JPH06105172B2 - 帯状材料の帯へりの位置を検出する方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、帯材へり領域に配設され、送波器および受波
器からなる超音波検出器を用いて、受波した音波を電機
信号に変換する、帯状材料の帯へり（エッジ）の位置を
検出する方法及び該方法を実施する装置に関する。

帯状材料のへりまたは中心を正確に案内するためのいろ
いろな装置が公知である。空気液圧式制御装置のばあい
（西独特許第1574638号明細書および西独特許公開第273
0733号公報）、空気式帯へり検出器が使われ、それはお
もに２つの上下に配設されたノズル、すなわちセンダノ
ズルとレシーバノズルからなり、それらは帯状材料のへ
りに近い領域に配設されている。レシーバ圧力は帯状材
料の位置に応じて変化し、メンブラン駆動装置を作動
し、それが今度はレシーバ圧力に比例する流体流を調節
器に導くが、この調節器は通常、制御ローラまたは調節
可能なホイールとして形成されている。

しかし液圧の増圧が不十分で、制御装置の感度を技術的
要求に対応して調節することができないことが多い。こ
のばあい感度はレシーバ圧力をセンダ圧力を増圧するこ
とによつてのみ引き上げることができる。しかし薄い帯
状材料のばあいには、帯状材料の望ましくない吹き飛ば
しが起こる。

この欠点を除去するためにはまた、空気式帯へりセンサ
に代えて、光電装置からなる光学式帯へりセンサを使用
することも公知である。この帯へりセンサは使用装置の
特別な状況により、激しい汚れにさらされているので、
光学系に生成する汚れの膜が光線の強度変化を、したが
つてまた測定誤差をひき起こす。

最後にまた、帯状材料の帯へりを送波器および受波器か
らなる超音波装置を用いて走査することもすでに公知で
ある（MaulburgのEndress ＆ Hauser GmbH ＆ Co.の刊
行物ECOSONIC）。しかし公知の超音波検出器のばあいに
は、重大な測定信号のエラーが生ずる。受波器が測定ビ
ームのみならず、直接放射ビームに属しない反射ビーム
をも受波することによつてである。とくに、帯材の高さ
変動のため受波器と送波器との間で放射された音の波長
にハーモニツク関係が生じると、反射信号はそのフエー
ズ信号に応じて直接測定信号に加算または減算され、そ
れに伴つて誤つた測定値が生じる。

本発明の基礎となる課題は、冒頭に定義した帯へりの位
置を検出する方法を、望ましくない反射波が測定結果に
確実に影響しないように実施することである。

上記課題は本発明により、単一パルスまたは単一パルス
からなる音波パケットを所定の第１の時点で前記送波器
によって照射させ、前記単一パルスまたは音波パケット
を第２の時点で前記受波器によって受信させ、電気的な
振動パケットに変換し、この場合前記第１の時点と第２
の時点との間の期間は、当該送波器と受波器との間の音
波の走行伝播遅延時間にほぼ等しいものであり、前記第
２の時点に続く所定の期間によって限定される音波パケ
ットの領域をサンプリングし当該のサンプリング値を後
続の時点で記憶し、この場合前記サンプリング期間の終
了時点と、前記第１の時点との間の期間は、第１の時点
で送波器から送出され迂回して受波器に到達する反射信
号を要する期間よりも短いものであり、次の単一パルス
又は音波パケットの照射までの休止期間は、先行の単一
パルス又は音波パケットの障害的反射信号が減衰する期
間よりも大きいものであり、前記サンプリング周期内の
サンプリング値として、当該被サンプリング振動パケッ
ト領域のピーク値を求め、前記サンプリング領域によっ
ては、振動パケットの最初の３つから５つまでの周期が
捕捉検出されるようにして解決される。

サンプル値としてはピーク値を使うととくに好都合であ
り、これは電気振動領域のサンプリング周期に求められ
る。つまりこの方法ではまず第１に−しかもサンプリン
グが作動されてないばあいには−音波パケツトが超音波
送波器によつて放射され、受波器によつて受波され、電
気振動の信号に変換されるというように処理が行なわれ
るわけである。音波パケツトに代えて単一パルスで処理
することもできる。望ましくない反射ビームは比較的遅
い時点にはじめて受波器に到達するので、まだ望ましく
ない重なりが起つていない振動パケツトの最初の領域を
評価ないしはサンプリングすることによつて帯へりの位
置を高い精度で表わす設定値を得ることができる。サン
プリング領域を、それも振動パケツトの開始から計算し
て、最高でも３ないし４周期に限定すれば、妨害反射は
確実に除去される。この過程全体が周期的にくり返さ
れ、このようにして帯状材料の連続的制御ないしは監視
が可能となる。

本方法を実施するための装置はその実質は送波器がパル
ス列発生器によつて供給され、電気信号を発する受波器
に作動可能なピーク値整流器が、そしてこの整流器に、
ピーク値をメモリに伝送するための作動可能な伝送回路
が後置されていることにある。

所定の時間経過で本発明の方法により制限するため、パ
ルス発生器によつて作動するシーケンス制御装置が設け
られている。同じパルスがパルス列発生器にも供給され
る。そのばあいシーケンス制御装置は、所定のパルス列
が該発生器から送り出され、ピーク値整流器が特定の時
点に特定のサンプリング期間作動され、そのさい求めら
れたピーク値が引き続き伝送回路を介してメモリに供給
されるように働く。

測定は反射法によつても、また直接透過法としても行な
うことができる。前者のばあいには送波器および受波器
は帯状材料の同じ側に特定の角度を付けて配設されてお
り、そのさいには帯状材料で反射するビームが測定ビー
ムを形成する。公知の方法で超音波変換器を交互に送波
器および受波器として使うこともできる。透過法のばあ
いには送波器が帯状材料の一方の側に、受波器が他方の
側に設けられ、そのさいは帯材によるビームのしや蔽率
に応じて異るエネルギーを有する音波が受波器に到達す
る。

本発明の実体を図面に示した実施例に基づいて詳細に説
明する。

第１図は超音波検出器の一般的測定装置を示し第２図は
本発明による方法を実施するための装置の略図であり、
第３図は方法の経過を説明するためのシーケンスダラム
である。

第１図には１で略図的に帯状材料が示してあり、これは
図示されてないローラによつて案内される。帯状材料の
上方に送波器２があり、帯状材料の下方には受波器３が
配設されている。送波器および受波器は帯状材料のへり
領域（エツジ）に配設されているので、音波ビームは部
分的に帯状材料にしや断される。しや断の程度に応じて
多かれ少なかれ音響エネルギが受波器に受波され、それ
が帯材へりないしは帯状材料の位置の尺度を表わす。こ
のビーム透過法に代えて、図示されてない反射法も用い
ることができる。このばあいには送波器および受波器は
適切な角度で帯状材料の１方の面に配設されている。送
波器から放射される音波ビームは帯状材料で反射され、
然る後受波器に到達する。しかし前述のように、他の個
所で反射したビームもまた付加的に受波器に入射し、そ
れが測定音波ビームを強めるかまたは弱め、その結果測
定結果の精度の低下を招く。

第２図にもやはり帯状材料１、送波器２および受波器３
が略図にて示されている。超音波送波器２はパルス列発
生器４から給電され、パルス列発生器４は所定のパルス
繰返数を有する特定のパルス列を発生する。前述のよう
に、本発明の方法は単一パルスによつても実施できる。
このばあいには、パルス列発生器４に代えてパルス発生
器が使われる。この電気パルス列は送波器で音波パケツ
トに変換されおよび放射され、音波パケツトとして受波
器で受波され、そのさい受波されるエネルギが帯状材料
によるビームのしや蔽率により定まる。この音波は受波
器で直接に電気信号に変換され、必要なばあいには増幅
器５で増幅され、作動できるサンプリング装置６に供給
される。サンプリング装置６はスイツチ７を有し、この
スイツチは増幅器５が出す信号をピーク値整流器８に供
給する。ピーク値整流器８はたとえば記号で表わされて
いるように、ダイオードとコンデンサとから構成され
る。サンプリング期が終了すると、スイツチ７が開か
れ、ピーク値整流器で固定保持された値が伝送回路９に
よつてメモリ10に供給される。伝送回路９はたとえばス
イツチ１およびコンデンサ10から構成することができ
る。スイツチ１を閉じることによつて、電荷はピーク値
整流器からコンデンサ10に伝送され、さらに後続処理の
ため、詳しくは示されないメモリに供給される。

機能の推移を第３図を用いて説明する。シーケンス制御
はパルス発生器13によつて行なわれ、このパルス発生器
は同時にパルスをパルス列発生器４に供給する。時点T1
でシーケンス制御装置12はスイツチ14を閉じ、パルス列
発生器を作動し、パルス列発生器はたとえば３つのパル
スを有するパルス列を出す。それにしたがつて送波器２
は同じ周期を有する音波パケツトを放射する。時点T2で
シーケンス制御装置12を介してスイツチ14が開き、スイ
ツチ７が閉じる。時間差T2−T1はほぼ送波器から受波器
への音波の走行時間に対応する。スイツチ７は、たとえ
ば３つの周期がサンプリング回路６によつて検出される
までの間閉じたままである。時点T3でスイツチ７が開
き、ピーク値整流器は時間範囲T3−T2で生じるピーク値
を保持する。時点T4でスイツチ11が閉じ、ピーク値がメ
モリ10に伝送される。然る後にピーク値整流器はふたた
び零にリセツトされ、この周期があらためて開始され
る。このようにして、サンプリング周期に測定信号のみ
が検出され、それよりも遅い時点に起こると思われる障
害となる反射が測定値に影響を及ぼさないことが保証さ
れる。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】帯材へり領域に配設され、送波器および受
   波器からなる超音波検出器を用いて、受波した音波を電
   気信号に変換する、帯状材料の帯へりの位置を検出する
   方法において、 単一パルスまたは単一パルスからなる音波パケットを所
   定の第１の時点（T1）で前記送波器（２）によって照射
   させ、 前記単一パルスまたは音波パケットを第２の時点（T2）
   で前記受波器（３）によって受信させ、電気的な振動パ
   ケットに変換し、この場合前記第１の時点（T1）と第２
   の時点（T2）との間の期間（T1−T2）は、当該送波器
   （２）と受波器（３）との間の音波の走行伝播遅延時間
   にほぼ等しいものであり、 前記第２の時点（T2）に続く所定の期間（T3−T2）によ
   って限定される音波パケットの領域をサンプリングし 当該のサンプリング値を後続の時点（T4）で記憶し、こ
   の場合前記サンプリング期間（T3−T2）の終了時点と、
   前記第１の時点（T1）との間の期間（T3−T1）は、第１
   の時点（T1）で送波器から送出され迂回して受波器に到
   達する反射信号が要する期間よりも短いものであり、次
   の単一パルス又は音波パケットの照射までの休止期間
   は、先行の単一パルス又は音波パケットの障害的反射信
   号が減衰する期間よりも大きいものであり、 前記サンプリング周期内のサンプリング値として、当該
   被サンプリング振動パケット領域のピーク値を求め、 前記サンプリング領域によっては、振動パケットの最初
   の３つから５つまでの周期が捕捉検出されるようにした
   ことを特徴とする、帯状材料の帯へりの位置を検出する
   方法。
2. 【請求項２】帯材へり領域に配設され、送波器および受
   波器からなる超音波検出器を用いて、受波した音波を電
   気信号に変換する、帯状材料の帯へりの位置を検出する
   ため、 単一パルスまたは単一パルスからなる音波パケットを所
   定の第１の時点（T1）で送波器（２）によって照射さ
   れ、 前記単一パルスまたは音波パケットが第２の時点（T2）
   で前記受波器（３）によって受信されて電気的な振動パ
   ケットに変換され、この場合前記第１の時点（T1）と第
   ２の時点（T2）との間の期間（T1−T2）は、当該送波器
   （２）と受波器（３）との間の音波の走行伝播遅延時間
   にほぼ等しいものであり、 前記第２の時点（T2）に続く所定の期間（T3−T2）によ
   って限定される音波パケットの領域がサンプリングさ
   れ、 当該のサンプリング値を後続の時点（T4）で記憶され、
   この場合前記サンプリング期間（T3−T2）の終了時点
   と、前記第１の時点（T1）との間の期間（T3−T1）は、
   第１の時点（T1）で送波器から送出され迂回して受波器
   に到達する反射信号が要する期間よりも短いものであ
   り、次の単一パルス又は音波パケットの照射までの休止
   期間は、先行の単一パルス又は音波パケットの障害的反
   射信号が減衰する期間よりも大きいものであり、 前記サンプリング周期内のサンプリング値として、当該
   被サンプリング振動パケット領域のピーク値を求めら
   れ、 前記サンプリング領域によっては、振動パケットの最初
   の３つから５つまでの周期が捕捉検出されるように構成
   されている装置において、 前記送波器（２）は、パルス列発生器（４）によって給
   電されており、 前記受波器（３）は電気的な信号を送出しており、該受
   波器（３）には能動的に作動可能なピーク値整流器
   （６）が後置接続されており、 さらに前記ピーク値整流器（６）には、ピーク値をメモ
   リ（10）に伝送するための能動的に作動可能な伝送回路
   （８）が後置接続されていることを特徴とする装置。
3. 【請求項３】パルス発生器（13）が設けられ、該パルス
   発生器（13）によって前記パルス列発生器（４）及びシ
   ーケンス制御装置（12）がパルスを供給され、 前記シーケンス制御装置（12）によって、前記パルス列
   発生器（４）におけるパルス列の発生がトリガされ、前
   記ピーク値整流器（６）がサンプリング周期内で作動さ
   れ、さらに前記伝送回路（９）が作動されて当該のピー
   ク値が記憶される、請求範囲第２項記載の装置。
4. 【請求項４】前記送波器（２）および受波器（３）は、
   帯状材量（１）の同じ側に配設されている請求範囲第２
   項又は第３項記載の装置。
5. 【請求項５】前記送波器（２）および受波器（３）は、
   帯状材量（１）の異る側に配設されている請求範囲第２
   項又は第３項記載の装置。
6. 【請求項６】前記送波器および受波器として１つの超音
   波変換器のみが相応の制御のもとに作動される、請求範
   囲第２項から第５項までのいずれかに記載の装置。