JPH11153409A - Long body length measuring method and device - Google Patents

Long body length measuring method and device

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JPH11153409A
JPH11153409A JP9319585A JP31958597A JPH11153409A JP H11153409 A JPH11153409 A JP H11153409A JP 9319585 A JP9319585 A JP 9319585A JP 31958597 A JP31958597 A JP 31958597A JP H11153409 A JPH11153409 A JP H11153409A
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JP
Japan
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doppler
signal
long object
sensors
doppler signal
Prior art date
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Application number
JP9319585A
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Japanese (ja)
Inventor
Toru Furukawa
徹 古川
Takayuki Miyagawa
卓之 宮川
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Reliance Electric Ltd
ACT Electronics Corp
Original Assignee
Reliance Electric Ltd
ACT Electronics Corp
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Publication date
Application filed by Reliance Electric Ltd, ACT Electronics Corp filed Critical Reliance Electric Ltd
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Publication of JPH11153409A publication Critical patent/JPH11153409A/en
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a length measuring method and device in which length measuring error does not occur based on irregularity condition (including holes, grooves, etc., in a subject body, or partial humps by corrugated board or paper. SOLUTION: Three Doppler sensors A, B, C are provided, each Doppler sensor radiates a laser beam in a length direction of a long body which is continuously running, and modulated light of difusion light from the long body by Doppler effect is detected as a Doppler signal. A device is also provided with a signal synthesizing circuit 12 to synthesize plural Doppler signals detected by the respective Doppler sensors A, B, C, and a circuit 13 to operate moving speed and moving quantity of the long body based on a synthesized Doppler signal outputted from the signal synthesizing circuit 12.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、円筒材(例え
ば、パイプ,電線,丸棒等)、トリプレックス形電線
(太物撚線)、ワイヤロープ(太物)、鋼材、および
紙,段ボール等の長尺物の移動量を測長する分野におい
て、これらの移動する長尺物の移動量を非接触により測
長する方法および装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cylindrical material (for example, a pipe, an electric wire, a round bar, etc.), a triplex electric wire (a thick stranded wire), a wire rope (a thick material), a steel material, and a paper, a corrugated cardboard, etc. In the field of measuring the amount of movement of a long object, the present invention relates to a method and apparatus for measuring the amount of movement of a moving long object in a non-contact manner.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、連続走行する長尺物の長さを測定
する方法として、パルスエンコーダを用いて単位回転量
毎にパルスを発生させ移動量を測定している。例えば、
図7に示す電力用太物撚線ケーブル搬送装置(キャタビ
ラ式)のように、連続走行する電力用太物撚線ケーブル
(以下トリプレックス形電線と言う)51を、キャタビ
ラ52で挟み込んで搬送し、キャタビラ52に取り付け
られたパルスエンコーダ54により単位回転量毎にパル
スを発生させ、連続走行する長尺物51の移動量(速
度)を測定し、カッター53で長尺物を切断している。
なお、55はキャビラを駆動するモータ、56はモータ
の駆動装置、57は制御装置、58は各種データの設定
器である。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for measuring the length of a continuously running long object, a pulse is generated for each unit rotation amount using a pulse encoder, and the movement amount is measured. For example,
As shown in FIG. 7, a thick stranded electric power cable (hereinafter, referred to as a triplex electric wire) 51 that continuously runs is sandwiched and conveyed by a caterpillar 52. A pulse is generated for each unit rotation amount by a pulse encoder 54 attached to the caterpillar 52, the moving amount (speed) of the continuously running long object 51 is measured, and the long object is cut by the cutter 53.
In addition, 55 is a motor for driving the cabilla, 56 is a motor driving device, 57 is a control device, and 58 is a setter for various data.

【0003】このトリプレックス形電線51は、材料自
体がツイスト(撚り線)されているためキャタビラ方式
を用いているが、このキャタビラ方式は、機械の構造
上、高速で搬送ができず、このため生産性が低く、ま
た、測定誤差は数センチに及んでいる。
The triplex type electric wire 51 uses a caterpillar method because the material itself is twisted (stranded), but the caterpillar method cannot be conveyed at a high speed due to the structure of the machine. The productivity is low and the measurement error is several centimeters.

【0004】また、図8に示す連続走行する円筒材等
(例えば、パイプ、丸棒等)の走間切断装置では、長尺
物61をメジャリングロール62でニップ(接触)し、
長尺物61の走行に従ってメジャリングロール62が回
転し、パルスエンコーダ64により単位回転量毎にパル
スを発生させ、連続走行する長尺物61の移動量(速
度)を測定しながら、カッタ63で長尺物を切断する。
なお、65はカッタを駆動するモータ、66はモータの
駆動装置、67は制御装置、68は各種データの設定器
である。
[0004] Further, in a continuous cutting device for a continuously running cylindrical material or the like (for example, a pipe or a round bar) shown in FIG. 8, a long object 61 is nipped (contacted) by a measuring roll 62,
The measuring roll 62 rotates as the long object 61 travels, and a pulse is generated for each unit rotation amount by the pulse encoder 64, and while the moving amount (speed) of the continuously traveling long object 61 is measured, the cutter 63 is used. Cut long objects.
In addition, 65 is a motor for driving the cutter, 66 is a motor driving device, 67 is a control device, and 68 is a setter for various data.

【0005】この円筒材の内、例えば、パイプ,丸棒等
の長尺物には、表面上に油,水等が付着することがある
ので、走行中にメジャリングロール62がスリップした
りする。また、長尺物の表面にメジャリングロール62
のニップ圧による擦り傷を生じたり、または経年による
メジャリングロール62の摩耗の原因等により測定に誤
差が生じている。
[0005] Of these cylindrical materials, for example, oil, water and the like may adhere to long surfaces such as pipes and round bars, so that the measuring roll 62 slips during running. . A measuring roll 62 is provided on the surface of a long object.
There is an error in the measurement due to abrasion caused by the nip pressure, or wear of the measuring roll 62 over time.

【0006】同じく、紙および段ボール等の長尺物を切
断するロータリーカッタ(図示しない)では、連続走行
する紙および段ボール等の長尺物をメジャリングロール
でニップ(接触)し、長尺物の走行に従ってメジャリン
グロールが回転し、パルスエンコーダにより単位回転量
毎にパルスを発生させ、連続走行する長尺物の移動量
(速度)を測定している。この走行中の紙および段ボー
ル等に部分的なハンプ(膨らみ)が生じる場合、メジャ
リングロールが浮き上がり測定に誤差が生じる。
Similarly, in a rotary cutter (not shown) for cutting long objects such as paper and corrugated cardboard, long objects such as continuously running paper and corrugated cardboard are nipped (contacted) by measuring rolls to form long objects. The measuring roll rotates as the vehicle travels, and a pulse is generated for each unit rotation amount by a pulse encoder to measure the moving amount (speed) of the continuously running long object. If a partial hump (bulge) occurs in the running paper or cardboard, the measuring roll rises and an error occurs in the measurement.

【0007】以上述べた問題の一部を解決するために、
連続走行する紙,段ボール等の長尺物の移動量を非接触
により測定する方法として、光学検出手段によるレーザ
測定が試みられている。この光学検出手段によるレーザ
測定装置では、連続走行する長尺物にドップラセンサの
レーザ光を照射して、その散乱光のドップラ効果による
変調光を光学手段により検出し、変調光によるドップラ
信号から移動物体の速度を測定する方法がとられてい
る。
In order to solve some of the problems described above,
Laser measurement by optical detection means has been attempted as a method for measuring the amount of movement of a long object such as paper, cardboard, or the like that travels continuously without contact. In the laser measuring device using the optical detecting means, a continuously traveling long object is irradiated with laser light from a Doppler sensor, and modulated light due to the Doppler effect of the scattered light is detected by the optical means. A method of measuring the speed of an object has been used.

【0008】このようなレーザ測長装置の一例が、特公
平3−55797号公報に開示されている。このレーザ
測長装置によれば、連続走行する鋼材等にドップラセン
サのレーザ光を照射して、その散乱光のドップラ効果に
よる変調光を光学手段により検出し、変調光によるドッ
プラ信号から移動物体の速度を測定し、移動物体と光学
検出手段との間の照射距離が変動した場合に、速度測定
誤差を低減させる補正回路が設けられている。
[0008] An example of such a laser length measuring device is disclosed in Japanese Patent Publication No. 3-55797. According to this laser length measuring device, a continuously traveling steel material or the like is irradiated with laser light from a Doppler sensor, and modulated light due to the Doppler effect of the scattered light is detected by optical means. A correction circuit is provided to measure the speed and reduce the speed measurement error when the irradiation distance between the moving object and the optical detection means fluctuates.

【0009】また、特開平2−145290号公報に
は、連続走行する段ボールの速度を光学検出手段により
光接触で測定する装置の応用例が開示されている。この
測定装置では、段ボールの長尺物の長手方向にレーザを
照射して、その散乱光のドップラ効果による変調光を光
学手段により検出し、変調光によるドップラ信号から段
ボールシートの単位移動毎にパルスを発生させ、そのパ
ルス数からシートの所定の移動量を検知し、移動物体の
速度を測定する方法がとられている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-145290 discloses an application example of an apparatus for measuring the speed of a continuously running cardboard by optical contact with an optical detecting means. This measuring device irradiates a laser in the longitudinal direction of a long corrugated cardboard, detects modulated light due to the Doppler effect of the scattered light by optical means, and generates a pulse from the Doppler signal due to the modulated light every unit movement of the corrugated cardboard sheet. Is generated, a predetermined moving amount of the sheet is detected from the number of pulses, and the speed of the moving object is measured.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、連続走
行する鉄鋼または段ボールの速度を光学検出手段により
非接触で測定することが行われているが、いずれにして
も、加工された鋼材の表面上にある凹凸(穴,溝など)
による測長誤差が生じる問題、また、段ボールおよび紙
等による部分的なハンプ(膨らみ)による測長誤差が生
じる問題等があり、実際にはあまり普及されていない。
As described above, the speed of continuously running steel or corrugated cardboard has been measured in a non-contact manner by optical detection means. Surface irregularities (holes, grooves, etc.)
There is a problem that a length measurement error occurs due to the measurement, and a problem that a length measurement error occurs due to a partial hump (bulge) due to corrugated cardboard or paper.

【0011】また、連続走行する円筒材等の速度を光学
検出手段により非接触で測定する場合、円筒材等はドッ
プラセンサのレーザ光を照射できる面積が狭く、機械振
動等の影響を受け円筒材等自体が上下左右に揺れるため
に、レーザ光の照射位置がずれドップラ信号が欠落する
ことがある。このため正確に測定することができない。
この原因は、円筒材等の面がドップラセンサの焦点範囲
にあっても、円筒材等の曲率条件によって測定範囲が限
定されるためである。
When the speed of a continuously running cylindrical member or the like is measured in a non-contact manner by optical detection means, the cylindrical member or the like has a small area where the Doppler sensor can irradiate a laser beam and is affected by mechanical vibrations and the like. And the like itself oscillates up and down and left and right, so that the irradiation position of the laser beam may shift and the Doppler signal may be lost. Therefore, accurate measurement cannot be performed.
This is because the measurement range is limited by the curvature condition of the cylindrical member or the like even when the surface of the cylindrical member or the like is within the focal range of the Doppler sensor.

【0012】同様に、トリプレックス形電線,ワイヤロ
ープ等の長尺物は、材料自体がツイスト(撚り)されて
いるため、さらには前述したようにドップラセンサの焦
点範囲(距離)の条件および被測定物の曲率条件によっ
て測定範囲が限定されるため、ドップラセンサのレーザ
光の照射位置にずれが生じドップラ信号が欠落し、正確
に測長することができない。
Similarly, for long objects such as triplex-type electric wires and wire ropes, since the material itself is twisted, furthermore, as described above, the condition of the focal range (distance) of the Doppler sensor and the length of the object are not limited. Since the measurement range is limited by the curvature condition of the measurement object, the irradiation position of the laser light of the Doppler sensor shifts, the Doppler signal is lost, and the length cannot be measured accurately.

【0013】また、加工された鋼材には、穴,溝および
凹凸等があり、ドップラセンサのレーザ光の照射位置ず
れが生じ、ドップラ信号が欠落するために正確に測定す
ることができない。
Further, the processed steel material has holes, grooves, irregularities, and the like, and the irradiation position of the laser beam of the Doppler sensor shifts, and the Doppler signal is lost, so that accurate measurement cannot be performed.

【0014】以上述べたように、これらの問題は、ドッ
プラセンサのレーザ光の照射距離(焦点範囲)の条件,
被測定物の表面状態,および被測定物の曲率条件によっ
て測定範囲が限定されるため、移動物体を非接触で測長
するという顕著な利点が失われている。
As described above, these problems are caused by the conditions of the irradiation distance (focal range) of the laser beam of the Doppler sensor,
Since the measurement range is limited by the surface condition of the measured object and the curvature condition of the measured object, a remarkable advantage of measuring the length of the moving object in a non-contact manner is lost.

【0015】この発明の目的は、上述のような問題を解
決した長尺物の測長方法および装置を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for measuring a long object which have solved the above-mentioned problems.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明の長尺物の測長方
法は、連続走行する長尺物の動きに対応した位置に複数
個のドップラセンサを設定し、各ドップラセンサは、連
続走行する長尺物の長手方向にレーザ光を照射し、長尺
物からの散乱光のドップラ効果による変調光をドップラ
信号として検出し、各ドップラセンサが検出した複数の
ドップラ信号を合成し、合成により得られた合成ドップ
ラ信号から、長尺物の移動速度と移動量を演算する。
According to the method for measuring the length of a long object according to the present invention, a plurality of Doppler sensors are set at positions corresponding to the movement of a continuously running long object. Laser light is irradiated in the longitudinal direction of the long object to be detected, the modulated light due to the Doppler effect of the scattered light from the long object is detected as a Doppler signal, and a plurality of Doppler signals detected by each Doppler sensor are combined, and combined. The moving speed and moving amount of the long object are calculated from the obtained synthesized Doppler signal.

【0017】また、本発明の長尺物の測長装置は、複数
個のドップラセンサを備え、各ドップラセンサは、連続
走行する長尺物の長手方向にレーザ光を照射し、長尺物
からの散乱光のドップラ効果による変調光をドップラ信
号として検出し、各ドップラセンサが検出した複数のド
ップラ信号を合成する信号合成器と、信号合成器から出
力される合成ドップラ信号から、長尺物の移動速度と移
動量を演算する手段とを備える。
Further, the length measuring apparatus for a long object according to the present invention includes a plurality of Doppler sensors. Each Doppler sensor irradiates a laser beam in the longitudinal direction of the continuously running long object, and outputs the laser light from the long object. A signal combiner that detects modulated light due to the Doppler effect of the scattered light as a Doppler signal, and combines a plurality of Doppler signals detected by each Doppler sensor, and a combined Doppler signal output from the signal combiner to obtain a long object. Means for calculating a moving speed and a moving amount.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施例につい
て図面を参照し説明する。図1は、本発明の長尺物の測
長装置の構成を示すブロック図である。この測長装置
は、3個のドップラセンサA,B,Cと、信号合成処理
部2と、演算制御部3とを備えている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a length measuring device for a long object of the present invention. This length measuring device includes three Doppler sensors A, B, and C, a signal synthesis processing unit 2, and an arithmetic control unit 3.

【0019】ドップラセンサA,B,Cは、被測定物で
ある長尺物にそれぞれレーザ光を照射する。すなわち、
ドップラセンサAは長尺物のA面に、ドップラセンサB
は長尺物のB面に、ドップラセンサCは長尺物のC面に
レーザ光を照射する。
The Doppler sensors A, B, and C irradiate a laser beam to a long object to be measured. That is,
Doppler sensor A is attached to surface A of a long object and Doppler sensor B
Irradiates a laser beam to the B surface of the long object, and the Doppler sensor C irradiates the C surface of the long object to the laser beam.

【0020】信号合成処理部2は、複数のドップラ信号
を合成する信号合成回路11と、信号処理回路12とに
より構成され、演算制御部3は、演算回路13と、制御
回路14と、出力回路15と、F/V変換器16と、表
示器17と、設定器18と、補間回路19とにより構成
されている。演算回路13および制御回路14は、実際
にはマイクロコンピュータにより構成できる。
The signal synthesizing unit 2 includes a signal synthesizing circuit 11 for synthesizing a plurality of Doppler signals and a signal processing circuit 12. The arithmetic control unit 3 includes an arithmetic circuit 13, a control circuit 14, and an output circuit. 15, an F / V converter 16, a display 17, a setting device 18, and an interpolation circuit 19. The arithmetic circuit 13 and the control circuit 14 can be actually configured by a microcomputer.

【0021】図2にドップラセンサの原理図を示す。図
2に示すように、レーザ光源31から出射されたレーザ
光をコリメートレンズ32を介して平行光線に変換した
後に、ビームスプリッタ33で2分し、一方は直進さ
せ、他方はミラー34で反射させて、走行する移動物体
35に交差角で照射する。移動物体35からの散乱光
は、受光レンズ36を介して光検出器(APD)37で
検出される。このとき光検出器(APD)37から得ら
れるドップラ信号fD は、次式で表される。
FIG. 2 shows the principle of the Doppler sensor. As shown in FIG. 2, after the laser beam emitted from the laser light source 31 is converted into a parallel beam via a collimating lens 32, the laser beam is split into two by a beam splitter 33, one of which is made to go straight, and the other is made to be reflected by a mirror 34. Then, the moving moving object 35 is irradiated at the intersection angle. The scattered light from the moving object 35 is detected by a photodetector (APD) 37 via a light receiving lens 36. Doppler signal f D obtained from the time the photodetector (APD) 37 is expressed by the following equation.

【0022】[0022]

【数1】 (Equation 1)

【0023】このようにドップラ信号fD の周波数は、
移動物体35の表面速度Vに比例した周波数となる。物
体が速度Vで移動した距離をSとすれば、Sは次式で表
される。
Thus, the frequency of the Doppler signal f D is
The frequency is proportional to the surface speed V of the moving object 35. Assuming that the distance that the object has moved at the speed V is S, S is expressed by the following equation.

【0024】[0024]

【数2】 (Equation 2)

【0025】前記fD の式より速度Vは、From the above formula of f D , the speed V is:

【0026】[0026]

【数3】 (Equation 3)

【0027】となる。したがって移動距離Sは、## EQU1 ## Therefore, the moving distance S is

【0028】[0028]

【数4】 (Equation 4)

【0029】となる。上記の原理により、移動物体の速
度Vと移動距離Sが求められる。
## EQU1 ## Based on the above principle, the speed V and the moving distance S of the moving object are obtained.

【0030】図1に戻り、各ドップラセンサA,B,C
から出力されるドップラ信号fD 1,fD 2,fD 3は
信号合成処理部2の信号合成回路11に送られる。
Returning to FIG. 1, each of the Doppler sensors A, B, C
The Doppler signals f D 1, f D 2, f D 3 output from are sent to the signal synthesis circuit 11 of the signal synthesis processing unit 2.

【0031】図3に、信号合成回路の一例を示す。この
信号合成回路は、ドップラセンサA,B,Cにそれぞれ
接続された抵抗R1,R2,R3と、グランドに接続さ
れたR4とからなる抵抗合成回路である。この抵抗合成
回路によれば、抵抗R1,R2,R3の接続点Dにおい
て、3つのドップラ信号fD 1,fD 2,fD 3が重畳
される。重畳された信号fD は、信号処理回路12に送
られる。
FIG. 3 shows an example of the signal synthesis circuit. This signal combining circuit is a resistor combining circuit including resistors R1, R2, R3 connected to Doppler sensors A, B, C, respectively, and R4 connected to the ground. According to the resistance synthesis circuit, at a node D of the resistors R1, R2, R3, three Doppler signal f D 1, f D 2, f D 3 are superimposed. The superimposed signal f D is sent to the signal processing circuit 12.

【0032】信号合成回路11では、3個のドップラセ
ンサA,B,Cからのドップラ信号fD 1,fD 2,f
D 3のうち、いずれか2つのドップラ信号が欠落して
も、少なくとも1つのドップラ信号が検出されていれ
ば、ドップラ信号fD を出力する。
[0032] In the signal combining circuit 11, the three Doppler sensors A, B, the Doppler signal f D 1 from C, f D 2, f
Of D 3, even if any two of the Doppler signal is missing, at least one Doppler signal if it is detected, and outputs a Doppler signal f D.

【0033】図4は、信号処理回路12の構成を示すブ
ロック図である。この信号処理回路は、ドップラ信号f
D に重畳している雑音を取り除く回路である。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the signal processing circuit 12. This signal processing circuit generates the Doppler signal f
This circuit removes noise superimposed on D.

【0034】周波数変換器21aは、ドップラ信号fD
を、帯域フィルタ22aを通過できる周波数に変換す
る。周波数変換器21bは、帯域フィルタ22aの出力
を、帯域フィルタ22bを通過できる周波数にさらに変
換する。変換された周波数の信号は、PLL制御発振器
23aで、定振幅で同一周波数の信号として再生され
る。再生された信号は、F/V変換器26で電圧に変換
される。周波数変換器21aでの周波数のずれ分を電圧
の形でとり出し、PLL制御発振器23bに負帰還して
修正する。周波数変換器21cで、周波数変換器21b
の逆変換を行う。さらに周波数変換器21dで、周波数
変換器21aの逆変換を行い、ドップラ信号fD の周波
数に戻す。以上の過程の中で、帯域フィルタ22a,2
2b,22cにより雑音が除去される。なお、25はレ
ベル検出器である。
The frequency converter 21a outputs the Doppler signal f D
Is converted to a frequency that can pass through the bandpass filter 22a. The frequency converter 21b further converts the output of the bandpass filter 22a to a frequency that can pass through the bandpass filter 22b. The converted frequency signal is reproduced by the PLL control oscillator 23a as a signal having a constant amplitude and the same frequency. The reproduced signal is converted to a voltage by the F / V converter 26. The frequency shift in the frequency converter 21a is taken out in the form of a voltage, and corrected by negative feedback to the PLL control oscillator 23b. In the frequency converter 21c, the frequency converter 21b
Is inversely transformed. Further by the frequency converter 21d, performs inverse transformation of the frequency converter 21a, back into the frequency of the Doppler signal f D. In the above process, the bandpass filters 22a, 22
Noise is removed by 2b and 22c. In addition, 25 is a level detector.

【0035】雑音が除去されたドップラ信号fD は演算
制御部3の演算回路13へ送られる。演算回路13で
は、数3および数4の式により、速度Vおよび移動距離
Sを演算で求める。この演算に必要なレーザ波長λ,ビ
ーム交差角φ,ビーム法線と移動物体の直角からのずれ
角Δθは、設定器18により予め設定される。これら設
定値は、制御回路14から演算回路13へ送られる。
The Doppler signal f D from which noise has been removed is sent to the arithmetic circuit 13 of the arithmetic control unit 3. The arithmetic circuit 13 calculates the speed V and the moving distance S by the formulas 3 and 4. The laser wavelength λ, the beam crossing angle φ, and the deviation angle Δθ from the perpendicular of the beam normal and the moving object required for this calculation are set in advance by the setting unit 18. These set values are sent from the control circuit 14 to the arithmetic circuit 13.

【0036】演算回路13で計算された速度Vは、F/
V変換器16で電圧に変換され、速度信号として出力さ
れる。また計算された移動距離は、出力回路15から測
長信号として出力される。
The speed V calculated by the arithmetic circuit 13 is F /
It is converted into a voltage by the V converter 16 and output as a speed signal. The calculated moving distance is output from the output circuit 15 as a length measurement signal.

【0037】以下に、具体的な被測定物(長尺物)につ
いて、本発明をさらに説明する。まず、長尺物がトリプ
レックス形電線(太物撚線)の場合の測長装置の実施例
を説明する。図5に示すようにトリプレックス形電線
は、3本の太い電線4−1,4−2,4−3を撚りあわ
せた(以下ツイストという)電線である。このトリプレ
ックス形電線を側部から見ると、例えば数10センチ以
上の間隔で線が緩やかにツイストしている。このため、
トリプレックス形電線が走行しているとき、測定位置で
の断面ではトリプレックス形電線が緩やかに回転してい
るように見える。
Hereinafter, the present invention will be further described with respect to a specific object to be measured (a long object). First, an embodiment of the length measuring device when the long object is a triplex type electric wire (thick stranded wire) will be described. As shown in FIG. 5, the triplex-type electric wire is an electric wire in which three thick electric wires 4-1, 4-2, and 4-3 are twisted (hereinafter, referred to as "twist"). When this triplex type electric wire is viewed from the side, the wire is gently twisted at intervals of, for example, several tens of centimeters or more. For this reason,
When the triplex wire is running, the triplex wire appears to rotate slowly in the cross section at the measurement position.

【0038】この3本の電線に対応するように、ドップ
ラセンサAは、トリプレックス形電線の上部から最長に
測定できる位置に垂直に設定する。ドップラセンサB
は、トリプレックス形電線の側部から最長に測長できる
位置に水平に設定する。また、ドップラセンサCは、ト
リプレックス形電線の斜め上方から最長に測長できる位
置に斜めに設定する。
In order to correspond to these three electric wires, the Doppler sensor A is set vertically at a position where the longest measurement is possible from the upper part of the triplex electric wire. Doppler sensor B
Is set horizontally at the position where the longest length can be measured from the side of the triplex type electric wire. Further, the Doppler sensor C is set obliquely at a position where the longest length can be measured from obliquely above the triplex electric wire.

【0039】前述したように、ドップラセンサの測長位
置からトリプレックス形電線を見ると、電線4−1,4
−2,4−3は、回転しながら走行するように見える。
従って、各ドップラセンサのレーザ光は、電線4−1,
4−2,4−3の表面と、これら電線間の溝とを順次移
り変わりながら照射する。
As described above, when the triplex type electric wire is viewed from the length measurement position of the Doppler sensor, the electric wires 4-1, 4
-2, 4-3 appear to run while rotating.
Therefore, the laser light of each Doppler sensor is transmitted by electric wires 4-1 and
Irradiation is performed while sequentially changing the surfaces of 4-2 and 4-3 and the groove between these electric wires.

【0040】ドップラセンサA,B,Cからの各ドップ
ラ信号fD 1,fD 2,fD 3は、信号合成回路11で
重畳される。トリプレックス形電線は、撚り線のため表
面が凹凸となっているが、上記のように3個のドップラ
センサを設けることによって、少なくとも1個のドップ
ラセンサからはドップラ信号が発生するので、信号合成
回路11からは継続的にドップラ信号fD が出力され
る。したがって、ドップラセンサA,B,Cのうち多く
とも2つからのドップラ信号が欠落することはあって
も、信号合成回路11からのドップラ信号が欠落するこ
とはない。
The Doppler signals f D 1, f D 2, f D 3 from the Doppler sensors A, B, C are superimposed in the signal synthesizing circuit 11. The triplex type electric wire has an uneven surface due to a stranded wire. However, by providing three Doppler sensors as described above, a Doppler signal is generated from at least one Doppler sensor. continuously Doppler signal f D is output from the circuit 11. Therefore, although Doppler signals from at most two of the Doppler sensors A, B, and C may be lost, Doppler signals from the signal combining circuit 11 will not be lost.

【0041】このようにトリプレックス形電線のような
表面に凹凸のある長尺物であっても、複数個のドップラ
センサを用いることによって、正確な速度および移動距
離を測定することができる。
As described above, even for a long object having irregularities on the surface such as a triplex-type electric wire, accurate speed and moving distance can be measured by using a plurality of Doppler sensors.

【0042】次に、被測定物がパイプの場合について説
明する。パイプのように円筒の場合には、円筒の表面に
ドップラセンサのレーザ光を照射できる位置(面積)が
限られるため、機械振動等の影響を受けて微動に上下左
右に揺れが生じた時にドップラ信号が欠落する。この欠
落の原因は、ドップラセンサの焦点範囲であっても、円
筒の曲率条件によって測定範囲が限定されるためであ
る。
Next, a case where the object to be measured is a pipe will be described. In the case of a cylinder such as a pipe, the position (area) where the laser beam of the Doppler sensor can be irradiated on the surface of the cylinder is limited. Missing signal. The cause of the dropout is that the measurement range is limited by the curvature condition of the cylinder even in the focal range of the Doppler sensor.

【0043】図6に、パイプの揺れの方向に対応して、
パイプの曲率条件による測定範囲の限定を補うため複数
個のドップラセンサを用いた例を示す。図6(a),
(b)では2個のドップラセンサA,Bを、図6(c)
では3個のドップラセンサA,B,Cを用いている。
FIG. 6 shows, according to the direction of the swing of the pipe,
An example in which a plurality of Doppler sensors are used to compensate for the limitation of the measurement range due to the curvature condition of the pipe will be described. FIG. 6 (a),
In FIG. 6B, two Doppler sensors A and B are connected as shown in FIG.
Uses three Doppler sensors A, B, and C.

【0044】ドップラセンサAは、パイプ5の上部位置
にパイプ5の中心に対して垂直に取り付け、ドップラセ
ンサBは、パイプ5の側部位置にパイプ5の中心に対し
て水平に取り付け、ドップラセンサCは、パイプ5の斜
め上方位置にパイプ5の中心に対して斜めに取り付け
る。
The Doppler sensor A is mounted vertically on the top of the pipe 5 with respect to the center of the pipe 5, and the Doppler sensor B is mounted horizontally on the side of the pipe 5 with respect to the center of the pipe 5. C is attached obliquely above the pipe 5 at an angle to the center of the pipe 5.

【0045】図5(a),(b)の場合について説明す
る。走行中のパイプ5が機械振動等の影響を受け図5
(a)のように上下に揺れた場合は、側部に設けられた
ドップラセンサBの照射位置がパイプの面に対してずれ
るためにドップラ信号fD 2は欠落する。しかし、上部
に設けられたドップラセンサAは、ドップラ信号fD
を正常に出力しているので、信号合成回路11からはド
ップラ信号fD が出力されている。あるいは、走行中の
パイプ5が機械振動等の影響を受け左右に揺れた場合
は、上部に設けられたドップラセンサAの照射位置がパ
イプの面に対してずれるためにドップラ信号fD 1は欠
落する。しかし、側部に設けられたドップラセンサB
は、ドップラ信号fD 2を正常に出力しているので、信
号合成回路11からはドップラ信号fD が出力される。
このようにパイプが走行中に上下左右に揺れても、上部
または側部のドップラセンサがドップラ信号を出力する
ことができるため、正確な速度および移動距離を測定す
ることができる。
The case of FIGS. 5A and 5B will be described. The moving pipe 5 is affected by mechanical vibration and the like.
In the case of swinging up and down as in (a), the irradiation position of the Doppler sensor B provided on the side is shifted with respect to the surface of the pipe, so that the Doppler signal f D2 is missing. However, the Doppler sensor A provided on the upper side has a Doppler signal f D 1
Is output normally, the signal combining circuit 11 outputs the Doppler signal f D. Alternatively, when the running pipe 5 sways left and right under the influence of mechanical vibration or the like, the irradiation position of the Doppler sensor A provided at the upper part is shifted with respect to the pipe surface, so that the Doppler signal f D 1 is missing. I do. However, the Doppler sensor B provided on the side
Output the Doppler signal f D 2 normally, so that the signal combining circuit 11 outputs the Doppler signal f D.
As described above, even if the pipe swings up and down and left and right during traveling, the Doppler sensor at the top or the side can output a Doppler signal, so that accurate speed and moving distance can be measured.

【0046】上下左右のみでなくパイプの揺れ方向を見
定めて揺れ方向を測定し、効果的な位置にドップラセン
サーを追加設定することが望ましい。図6(c)の例で
は、パイプが斜め方向に揺れた場合には、ドップラセン
サCからは必ずドップラ信号が出力される。このよう
に、3個のドップラセンサを用いる場合には、パイプ5
が上下左右あるいは斜め方向に揺れても、少なくとも1
個のドップラセンサがドップラ信号を出力することがで
きるため、正確な速度および移動距離を測定することが
できる。
It is desirable to determine the swing direction of the pipe in addition to the vertical and horizontal directions and measure the swing direction, and to additionally set a Doppler sensor at an effective position. In the example of FIG. 6C, when the pipe sways in an oblique direction, the Doppler sensor C always outputs a Doppler signal. Thus, when three Doppler sensors are used, the pipe 5
At least 1
Since the Doppler sensors can output Doppler signals, it is possible to accurately measure the speed and the moving distance.

【0047】以上の各実施例では、少なくとも1個のド
ップラセンサがドップラ信号を発生し、信号合成回路1
1の出力が存在するものとしている。しかし長尺物の表
面の凹凸の状態、あるいは予期しない長尺物の揺れによ
って短時間の間すべてのドップラセンサがドップラ信号
を発生しない場合には、測定が中断することになる。ま
た、被測定物が加工材の場合、穴,溝などによっても、
複数個のドップラセンサのすべてがドップラ信号を発生
せず、ドップラ信号が欠落することがあり、測定が中断
することがある。このような状態を避けるために、図1
に示すように、演算回路3は補間回路19を備えてい
る。
In each of the above embodiments, at least one Doppler sensor generates a Doppler signal, and the signal synthesizing circuit 1
It is assumed that one output exists. However, if all the Doppler sensors do not generate a Doppler signal for a short time due to the unevenness of the surface of the long object or unexpected shaking of the long object, the measurement is interrupted. If the workpiece is a work piece,
All of the plurality of Doppler sensors do not generate a Doppler signal, and the Doppler signal may be lost, and the measurement may be interrupted. In order to avoid such a situation, FIG.
The arithmetic circuit 3 includes an interpolation circuit 19 as shown in FIG.

【0048】この補間回路19は、信号合成回路11か
ら出力されるドップラ信号fD を常時監視しており、ド
ップラ信号が途切れるとただちにホールド動作に入り、
それ以前のドップラ信号をホールドする。補間回路19
は、ホールドしたfD を信号処理回路12に供給する。
これにより測定は中断されることなく続けられる。信号
合成回路11からドップラ信号fD の出力が再開される
と、補間回路19はホールド値の供給を停止する。
The interpolation circuit 19 constantly monitors the Doppler signal f D output from the signal synthesizing circuit 11, and immediately enters the hold operation when the Doppler signal is interrupted.
Holds the previous Doppler signal. Interpolation circuit 19
Supplies the held f D to the signal processing circuit 12.
This allows the measurement to continue without interruption. When the output of the Doppler signal f D from the signal synthesizing circuit 11 is resumed, the interpolation circuit 19 stops the supply of the hold value.

【0049】このように、信号合成回路からのドップラ
信号が途切れる間は、ホールドされたドップラ信号が補
間回路19より供給されるので、測定が中断されること
はない。
As described above, while the Doppler signal from the signal synthesis circuit is interrupted, the held Doppler signal is supplied from the interpolation circuit 19, so that the measurement is not interrupted.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ド
ップラセンサを用いた長尺物の測長方法および装置によ
れば、複数個のドップラセンサを用い、これらドップラ
センサからのドップラ信号を合成し、少なくとも1個の
ドップラセンサが正常にドップラ信号を発生していれ
ば、合成されたドップラ信号が必ず出力されるようにし
ているので、被測定物の表面の凹凸(穴,溝などを含
む)状態、あるいは段ボールおよび紙等による部分的な
ハンプによる測長誤差が生じる問題を解決することがで
きた。また、被測定物が円筒の場合に、円筒の曲率条件
による測定範囲の限定を解決した。
As described above, according to the present invention, according to the method and apparatus for measuring a long object using a Doppler sensor, a plurality of Doppler sensors are used, and a Doppler signal from these Doppler sensors is used. As long as at least one Doppler sensor normally generates a Doppler signal, the combined Doppler signal is always output, so that irregularities (holes, grooves, etc.) on the surface of the object to be measured can be eliminated. The present invention has solved the problem that a length measurement error occurs due to a partial hump caused by a cardboard card, paper, or the like. In addition, when the object to be measured is a cylinder, the limitation of the measurement range due to the curvature condition of the cylinder is solved.

【0051】さらに、補間回路を備える場合には、信号
合成回路の出力に途切れた生じても、測定の中断を防止
することができる。
Further, when an interpolating circuit is provided, interruption of the measurement can be prevented even if the output of the signal synthesizing circuit is interrupted.

【0052】以上のように本発明によれば、移動物体を
非接触で測長するという顕著な利点が失われることのな
い長尺物の測長方法および装置を実現することができ
る。
As described above, according to the present invention, it is possible to realize a method and an apparatus for measuring a long object without losing the remarkable advantage of measuring a moving object in a non-contact manner.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の長尺物の測長装置の構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a length measuring device for a long object of the present invention.

【図2】ドップラセンサの原理を説明するための図であ
る。
FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of a Doppler sensor.

【図3】信号合成回路の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a signal synthesis circuit.

【図4】信号処理回路の構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a signal processing circuit.

【図5】長尺物がトリプレックス形電線(太物撚線)の
場合の測長装置の実施例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of a length measuring device when a long object is a triplex type electric wire (thick stranded wire).

【図6】長尺物がパイプの場合の測長装置の実施例を示
す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an embodiment of a length measuring device when a long object is a pipe.

【図7】キャタビラ式の電力用太物撚線ケーブル搬送装
置を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a caterpillar-type thick stranded cable transport device for electric power.

【図8】連続走行する円筒材等の走間切断装置を示す図
である。
FIG. 8 is a view showing an inter-running cutting device for a continuously running cylindrical member or the like.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 信号合成処理部 3 演算制御部 11 信号合成回路 12 信号処理回路 13 演算回路 14 制御回路 15 出力回路 16 F/V変換器 17 表示器 18 設定器 19 補間回路 21a,21b,21c,21d 周波数変換器 22a,22b,22c 帯域フィルタ 23a,23b PLL制御発振器 24 発振器 25 レベル検出器 26 F/V変換器 31 レーザ光源 32 コリメートレンズ 33 ビームスプリッタ 34 ミラー 35 移動物体 36 受光レンズ 37 光検出器 Reference Signs List 2 signal synthesis processing unit 3 operation control unit 11 signal synthesis circuit 12 signal processing circuit 13 operation circuit 14 control circuit 15 output circuit 16 F / V converter 17 display 18 setting unit 19 interpolation circuit 21a, 21b, 21c, 21d frequency conversion Devices 22a, 22b, 22c Bandpass filters 23a, 23b PLL controlled oscillator 24 Oscillator 25 Level detector 26 F / V converter 31 Laser light source 32 Collimating lens 33 Beam splitter 34 Mirror 35 Moving object 36 Light receiving lens 37 Light detector

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】連続走行する長尺物の動きに対応した位置
に複数個のドップラセンサを設定し、 前記各ドップラセンサは、前記連続走行する長尺物の長
手方向にレーザ光を照射し、前記長尺物からの散乱光の
ドップラ効果による変調光をドップラ信号として検出
し、 前記各ドップラセンサが検出した複数のドップラ信号を
合成し、 合成により得られた合成ドップラ信号から、前記長尺物
の移動速度と移動量を演算する、ことを特徴とする長尺
物の測長方法。
1. A plurality of Doppler sensors are set at positions corresponding to the movement of a continuously running long object, and each of the Doppler sensors irradiates a laser beam in a longitudinal direction of the continuously running long object, The modulated light due to the Doppler effect of the scattered light from the long object is detected as a Doppler signal, a plurality of Doppler signals detected by the respective Doppler sensors are combined, and the long object is obtained from a combined Doppler signal obtained by combining. And calculating a moving speed and a moving amount of the long object.
【請求項2】前記複数のドップラ信号の合成は、前記複
数のドップラ信号を重畳することにより行うことを特徴
とする請求項1記載の長尺物の測長方法。
2. The method according to claim 1, wherein the combining of the plurality of Doppler signals is performed by superimposing the plurality of Doppler signals.
【請求項3】前記複数個のドップラセンサのすべてがド
ップラ信号を検出せず、前記合成ドップラ信号が欠落し
たときに、欠落する直前の前記合成ドップラ信号をホー
ルドし、ホールドした値で、欠落した合成ドップラ信号
を補間することを特徴とする請求項1または2記載の長
尺物の測長方法。
3. When all of the plurality of Doppler sensors do not detect a Doppler signal and the combined Doppler signal is missing, the combined Doppler signal immediately before the missing is held, and the combined Doppler signal is lost at the held value. 3. The method according to claim 1, wherein the synthesized Doppler signal is interpolated.
【請求項4】前記長尺物は、電線またはワイヤーの撚り
線,円筒材,加工材のいずれかであることを特徴とする
請求項1〜3のいずれかに記載の長尺物の測長方法。
4. The length measurement of a long object according to claim 1, wherein the long object is any one of an electric wire or a stranded wire of a wire, a cylindrical material, and a processed material. Method.
【請求項5】複数個のドップラセンサを備え、各ドップ
ラセンサは、前記連続走行する長尺物の長手方向にレー
ザ光を照射し、前記長尺物からの散乱光のドップラ効果
による変調光をドップラ信号として検出し、 前記各ドップラセンサが検出した複数のドップラ信号を
合成する信号合成器と、 前記信号合成器から出力される合成ドップラ信号から、
前記長尺物の移動速度と移動量を演算する手段と、 を備えることを特徴とする長尺物の測長装置。
5. A Doppler sensor comprising a plurality of Doppler sensors, each of which irradiates a laser beam in a longitudinal direction of the continuously running elongated object, and modulates light scattered from the elongated object by Doppler effect. A signal combiner that detects a Doppler signal and combines a plurality of Doppler signals detected by the Doppler sensors; and a combined Doppler signal output from the signal combiner.
Means for calculating a moving speed and a moving amount of the long object, a length measuring device for the long object.
【請求項6】前記複数のドップラ信号の合成は、前記複
数のドップラ信号を重畳することにより行うことを特徴
とする請求項5記載の長尺物の測長装置。
6. The length measuring apparatus for a long object according to claim 5, wherein the synthesis of the plurality of Doppler signals is performed by superimposing the plurality of Doppler signals.
【請求項7】前記複数個のドップラセンサのすべてがド
ップラ信号を検出せず、前記合成ドップラ信号が欠落し
たときに、欠落する直前の前記合成ドップラ信号をホー
ルドし、ホールドした値で、欠落した合成ドップラ信号
を補間する補間回路をさらに備えることを特徴とする請
求項5または6記載の長尺物の測長装置。
7. When all of the plurality of Doppler sensors do not detect a Doppler signal and the combined Doppler signal is missing, the combined Doppler signal immediately before the missing is held, and the combined Doppler signal is lost at the held value. 7. The apparatus according to claim 5, further comprising an interpolation circuit for interpolating the synthesized Doppler signal.
【請求項8】前記長尺物は、電線またはワイヤーの撚り
線,円筒材,加工材のいずれかであることを特徴とする
請求項5〜7のいずれかに記載の長尺物の測長装置。
8. The length measurement of a long object according to claim 5, wherein the long object is any one of an electric wire or a stranded wire of a wire, a cylindrical material, and a processed material. apparatus.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012204112A (en) * 2011-03-25 2012-10-22 Shin Meiwa Ind Co Ltd Electric wire processing device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0425791A (en) * 1990-05-21 1992-01-29 Canon Inc Doppler speed indicator

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