FI86918B

FI86918B - Procedure and arrangement for measurement of the diameter and/or shape of a cylinder-shaped piece

Info

Publication number: FI86918B
Application number: FI902497A
Authority: FI
Inventors: Jyrki Laitinen; Markku Ahola
Original assignee: Valmet Paper Machinery Inc
Priority date: 1990-05-21
Filing date: 1990-05-21
Publication date: 1992-07-15
Also published as: FI902497A0; FI902497A; FI86918C

Description

8691 88691 8

Menetelmä ja laite sylinterimäisen kappaleen halkaisijan ja/tai muodon mittaamiseksi Förfarande och anordning för mätning av diametern 5 och/eller formen pä ett cylinderformigt stycke 10 Keksinnön kohteena on menetelmä sylinterimäisen kappaleen vaipan halkaisijan ja muodon mittaamiseksi käyttäen mitattavan sylinterikappa-leen tuntumaan sovitettuja kosketuksettomia etäisyysantureita, joista otetaan ulos mittaussignaalit, jotka sisältävät tiedon mainittujen antureiden etäisyydestä tuntumassa olevan mitattavan sylinterikappaleen 15 vaipasta, ja jossa menetelmässä mainittujen mittaussignaalien perusteella määritetään mitattavan sylinterin vaipan halkaisija ja muoto mittauskohdassa mainitut tiedot laskennallisesti ympyrän yhtälöön (1) sovittamalla.The invention relates to a method and a method for measuring the diameter and shape of a cylindrical body shell using a remote contact taking out measurement signals containing information about the distance of said sensors from the adjacent jacket of the measured cylinder body 15, wherein said measuring signals determine the diameter and shape of the jacket of the cylinder to be measured by computationally fitting said information at equation (1).

20 Lisäksi keksinnön kohteena on laite sylinterimäisen kappaleen halkaisijan ja muodon mittaamiseksi käyttäen kahta kosketuksetonta etäi-syysanturia kuten optista anturia tai pyörrevirta-anturia, joista etäi-syysantureista on suunnattu mittaussäteet olennaisesti mitattavan sylinterin keskiakselia kohti, ja joka laite käsittää mittausvaunun, joka 25 on järjestetty liikuteltavaksi mitattavan sylinterin aksiaalisuunnassa, ja mainituista etäisyysantureista on johdettu mittaussignaalit muun· ninyksikköön ja siitä mikrotietokoneelle tai vastaavalle, johon tallennetun ohjelman perusteella on ympyrän yhtälöön sovituksen avulla määrättävissä mitattavan sylinterin halkaisija ja tarvittaessa myös mi-30 tattavan sylinterin muoto.The invention further relates to a device for measuring the diameter and shape of a cylindrical body using two non-contact distance sensors, such as an optical sensor or an eddy current sensor, the distance sensors of which are directed towards the central axis of the cylinder to be measured, the device comprising a measuring trolley in the axial direction of the cylinder to be measured, and from said distance sensors the measurement signals are derived to a converter unit and from there to a microcomputer or the like, in which the diameter of the cylinder to be measured and, if necessary, the shape of the cylinder to be measured are determined.

Lisäksi keksinnön kohteena on keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteen uudet käytöt.The invention further relates to new uses of the method and device according to the invention.

35 Keksintö liittyy suurikokoisten sylinterikappaleiden halkaisijan ja muodon mittaukseen. Tyypillisesti keksinnön mukaisesti mitattavien kappaleiden halkaisijat ovat alueella 0,5-2 m ja pituudet 4-10 m. Keksinnössä sylinterin muodolla tarkoitetaan sekä sylinterivaipan muotoa 8691 8 2 tietyssä tai tietyissä radiaalileikkauksissa sekä vaipan muotoa (mainittujen radiaalileikkausten muodon vaihtelua) aksiaalisuunnasssa.The invention relates to the measurement of the diameter and shape of large cylindrical bodies. Typically, the bodies to be measured according to the invention have diameters in the range of 0.5-2 m and lengths of 4-10 m. In the invention, the shape of the cylinder means both the shape of the cylinder liner 8691 8 2 in certain radial sections and the shape of the jacket (variation of said radial sections) in the axial direction.

Sylinterimäisen kappaleen halkaisijan mittaaminen on usein varsin on-5 gelmallista. Erityisen vaikeaa on mitata suurikokoisten sylintereiden halkaisijoita. Tyypillisinä esimerkkeinä kyseisistä sylintereistä ovat paperikoneen kuivatussylinterit, joiden halkaisija on luokkaa 2 m ja pituus 5-10 m.Measuring the diameter of a cylindrical body is often quite on-5. It is particularly difficult to measure the diameters of large cylinders. Typical examples of such cylinders are paper machine drying cylinders of the order of 2 m in diameter and 5-10 m in length.

10 Ennestään tunnetusti sylinterihalkaisijoita mitataan mikrometrityyppi-sillä mittalaitteilla tai sylinterin ympäri asetettavalla nauhamitalla, jossa on nonius-asteikko.10 As is known, cylinder diameters are measured with micrometer-type measuring devices or with a tape measure placed around the cylinder with a Nonius scale.

Lisäksi tunnetaan erilaisia referenssisuoriin perustuvia mittaus-15 menetelmiä, joissa käytetään referenssilankaa tai lasersädettä referenssinä. Näiden menetelmien käyttö paperikoneissa on kuitenkin hankalaa.In addition, various measurement line-15 measurement methods using a reference wire or a laser beam as a reference are known. However, the use of these methods in paper machines is cumbersome.

Esillä olevaan keksintöön liittyvän tekniikan tason osalta viitataan 20 esimerkkeinä US-patentteihin nrot 3604940, 4141149, 4227812, 4227813, 4614038 ja 4625413, hakemusjulkaisuihin FI-874267, WO-88/06268, GB-2088062 ja patenttijulkaisuun GB-1308439.With regard to the state of the art related to the present invention, reference is made, by way of example, to U.S. Patent Nos. 3,649,440, 4,411,449, 4,227,812, 4,227,813, 4,641,038 and 4,625,413, FI-874267, WO-88/06268, GB-2088062 and GB-1308439.

Paperikoneiden kunnossapidon ja ongelmadiagnostiikan yhteydessä on 25 tarve mitata kuivatussylinterien halkaisijoita ja muotoja sylinterien kunnostus- tai vaihtotarpeen arvioimista varten. Pyörivän sylinterin mittaus on erityisen ongelmallista ja vaikeuksia entisestään lisää se, että kuivatussylinterit sijaitsevat hyvin ahtaasti ja niiden ympärillä on eri laitteita niin, että sylinterit ovat vaikeasti luoksepäästäviä.In connection with the maintenance and problem diagnostics of paper machines, there is a need to measure the diameters and shapes of the drying cylinders in order to assess the need for cylinder repair or replacement. The measurement of a rotating cylinder is particularly problematic and the difficulties are further exacerbated by the fact that the drying cylinders are located very narrowly and there are different devices around them so that the cylinders are difficult to access.

30 Näin ollen on erityisen suuri tarve saada aikaan menetelmä ja laite, jolla voidaan mitata suurikokoisien sylinterien, etenkin paperikoneen kuivatussylinterien muotoa ja halkaisijoita sylinterien ollessa paperikoneeseen asennettuna.Thus, there is a particular need for a method and apparatus for measuring the shape and diameters of large-sized cylinders, especially paper machine drying cylinders, when the cylinders are mounted on a paper machine.

35 Lisäksi on tarvetta mitata sylinterin muotoa ja halkaisijoita erityisen tarkasti sylinterien uustuotannossa.35 In addition, there is a need to measure the shape and diameters of the cylinder particularly accurately in the new production of cylinders.

3 869183,86918

Mitä paperikoneiden sylinterien halkaisijoiden tarvittavaan mittaustarkkuuteen tulee, on käytössä olevan pyörivän sylinterin halkaisijan ja muodon mittaustarkkuusvaatimus luokkaa ± 0,1 mm ja uustuotannossa luokkaa ± 0,01 mm.With regard to the required measurement accuracy of the diameters of the cylinders of paper machines, the requirement for the measurement accuracy of the diameter and shape of the rotating cylinder in use is of the order of ± 0.1 mm and in the case of new production of the order of ± 0.01 mm.

55

Paperikoneiden sylinterien mittauksessa on tärkeää saada mitatuksi niiden halkaisija ja muoto sylinterin ollessa paperikoneeseen asennettuna. Referenssilankoihin tai -säteisiin perustuvat menetelmät soveltuvat periaatteessa dynaamisen halkaisijan mittaukseen ja niitä onkin 10 käytetty esim. paperikoneen jenkkisylinterien halkaisijoiden ja muodon mittauksessa. Käytännössä on kuitenkin vaikeaa järjestää jopa n. 10 metrin pituinen tarkka referenssisuora paperikoneen jokaiselle kuiva-tussylinterille, joita on tyypillisesti n. 60 kpl yhdessä kuivatusosas-sa. Tunnettujen referenssisuorien asentaminen on osoittautunut käytän- 15 nössä mahdottomaksi. Tunnetuilla menetelmillä onkin tyydytty yleensä mittaamaan kuivatussylinterien halkaisijaa vain sylinterien päistä.When measuring the cylinders of paper machines, it is important to measure their diameter and shape with the cylinder mounted on the paper machine. Methods based on reference wires or radii are in principle suitable for measuring the dynamic diameter and have been used, for example, to measure the diameters and shape of Yankee cylinders in a paper machine. In practice, however, it is difficult to provide an exact reference line of up to about 10 meters for each drying cylinder of a paper machine, which is typically about 60 in one drying section. The installation of known reference lines has proved practically impossible. Thus, known methods are generally satisfied with measuring the diameter of the drying cylinders only at the ends of the cylinders.

Nämä mittaukset eivät kuitenkaan anna riittävästi tietoa erilaisten ongelmien selvittämiseksi ja kuivatussylinterin kunnostus- ja vaihto-tarpeen luotettavaksi arvioimiseksi.However, these measurements do not provide sufficient information to diagnose various problems and to reliably assess the need for refurbishment and replacement of the drying cylinder.

2020

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada uusi menetelmä ja laite yleensä sylinterimälsten kappaleiden halkaisijan ja muodon mittaamiseksi etäisyysanturiparia käyttäen.It is an object of the present invention to provide a new method and apparatus for measuring the diameter and shape of generally cylindrical body parts using a pair of distance sensors.

25 Keksinnön erityistarkoituksena on aikaansaada sellainen kosketukseton mittausmenetelmä ja -laite, jolla voidaan vähentää tunnetuissa menetelmissä ja laitteissa ilmenneitä epäkohtia ja tarjota ratkaisuja edellä kosketeltuihin ongelmiin.It is a particular object of the invention to provide a non-contact measuring method and apparatus which can reduce the disadvantages of known methods and devices and provide solutions to the problems discussed above.

30 Keksinnön erityistarkoituksena on aikaansaada sellainen mittausmenetelmä ja -laite, joka soveltuu erityisen hyvin paperikoneen kuivatussylinterien ja muiden vastaavien sylinterien halkaisijan ja/tai muodon mittaukseen sylinterien ollessa paperikoneeseen asennettuna.It is a particular object of the invention to provide a measuring method and apparatus which is particularly well suited for measuring the diameter and / or shape of the drying cylinders of a paper machine and other similar cylinders when the cylinders are mounted on a paper machine.

4 8 6 91 84 8 6 91 8

Keksinnön erityistarkoituksena on aikaansaada sellainen menetelmä, jolla voidaan toteuttaa riittävän suuri mittaustarkkuus paperikoneessa olevien suurikokoisten pyörivien sylinterien mittauksessa.It is a particular object of the invention to provide a method by which a sufficiently high measurement accuracy can be realized in the measurement of large rotating cylinders in a paper machine.

5 Edellä esitettyihin ja myöhemmin selviäviin päämääriin pääsemiseksi keksinnön menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että menetelmässä käytetään ainakin kahta etäisyysanturia, jotka kiinnitetään vierekkäin samaan runko-osaan niin, että etäisyysantureiden keskinäinen etäisyysvektori tarkasti tunnetaan, ja että mittauksen yhteydessä mai-10 nittua runko-osaa tuetaan mitattavan sylinterimäisen kappaleen ulkopuolisiin runkorakenteisiin.In order to achieve the above and later objects, the method of the invention is mainly characterized in that the method uses at least two distance sensors which are mounted side by side on the same body so that the distance vector between the distance sensors is accurately known and that said body is supported during measurement. to external frame structures of the cylindrical body to be measured.

Keksinnön mukaiselle laitteelle on puolestaan pääasiallisesti tunnusomaista se, että mainitut etäisyysanturit on sovitettu mittaus-15 vaunuun siten, että antureiden keskinäinen etäisyys tarkasti tunnetaan, ja että mainittu mittausvaunu on tuettu sellaiseen palkkiin tai vastaavaan, joka on tuettu sylinterimäisen kappaleen ulkopuolisiin runkorakenteisiin.The device according to the invention, in turn, is mainly characterized in that said distance sensors are arranged in the measuring carriage so that the distance between the sensors is precisely known, and in that said measuring carriage is supported on a beam or the like supported on external frame structures.

20 Lisäksi keksinnön piiriin kuuluu keksinnön mukaisen menetelmän ja/tai laitteen käyttö paperikoneen sylinterien, etenkin kuivatussylinterien halkaisijan ja/tai muodon mittaamisessa sylinterien pyöriessä paperikoneessa.The invention furthermore relates to the use of the method and / or device according to the invention for measuring the diameter and / or the shape of the cylinders of a paper machine, in particular the drying cylinders, as the cylinders rotate in the paper machine.

25 Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirustuksen kuvioissa esitettyihin keksinnön eräisiin sovel-lusesimerkkeihin, joiden yksityiskohtiin keksintöä ei ole mitenkään ahtaasti rajoitettu.In the following, the invention will be described in detail with reference to some application examples of the invention shown in the figures of the accompanying drawing, to the details of which the invention is in no way narrowly limited.

30 Kuvio 1 havainnollistaa keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteen periaatetta ja siihen liittyvää mittausgeometriaa.Figure 1 illustrates the principle of the method and apparatus according to the invention and the associated measurement geometry.

Kuvio 2 esittää aksonometrisenä kuvantona keksinnön mukaista laitetta sovitettuna traversointipalkkinsa varaan mitattavan sylinterin tuntu-35 maan.Figure 2 shows an axonometric view of a device according to the invention fitted to the feel of a cylinder to be measured on its traverse beam.

8691 8 58691 8 5

Kuvio 3 esittää pääasiallisesti lohkokaaviona keksinnön mukaiseen menetelmään ja laitteeseen liittyvää mittauselektroniikkaa, tietojenkäsittely- ja tulostusosaa.Figure 3 shows, mainly as a block diagram, the measurement electronics, data processing and printing part related to the method and device according to the invention.

5 Kuvion 1 mukaisesti keksinnön menetelmässä ja laitteessa käytetään kahta etäisyysanturia 21 ja 22, joiden välinen vektori d on tunnettu (kuvio 1). Ajan hetkellä t anturilta 21 saadaan etäisyys mitattavan sylinterin 10 kehän pisteeseen A (vektori dl) ja anturilta 22 etäisyys kehän pisteeseen B (vektori d2). Anturit 21 ja 22 suunnataan kohti 10 sylinterin 10 kaarevuuskeskipistettä 0 esim. pyörittämällä niitä z-akselin suuntaisen akselin ympäri kunnes etäisyyslukema saa minimiarvonsa. Tällöin vektori anturilta 21 pisteeseen B on db — d + d2. Sidotaan kuvion 1 mukaisesti koordinaatisto anturiin 21. Origo on anturin 21 kohdalla. Nyt siis tunnetaan pisteiden A ja B koordinaatit (Xa.Ya)> 15 (Xb.Yb) ja sijoittamalla ne yhtälöön (1) voidaan ratkaista keskipisteen koordinaatit (x0-O ja y0) ja säde r.According to Figure 1, two distance sensors 21 and 22 are used in the method and device of the invention, between which the vector d is known (Figure 1). At time t, the distance 21 to the circumferential point A (vector d1) of the cylinder 10 to be measured is obtained from the sensor 21 and the distance to the circumferential point B (vector d2) from the sensor 22. The sensors 21 and 22 are oriented towards the center of curvature 0 of the cylinder 10, e.g. by rotating them about an axis parallel to the z-axis until the distance reading reaches its minimum value. Then the vector from sensor 21 to point B is db - d + d2. According to Figure 1, the coordinate system is tied to the sensor 21. The origin is at the sensor 21. Thus, the coordinates (Xa.Ya)> 15 (Xb.Yb) of points A and B are now known, and by placing them in Equation (1), the coordinates of the center point (x0-O and y0) and the radius r can be solved.

xA = 0 20 xB - Lcos(a/2) + /d2/cos(90°+a) = Lcos(a/2) - /d2/sina 25 _ yA - /d1/ yB = Lsin(a/2) + /d2/sin(90°+a) 30 - Lsin(a/2) + /d2/cosa x2b + (yB-y0)2 - r2 (1) 35xA = 0 20 xB - Lcos (a / 2) + / d2 / cos (90 ° + a) = Lcos (a / 2) - / d2 / sina 25 _ yA - / d1 / yB = Lsin (a / 2) + / d2 / sin (90 ° + a) 30 - Lsin (a / 2) + / d2 / cosa x2b + (yB-y0) 2 - r2 (1) 35

missä - y0 - yA - y0 - /dVwhere - y0 - yA - y0 - / dV

x2b + y2B - /di/2 -> yo-- 40 2yB - 2d, 6 86918x2b + y2B - / di / 2 -> yo-- 40 2yB - 2d, 6 86918

Halkaisija β - 2r saadaan seuraavasti 0 “ 2*(y0 - /dl/) 5The diameter β - 2r is obtained as follows 0 “2 * (y0 - / dl /) 5

Koska mitattavan sylinterin 10 vaipalla voi olla muotovirheitä ja sylinteri 10 voi pyöriä epäkeskeisesti, on mittaus yleensä suoritettava useasta eri kohdasta z-akselin suunnassa. Keskiarvoistuksen tuloksena saadaan tällöin sylinterin keskimääräinen halkaisija 0k.Since the casing of the cylinder 10 to be measured may have shape defects and the cylinder 10 may rotate eccentrically, the measurement must generally be performed at several different points in the z-axis direction. The averaging then results in an average cylinder diameter of 0k.

1010

Kuviossa 2 on esitetty aksonometrisenä kuvantona keksinnön eräs laite-toteutus. Laitteeseen kuuluu traversointipalkki 11, jonka johteissa 12 traversoi nuolen T suunnassa vaunu 14, jossa on mittausanturit 21 ja 22. Vaunussa 14 on pyörät tai liukujohteet 13, jotka välyksettömästi 15 tukevat vaunun palkin 11 johteisiin 12. Vaunun 14 traversointisuunta T asetetaan kuviossa 1 esitetyn koordinaatiston z-akselin suuntaiseksi siis sylinterin 10 pyörimisakselin suuntaiseksi, mutta tämä suuntaus ei välttämättä tarvitse olla kovin tarkka. Vaunussa olevilla antureilla 21 ja 22 mitataan sylinterin 10 halkaisijoita, tarvittaessa myös kehän 20 muotoja ja riittävän useasta kohtaa z-akselin suunnassa.Figure 2 is an axonometric view of an apparatus embodiment of the invention. The apparatus includes traversointipalkki 11 by the guides 12 traverses in the direction of arrow R direction of the carriage 14 with the sensors 21 and 22. The carriage 14 has wheels or sliding guides 13, which support the carriage 15 without play of the beam 11 along the guide rails 12. The trolley 14 traversointisuunta T is set to the coordinate system shown in Figure 1 z parallel to the axis of rotation of the cylinder 10, but this orientation need not be very precise. The sensors 21 and 22 in the carriage measure the diameters of the cylinder 10, if necessary also the shapes of the circumference 20 and a sufficient number of points in the z-axis direction.

Kuviossa 2 esitetyssä asemassa vaunussa 14 olevat anturit 21 ja 22 mittaavat sylinterin 10 vaipan sädettä ja muotoa etäisyydellä zQ sylinterin 10 päädystä 10a. Tällöin voidaan mitata myös sylinterin 10 vaipan 25 muoto kohdassa C0. Mittauksia suoritetaan vaunua 14 traversoimalla eri paikkoihin z-suunassa esim. 10 kpl yhtä sylinteriä 10 kohti. Mittauksen yhteydessä palkki 11 tuetaan sinänsä tunnetuilla kiinityslaitteilla kuivatusosan hoito- ja käyttöpuolen runkorakenteisiin tai muihin vastaaviin tukijärjestelyihin. Palkki 11 ja vaunu 14 voivat olla verraten 30 kevytrakenteisia, joten ne mahtuvat kuivatusosan sylinterien välisiin tiloihin.In the position shown in Fig. 2, the sensors 21 and 22 in the carriage 14 measure the radius and shape of the shell 10 of the cylinder 10 at a distance zQ from the end 10a of the cylinder 10. In this case, the shape of the jacket 25 of the cylinder 10 can also be measured at C0. Measurements are made by traversing the carriage 14 to different places in the z-direction, e.g. 10 per cylinder 10. in connection with the measurement beam 11 is supported by known kiinityslaitteilla drying of the treatment and the drive-side frame structures or other corresponding support arrangements. The beam 11 and the carriage 14 may be relatively light in construction, so that they fit in the spaces between the cylinders of the drying section.

Antureina 21 ja 22 voidaan käyttää sinänsä tunnettuja kosketuksettomia etäisyysantureita kuten optisia antureita tai pyörrevirta-antureita.As the sensors 21 and 22, non-contact distance sensors known per se, such as optical sensors or eddy current sensors, can be used.

35 7 8691 835 7 8691 8

Kuviossa 3 on esitetty pääasiallisesti lohkokaaviona keksinnön mukaisessa mittausmenetelmässä ja laitteessa käytetty mittaussignaalien eräs käsittely- ja tulostusjärjestelmä.Figure 3 shows, mainly as a block diagram, a system for processing and printing measurement signals used in the measurement method and apparatus according to the invention.

5 Keskipisteensä O ympäri kulmanopeudella w pyörivän sylinterin 10 yhteyteen on järjestetty edellä selostetut etäisyysanturit 21 ja 22, joiden keskinäinen etäisyysvektori d tarkasti tunnetaan. Sylinterin 10 yhteydessä on myös pulssianturi 23, jolla mitataan sylinterin 10 kulmanopeutta w esim. käyttäen hyväksi sylinterin 10 yhteyteen sijoitettua 10 magneettipalaa tai vastaavaa. Etäisyysanturit 21 ja 22 suunnataan esim. askelmoottorilla kohti akselia siten, että ne kumpikin mittaavat minimietäisyyttä sylinterin 10 vaipasta eli niiden mittaussäde kohdistuu sylinterin 10 keskiakselille 0.5 In connection with the cylinder 10 rotating about its center O at an angular velocity w, the above-described distance sensors 21 and 22 are arranged, the mutual distance vector d of which is precisely known. In connection with the cylinder 10, there is also a pulse sensor 23, with which the angular velocity w of the cylinder 10 is measured, e.g. by utilizing a magnetic piece 10 or the like placed in connection with the cylinder 10. The distance sensors 21 and 22 are directed, for example, by a stepper motor towards the axis so that they each measure the minimum distance from the casing of the cylinder 10, i.e. their measuring radius is applied to the central axis 0 of the cylinder 10.

15 Kuvion 3 mukaisesti antureiden 21 ja 22 mittaussignaalit Sx ja S2 johdetaan esivahvistimille 24. Pulssianturilla 23 on esivahvistin 25, josta saadaan sakara-aalto, jonka jaksoaika T sisältää tiedon sylinterin 10 kulmanopeudesta w. Esivahvistimen 24 ja 25 signaalit johdetaan alipääs-tösuodattimien 18 kautta A/D-muunninkortille 26. Näytteenottotaajuuden 20 ja kulmanopeuden määrittävä laskuri 19 on toteutettu ohjelmallisesti mikrotietokoneella 15. Pulssianturista 23 saadulla signaalilla suoritetaan ulkoinen liipaisu. A/D-muunninkortti 26 on kytketty mikrotietokoneeseen 15, johon on yhdistetty näyttö 16 ja kirjoitin ja/tai piirturi 17. A/D-muunninkortilta 26 saatujen antureiden 21 ja 22 mittaussignaa-25 lien perusteella määrätään mitattavan sylinterin 10 muoto ja yksiköllä 27 erikseen epäkeskeisyys, elliptisyys tai kulmikkuus. Mikrotietokoneeseen 15 tallennetulla ohjelmalla, joka sisältää edellä esitetyt yhtälöt (1),(2) ja (3) suoritetaan yksikössä 28 etäisyysantureista 21 ja 22 saatujen signaalien sovitus ympyrän yhtälöön, minkä perusteella saadaan 30 sylinterin 10 halkaisija φί mittauskohdassaAccording to Fig. 3, the measurement signals Sx and S2 of the sensors 21 and 22 are applied to the preamplifiers 24. The pulse sensor 23 has a preamplifier 25, from which a square wave is obtained, the period time T of which contains information about the angular velocity w of the cylinder 10. The signals of the preamplifier 24 and 25 are passed through low-pass filters 18 to the A / D converter board 26. The counter 19 determining the sampling frequency 20 and the angular velocity is implemented in software by a microcomputer 15. An external trigger is performed on the signal from the pulse sensor 23. The A / D converter board 26 is connected to a microcomputer 15 to which a display 16 and a printer and / or a plotter 17 are connected. The measurement signals of the sensors 21 and 22 received from the A / D converter board 26 determine the shape of the cylinder 10 to be measured and the unit 27 , ellipticity or angularity. A program stored in the microcomputer 15 containing the above equations (1), (2) and (3) performs the fitting of the signals received from the distance sensors 21 and 22 in the unit 28 to the equation of the circle, on the basis of which the diameter φί of the cylinder 10

Mittaamalla sylinterin halkaisijat φί ja muodot ci riittävän useissa kohdissa zL z-suunnassa saadaan muodon vaihtelu aksiaalisuunnassa eli sylinterin muoto myös aksiaalisuunnassa. Tällä mittauksella voidaan 35 päätellä, onko sylinteri esim. tynnyrimäinen tai porkkanamainen vai onko siinä muita muotovirheitä.By measuring the diameters φί and the shapes ci of the cylinder at a sufficient number of points in the zL direction, the variation of the shape in the axial direction is obtained, i.e. the shape of the cylinder also in the axial direction. With this measurement, it can be deduced whether the cylinder is e.g. barrel-shaped or carrot-shaped or whether it has other shape defects.

8691 8 88691 8 8

Keksinnön mukainen menetelmä ja laite soveltuu erityisen hyvin toiminnassa olevien paperikoneen kuivatussylinterien tai jenkkisylinterien halkaisijan ja muodon mittaukseen, kun arvioidaan sylinterien kunnos-5 tus- tai vaihtotarvetta. Samassa yhteydessä voidaan mittaustulokset tallentaa muistiin joko analogisessa muodossa instrumenttianturilla tai digitaalisessa muodossa mikrotietokoneella ja suorittaa mittauksen yhteydessä tai jälkikäteen etäisyysantureilta 21,22 saatujen mittaussignaalien S1 ja S2 analysointi edellä kuvatulla tavalla.The method and device according to the invention are particularly well suited for measuring the diameter and shape of operating paper machine drying cylinders or Yankee cylinders when assessing the need for repair or replacement of cylinders. In the same connection, the measurement results can be stored in memory either in analog form with an instrument sensor or in digital form with a microcomputer, and the measurement signals S1 and S2 obtained from the distance sensors 21,22 during the measurement or afterwards can be analyzed as described above.

1010

Edellä esitetyllä tavalla voidaan mitata nimenomaan sylinterin 10 muotoja Ci ja halkaisijoita φί ja niiden jakautumia sylinterin ollessa paperikoneessa. Lisäksi saadaan selvitettyä sylinterin 10 pinnan paikalliset virheet. Muodon määrittelyllä voidaan myös selvittää, onko 15 sylinteri z-suunnassa esim. tynnyrimäinen (bombeerattu) tai porkkana-mainen ja onko eri sylinterien välillä halkaisijaeroja. Mainittujen tietojen avulla voidaan arvioida sylinterin 10 kunnostus- tai vaihtotarvetta .As described above, it is possible to measure specifically the shapes Ci and diameters φί of the cylinder 10 and their distributions when the cylinder is in a paper machine. In addition, local defects in the surface of the cylinder 10 can be determined. By defining the shape, it can also be determined whether the cylinder 15 in the z-direction is e.g. barrel-shaped (bombed) or carrot-like and whether there are differences in diameter between the different cylinders. The said information can be used to assess the need for repair or replacement of the cylinder 10.

20 Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset, joiden määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa keksinnön eri yksityiskohdat voivat vaihdella ja poiketa edellä vain esimerkinomaisesti esitetyistä.The following claims set forth within the scope of the inventive idea, the various details of the invention may vary and differ from those set forth above by way of example only.

Claims

8691 8

A method for measuring the diameter and shape of the casing of a cylindrical body (10) using non-contact distance sensors (21, 22) arranged in the feel of the cylindrical body (10) to be measured, from which measurement signals (S1, S2) containing information about said sensors (21, 22) the distance (d1, d2) from the jacket of the cylinder body (10) to be measured, and in which method the diameter (^) and shape of the jacket (c *) of the cylinder 10 to be measured are determined computationally on the basis of said measurement signals (S1, S2); fitting to equation (1) of the circle, characterized in that the method uses at least two distance sensors (21, 22) which are mounted side by side on the same body part (14) so that the mutual distance vector (d) of the distance sensors (21, 22) is accurate -15 ti is known, and that in connection with the measurement said body part (14) is supported on the cylindrical body (10) to be measured u to external frame structures.

Method according to Claim 1, characterized in that the measuring radii of the distance sensor pair (21, 22) are directed to intersect at the center of curvature (O) of the cylinder to be measured by rotating the sensors about an axis parallel to the cylinder axis and minimizing the distance readings of the distance sensors (21, 22).

Method according to Claim 1 or 2, characterized in that a rotating cylinder is measured, the rotational speed and / or the angular velocity (w) of which are measured by a pulse sensor (23) or the like.

Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the diameter (φL) and the shape (cA) of the rotating or rotatable measured cylinder (10) are measured in the axial direction of the cylinder (10) at several points (zL) and that said measurement results, in particular (, φ ±) for measurement, average for measuring the average diameter (<£ k) of the cylinder (10). 35 8691 8

Method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the measurement signals (Sj.Sj) obtained from said distance sensors (21, 22), if necessary pre-amplified, are fed to an A / D converter unit (26), from which the digital signals are fed -5 for a machine (15), on the basis of which the measurement signals are fitted to the equation (1) of the circle on the basis of a stored program and thus the diameter (^) of the casing of the cylinder (10) to be measured and, if necessary, the shape of the casing (Ci).

Method according to one of Claims 1 to 5, characterized in that spectral analyzes are performed on the basis of the signals (S1, S2) obtained from said distance sensors (21, 22) in order to determine the surface quality and / or shape properties of the cylinder (10) to be measured.

An apparatus for measuring the diameter and shape of a cylindrical body (10) using two non-contact distance sensors (21, 22) such as an optical sensor or an eddy current sensor, the distance sensors (21, 22) of which are directed radially substantially towards the central axis (0) of the cylinder to be measured, and which device comprises a measuring carriage (14) arranged to be movable in the axial direction (z) of the cylinder to be measured, and from said distance sensors (21, 22) measuring signals (SltS2) are transmitted to the converter unit (26) and a microcomputer (15) or the like. the diameter (φ) of the cylinder to be measured and, if necessary, the shape (c) of the cylinder to be measured can be determined by fitting to a circle equation, characterized in that said distance sensors (21, 22) are fitted to the measuring carriage (14) so that 22) the mutual distance (d) is precisely known, and that said measuring carriage (14) is t supported on a beam (11) or the like supported on frame structures outside the cylindrical body (14). Measuring device according to claim 7, characterized in that the measuring device comprises a measuring beam (11) which can be fixed and oriented in the direction of the central axis (0) 35 of the cylinder (10) to be measured, said beam (11) having guides (12) or the like the measuring carriage (14) is arranged to be traversed 8691 in the axial direction of the cylinder to be measured so that the diameter (φ ±) and shape (cA) of the cylinder (10) can be measured at several points (zA) in its axial direction (Fig. 2).

Use of a method according to any one of claims 1 to 6 and an apparatus according to any one of claims 7 or 8 for measuring the diameters and / or the surface shape and / or the quality of the drying cylinder or Yankee cylinder of a paper machine or paper finishing machine.

Use according to claim 9 for measuring the diameters and / or surface shapes and / or the quality of the drying cylinders or Yankee cylinders of a paper machine or paper finishing machine, the cylinder being rotatable at its location on its bearings.

Use according to claim 10, wherein the cylinder (10) to be measured is rotatable at its location by traversing the measuring carriage (14) on the measuring beam (11) or a similar support device over substantially the entire length of the cylinder (10) and performing several axial measurements at different points (zj). 20 86918