FI71992B - Foerfarande foer indikering av ett foeremaols naervaro och uttraeckning och anordning foer genomfoerande av foerfarandet - Google Patents

Description

1 71992

Menetelmä esineen läsnäolon ja ulottuvuuden toteamiseksi ja laite menetelmän toteuttamiseksi

Keksintö kohdistuu menetelmään indikoida mittauskoh-5 teen aikaansaama varjostusväli referenssilinjalla ja laitteeseen menetelmän toteuttamiseksi. Riippuen esineen poikkipinnan muodosta, vastaa varjostusväli, mitä tullaan lähemmin selostamaan seuraavassa, joko mittauskohteen todellista ulottuvuutta pitkin referenssilinjaa ja silloin voi-10 öaan keksintöä hyödyntää ulottuvuuden mittauksessa tai varjostusväli tulee suuremmaksi kuin mittauskohteen ulottuvuus pitkin referenssilinjaa ja tällaisten esineiden yhteydessä (ja tietysti myös ensin mainittujen yhteydessä) voidaan keksintöä käyttää hyväksi ilmaisemaan esineen läs-15 näoloa referenssilinjän sisältävässä mittausvyöhykkeessä sisältäen sen edun, että aivan liian pienten esineiden (esim. satunnaiset lika- tai jätekappaleet) läsnäolon ilmaisu mittausvyöhykkeessä voidaan välttää.

Niihin esineisiin, joiden dimensio keksinnön mukaan 20 voidaan todeta riittävällä tarkkuudella, kuuluvat esineet vähintään likimain pyöreine poikkipintoineen, joiden keskiö on referenssilinjalla. "Vähintään likimain pyöreällä poikkipinnalla" tarkoitetaan tässä osittain geometrisia muotoja, mitkä ovat lähellä ympyrää, kuten ellipsit, joiden ak-25 selien ero on pienehkö tai monikulmiota, joiden sivuluku-määrä on suurehko, osittain säännöttömiä, ympyrää lähestyviä muotoja, kuten sahatukin poikkipinta. Keksintö sopii siksi erikoisen hyvin halkaisijan mittaukseen sahateollisuudessa ja sitä tullaan lähemmin selostamaan tätä taustaa 30 vastaan.

US-patenttikirjoituksessa 3 806 253 kuvataan mittauslaitetta, missä mittauskohteen yhdellä sivulla rivi lähettimiä (valodiodit) ja vastakkaisella puolella rivi vastaanottimia (fotodiodit) on sijoitettuina ennalta mää-35 rätylle keskinäiselle etäisyydelle. Lähettimet sytytetään yksi toisensa jälkeen ja vastaanottimilta kysytään. Mittauskohteen poikkileikkauksen halkaisija määrätään useiden 2 71992 vastaanottimien avulla, mitkä mittauskohteen varjostuksen vuoksi eivät saa valoa mistään lähettimestä. Laitteen paras mittaustarkkuus, "ratkaisukyky", on yhtä kuin vastaanottimien keskinäisen etäisyyden puolikas, esimerkiksi 1/4".

5 Samassa asiakirjassa kuvataan edelleen laitetta, mis sä kaksi lähetin-vastaanotinparia aikaansaavat kaksi keskenään risteilevää säteilyrataa ja mittauskohdetta siirretään poikkileikkaustasossaan niin, että se rikkoo ensin yhden ja sitten toisen säteilyradan ulkopuolella niiden yhteisen 10 risteilypisteen. Mitattu halkaisija lasketaan eteenpäin-syötön nopeudesta riippuvan molempien säteilyratojen katkaisua jän avulla. Ruotsalaisessa patenttiasiakirjassa 388 272 selostetaan mittauslaitetta esineelle, millä on puolisuunnikkaan muotoinen poikkipinta, kuten laudat, mis-15 sä samoin lähetin-vastaanotinparia käytetään aikaansaamaan toisiaan risteileviä säteilyratoja, jolloin yksi elementti mainitussa parissa voi olla kaksoiselementti, esimerkiksi yksi vastaanotin yhdistettynä kahteen lähettimeen.

Kaikki aikaisemmin tunnetut menetelmät ja rakenteet 20 omaavat kuitenkin yhden tai useampia seuraavista varjopuolista : - ratkaisukyky on rajoitettu vastaanottimien pienimmällä mahdollisella keskinäisellä etäisyydellä, jolloin edelleen suurempi vastaanotinmäärä (joka tarvitaan niiden 25 pienemmän keskinäisen etäisyyden vuoksi) tekee rakenteen kalliiksi, koska vastaanottimet ovat paljon kalliimpia kuin lähettimet; - liikkuvia osia, kuten pyöriviä peilejä ja vastaavia käytettäessä syntyy aina vaikeuksia suuren lämpöriippu- 30 vuuden, kulumisen, tärinäherkkyyden ja enimmäkseen myös lyhyen eliniän vuoksi; - täytyisi käyttää rajoitetun eliniän omaavia komponentteja verrattuna järjestelmän muihin osiin, esimerkiksi laser; 35 - mittauskohdetta tulee siirtää poikittain sen pi tuussuuntaan nähden, mikä aiheuttaa vaikeuksia, koska on hankalaa saada esim. tukki olemaan hiljaa kuljettimella 3 71992 sellaisen siirron aikana, ja sitä paitsi täytyisi kohteen halkaisijan mittaamiseksi koko pituudelta sijoittaa monia mittauslaitteita moniin mittaustasoihin pitkin kohteen koko pituutta.

5 Tämän keksinnön tehtävänä on aikaansaada ko. kal tainen menetelmä ja laite, miä antaa paremman ratkaisukyvyn kuin mikä vastaanottimien keskinäinen etäisyys on, vaatii vähemmän kalliita vastaanottimia kuin halpoja lähettämiä, ei tarvitse liikkuvia ja/tai tarkkuusvalmisteisia optisia 10 tai muita osia ja sallii halkaisijan mittauksen mittauskoh-teen koko pituudelta siten, että tämä itse asiassa tunnetulla tavalla siirretään pituussuunnassaan yhden ainoan mittauslaitteen ohi.

Keksintö on tunnettu niistä erikoispiirteistä, mit-15 kä käyvät ilmi oheisista patenttivaatimuksista 1 ja 4, minkä lisäksi muissa patenttivaatimuksissa esitetään edullisia yksityiskohtien toteuttamistapoja.

Keksintöä selostetaan nyt yksityiskohtaisesti toteu-tusesimerkin avulla oheisten kaaviopiirustusten mukaan, 20 joissa kuvio 1 on näkymä edestäpäin keksinnön mukaisen laitteen ensimmäisestä toteutusmuodosta, kuvio 2 esittää yksityiskohtaisemmin säteen kulkua osassa kuvion 1 mukaista laitetta, kuvio 3 esittää kaaviollisesti kaksi vastaan-25 ottajan toteutusmuotoa ja kuvio 4 esittää säteilyä näissä kahdessa vastaanottajamuodossa, kuviot 5 ja 6 esittävät kahta tapaa järjestää vastakkaiset lähetin- ja vastaan-otinrivit ja kuviot 7 ja 8 esittävät kaksi tapaa, miten nämä rivit voidaan kytkeä, kun taas kuvio 9 esittää neljä 30 toteutustapaa tämän keksinnön mukaisille mittauskehyksille ja kuviossa 10 on esitetty keksinnön mukaisen laitteen elektronista toimintaa kuvaava lohkokaavio.

Kuvion 1 mukaan kannattaa kannattaja 25, esimerkiksi siirtokuljetin, mittauskohdetta 10, mikä esitetyssä esimer-35 kissä on sahatukki. Kannattimen 25 molemmille puolille on sijoitettu sekä useita säteilynlähettimiä 11a, 11b, ..., että useita säteilyn vastaanottimia 12a, 12b, ....

4 71992

Vastaanottimet on sijoitettu etukäteen määrätyille keskinäisille etäisyyksille c ja jokaisen kahden vierekkäisen vastaanottimen välille on pienemmällä keskinäisellä etäisyydellä d sijoitettu useita lähettimiä. On siis olemassa 5 suurempi lukumäärä lähettimiä kuin vastaanottimia. Etäisyys vastaanottimen ja viereisen lähettimen välillä on 0,5 d.

Esitetyssä esimerkissä on lähettimet ja vastaanottimet sijoitettu suoriin riveihin A, B, yksi kannattimen 25 kummankin puolen. Rivien A, B keskinäinen etäisyys on a 10 ja niiden välillä on mittausvyöhyke E. Rivit A, B ulottuvat itse asiassa aina kohtiin C, D sakka, joita selvyyden vuoksi ei esitetä piirustuksessa.

Mittauskohteen 10 läpi kulkee referenssilinja R, mikä esitetyssä esimerkissä on samalla etäisyydellä 0,5 a 15 molemmista riveistä A, B. Referenssilinja voi kuitenkin olla myös lähempänä yhtä linjaa kuin toista, kunhan se vain ei ole aivan lähellä jompaakumpaa linjaa. Käytännössä on osoittautunut, että referenssilinja R on paras sijoittaa alueelle E', minkä pituus on 0,67 a sekä on yhtä kaukana 20 (0,17 a) molemmista riveistä A, B.

Jos yhdistetään suorilla säteilyradoilla, "säteillä", kaikki lähettimet mittauskohteen yhdellä puolen kaikkien vastaanottimien kanssa vastakkaisella puolella ja päinvastoin, niin saadaan säteiden verkosto, missä on suhteel-25 lisen suuri määrä leikkauspisteitä, kuten kahden (tai mahdollisesti useamman) säteen välillä. Näiden leikkauspisteiden paikat ovat muuttumattomat, koska ne ovat mittauslaitteen geometrian antamia ja ne voidaan siis kerralla antaa kaikille järjestelmään kuuluvassa elektroniikkalait-30 teessä 20. Jokainen leikkauspiste on yksiselitteisesti määritetty säteillä, mitkä siinä leikkaavat toisensa. Leikkauspiste esim. on määritetty säteillä 121 ja 131. Jokainen säteilyrata tai säde on puolestaan määritelty molemmilla päätepisteillään, ts. määrätyllä lähettimellä ja mää-35 rätyllä vastaanottimella. Mainitut kaksi sädettä 121, 131 ovat siten määritetyt lähetin-vastaanotinparilla llq-12a ja llf-12v.

5 71992

Jokainen lähetin on järjestetty aktivoitaessa lähettämään hajaantuvan sädekimpun, kuten kimpun 110, mikä käsittää kaikki vastaavasta lähettämöstä lähtevät säteet, mitkä ovat kahden rajasäteen, kuten säteet 111, 113, välis-5 sä. Lähettimet on edelleen järjestetty aktivoitavaksi ja aktivointi poistettavaksi (ts. sytytettäväksi ja jälleen sammutettavaksi) kukin omalla johtimellaan, kuten 13a, yksi toisensa jälkeen (tähän tarkoitukseen itse asiassa tunnetun laitteen 21 avulla), minkä on edullista olla osa elektro-10 niikkalaitetta 20.

Vastaanottimet ovat johtimilla, kuten 14a samoin yhdistetyt elektroniikkayksikköön 20 etsimistä tai kysymistä varten siinä tahdissa kuin lähettimet aktivoidaan. Tällöin kysytään vastaanottamilta lähinnä ei yksi toisensa jälkeen, 15 vaan ryhmä ryhmän jälkeen, käsittäen jokainen ryhmä useampia - esim. 3 - vastaanotinta (ts. jokaista lähetintä varten kysytään kolmelta vastaanottimelta vastakkaisella puolella) .

Kun siis elektroniikkayksikössä 20 esimerkiksi re-20 kisteröidään, että kun lähetin llf on sytytetty, vastaanotin 12v on aktivoitu, ja kun lähetin llp on sytytetty, vastaanotin 12a on aktivoitu (mikä yleensä hyvin korkean jaksoluvun huomioon ottaen tapahtuu käytännöllisesti katsoen samanaikaisesti), vedetään se johtopäätös, että leik-25 kauspiste P^ on vapaa.

Kun mittauskohde, kuten tukki 10, on viety mittauslaitteen sisään, se ottaa paikan, missä on useita leikkauspisteitä, kuten P2, mutta joihin varjostuksen vuoksi mikään säde tai korkeudellaan kaikki normaalisti siellä 30 kohtaavat säteet eivät voi päästä. Jokaisen säteen lähettäminen indikoidaan aina laitteella 21, ja kun määrätty vastaanotin ei samanaikaisesti indikoi aktivointia, vedetään se johtopäätös, että kyseistä sädettä tai säteitä (kun useammat vastaanottimet eivät reagoi) ei voida esteettö-35 mästi aikaansaada. Leikkauspisteen P2 tapauksessa on tilanne siis se, että kun laite 21 ilmoittaa, että lähetin lld on sytytetty, niin vastaanottimesta 12x ei tule mitään 6 71992 signaalia ja kun lähetin llh on sytytetty, ei lähettimestä 12v tule mitään signaalia ja seurauksena vedetään se johtopäätös, että leikkauspisteen P2 paikalla on mittauskohde.

Tarkasteltaessa kuviota 1 käy ilmi, että se mikä to-5 dellisuudessa on mitattu, on osa R', varjostusväli, refe-renssilinjalla R pisteiden ja T2 välillä, mitkä esittävät kahta referenssilinjalla R lähinnä toisiaan sijaitsevaa varjostamatonta leikkauspistettä.

Kuviossa on katkoviivoilla edelleen piirretty lit-10 teä esine 10' ja poikkipinnaltaan linssin muotoinen esine 10". On ilmeistä, että näissä kahdessa esineessä varjostus-väli R’ tarkasti vastaa niiden ulottuvuutta pitkin referens-silinjaa R. Samanaikaisesti käy kuviosta 1 selville, että esineen poikkipinnan ollessa edes likimain ympyrän muotoi-15 nen, kuten tukin 10 tapauksessa, varjostusväli R' vastaa kaikkiin käytännöllisiin tarkoituksiin riittävällä tarkkuudella tämän esineen halkaisijaa, mikä lankeaa yhteen referenssilin jän R kanssa. Esineiden 10, 10', 10" leikkaus-muodot ovat kirjattavissa R' halkaisijäiseksi ympyräksi 20 pisteiden ja T2 välillä tai se on suurin pitkin refe-renssilinjaa R.

Jos sitä vastoin mittauskohteella 10'" on toinen poikkipinta, esimerkiksi neliömäinen, kuten katkoviivoitet-tu kuvio kuviossa 2, voi varjostusväli R' pisteiden ' ja 25 t2' välillä tulla vieläpä huomattavasti pitemmäksi kuin esineen pituus pitkin referenssilinjaa R. Tällaisilla esineillä ei siis saada mitään luotettavaa mittaindikaatiota, mutta tietysti läsnäoloindikaatio. Tällöin voidaan elektro-niikkayksikkö 20 ohjelmoida huomioimaan vain varjostusvälit 30 R' määrätystä minimiarvosta ylöspäin, ts. ilmaisemaan vain esineet määrätystä suuruusasteesta ylöspäin ja jättämään kokonaan huomiotta pienemmät esineet, kuten esim. sirpale 10a.

Kuviossa 2 esitetään yksityiskohtaisemmin sitä ku-35 vion 1 mukaista laitteen osaa, mikä on vastaanottimien 12a, 12c ja 12v, 12x välissä. Lähttimien 11a, 11b ... lukumäärä jokaisen kahden vastaanottimen välissä on suurempi kuin 7 71992 mitä yleiskatsauksellisesti esitettiin kuviossa 1. Käytännössä voi kahden vastaanottimen, joiden keskinäinen etäisyys on esim- c = 40 mm, välissä olla esim. 16 kpl lähet-timiä, ts. arvo d on suunnilleen 2,5 mm. Lähettimet kahden 5 vastaanottajan välissä plus yksi vastaanottimista on edullista panna yhteen yhdeksi moduliksi, kuten modu M ja mit-tauskohteen molemmin puolin sijoitetaan sahateollisuuden käyttöä varten esim. 17 tai 18 sellaista modulia kussakin 16 vastaanottajaa ja yksi lähetin.

10 Kolmion muotoinen alue, minkä nurkat ovat 12b, liv ja llr, arvioidaan tai valvotaan kuviossa 2 esitetyillä lähetin- ja vastaanottoelimillä.

Lähetettynä ja vastaanotettuna säteilynä käytetään edullisesti infrapunavaloa, millä mm. vältetään ympäristö-15 valaistuksen häiriöt. Lähettimet ovat infrapunaisia valo-diodeja ja vastaanottimet infrapunavalolle herkkiä fotodiodeja .

Keksinnön edullisen toteutustavan mukaan käytetään yksinkertaisten vastaanotinten asemesta monikertavastaan-20 ottimia, esimerkiksi kaksois- tai kolmoisvastaanottimia, millä laitteen ratkaisukykyä lisätään. Lisää ratkaisukyvyn lisäystä saavutetaan, kun vastaanottimessa käytetään yk-sidimensioisia paikkaherkkiä ilmaisia ("one-dimensional position sensitive detectors"), mitkä antavat jatkuvan tie-25 don valopisteen liikkumisesta ilmaisimen pinnalla. Tällaiset ilmaisimet, joita myy esim. osakeyhtiö Hamatsu Corporation nimellä S 1352, käsittävät kaksi signaalielektro-dia, yksi ilmaisinpinnan molemmissa päissä ja valopisteen tuottama sähkövirta jaetaan suhteessa valopisteen etäisyy-30 teen kummastakin signaalielektrodista.

Kuviossa 3a näytetään kaaviollisesti yksinkertainen vastaanotin 12, jossa on yksi ainoa vastaanotinelementti 120 ja kuviossa 3b kaksoisvastaanotin 12' kaksine vastaan-otinelementteineen 120', 120", mitkä on sijoitettu keski-35 näiselle etäisyydelle 0,5 d (ts. sama etäisyys kuin vastaanottimen ja lähinnä viereisen lähettimen välillä, ks. kuviossa 1 vastaanottimen 12x luona).

8 71992

Kuviossa 4a esitetään, kuinka yksinkertaisella vastaanottimella 12 saavutetaan 0,5 d:n ratkaisukyky mittaus-akselilinjalla R, kun taas kuviosta 4b käy selville, että kaksoisvastaanottimella 12' saavutetaan samassa paikassa 5 kaksinkertainen ratkaisukyky, nimittäin 0,25 d. Aikaisemmin annettu käytännön arvo d = 2,5 mm ja linjamuotoisilla säteillä saavutetaan siis yksinkertaisella vastaanottimella parempi kuin 1,4 mm ratkaisukyky ja kaksoisvastaanottimella parempi kuin 0,7 mm.

10 Kuvioissa 5 ja 6 esitetään kaksi vaihtoehtoista ta paa sijoittaa vastakkain olevat lähetin- ja vastaanotinmo-dulit. Kuvion 6 mukainen tapa antaa paremman peiton annetulle mittausalueelle samalla vastaanotinmäärällä.

Kuvioissa 7 ja 8 esitetään kaksi vaihtoehtoista ta-15 paa lähetin- ja vastaanotinrivien A, B kytkemiseen, ts. miten näissä lähetin- ja vastaanotinriveissä päätyvyöhyk-keet, ts. loppumodulit, voidaan muotoilla. Kuvioiden 7 ja 8 erillisissä osissa, kukin esittäen modulia M, on niiden pituus c sekä lähettimien lukumäärä N annettu. Kuvion 7 20 mukaisessa toteutustavassa on päätymoduli M' puolimoduli ja kuviossa 8 on päätymoduli M" "tyhjä moduli", ts. vain yksi vastaanotinpari tavallisella etäisyydellä c.

Lähetin- ja vastaanotinrivit A, B muodostuvat käytännössä suorista pitkänomaisista kannattimista, mittaus-25 rampeista, joihin modulit lähettimineen ja vastaanotti- mineen sekä niiden syöttöjohtoineen, on sijoitettu ja mitkä on viety yhteen mittauskehyksiin. Huomioon ottaen aikaisemmin annetut arvot, mitkä katsotaan sopiviksi sahateollisuudessa käytettäväksi, on siis ramppi, käsittäen normaa-30 litapauksessa 17 modulia tai 18 modulia 16 lähettimineen plus yksi vastaanotin kummassakin, suunnilleen 65-70 cm pitkä.

Kuviossa 9 esitetään neljä erilaista toteutustapaa tällaisista mittauskehyksistä. Kuviossa 9a esitetään yk-35 sinkertaisin toteutusmuoto kaksine ramppcineen A1, B', mitkä on varustettu mittausta varten yhdessä mittaussuun-nassa ja mikä vastaa kuviota 1. On ilmeistä, että rampit 5 71992 A' ja B' voivat myös olla sijoitetut muuhun kuin pystyasentoon, esimerkiksi vaakasuoraan tai vinoon. Kuviossa 9b esitetään ensimmäinen toteutusmuoto mittausta varten kahdessa suunnassa. Rampit A' ja B' on täydennetty lisäksi kahdella 5 rampilla AA' ja BB' neljä toimivaa sivua käsittäväksi mit-tauskehykseksi. Kuvion 9c mukainen toteutusmuoto on samoin varustettu mittauksella kahdessa mittaussuunnassa ja eroaa kuvion 9b mukaisesta muodosta vain siinä, että mittauskehys, mikä käsittää rampit A", B", AA", BB" on käännetty 45°.

10 Kuvion 9d mukainen toteutusmuoto on tarkoitettu mittaukseen kolmessa mittaussuunnassa ja voidaan käsittää kuvioiden 9a ja 9c toteutusmuotojen yhdistelmäksi. Syy useampia mittaus-suuntia omaavien mittauslaitteiden suunnittelemiseen on, että yhdellä mittaussuunnalla voidaan todeta vain mittaus-15 kohteen ulottuvuus indikaatiolinjaa R pitkin (mikä on samansuuntainen vastaavan rampin kanssa), kun taas poikkipinnan ulottuvuutta esim. kohtisuorassa indikaatiolinjaan ja/tai poikkileikkausääriviivoja ei voida todeta. Laitteilla, joilla on useita mittaussuuntia, voidaan esim. todeta 20 tukin soikeus ja/tai käyryys jne.

Esineillä, joilla on vaihteleva poikkipinta - kuten tukeilla, mitkä kuten tunnettua kapenevat tyvipäästä latvaan päin - toistetaan mittaus useilla poikkileikkauspinnoilla syöttämällä mittauskohdetta tunnetulla tavalla 25 eteenpäin sen pituussuunnassa syöttölaitteella esim. nopeudella 1 m/s. Keksinnön erään edullisen toteutusmuodon mukaan voidaan tällöin soveltaa selektiivisen pyyhkäisy-amplitudin menetelmää seuraavalla tavalla:

Tukkia syötetään eteenpäin perinteisellä tavalla ja 30 ensimmäinen mittaus jättää paitsi yhden halkaisija-arvon, myös kaksi absoluuttista kohtaa pitkin rivejä A ja B vastaten halkaisijan kahta päätepistettä. Seuraavalla mittauksella ja sitä seuraavilla mittauksilla etsitään vain kaksi pienempää väliä, molemmat sisältäen yhden kahdesta viimeksi 35 saadusta absoluuttisesta kohdasta, sen sijaan, että aina "pyyhkäistään" pitkin koko rivejä A ja B, "pyyhkäistään" vain pitkin kahta pienempää väliä, jolloin jäljelle jäävä 10 71 992 alue, missä ei voida odottaa mitään mittaustulosta, jätetään pois. Tämän menetelmän etuna on, että nk. halkaisija-virhe, minkä aiheuttaa kohteen eteenpäinsyöttöliike, pienenee. Kun sahakäytännössä normaalisti voidaan saavuttaa noin 5 40 täydellistä hipaisua sekunnissa, voidaan selektiivisen hipaisuamplitudin menetelmällä saavuttaa jopa noin 100 hipaisua sekunnissa.

Keksinnön mukainen tapa ja laite tuovat mukanaan useita etuja. Ei tarvita mitään liikkuvia osia ja on tun-10 nettua, että liikkuvat osat ovat herkkiä käyttöhäiriöille johtuen likapartikkeleista jne. ja että niiden käyttöikä on useimmiten lyhyempi kuin liikkumattomien osien. Tarvitaan lähettimiin nähden huomattavasti vähemmän vastaanottimia, jolloin laitteen ratkaisukyky riippuu lähettimien, ei 15 vastaanottimien, keskinäisestä etäisyydestä d, ja on aina parempi kuin tämä etäisyys (0,5 d, 0,25 d). Infrapunaisen valodiodin muotoinen lähetin on säännöllisesti n. 10 kertaa halvempi kuin vastaava infrapunaisen fotodiodin muotoinen vastaanotin. Niin hyvin lähettimet (valodiodit) kuin 20 vastaanottimet (fotodiodit) voidaan tehdä kaupasta saatavista komponenteista, esimerkiksi lähettimet valodiodeista TIL 48, valmistaja Texas Instruments ja kaksoisvastaanotti-met kaksoisfotodiodeista FIL-S2D, valmistaja United Detector Technology Inc.

25 Keksinnön mukaisesti laitetta voidaan ratkaisuky vylle mittausalueelle jne. asetettujen konkreettisten vaatimusten mukaan helposti muuntaa varustamalla rampit eri tavoin.

Käytettäessä selektiivisen hipaisuamplitudin mene-30 telmää on edullista käyttää hyväksi "intelligenttinä elektroniikkana" yhtä tai useampaa mikrotietokonetta lajia "8088", valmistaja "Intel", tai vastaavia laitteita.

Kuviossa 10 esitetty lohkokaavio kuvaa laitteen elektronista toimintaa (elektroniikkalaitetta 20). Lohkot 35 suorittavat seuraavia toimenpiteitä: Lohko "Johto CPU" vastaa järjestelmän johtamisesta, ulkopuolisesta yhteydenpidosta, sovellutuslaskuista ja järjestelmän testien 11 719 92 käsittelystä. On huomattava, että jokaisella mittaussuun-nalla on oma "Johto CPU", joista yksi kuitenkin toimii samalla koko laitteen johtajana, jos laitteessa on useita mittaussuuntia.

5 Lohko "pyyhkäisy CPU" vastaa pyyhkäisyn ohjauksesta, alkuarvioimisesta ja sisäisestä testauksesta. "Dekoodain" suorittaa yksittäisten lähettimien digitaalisten osoitteiden käännöksiä ja mahdollistaa yksittäisten vastaanottimien valinnan. "Lähettimen käyttö" luovuttaa käyttövoimaa yksit-10 täisesti valituille lähettimille, kaksoislohko "lähettimet/ vastaanottimet" tarkoittaa mittausramppeja, joissa on esim. infrapuna:LED:dejä ja valodiodeja. Lohko "vastaanottimen vahvistin" vahvistaa vastaanottimetn reaktiot dekoodattaviksi merkeiksi.

15 Mittauskohteen eteenpäinsyötöstä saatavien tietojen avulla, ts. siirtymisestä mittauskehyksen ohi tai läpi (tällaiset tiedot voidaan helposti saada tunnetulla tavalla, esim. kuljettimeen kytketyn pulssinantajan välityksellä), voidaan tällaisella elektroniikalla todeta myös mittauskoh-20 teen pituus ja kokonaistilavuus.

Claims (10)

1. Menetelmä esineen (10) läsnäolon toteamiseksi mittausvyöhykkeessä (E) sekä sen ulottuvuuden toteamiseksi 5 mittausvyöhykkeessä olevalla referenssilinjalla (R) esineen poikkileikkausmuodosta riippuvalla tarkkuusasteella, osittain usean paikallisen säteilylähettimen (11) ja -vastaanottimen (12) avulla, jotka on sijoitettu niin, että niiden väliset säteilyradat (111) leikkaavat toisensa mit-10 tausvyöhykkeessä, ja osittain elektroniikkayksikön (20) avulla, jossa todetaan erillisten säteilyratojen katkeamiset, tunnettu siitä, että lähettimet ja vastaanottimet, jotka molemmat reunustavat mittausvyöhykettä vähintään kahdella vastakkaisella puolella ja vastaanottimia ol-15 lessa aina vähemmän kuin lähettimiä, peräkkäin aktivoidaan ja deaktivoidaan yhdellä pyyhkäisyllä elektroniikkayksikös-tä ohjaamalla siten, että lähettimet sytytetään ja sammutetaan yksi toisensa perään ja vastaanottimien tila kysytään ryhmittäin ryhmä ryhmän jälkeen tahdissa lähettimien sy-20 tyttämisen ja sammuttamisen kanssa, jolloin jokainen ryhmä sisältää yhden tai useamman vastaanottimen ja jolloin jokainen sytytetty lähetin lähettää säteilyä hajaantuvia ratoja pitkin vastakkaisella puolella oleville monille vastaanottimille ja jokainen aktivoitu vastaanotin ottaa vastaan 25 säteilyä suppenevia ratoja pitkin vastakkaisella puolella olevista monista lähettämistä, minkä kautta mittausvyöhyk-keeseen aikaansaadaan sellaisten säteilyratojen verkko, jotka leikkaavat toisensa monissa risteys tai leikkauspisteissä (P^, muuttumattomissa, elektroniikkayksikköön ohjel- 30 moiduissa kohdissa, ja että tämä elektroniikkayksikkö katkenneiden säteilyratojen perusteella toteaa, mitkä leikkauspisteet esine ottaa sisäänsä, ja esineen ulottuvuus pitkin referenssilinjaa määrätään mainitulla tarkkuusasteella kahden referenssilinjalla olevan varjostamattoman leikkauspis-35 teen avulla, joiden leikkauspisteiden välissä varjostettujen leikkauspisteiden väli on, jolloin pyyhkäisy seuraavas- 13 71 99 2 sa tapauksessa uusitaan monessa esineen poikkileikkauspinnassa siirtämällä esinettä sinänsä tunnetulla tavalla lähettimien ja vastaanottimien ohi kohtisuorassa poikkileikkauspintaan nähden.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että käytetään useita referenssilinjoja, joiden väliin jää valittu kulma, esimerkiksi 90°.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pyyhkäisyn ulottuvuus määrä- 10 tään edellisen, samaa esinettä pitkin tehdyn pyyhkäisyn perusteella arvoon, joka on pienempi kuin maksimipyyhkäi-syllä.

4. Laite esineen (10) läsnäolon toteamiseksi mit-tausvyöhykkeessä (E) sekä sen ulottuvuuden toteamiseksi 15 mittausvyöhykkeessä olevalla referenssilinjalla (R) esineen poikkileikkausmuodosta riippuvalla tarkkuudella käsittäen kannatinelimen (25) esineelle, monia paikallaan olevia sä-teilynlähettimiä (11) ja vastaanottimia (12) sijoitettuna niin, että niiden väliset säteilyradat (111) leikkaavat 20 toisensa mittausvyöhykkeessä ja elektroniikkayksikön (20), joka on kytketty lähettimiin ja vastaanottimiin ja voi todeta katkot erillisillä säteilyradoilla ja niiden perusteella tuoda esiin indikaatiotuloksen, tunnettu siitä, että jokaiselle vähintään kahdesta kannatinelimen 25 vastakkaisesta sivusta ja muuttumattomalle etäisyydelle kannatinelimesta on sijoitettu joukko vastaanottimia ennalta määrätylle keskinäiselle etäisyydelle (c), ja jokaisen vierekkäin sijaitsevan vastaanotinparin väliin on sijoitettu vähintään kaksi lähetintä pienemmälle ennalta-30 määrätylle keskinäiselle etäisyydelle (d), jolloin lähettimet ja vastaanottimet on siten sijoitettu, että niiden väliset säteilyradat leikkaavat toisensa mittausvyöhykkeessä monissa leikkaus- tai risteilypisteissä (P^, P2) ja lähettimet on järjestetty elektroniikkayksikön akti-35 voimina lähettämään säteilyä pitkin hajoavia ratoja kohti monia, vastakkaisella sivulla olevia vastaanottimia, minkä 14 71 992 jälkeen ne sammutetaan, ja vastaanottimet on järjestetty elektroniikkayksikön aktivoimina vastaanottamaan säteilyä pitkin hajoavia ratoja useista, vastakkaisella sivulla olevista lähettämistä, minkä jälkeen ne deaktivoidaan, ja elek-5 troniikkayksikkö on järjestetty ohjelmoitavaksi mainittujen leikkaus- tai risteilypisteiden sijainnilla sekä asteittain sytyttämään ja sammuttamaan lähettimet toinen toisensa perään sekä asteittain samassa tahdissa aktivoimaan ja deakti-voimaan vastaanottimet ryhmä toisensa jälkeen, jolloin jo- 10 kaisessa ryhmässä on yksi tai useampia vastaanottimia, ja katkaistujen säteilyratojen perusteella tunnistamaan, mitkä risteilypisteet esine ottaa sisäänsä ja tämän perusteella määräämään mainitulla tarkkuusasteella esineen ulottuvuus referenssilinjalla läsnäoloindikointi- ja/tai mittaustar- 15 koituksessa.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että lähettimet ja vastaanottimet jokaisella sivulla on järjestetty riviin (A, B), joka on esineen mitatussa poikkileikkaustasossa ja samansuuntainen referenssilin- 20 jän kanssa, joka puolestaan kulkee mittausesineen kannattimen keskikohdan läpi, ja että molemmat mainitut rivit ovat samalla etäisyydellä (^) referenssilinjasta.

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että erotuskyvyn lisäämiseksi ainakin 25 muutamat vastaanottimet ovat multippelivastaanottimia (12 ).

7. Jonkin patenttivaatimuksen 4-6 mukainen laite, tunnettu siitä, että lähettimet ja vastaanottimet yhdellä sivulla on siirretty paikaltaan suhteessa lähettämiin ja vastaanottimiin vastakkaisella sivulla, esimerkiksi 30 vastaanottimien välisen keskinäisen etäisyyden (c/2) puolikkaan verran.

8. Jonkin tai joidenkin patenttivaatimusten 4-7 mukainen laite, tunnettu siitä, että lähettimien ja/tai vastaanottimien lukumäärä yhdellä sivulla on suurem- 35 pi kuin toisella sivulla. 15 71 992

9. Jonkin tai joidenkin patenttivaatimusten 4-8 mukainen laite, tunnettu siitä, että mittaustuloksen huononemisen välttämiseksi reunavyöhykkeillä, lähettimien lukumäärä yhden uloimman vastaanotinparin välillä 5 vähintään mittauskohteen yhdellä sivulla on pienempi kuin normaalisti vastaanottajaparin välillä ja niitä on 0 (nolla) tai 0,5 N, missä N merkitsee normaalia lähettimien lukumäärää vastaanotinparin välillä.

10. Jonkin tai joidenkin patenttivaatimusten 4-9 10 mukainen laite, tunnettu siitä, että lähettimet kahden vastaanottimen välillä plus yksi vastaanotin on viety yhteen moduliksi (M), joka muodostaa yhden, muiden modulien kanssa yhteenrakennettavan yksikön. 16 71 992