichen, daß nacheinander Im­ pulsreihen mit von Reihe zu Reihe jeweils vergrößertem zeit­ lichen Abstand der Impulse vom Sender 12 ausgesendet werden. Sobald sich trotz zeitlich unterschiedlichem Abstand der Im­ pulse zwischen beiden Impulsreihen sich bei beiden Impuls­ reihen das gleiche Ergebnis für die Geschwindigkeit des Förderbandes 10 ergibt, ist der richtige Geschwindigkeitswert ermittelt.

Statt zeitlich aufeinanderfolgende Impulsreihen eines ein­ zigen Sender-Empfänger-Systems können zum anderen auch Im­ pulsreihen von unabhängig voneinander, aber gleichzeitig ar­ beitenden Sender-Empfänger-Systemen benutzt werden. auch hier werden die Zeitabstände der Impulse in beiden Systemen so lange vergrößert, bis zwei Impulsreihen zum gleichen Er­ gebnis führen. Man weiß dann nämlich, daß bei diesen beiden Impulsreihen der Abstand der jeweiligen Maximalwerte M größer als die Entfernung E ist.

Falls die Maximalwerte M gegenüber dem nicht mit Markierun­ gen versehenen Bereich des Förderbandes oder dgl. einen be­ stimmten Wert unterschreiten, kann in vorteilhafter Weise die Energie des Senders erhöht werden.

Claims (5)

1. Verfahren zum Messen der Relativgeschwindigkeit zwischen zwei Körpern mit Hilfe von sich wieder verflüchtigenden Markierungen, die an dem einen Körper in Richtung der Re­ lativbewegung beider Körper in gegenseitigem konstanten Abstand impulsartig angebracht werden, wobei die Zeit­ punkte, zu denen die Markierungen an dem anderen Körper vorbeitreffen, registriert werden, und wobei die Markie­ rungen Bereiche auf dem einen Körper darstellen, die eine gegenüber den diese Bereiche umgebenden Bereichen unter­ schiedliche Temperatur aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungen durch auf den einen Körper einwirkende Wärme oder Kälte hervorgebracht werden, und auf den einen Körper die Wärme oder Kälte in mehreren, zeitlich aufein­ anderfolgenden Reihen von Impulsen einwirkt, wobei der zeitliche Abstand der Impulse innerhalb der Impulsreihen konstant gehalten wird und dieses konstante Maß bei jeder nachfolgenden Impulsreihe so lange vergrößert wird, bis sich bei zwei Impulsreihen das gleiche Ergebnis für die Relativgeschwindigkeit ergeben hat.

2. Verfahren zum Messen der Relativgeschwindigkeit zwischen zwei Körpern mit Hilfe von sich wieder verflüchtigenden Markierungen, die an dem einen Körper in Richtung der Re­ lativbewegung beider Körper in gegenseitigem konstantem Abstand impulsartig angebracht werden, wobei die Zeit­ punkte, zu denen die Markierungen an dem anderen Körper vorbeitreffen, registriert werden, und wobei die Markie­ rungen Bereiche auf dem einen Körper darstellen, die eine gegenüber den diese Bereiche umgebenden Bereichen unter­ schiedliche Temperatur aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungen durch auf den einen Körper einwirkende Wärme oder Kälte hervorgebracht werden und auf den einen Körper die Wärme oder Kälte in mindestens zwei unahhängig voneinander gleichzeitig ablaufenden Reihen von Impulsen einwirkt, wobei der zeitliche Abstand der Impulse von je­ der der Impulsreihen konstant, untereinander aber ver­ schieden ist, und die Abstände in beiden Impulsreihen so lange vergrößert werden, bis sich bei beiden Impulsreihen das gleiche Ergebnis für die Relativgeschwindigkeit erge­ ben hat.

3. Verfahren zum Messen der Geschwindigkeit eines Förderban­ des, beispielsweise bei einer Förderbandwaage, nach An­ spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als der eine Körper das Förderband oder das auf dem För­ derband transportierte Material verwendet wird.

4. Verfahren zum Messen der Geschwindigkeit des aus einer Stranggießanlage austretenden Stranges nach einem der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als der eine Körper der Strang und als das die Markierun­ gen aufbringende Medium ein gegenüber der Temperatur des Stranges kühleres Gas in gasförmigem oder flüssigem Zu­ stand verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Gas Luft oder ein Luftgemisch verwendet wird.