FI88074B - Procedure and equipment for measuring the length of a log passing a measuring point - Google Patents

Procedure and equipment for measuring the length of a log passing a measuring point Download PDF

Info

Publication number
FI88074B
FI88074B FI911225A FI911225A FI88074B FI 88074 B FI88074 B FI 88074B FI 911225 A FI911225 A FI 911225A FI 911225 A FI911225 A FI 911225A FI 88074 B FI88074 B FI 88074B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
signal
log
measuring
ultrasonic
scattered
Prior art date
Application number
FI911225A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI88074C (en
FI911225A (en
FI911225A0 (en
Inventor
Arto Peltomaa
Juha Kortelainen
Heimo Ihalainen
Original Assignee
Plustech Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Plustech Oy filed Critical Plustech Oy
Priority to FI911225A priority Critical patent/FI88074C/en
Publication of FI911225A0 publication Critical patent/FI911225A0/en
Publication of FI911225A publication Critical patent/FI911225A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI88074B publication Critical patent/FI88074B/en
Publication of FI88074C publication Critical patent/FI88074C/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)

Description

8807488074

Menetelmä ja laitteisto mittauskohdan ohi kulkevan tukin pituuden mittaamiseksiMethod and apparatus for measuring the length of a log passing a measuring point

Keksintö kohdistuu menetelmään ja laitteistoon mittaus-5 kohdan ohi kulkevan tukin pituuden mittaamiseksi.The invention relates to a method and apparatus for measuring the length of a log passing a measuring point.

Käsiteltäessä puita eri prosesseissa on niiden pituuden mittaus eräs tärkeä prosessin osa. Tukin pituuden mittausta voidaan käyttää hyväksi esim. puumäärän 10 määritykseen, tukkien katkaisukohdan määritykseen jne. Tätä tarkoitusta varten on kehitetty erityisesti kontaktiperiaatteella toimivia laitteita, joissa on tukin liikkeen mukaisesti liikkuvat elimet, kuten mittausrullat. Tällaiset elimet ovat kuitenkin alttiina 15 vaurioille ja ovat epätarkkoja mitattavien puulajien vaihtelun ja vaihtelevien ympäristöolosuhteiden johdosta. Lisäksi erityisesti monitoimikoneissa, joita käytetään metsänkorjuussa, pyritään rakenteen yksinkertaisuuteen ja keveyteen, jolloin kontaktiperi-20 aatteella toimivat mittauselimet ovat yksi em. pyrkimyksiä haittaava tekijä.When dealing with trees in different processes, measuring their length is an important part of the process. The measurement of the length of the log can be used, for example, to determine the number of trees 10, to determine the point of cutting of the logs, etc. For this purpose, contact-operated devices with members moving according to the movement of the log, such as measuring rollers, have been developed. However, such organs are susceptible to damage and are inaccurate due to the variability of the tree species to be measured and the varying environmental conditions. In addition, the simplicity and lightness of the structure are aimed at, especially in multifunctional machines used in logging, whereby the measuring elements operating on the principle of contact peri-20 are one of the factors hindering the above-mentioned efforts.

Keksinnön tarkoituksena on poistaa em. epäkohdat ja esittää kosketuksettomasti toimiva mittausmenetelmä 25 sekä tätä menetelmää soveltava laitteisto, joissa ei ole kosketusperiaatteella toimivien menetelmien ja laitteistojen epäkohtia, mutta joilla pystytään kuitenkin mittaamaan käsiteltävän tukkipuun pituutta tarkasti.The object of the invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks and to provide a non-contact measuring method 25 and an apparatus applying this method, which do not have the drawbacks of contact methods and equipment, but which nevertheless can accurately measure the length of the log to be treated.

3030

Em. tarkoituksen toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiassa tunnusomaista se, että mittauslaitteeseen kuuluvalla lähettimellä suunnataan mittauskohtaan tukin pintaan ultraääniaaltoja, jotka 35 on siten suunnattu ja aallonpituudeltaan sellaisia, että tukin pinnan liike saa aikaan Doppler -siirtymän pinnasta sironneissa ultraääniaalloissa, mainitut sironneet aallot otetaan vastaan mittauslaitteeseen kuuluvalla vastaanottimella, ja lähetettyjen aaltojen 2 88074 ja sironneiden aaltojen välisen eron perusteella määritetään mittauskohdan ohi kulkeneen tukin pituus. Keksintö perustuu siihen havaintoon, että raakapuun pinta on siinä määrin epätasainen, että siinä syntyy 5 aaltoliikkeen sirontaa kohdistettaessa siihen ultraääntä. Tällöin sironnut aaltoliike voidaan ottaa vastaanottimella vastaan halutusta suunnasta, joka voidaan valita parhaimman mittaustarkkuuden saavuttamiseksi. Ultraääni ei lisäksi vaimene liikaa, jolloin saatava 10 signaali on riittävän suuri tarkan mittauksen suorittamiseksi, minkä lisäksi ultraäänianturit ovat varmatoimisia sekä turvallisia käyttää. Vastaanottimella saatavasta sironneesta ultraäänestä peräisin olevaa signaalia voidaan käsitellä helposti elektronisesti 15 signaalinkäsittelytekniikan periaatteiden mukaisesti.Em. In order to achieve this, the method according to the invention is mainly characterized in that the transmitter belonging to the measuring device directs ultrasonic waves to the measuring point on the log surface. , and the difference between the transmitted waves 2 88074 and the scattered waves determines the length of the log passing the measuring point. The invention is based on the finding that the surface of the raw wood is so uneven that a scattering of 5 wave movements is generated when ultrasound is applied to it. In this case, the scattered wave motion can be received by the receiver from the desired direction, which can be selected to achieve the best measurement accuracy. In addition, the ultrasound is not attenuated too much, so that the resulting signal is large enough to perform an accurate measurement, in addition to which the ultrasonic sensors are reliable and safe to use. The signal from the scattered ultrasound obtained by the receiver can be easily processed electronically according to the principles of signal processing technology.

Sironneet ultraääniaallot otetaan edullisesti vastaan lähettimestä erillisellä vastaanottimella, jolloin ultraäänen lähetys ja vastaanotto voi olla jatkuvaa.The scattered ultrasonic waves are preferably received by a receiver separate from the transmitter, whereby the transmission and reception of the ultrasound can be continuous.

2020

Erään edullisen suoritusmuodon mukaan tukin siirtymä eli mittauskohdan ohi kulkeneen tukin pituus määritetään määrittelemällä lähetettyjen aaltojen ja sironneiden aaltojen vaihesiirtymän kokonaissuuruus. Tämä 25 voidaan tehdä mittausmenetelmää varten kehitetyn aaltomuotoisten signaalien käsittelytekniikan avulla, jolloin saadaan suuruuteen suoraan verrannollinen vaihesiirtymä tarvitsematta esim. erikseen määrittää tukin nopeutta ja kulunutta aikaa pituuden saamiseksi. 30According to a preferred embodiment, the displacement of the log, i.e. the length of the log passing the measuring point, is determined by determining the total phase shift of the transmitted waves and the scattered waves. This can be done by means of a waveform signal processing technique developed for the measurement method, whereby a phase shift directly proportional to the magnitude can be obtained without, for example, separately determining the speed of the log and the elapsed time to obtain the length. 30

Mittauksesta saatavan signaalin käsittelyssä on edullista, että sironneesta ultraäänestä saatavaan signaaliin yhdistetään lähetetyn ultraäänen taajuuteen perustuva signaali, joka voi olla jatkuva moduloiva 35 signaali tai näytteenottoon tarkoitettu impulssijono.In processing the signal from the measurement, it is preferred that the signal from the scattered ultrasound be combined with a signal based on the frequency of the transmitted ultrasound, which may be a continuous modulating signal or a pulse train for sampling.

Saadun signaalin matalampitaajuisen komponentin perusteella voidaan kokonaissiirtymä määrittää käyttämällä hyväksi jäljempänä kuvattavaa mittauselektroniik- 3 88074 kaa ja trigonometrisiin kaavoihin perustuvia laskualgoritmeja. Samaan signaaliin yhdistettäviä signaaleita voi olla kaksi, jolloin niillä on edullisimmin 90° vaihesiirto toisiinsa nähden. Tällöin voidaan saadun 5 kahden signaalin matalataajuisten komponenttien vaihe- eron avulla määrittää lähetettyjen aaltojen ja heijastuneiden aaltojen välisen vaihesiirtymän kokonaissuu-ruus ja suunta.Based on the lower frequency component of the obtained signal, the total shift can be determined using the calculation electronics based on the measurement electronics described below and trigonometric formulas. There may be two signals to be connected to the same signal, in which case they most preferably have a 90 ° phase shift with respect to each other. In this case, the phase difference of the low-frequency components of the two signals obtained can be used to determine the total magnitude and direction of the phase shift between the transmitted waves and the reflected waves.

10 Mittaus suoritetaan edullisesti maastossa liikkuvan monitoimikoneen puuta syöttävässä osassa, jossa käytetty menetelmä on erityisen hyödyllinen.The measurement is preferably performed in the wood-feeding part of a multifunction machine moving in the field, where the method used is particularly useful.

Keksinnön mukaiselle laitteistolle on puolestaan 15 tunnusomaista se, että se käsittää mittauslaitteen, jossa on mittauskohtaan suunnattu ultraääniaaltojen lähetin ja niiden vastaanotin, jotka on sijoitettu tukin liikesuuntaan nähden siten, että mittauskohdan kautta vastaanottimiin siroavissa ultraääniaalloissa 20 tapahtuu Doppler -siirtymä, laitteiston käsittäessä lisäksi elektroniikkaosan Doppler -siirtymän rekisteröimiseksi sekä laskentaosan tukin pituuden määrittämiseksi em. tietojen perusteella.The apparatus according to the invention, in turn, is characterized in that it comprises a measuring device with an ultrasonic transmitter directed to the measuring point and a receiver positioned relative to the direction of movement of the log so that Doppler displacement occurs in the ultrasonic waves 20 scattering through the measuring point. to register the displacement and to determine the length of the log of the calculation part on the basis of the above information.

25 Lisäksi laitteistolla on eräitä edullisia vaihtoehtoja, jotka on toteutettu siten, että niissä voidaan käyttää hyväksi joitain edellä esitettyjen menetelmävaihtoehtojen mukaisia ratkaisuja. Käytettäessä laitteistoa kouraprosessorissa, joka on järjestetty syöttämään 30 puun runkoa, mittauslaitteen lähetin ja vastaanotin sijoitetaan edullisesti kohtaan, jossa mittauskohdan ja ultraääniantureiden etäisyys pysyy mahdollisimman vakiona.25 In addition, the apparatus has some advantageous alternatives which are implemented in such a way that they can take advantage of some of the solutions according to the method alternatives described above. When using the equipment in a grapple processor arranged to feed 30 tree trunks, the transmitter and receiver of the measuring device are preferably located at a point where the distance between the measuring point and the ultrasonic sensors remains as constant as possible.

35 Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa 4 88074 kuva 1 esittää kaavamaisesti mittauksen mahdollis tavaa aaltoliikkeen sirontaa, kuva 2 esittää kaavamaisesti mittauksen perustana 5 olevaa Doppler-ilmiötä, kuva 3 esittää eräitä vaihtoehtoja lähettimen ja vastaanottimen sijoittamiseksi mittauskoh-taan nähden, 10 kuva 4 esittää erästä toista vaihtoehtoa lähetti men ja vastaanottimen sijoittamiseksi kuvat 5-7 havainnollistavat mittauksesta saatavan 15 signaalin käsittelymahdollisuuksia, kuva 8 esittää kaaviona mittauksesta saatavan signaalin käsittelyvaiheita, ja 20 kuva 9 esittää mittauslaitteen sijaintia yksiote- harvesterin kouraprosessorissa.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which 4 88074 Fig. 1 schematically shows the possible wave motion scattering of the measurement, Fig. 2 schematically shows the Doppler effect 5, Fig. 3 shows some alternatives for positioning the transmitter and receiver Fig. 4 shows another alternative for placing the transmitter and receiver. Figures 5-7 illustrate the processing possibilities of the measurement signal, Fig. 8 schematically shows the processing steps of the measurement signal, and Fig. 9 shows the location of the measuring device in the grapple processor of the single-handed harvester.

Kuvissa 1 ja 2 on havainnollistettu Doppler -siirtymän syntyä ultraäänen aaltoliikkeen heijastuessa liikkuvas-25 ta tasosta. Kuvan 1 vasemmalla puolella pinta on aallonpituuteen nähden tasainen, jolloin suurin osa aaltoliikkeestä heijastuu suuntaan b tulokulman suuruuden mukaisesti. Oikealla puolella pintansa suuntaan v liikkuvan kohteen 2, kuten esim. tukin 30 pinnan rakeisuus on aallonpituuden luokkaa, ja aaltoliike siroaa tällöin pinnasta, eli riittävän suuri intensiteetti on havaittavissa myös muissa suunnissa kuin b. Esimerkiksi heijastumasta mielivaltaiseen suuntaan a voidaan saada mittaustarkoituksia varten 35 heijastunutta aaltoliikettä vastaava signaali.Figures 1 and 2 illustrate the generation of a Doppler shift when ultrasonic wave motion is reflected from a moving plane. On the left side of Fig. 1, the surface is flat with respect to the wavelength, whereby most of the wave motion is reflected in the direction b according to the magnitude of the incident angle. On the right side of the surface, the grain size of the object 2 moving in the direction v, such as the log 30, is of the wavelength range, and the wave motion scattering from the surface, i.e. a sufficiently high intensity can be detected in directions other than b. For example, reflection in arbitrary direction a corresponding signal.

5 880745,88074

Kuvassa 2 esitetään tarkemmin edellytykset mittauksen suorittamiselle ultraäänessä havaittavan Doppler-siirtymän avulla. Vasemmalla on esitetty yleisessä muodossa Doppler- siirtymän syntyminen partikkelin 5 liikkuessa ultraääniantureista poispäin. SI on ultraäänen lähetin ja S2 ultraäänen vastaanotin. Lähettimestä kohteeseen suunnattu signaali viivästyy ja vaimenee ultraäänen adsorptiosta ja Doppler-siirtymästä johtuen. Lisäksi x(t) on partikkelin sijainti ja v sen nopeus. 10 Oikeassa kuvassa näkyy partikkelin liikesuunnan ja antureiden sijainnin vaikutus Doppler-siirtymään. Nämä voidaan yhdistää kulmalla β= (α + Ϋ/2), joka on lähettimen ja heijastuskohdan ja heijastuskohdan ja vastaanottimen välisten aaltoliikkeen kulkulinjojen 15 muodostaman kulman ( f ) puolittajan ja partikkelin kulkusuunnan (nopeutta v kuvaava nuoli) välinen terävä kulma. Tällöin xd(t) kuvaa liikkeen x(t) Doppler-siirtymää aiheuttavaa komponenttia ja xd(t) = x(t)cos(β).Figure 2 shows in more detail the conditions for performing the measurement using ultrasound-detectable Doppler shift. The left is shown in general form the formation of a Doppler shift as the particle 5 moves away from the ultrasonic transducers. S1 is the ultrasonic transmitter and S2 is the ultrasonic receiver. The signal from the transmitter to the target is delayed and attenuated due to ultrasonic adsorption and Doppler shift. In addition, x (t) is the location of the particle and v its velocity. 10 The right figure shows the effect of particle motion direction and sensor location on Doppler shift. These can be connected by an angle β = (α + Ϋ / 2), which is the acute angle between the bisector (f) of the angle (f) formed by the wave paths 15 between the transmitter and the reflection point and the reflection point and the receiver (the arrow representing the velocity v). Then xd (t) describes the Doppler shift component of the motion x (t) and xd (t) = x (t) cos (β).

2020

Kuvien 1 ja 2 oikeiden puolien perusteella on ilmeistä, että epätasaisen pinnan kulkiessa nopeudella v nuolen suuntaan ja muodostaessa heijastuskohdan voidaan siinä havaita jatkuvasti juuri em. nopeuskomponentista 25 johtuvaa Doppler-siirtymää. Jotta Doppler -siirtymää voitaisiin havaita liikkuvasta pinnasta, on pinnan epätasaisuuden ja sen suhteen oikein valitun aaltoliikkeen taajuuden aikaansaama sironta edellytyksenä, koska kuvan 1 pinnan pääsuunnan perusteella heijastus-30 lakien mukaan suunnassa b heijastuneessa aaltoliikkeessä ei esiinny Doppler-siirtymää.right sides of the images 1 and 2, it is evident that the uneven surface of the traveling speed in the direction of the arrow, and forming the reflection points can be continuously detected just em. 25 due to the speed component of the Doppler shift. In order to detect a Doppler shift from a moving surface, scattering caused by surface roughness and the frequency of the correctly selected wave motion is a prerequisite, because according to the main direction of the surface in Figure 1, there is no Doppler shift in the b-wave motion.

Kuvan 2 perusteella voidaan johtaa seuraava kaava Doppler -siirtymälle: S, = sin(iot) (1) S2 = A sin(cj ( t - 2 x(t)/c )) 35 6 38074 missä x(t) = kohteen sijainti hetkellä t 60 = 2nf = ultraäänisignaalin kulmataajuus 5 c = ultraäänen nopeus ilmassa A = vaimenemiskerroinBased on Figure 2, the following formula can be derived for the Doppler shift: S, = sin (iot) (1) S2 = A sin (cj (t - 2 x (t) / c)) 35 6 38074 where x (t) = object location at time t 60 = 2nf = angular frequency of the ultrasonic signal 5 c = ultrasonic velocity in air A = attenuation factor

Doppler -siirtymään vaikuttaa partikkelin aaltoliikkeen suuntainen liikekomponentti. Vaihemuutos syntyy siis 10 aina, kun partikkelin liikesuunta poikkeaa kohtisuorasta aaltoliikkeen suhteen. Ottaen huomioon edellä esitetty lähettimen sijainnin, heijastuskohdan, vastaanottimen sijainnin ja pinnan liikesuunnan vaikutus em. liikekomponenttiin saadaan vastaanottimen 15 antamalle signaalille kaava: S2 = A sin(co (t - 2cos (β) x (t)/c) ) (2) ( β = a + t/2 ) 20 Kun kohteena on partikkelin sijasta liikkuva, aaltoliikkeen aallonpituuteen nähden epätasainen pinta, aiheuttaa pinnantason säteilyn suuntainen liikekom-ponetti Doppler -siirtymän sillä edellytyksellä, että pinnan karkeus on säteilyn aallonpituuden luokkaa tai 25 suurempi. Tällöin voidaan pinta käsittää välittömästi toisiaan seuraavien yksittäisten samaan suuntaan liikkuvien partikkeleiden muodostamana pintana, kuten kuvan 1 oikea puoli esittää. Puun pinnan karkeus on yleensä vähintään millimetrin suuruinen. Millimetrin 30 aallonpituus ilmassa syntyy taas 340 kHz:n taajuisella ultraäänellä.The Doppler shift is affected by the motion component along the wave motion of the particle. Thus, a phase change occurs 10 whenever the direction of motion of the particle deviates from the perpendicular to the wave motion. Taking into account the above effect of transmitter position, reflection point, receiver position and surface motion direction on the above motion component, the signal given by receiver 15 is given the formula: S2 = A sin (co (t - 2cos (β) x (t) / c)) (2) ( β = a + t / 2) 20 When the target is a moving surface uneven with respect to the wavelength of the wave motion instead of a particle, the radial motion component of the surface plane causes a Doppler shift, provided that the surface roughness is of the order of the radiation wavelength or 25. In this case, the surface can be understood as a surface formed by successive individual particles moving in the same direction, as shown on the right-hand side of Fig. 1. The surface roughness of the wood is usually at least a millimeter. Millimeter 30 wavelengths in air are again generated by 340 kHz ultrasound.

Doppler -siirtymän syntyminen on siis sitä varmempaa, mitä suurempaa taajuutta käytetään. Toisaalta ultra-35 äänen vaimennus ilmassa kasvaa voimakkaasti taajuuden funktiona. Koska Doppler -mittauksessa vastaanotetaan puusta siroavaa vinoa heijastusta lisääntyy vaimenemisen merkitys verrattuna kohtisuoraan heijastuvan 7 B8074 ultraäänen mittaukseen. Varsinkin pyrittäessä jatkuvaan vaihesiirtymän mittaukseen kannattaa tällöin nykyisellä anturiteknologialla käyttää noin 100-200 kHz:n ultraääntä. Puun pinnan sileydestä riippuen käytetty taajuus 5 voi kuitenkin vaihdella välillä 100-500 kHz. Käytetty taajuus voi olla suurempikin anturien kehittyessä.Thus, the higher the frequency used, the more certain the occurrence of the Doppler shift. On the other hand, the attenuation of ultra-35 sound in air increases strongly as a function of frequency. Because the Doppler measurement receives a scattered oblique reflection from the wood, the significance of attenuation increases compared to the perpendicular reflected 7 B8074 ultrasound measurement. Especially when aiming for continuous phase shift measurement, it is advisable to use an ultrasound of about 100-200 kHz with the current sensor technology. However, depending on the smoothness of the wood surface, the frequency 5 used may vary between 100 and 500 kHz. The frequency used may be higher as the sensors evolve.

Kuvassa 3 on esitetty eräitä mittauslaitteen 1 lähettimen SI ja vastaanottimen S2 sijoitusvaihtoehtoja 10 kohtisuoraan tukin liikesuuntaa vastaan tarkasteltuna. Lähetinanturin SI ultraäänikeila suuntautuu mittauskoh-taan puun pintaan 2 tietyn suuruiselle alueelle 3. Ultraäänianturit on kuvassa 3 sijoitettu tukin sivulle samalle linjalle mitattavan liikesuunnan v suhteen, 15 eli niiden lähetys- ja vastaanotttokeilojen puolittajat ml ja m2 sijaitsevat liikesuunnan v suuntaisessa, kohtisuorassa pintaan 2 nähden olevassa tasossa. Kuvassa 4, joka esittää toista anturien sijoittelua sivulta, päältä ja perspektiivistä nähtynä, lähetin 20 SI ja vastaanotin S2 on sijoitettu samalle vakioetäi-syydelle h tukin pinnasta 2. Kuvassa 4 on sijoitus optimoitu siten, että lähetin- ja vastaanottokeilojen puolittajien ml ja m2 mittausalueelle 3 muodostaman kulman puolittaja m on tukin liikesuunnan v suuntaises-25 sa, kohtisuorassa pintaan 2 nähden olevassa tasossa, ja lähetin- ja vastaanottokeilat sijaitsevat symmetrisesti mainitun suunnan v suhteen kohtisuoraan pintaa 2 vastaan katsottaessa. Kuvassa 4 on tätä puolittajan m ja liikesuunnan v välistä terävää kulmaa merkitty 30 a:11a, kuten kuvassa 2. Kuvan 4 sijoittelussa johtuen kulma a on tällöin yhtä suuri kuin kuvan 2 kulma β, ja se korvaa B:n edellisissä kaavoissa. Kuvan 4 perspektiivikuvassa on pinnan keskimääräistä tasoa kuvattu x-y -koordinaatistolla, jossa x yhtyy pinnan 35 2 liikesuuntaan v.Figure 3 shows some of the placement options 10 of the transmitter S1 and the receiver S2 of the measuring device 1 perpendicular to the direction of movement of the log. The ultrasonic beam of the transmitter sensor S1 is directed at the measuring point on the wood surface 2 to a certain area 3. In Fig. 3 the ultrasonic sensors are aligned on the side of the log with respect to the measured direction v, i.e. their transmitting and receiving beams bisectors ml and m2 are located in plane. In Fig. 4, which shows a second arrangement of sensors from the side, top and perspective, the transmitter 20 S1 and the receiver S2 are placed at the same constant distance h from the log surface 2. In Fig. 4 the placement is optimized so that the transmitter and receiver beam halves ml and m2 the bisector m of the angle formed by the log is in a plane parallel to the direction 2 of movement of the log, perpendicular to the surface 2, and the transmitter and receiver beams are located symmetrically with respect to said direction v when viewed against the surface 2. In Fig. 4, this sharp angle between the bisector m and the direction of movement v is denoted by 30a, as in Fig. 2. Due to the arrangement in Fig. 4, the angle α is then equal to the angle β in Fig. 2, and replaces B in the previous formulas. In the perspective view of Fig. 4, the average plane of the surface is depicted by the x-y coordinate system, where x coincides with the direction of movement v of the surface 35 2.

Sekä kuvien 3 että 4 sijoittelulle on yhteistä se, että puolittaja m, joka määrää kaavojen pohjana olevan e 88074 kulman β, on samassa tasossa pinnan 2 yksittäisten pisteiden liikesuunnan v kanssa. Resoluutiota ajatellen tämä on optimisijoittelu.What the placement of both Figures 3 and 4 has in common is that the bisector m, which determines the angle β of the underlying formulas e 88074, is in the same plane as the direction of movement v of the individual points of the surface 2. In terms of resolution, this is optimal placement.

5 Tukin ja anturien välisen etäisyyden tulee pysyä mahdollisimman vakiona. Kuvan 9 esittämässä yksiotehar-vesterin kouraprosessorissa 4 mittalaitteen 1 anturien paras sijoituspaikka on kouran selkäpuolella, eli lähetinanturi SI on tällöin suunnattu kouran aukeamis-10 suuntaan päin. Anturit sijaitsevat edullisesti varsin lähellä puun pintaa, mikä vähentää mm. ilmavirtausten aiheuttamaa virhettä mittauksessa sekä ultraäänen absorptiota ilmassa. Laitteen tyypistä riippuen voidaan mittalaitteelle 1 valita aina optimaalinen sijoituskoh-15 ta, jossa em. tekijät on otettu huomioon.5 The distance between the log and the sensors should be as constant as possible. In the grapple processor 4 of the single-lever harvester shown in Fig. 9, the best location for the sensors of the measuring device 1 is on the back of the grapple, i.e. the transmitter sensor S1 is then directed towards the grapple opening-10. The sensors are preferably located quite close to the surface of the wood, which reduces e.g. error in measurement caused by air currents and ultrasonic absorption in air. Depending on the type of device, it is always possible to select the optimal location for the measuring device 1, in which the above-mentioned factors have been taken into account.

Kuten kuvan 3 vasemmalla puolella on esitetty, mittauksen resoluution kannalta olisi edullista sijoittaa sekä lähettävä että vastaanottava anturi vierekkäin 20 mahdollisimman samansuuntaisesti mitattavan liikkeen suhteen, eli kulma β on tällöin pieni. Tällöin kuitenkin takaisin siroavan äänen voimakkuus heikkenee kunkin yksittäisen heijastuskulman jyrkentyessä ja keilanleveydestä johtuva kulmanpoikkeama Δ β kasvaa. 25 Tehokkaimmin voidaan Δ fi:a pienentää kuvan 3 oikean puolen mukaisesti suurentamalla keilojen mittausalueella 3 keskenään muodostamaa kulmaa ja sijoittamalla vastaanottava anturi S2 kauemmaksi mittausalueelta 3 ja sen vastaanottokeilan ja liikesuunnan v välinen 30 kulma pienemmäksi Tässä sijoitustavassa ilmavirtausten aiheuttamat häiriöt kasvavat. Kompromissina on olosuhteista ja käytetyistä antureista riippuen jompikumpi kuvan 3 sijoituksista. Kuvan 4 sijoittelussa sama tarkastelu voidaan suorittaa keilojen puolittaji-3 5 en ml ja m2 muodostamassa tasossa, joka sijaitsee vakiokulmassa a x-y -tasoon nähden.As shown on the left side of Fig. 3, from the point of view of the measurement resolution, it would be advantageous to place both the transmitting and the receiving sensor side by side 20 as parallel as possible with respect to the measured movement, i.e. the angle β is then small. In this case, however, the intensity of the back scattering sound decreases as each individual reflection angle steepens and the angular deviation Δ β due to the beam width increases. 25 The most effective way to Δ fi: disturbances in a reduced three right-side image in accordance with increasing the beam measurement range of 3 mutually formed by the angle, and placing the receiving sensor S2 is farther away from the measurement area 3 and its vastaanottokeilan and the direction of movement v 30 the angle between the lower this position draft caused by the air currents increase. The compromise is one of the placements in Figure 3, depending on the conditions and sensors used. In the arrangement of Figure 4, the same observation can be made in the plane formed by the bisector bisector-3 en ml and m2, which is located at a constant angle to the x-y plane.

9 880749 88074

Kaavan (2) mukaan kohteen siirtymä saadaan vastaanotetun signaalin vaiheesta, kun otetaan huomioon heijastuskulmista ja aallonpituudesta saatavat kertoimet. Signaalin vaiheen itseisarvo saadaan moduloi-5 maila sitä vakiovaiheisella kantoaaltotaajuisella signaalilla, joka saadaan lähetyssignaalista. Vaiheen etumerkki (pinnan liikkeen suunta) saadaan yhdistämällä tähän edellisen signaalin kanssa vaihesiirrossa oleva modulointi. Koska mittausetäisyys tulee vaihtelemaan 10 mittauksen aikana useita aallonpituuksia, tulee vaihesiirron suuntaa mitata jatkuvasti myös pelkästään yhteen suuntaan tapahtuvaa tukin kokonaiss i i.rtymää mitattaessa. Vaihesiirron tulee poiketa 0°:sta ja 180°:sta ja sen optimisuuruus on 90°. Seuraavassa 15 vaiheen ilmaisu esitetään matemaattisesti.According to formula (2), the displacement of the object is obtained from the phase of the received signal, taking into account the coefficients obtained from the reflection angles and the wavelength. The absolute value of the phase of the signal is modulated by a constant phase carrier frequency signal obtained from the transmission signal. The sign of the phase (direction of surface movement) is obtained by combining the modulation in phase shift with the previous signal. Since the measurement distance will vary several wavelengths during the 10 measurements, the direction of the phase shift must also be measured continuously when measuring the total i ithrust of the log in one direction only. The phase shift should deviate from 0 ° and 180 ° and have an optimum magnitude of 90 °. In the following, the expression of 15 steps is presented mathematically.

S! ( 0 ) = sin ( ω t)S! (0) = sin (ω t)

Sj ( 90 ) = cos ( oot) ( 3 ) S2 = A sin(60(t - 2xd(t)/c) ) 20Sj (90) = cos (odd) (3) S2 = A sin (60 (t - 2xd (t) / c)) 20

Trigonometristen peruskaavojen mukaisesti pätee: sin a sin β = ^cos(a - β) - cos(a + β)] cos a sin β = Jjfsinfa + β) - s in (a. - β)] 25 Sj(0)xS2 = (A/2 ) [cos ( oo 2xd(t)/c) - cos (oo2 (t-xd( t )/c) ) ] Sj(90)xS2 = (A/2) [-sin( co2xd(t)/c) + sin(w2(t-xd(t)/c))]According to the basic trigonometric formulas, the following holds: sin a sin β = ^ cos (a - β) - cos (a + β)] cos a sin β = Jjfsinfa + β) - s in (a. - β)] 25 Sj (0) xS2 = (A / 2) [cos (oo 2xd (t) / c) - cos (oo2 (t-xd (t) / c))] Sj (90) xS2 = (A / 2) [-sin (co2xd ( t) / c) + sin (w2 (t-xd (t) / c))]

Koska xd(t)/c<<t syöttölaitteissa, kuten monitoimiko-20 neissa yleisesti käytettävillä puun nopeuksilla, voidaan molempien edellisten lausekkeiden toinen komponentti poistaa ideaalisella alipäästösuodatuksel-la, jolloin moduloituja signaaleja suodatuksen jälkeen kuvaavat seuraavat kaavat:Since xd (t) / c << t at input speeds commonly used in input devices such as multifunction 20, the second component of the two preceding expressions can be removed by ideal low-pass filtering, whereby the modulated signals after filtering are represented by the following formulas:

Zt = (A/2 ) [COS(C<J 2 xd(t)/c)] Z2 = (-A/2 ) [sin( U) 2 xd(t)/c)] (4) 35 10 88074 Nämä yhdistämällä saadaan vaihe ja siitä siirtymä: => Z2/Z, = -tan(c<j2 xd(t)/c) => 2 xda)60/c = -arctan (Z2/Z1) ; 5 xd(t)=X(ticos (B) (kuva2) -> x(t) ---2-arctan (Z2/Z,) (5) 2 CJ cos (β)Zt = (A / 2) [COS (C <J 2 xd (t) / c)] Z2 = (-A / 2) [sin (U) 2 xd (t) / c)] (4) 35 10 88074 Combining these gives the phase and the transition from it: => Z2 / Z, = -tan (c <j2 xd (t) / c) => 2 xda) 60 / c = -arctan (Z2 / Z1); 5 xd (t) = X (ticos (B) (Fig.2) -> x (t) --- 2-arctan (Z2 / Z,) (5) 2 CJ cos (β)

Kuvassa 5 on edellä kuvattua modulointia havainnollis-10 tettu. Ylemmässä kuvassa on kuvattuna sinimuotoiset lähetyssignaali ja vastaanotettu signaali S2, ja alemmassa kuvassa on ehjällä viivalla kuvattu lähetys-signaaliin vaihelukitulla sinimuotoisella signaalilla moduloimalla saatua signaalia S1(0)xS2 ja katkoviivalla 15 sen alipäästösuodatuksen jälkeen saatua matalampitaa-juista komponenttia vastaavaa signaaliaFigure 5 illustrates the modulation described above. The upper figure shows the sinusoidal transmission signal and the received signal S2, and the lower figure shows a solid line illustrating the signal S1 (0) xS2 obtained by modulating the transmission signal with a phase-locked sinusoidal signal and the dashed line 15

Moduloitu signaali voidaan muokata myös lähetyssig-naalin kanssa samanvaiheisesta sakara-aallosta, jolloin 20 modulointi tapahtuu vaihtamalla vastaanotetun signaalin vahvistuksen etumerkkiä sakara-aalloilla käyttäen analogiakytkimin ohjattuja operaatiovahvistimia tai analogiakertojia. Vastaanotettu signaali kerrotaan tällöin sakara-aalloilla poiketen kaavasta (3), jossa 25 kertominen tehdään siniaalloilla. Ellei signaalin spektri sisällä sakara-aallon harmonisten komponenttien läheisyydessä merkittävästi tehoa, on tarpeeksi jyrkän alipäästösuodatuksen jälkeen lopputulos sama. Sakara-aalloilla moduloimisen käytännön sovellutuksia ajatel-30 Ien suotimen on oltava jyrkempi ja se on myös tällöin kalliimpi. Valmiina IC-piireinä myös modulaattorit ovat tällä hetkellä edullisempia kuin analogiakertojat. Kuvassa 6 on kuvan 5 mukaisesti havainnollistettu modulointia sakara-aalloilla.The modulated signal can also be modified from a square wave in phase with the transmission signal, whereby modulation takes place by changing the sign of the received signal amplification on the square waves using operational amplifiers or analog multipliers controlled by analog switches. The received signal is then multiplied by square waves as opposed to formula (3), where multiplication is done by sine waves. Unless the signal spectrum contains significant power in the vicinity of the harmonic components of the square wave, after sufficiently steep low-pass filtering, the result is the same. For practical applications of modulating with square waves, the filter must be steeper and even more expensive. As ready-made IC circuits, modulators are also currently more advantageous than analog multipliers. Figure 6 illustrates modulation with square waves according to Figure 5.

Kuvassa 7 on vielä esitetty yksi periaatteeltaan modulointia vastaava vaihtoehto. Tässä vastaanotetusta signaalista S2 otetaan näytteitä taajuudella, joka on 35 I i n 38074 lähetyssignaalin taajuus tai se jaettuna kokonaisluvulla. Näytteenottotaajuuden puolikas vastaa suurinta Doppler -taajuussiirtymää, joka voidaan ilmaista. Esimerkiksi β:η ollessa 30° ja lähetyssignaalin 220 5 kHz on tukin maksimisiirtonopeudella 5 m/s näytteenoton minimitaajuus 12 kHz. Tällöin näytteenottotaajuus voisi olla 220 kHz jaettuna jollakin kokonaisluvulla 1..18. Alemmassa kuvassa on esitetty lähetyssignaalin vaiheeseen lukitulla impulssijonolla sample-hold-10 piirin avulla saatu signaali, joka on valmiiksi alipäästösuodatettu matalampitaajuinen signaali. Alipäästösuodatuksen välttäminen vähentää signaalin-käsittelyelektroniikan kustannuksia.Figure 7 shows another alternative in principle corresponding to modulation. Here, the received signal S2 is sampled at a frequency which is 35 I i n 38074 of the transmission signal frequency or divided by an integer. Half of the sampling frequency corresponds to the largest Doppler frequency shift that can be expressed. For example, when β: η is 30 ° and the transmission signal 220 5 kHz has a minimum sampling rate of 12 kHz at a maximum log transmission rate of 5 m / s. In this case, the sampling frequency could be 220 kHz divided by some integer 1..18. The figure below shows a signal obtained by a sample-hold-10 circuit with a pulse train locked to the phase of a transmission signal, which is a pre-low-filtered low-frequency signal. Avoiding low-pass filtering reduces the cost of signal processing electronics.

15 Näytteenotto voidaan suorittaa myös A/D -muuntimella lukitsemalla näytteenottohetki lähetyssignaalin vaiheeseen, jolloin saatua signaalia voidaan jatkokäsi-tellä digitaalilaskennan keinoin.Sampling can also be performed with an A / D converter by locking the sampling moment to the phase of the transmission signal, whereby the received signal can be further processed by means of digital computation.

20 Kaikissa kuvien 5-7 esittämissä vaihtoehdoissa synnytetään toinen matalarapitaajuinen signaali moduloivan signaalin tai näyteenotto-impulssijonon suhteen vaihe-erossa olevan signaalin tai impulssijonon avulla, ja saatujen signaalien Z^ ja Z2 jatkokäsittely suorite-25 taan kaavan (5) pohjalta. Rinnakkaisen signaalin tuoman tiedon avulla voidaan määrittää liikkeen suunta. Kuvissa on saadun signaalin taajuus suurempi kuin lähetetyn signaalin, mikä johtuu päinvastaisesta liikesuunnasta v kuviin 1-4 verratuna. Menetelmä 30 toimii ja kaavat pätevät riippumatta siitä, kasvaako vai pieneneekö taajuus Doppler -siirtymässä.In all the alternatives shown in Figs. 5-7, a second low-frequency signal is generated by the modulating signal or the sampling pulse train with respect to the sampling pulse train, and further processing of the obtained signals Z1 and Z2 is performed according to formula (5). The information provided by the parallel signal can be used to determine the direction of movement. In the figures, the frequency of the received signal is higher than that of the transmitted signal, which is due to the opposite direction of movement v compared to Figs. Method 30 works and the formulas are valid regardless of whether the frequency increases or decreases in the Doppler shift.

Kuten kaavasta 5 ilmenee, arcustangenttilausekkeen kerroin on vakio, ja kokonaissiirtymä saadaan määritet-35 tyä seuraamalla jatkuvasti em. tavalla moduloitujen signaalien osamäärän arcustangentin itseisarvon kasvua. Arcustangentin laskeminen jatkuvasti on mahdollista analogiatekniikalla. Jatkuva vaihesiirtymän mittaus 12 88074 kokonaissiirtymän määrittämiseksi edellyttää aina ±π:η ylitysten huomiointia ja summausta arcustangentin laskennassa.As can be seen from Equation 5, the coefficient of the arcustangent expression is constant, and the total offset can be determined by continuously monitoring the increase in the absolute value of the arcustangent of the quotient of signals modulated in the above manner. Continuously calculating the arc tangent is possible with analog technology. Continuous phase shift measurement 12 88074 to determine the total offset always requires consideration of ± π: η overruns and summation in the arc tangent calculation.

5 Toinen arcustangentin määritykseen perustuva vaihtoehto on liipaista signaaleilla ja Z2 laskuria ja määrätä niistä laskemissuunta esimerkiksi D-kiikulla. Tällöin on resoluutio aina laskurin LSB, joka olisi esimerkiksi edellämainitulla 220 kHz:n taajuisella 10 ultraäänellä noin 1,4 mm, kun cos(B) = 0,5 ( β esitetty kuvassa 2 ). Arcustangentin laskeminen analogisesti tuo huomattavasti paremman resoluution, mutta toteutus on toisaalta monimutkaisempi ja luultavasti kalliimpi.5 Another option based on the determination of the arc tangent is to trigger with the signals and the Z2 counter and determine the counting direction from them, for example with a D-flip-flop. In this case, the resolution is always the counter LSB, which would be, for example, with the above-mentioned 220 kHz frequency ultrasound, about 1.4 mm when cos (B) = 0.5 (β shown in Fig. 2). Calculating the arc tangent by analogy brings a much better resolution, but the implementation, on the other hand, is more complex and probably more expensive.

15 Kolmas vaihtoehto on A/D -muuntaa signaalit jo alussa ja tehdä mittaustuloksen muokkaus em. algoritmeillä numeerisesti. Signaalin S2 A/D -muunnos vaatii yli kaksinkertaisen taajuuden tulevan signaalin taajuuteen verrattuna, eli sen näyteenottotaajuus olisi n. 500 kHz 20 ja signaalien Z^ ja Z2 A/D -muunnoksen vaatima näytteenottotaajuus puolestaan 12 kHz, kun tukin maksiminopeus on 5 m/s ja taajuus ja cos(D) samat kuin edellä.15 The third option is to A / D convert the signals at the beginning and modify the measurement result numerically with the above algorithms. The A / D conversion of the signal S2 requires more than twice the frequency of the incoming signal, i.e. its sampling frequency would be about 500 kHz 20 and the sampling frequency required for the A / D conversion of signals Z1 and Z2 would be 12 kHz when the maximum log speed is 5 m / s and the frequency and cos (D) are the same as above.

25 Edellä mainittuja mittauskytkennän vaihtoehtoja on esitetty kaavamaisesti kuvassa 5, jonka kaaviossa on esitetty kaksi periaatekytkentää Doppler -siirtymän mittaukseen. Molemmissa vastaanotettu signaali moduloidaan ja alipäästösuodatetaan kaavojen (3) ja (4) 30 mukaisesti, joista löytyvät myös signaalien S lausekkeet. Katkoviivoilla rajatussa osassa I vaihe ilmaistaan analogisesti ottamalla arcustangentti ja summaa-malla ±ττ:η ylitykset mukaan, joiden määrä lähetyssig-naalin aallonpituuksia kertoimella l/(2cos(B)) kerrot-35 tuna vastaa siirtymää eli mittauskohdan ohi menneen tukin pituutta. Osassa II käytetään laskuria. Moduloiduista signaaleista Zj^ ja Z2 muodostetaan komparaattoreilla sakara-aaltoja, joista saadaan ylös/alas I 1 13 88074 laskurilla siirtymä lähetyssignaalin aallonpituuksina kertoimella l/(2cos(B)). Siirtymän suunta saadaan D-kiikulla siten, että Ζ2··η arvo Z^:n nousevalla reunalla määrää laskusuunnan.25 The above-mentioned measurement connection alternatives are shown schematically in Figure 5, which diagram shows two principle connections for Doppler shift measurement. In both, the received signal is modulated and low-pass filtered according to formulas (3) and (4), which also contain the expressions of the signals S. In part I delimited by dashed lines, the phase is expressed analogously by taking the arc tangent and summing the ± ττ: η crossings, the number of wavelengths of the transmission signal multiplied by l / (2cos (B)) multiplied by 35 corresponds to the displacement, i.e. the length of the log past the measuring point. In Part II, a counter is used. From the modulated signals Z1 and Z2, square waves are formed by comparators, from which an offset is obtained with an up / down I 1 13 88074 counter in the wavelengths of the transmission signal by a factor of 1 / (2cos (B)). The direction of the transition is obtained with the D-flip-flop such that the value of Ζ2 ·· η at the rising edge of Z ^ determines the direction of descent.

55

Tukin pituuden mittausta keksinnön mukaisesti voidaan soveltaa kaikissa puunsyöttölaitteissa, erityisesti maastossa liikkuvissa monitoimikoneissa. Edellä esitetty mittausautomatiikka voidaan yhdistää sinänsä 10 tunnetuilla tavoilla mittaustietojen jatkokäsittelyyn niiden tallentamista, laskemista ja reaaliaikaista näyttämistä varten. Monitoimikoneen ohjaamossa oleva näyttö voi kertoa jatkuvasti reaaliajassa mittauskohdan ohi kulkeneen puunrungon siirtymän, jolloin tietoja 15 voidaan käyttää hyväksi oikeanpituisten tukkien katkaisussa ja lukemat voidaan aina nollata kunkin katkaisun jälkeen. Mittaussignaalien käsittelyssä saadut arvot voidaan muuntaa luettavaan ja talletettavaan muotoon sinänsä tunnetuin keinoin laskentaosan 20 avulla, joka voi sisältää analogista ja digitaalista elektroniikkaa. Kuten kuvasta 9 käy ilmi, mittalaite 1 voi olla kouraprosessorissa 4 tai vastaavassa monitoimikoneen puunrunkoja syöttävässä, karsivassa ja katkovassa laitteessa syöttöelinten 5 ja katkaisusa-25 hän 6 välissä puun syöttösuunnassa karsintaterien 7 jälkeen.The measurement of the length of a log according to the invention can be applied in all wood feeding devices, especially in multifunctional machines moving in the terrain. The above-mentioned measurement automation can be combined in a manner known per se with the further processing of the measurement data for their storage, calculation and real-time display. The display in the cab of the food processor can continuously indicate in real time the displacement of the tree trunk past the measuring point, so that the data 15 can be used to cut logs of the correct length and the readings can always be reset after each cut. The values obtained in the processing of the measurement signals can be converted into a readable and storable form by means known per se by means of a calculation section 20, which may include analog and digital electronics. As can be seen from Fig. 9, the measuring device 1 may be located in a grapple processor 4 or a similar multifunction machine for feeding, pruning and cutting the tree trunks between the feed members 5 and the cutting-edge 6 in the wood feeding direction after the pruning blades 7.

Käytännössä eri kertoimien ja ympäristötekijöiden vaikutus voidaan ottaa huomioon kalibroimalla laskenta-30 osa koemittauksen avulla, jossa kouraprosessorin tapauksessa voidaan merkitä sahalla mittauskohdan ohi kulkeneen tukin osuus, mitata merkkien välinen etäisyys ja verrata sitä laitteistolla saatuun lukemaan.In practice, the effect of different coefficients and environmental factors can be taken into account by calibrating the calculation-30 part by means of a test measurement, where in the case of a grapple processor the proportion of logs passing the measurement point can be marked with a saw, the distance between marks can be measured and compared with hardware.

35 Reaaliaikaisen käytön ohella mittaustiedot voidaan lisäksi rekisteröidä talteen, jolloin niitä yhdistettynä läpimitan mittaukseen voidaan käyttää hyväksi käsitellyn puumäärän kokonaistilavuuden määrityksessä.35 In addition to real-time use, measurement data can also be recorded, so that they, combined with diameter measurement, can be used to determine the total volume of wood treated.

Claims (11)

1. Förfarande för mätning av längden hos en stock soin passerar mätstället (3) , kännetecknat därav, 5 att med en tili mätanordningen hörande sändare (SI) riktas tili mätstället (3) pä stockens yta (2) ultra-ljudsvägor, vilka är pä sä sätt riktade och för sin väglängd sädana, att rörelsen av stockens yta (2) ästadkommer en Doppler-förskjutning i de frän ytan 10 spridande ultraljudsvägorna, sagda spridda vägorna mottas med en tili mätanordningen hörande mottaga-re (S2) , och pä basen av skillnaden mellan de sända vägorna och spridda vigorna bestäms längden av den mätstället passerade stocken. 151. A method for measuring the length of a stock soin passes the measuring station (3), characterized in that a transmitter (SI) belonging to the measuring device (3) is directed to the measuring station (3) on the surface of the log (2) ultrasonic paths which are on the so directed and for its path length such that the movement of the surface of the log (2) results in a Doppler displacement in the ultrasonic propagating away from the surface 10, said scattered walls are received with a receiver (S2) belonging to the measuring device, and on the base of the the difference between the transmitted walls and the scattered weights is determined the length of the log passed through the measuring station. 15 2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat därav, att de spridda ultraljudsvägorna mottas med en eller flera, frän sändaren (SI) separata mottaga-re (S2) . 20Method according to claim 1, characterized in that the scattered ultrasonic paths are received with one or more separate receivers (S2) from the transmitter (S1). 20 3. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat därav, att stockens längd bestäms genom att bestämma fastförskjutningens totalstorlek mellan de sända vägorna och de spridda vägorna. .·. : 25Method according to claim 1 or 2, characterized in that the length of the log is determined by determining the total size of the fixed displacement between the transmitted walls and the spread walls. . ·. : 25 4. Förfarande enligt patentkrav 3, kännetecknat . därav, att i signalen framkallad frän de spridda ultraljudsvägorna inkorporeras en pä frekvensen av den sända ultraljudssignalen baserad signal för 30 framkallande av en signal med lägre frekvens än de förutnämnda signalerna, och fasförskjutningens totalstorlek mäts frän sagda signalen med lägre frekvens.Method according to claim 3, characterized in. hence, in the signal generated from the scattered ultrasonic paths, a signal based on the frequency of the transmitted ultrasound signal is generated to produce a signal of lower frequency than the aforementioned signals, and the total size of the phase shift is measured from the lower signal of said signal. 5. Förfarande enligt patentkrav 4, kännetecknat 35 därav, att en annan signal med lägre frekvens fram- kallas genom att inkorporera i den frän de spridda vägorna framkallade signalen en annan pä frekvensen av de sända ultraljudssignalerna baserad signal med 18 88074 samma frekvens, men en viss fasförskjutning, före-trädesvis 90°, med avseende pä den första, och total-fasförskjutningen bestäms genom att jämföra de tvä framkallade signalerna med lägre frekvens. 55. A method according to claim 4, characterized in that another signal of lower frequency is developed by incorporating in the signal from the scattered paths another signal based on the frequency of the transmitted ultrasonic signals having the same frequency, but a some phase offset, preferably 90 °, with respect to the first, and the total phase offset is determined by comparing the two evoked signals at lower frequency. 5 6. Förfarande enligt nägot av föregäende patentkrav, kännetecknat därav, att mätningen utförs i den trädframmatande delen (4) av en rörlig flerfunktions-maskin, säsom i en gripprocessor. 10Method according to any of the preceding claims, characterized in that the measurement is carried out in the tree-feeding part (4) of a movable multifunctional machine, as in a gripping processor. 10 7. Apparatur för mätning av längden hos en stock som passerar mätstället (3) , kännetecknad därav, att den omfattar en mätanordning (1) med en tili mätstället (3) riktad sändare (SI) för ultraljudsvägor 15 och deras mottagare (S2), vilka är placerade i för- hällande tili stockens rörelseriktning (v) sä att i de genom mätstället (3) till mottagaren (S2) spridda ultraljudsvägorna sker en Doppler-förskjutning, varvid apparaturen uppvisar vidare en elektronikdel för 20 registrerande av Doppler-förskjutningen samt en räknedel för bestämmande av stocklängden pä basen av förutnämnda data.Apparatus for measuring the length of a log passing the measuring station (3), characterized in that it comprises a measuring device (1) with a transmitter (S1) directed for ultrasonic paths (S1) and their receivers (S2), which are positioned relative to the direction of movement of the log (v) such that in the ultrasonic paths transmitted through the measuring station (3) to the receiver (S2) a Doppler displacement occurs, the apparatus further exhibiting an electronic portion for recording the Doppler displacement and a counting part for determining the log length on the basis of the aforementioned data. 8. Apparatur enligt patentkrav 7, kännetecknad : 25 därav, att sändaren (SI) och mottagaren (S2) ligger separat, varvid den frän sändaren (SI) framkallade ultraljudkäglan och den tili mottagaren (S2) inkommande käglan bildar en vinkel mellan sig.8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the transmitter (S1) and the receiver (S2) lie separately, the ultrasonic cone developed from the transmitter (S1) and the cone coming into the receiver (S2) forming an angle between them. 9. Apparatur enligt patentkrav 7 eller 8, kännetecknad därav, att räknedelen är anordnad att bestämma fasförskjutningens totalstorlek mellan de sända vägorna och de spridda vägorna. '359. Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that the counter portion is arranged to determine the total size of the phase shift between the transmitted walls and the scattered walls. '35 10. Apparatur enligt patentkrav 9, kännetecknad därav, att elektronikdelen omfattar medel för skapande av en signal baserad pä signalen som skall sändas och för dess inkorporerande i den frän de spridda vägorna 19 88074 framkallade signalen för ästadkommande av en signal med lägre frekvens än de förutnämnda signalerna, och räknedelen omfattar medel för beräkning av fasförskjut-ningens totalstorlek pä basen av signalen med lägre 5 frekvens.10. Apparatus according to claim 9, characterized in that the electronics part comprises means for generating a signal based on the signal to be transmitted and for incorporating it into the signal from the scattered walls 19 88074 to produce a signal of a lower frequency than the aforementioned. the signals, and the counting portion comprises means for calculating the total magnitude of the phase shift on the basis of the lower frequency signal. 11. Apparatur enligt nägot av föregäende patent-krav 7-10, kännetecknad därav, att mätanordnin-gen (1) är placerad i den trädframmatande delen (4) 10 av en rörlig flerfunktionsmaskin.Apparatus according to any of the preceding claims 7-10, characterized in that the measuring device (1) is located in the tree-feeding part (4) of a movable multifunctional machine.
FI911225A 1991-03-12 1991-03-12 Method and apparatus for measuring the length of a log that fits the measuring point FI88074C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI911225A FI88074C (en) 1991-03-12 1991-03-12 Method and apparatus for measuring the length of a log that fits the measuring point

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI911225 1991-03-12
FI911225A FI88074C (en) 1991-03-12 1991-03-12 Method and apparatus for measuring the length of a log that fits the measuring point

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI911225A0 FI911225A0 (en) 1991-03-12
FI911225A FI911225A (en) 1992-09-13
FI88074B true FI88074B (en) 1992-12-15
FI88074C FI88074C (en) 1993-03-25

Family

ID=8532097

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI911225A FI88074C (en) 1991-03-12 1991-03-12 Method and apparatus for measuring the length of a log that fits the measuring point

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI88074C (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113203373B (en) * 2021-04-07 2022-08-02 同济大学 Method for detecting internal size of mortise and tenon joint based on ultrasonic waves

Also Published As

Publication number Publication date
FI88074C (en) 1993-03-25
FI911225A (en) 1992-09-13
FI911225A0 (en) 1991-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105637383B (en) Wind instrumentation radar device
US6040898A (en) FMCW distance measurement process
WO2003021285A3 (en) System and method of measuring flow velocity in three axes
WO1999010706A1 (en) Digital 3-d light modulated position measurement system
JPH0211878B2 (en)
ES2014165A6 (en) Method of path and angle measurement.
US3991398A (en) Acoustic log
US10451518B2 (en) All fiber temperature and air density sensor
FI88074B (en) Procedure and equipment for measuring the length of a log passing a measuring point
US5321408A (en) Microwave apparatus and method for ullage measurement of agitated fluids by spectral averaging
Lee et al. Microcomputer-controlled acoustic rangefinding technique
CN100394140C (en) Subdivision device of position detection signal
CA2039157A1 (en) Sonar surveying system
EP0349587A1 (en) Velocity reference system
FI66495B (en) FOERFARANDE FOER ANALYSIS AV EN AV OCH AN GAOENDE ROERELSE
EP0269142B1 (en) An apparatus for determining the path of a pulsed light beam
JPH0228116B2 (en)
GB1605217A (en) Laser probe for detecting movement of a target
JP3506604B2 (en) Distance detecting device and distance detecting method for navigating object
FR3098667B1 (en) Method for calibrating an acoustic antenna
JP3506605B2 (en) Apparatus and method for detecting speed of navigation object
EP3540416A3 (en) X-ray utilized compound measuring apparatus
JP3755349B2 (en) Radar equipment
JPS5543445A (en) Fluid flow rate measuring device using doppler effect
Ponikvar Contactless angle measurement