JPS59147202A - Displacement measuring method - Google Patents

Displacement measuring method

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Publication number
JPS59147202A
JPS59147202A JP1983583A JP1983583A JPS59147202A JP S59147202 A JPS59147202 A JP S59147202A JP 1983583 A JP1983583 A JP 1983583A JP 1983583 A JP1983583 A JP 1983583A JP S59147202 A JPS59147202 A JP S59147202A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
screw
measured
cavitation
displacement
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP1983583A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiaki Kodama
良明 児玉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
UNYUSHO
Original Assignee
UNYUSHO
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 UNYUSHO filed Critical UNYUSHO
Priority to JP1983583A priority Critical patent/JPS59147202A/en
Publication of JPS59147202A publication Critical patent/JPS59147202A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/22Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring depth

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)

Abstract

PURPOSE:To permit easy and prompt displacement measurement even in places under adverse environmental conditions by a method wherein laser beams from two light sources at different positions are focused to the same point on the object to be measured to measure the separation distance between two radiant points which are produced due to displacement of the measured object. CONSTITUTION:First, a screw 1 is rotated at a low speed so that no cavitation will occur. In this state, angles of laser projectors 6a, 6b are controlled to focus laser beams to the same irradiation point on the screw surface. This operation is repeatedly carried out over the entire length of the screw 1, and angles of the laser projectors 6a, 6b are displayed on and stored in a laser angle display 9. When the number of revolutions of the screw 1 is so increased as to generate cavitation, two radiant points are produced. A separation distance between those radiant points is measured by a video scaler 17 thereby compute a depth of cavitation.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は無接触で変位量を測定することができる変位
測定方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a displacement measuring method capable of measuring the amount of displacement without contact.

一般に、環境条件の悪い場所での変位量を測定するには
、ステレオ写真を撮影し、撮影結果を解析する無接触変
位訓測が行われている。
Generally, in order to measure the amount of displacement in a place with poor environmental conditions, non-contact displacement measurement is performed by taking stereo photographs and analyzing the photographic results.

しかしながら、ステレオ写真の解析は長い時間を要し、
また困難な作業が必要であり、能率の良いものではなか
った。
However, analyzing stereo photographs takes a long time,
Moreover, it required difficult work and was not efficient.

したかつてこの発明の目的は変位量を即座に、しかも容
易に測定することができる変位測定方法を提供すること
にある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a displacement measuring method that can immediately and easily measure the amount of displacement.

このような目的を達成するためにこの発明は、2つの光
源からのレーザ光線を被測定物上の同一の照射点に照射
し、変位が発生した時この照射点が2つの輝点に分かれ
る現象を利用して、この輝点間の距離(この距離を分離
距離と定義する)と光源の位置とから変位量を求めるも
のである。以下、実施例を示す図面を用いてこの発明の
詳細な説明する。
In order to achieve this purpose, the present invention irradiates laser beams from two light sources onto the same irradiation point on the object to be measured, and when a displacement occurs, the irradiation point splits into two bright spots. The amount of displacement is determined from the distance between the bright spots (this distance is defined as the separation distance) and the position of the light source. Hereinafter, the present invention will be described in detail using drawings showing embodiments.

この発明の適用例として船のスクリューが回転すること
によって発生するキャビテーションの厚さを測定する装
置について説明する。キャビテーションとはスクリュー
の回転数がある値り、上となった時に、スクリュー付近
に発生する気泡群のことであり、キャビテーションが激
しく発生すると、金属部分の腐蝕が激しくなるなど、ス
クリューの設計を行う場合、キャビテーションが発生し
難いような考慮が払われる。この装置は設計されたスク
リューによって、どの程度のキャビテーションを発生す
るかを調べるものである。
As an application example of the present invention, a device for measuring the thickness of cavitation generated by the rotation of a ship's propeller will be described. Cavitation is a group of air bubbles that occur near the screw when the rotational speed of the screw reaches a certain level.When cavitation occurs intensely, the metal parts become severely corroded, so screw design is important. In this case, consideration is given to making cavitation less likely to occur. This device examines the amount of cavitation generated by a designed screw.

第1図はこの発明の方法を適用した変位量測定装置のブ
ロック図である。同図において、1はスクリューであり
、シャフト2を介して図示しないエンジンと結合されて
おり、シャフト2には円板3が設けられ、円板3の周囲
には長いピン4aが1本と短いピン4bが179本、等
間隔に取付けられている。ピン4a 、4bを挾むよう
に設けられている発光器5a と受光器5bは回転パル
ス検出装置を構成している。そして、受光器5bは2つ
の受光素子を有しており、そのうち1つの受光素子はピ
ン4aの先端に置かれており、ピン4aが発光器5aの
光を遮ぎった時だけ出力信号を送出し、他の受光素子は
いずれのピンが発光器5aの光を遮ぎった時も出力信号
を発生するようになっている。6aおよび6bは光源と
してのレーザ投光器であり、レーザシャッタ7から供給
されるレーザ光を水中に投光すると共にレーザ角コント
ローラ8によって投光角度を制御されるようになってい
る。この投光角度はレーザ角表示器9に表示されると共
にここで記憶されるようになっている。10はプリセッ
トカウンタであって、受光器5bから供給される信号の
うち、長いピン4aによって発生した信号が入力端子1
0aに供給されることによってリセットされ、短いピン
4bによって発生した信号が入力端一1iob に供給
されることにより、この信号を計数し、割数値が所定値
に達した時、出力信号を発生するようになっている。プ
リセットカウンタ10の出力信号は後述するストロボ光
の光量を十分確保するため、ストロボフラッシュコント
ローラ11で計数し、計数値が所定値に達した後に出力
信号を発生するようになっている。12はストロボ電源
であって、ストロボフラッシュコントローラ11から信
号が供給された時にストロボフラッシュ13およびレー
ザシャッタ7に信号を供給する。ここで、ストロボフラ
ッシュ13はスクリュー1の形を後述するモニタで監視
するだめの光源となり、レーザシャッタγはストロボ電
源12から供給される信号に応じてレーザ光を発生する
ようになっている。14はテレビジョンカメラであって
、カメラコントローラ15から供給される信号に応じて
ズームアツプおよび撮像方向が制御されるようになって
いる。
FIG. 1 is a block diagram of a displacement measuring device to which the method of the present invention is applied. In the figure, 1 is a screw, which is connected to an engine (not shown) via a shaft 2. A disc 3 is provided on the shaft 2, and around the disc 3 there is one long pin 4a, which is short. 179 pins 4b are attached at equal intervals. A light emitter 5a and a light receiver 5b, which are provided to sandwich the pins 4a and 4b, constitute a rotational pulse detection device. The light receiver 5b has two light receiving elements, one of which is placed at the tip of the pin 4a, and outputs an output signal only when the pin 4a blocks the light from the emitter 5a. , and other light receiving elements generate output signals even when any pin blocks the light from the light emitter 5a. 6a and 6b are laser projectors serving as light sources, which project laser light supplied from a laser shutter 7 into the water, and whose projection angles are controlled by a laser angle controller 8. This projection angle is displayed on the laser angle display 9 and is also stored there. 10 is a preset counter, and among the signals supplied from the light receiver 5b, the signal generated by the long pin 4a is input to the input terminal 1.
It is reset by being supplied to 0a, and the signal generated by short pin 4b is supplied to input terminal 1iob, which counts this signal and generates an output signal when the divisor value reaches a predetermined value. It looks like this. The output signal of the preset counter 10 is counted by a strobe flash controller 11 in order to ensure a sufficient amount of strobe light, which will be described later, and an output signal is generated after the counted value reaches a predetermined value. Reference numeral 12 denotes a strobe power source, which supplies a signal to the strobe flash 13 and the laser shutter 7 when a signal is supplied from the strobe flash controller 11. Here, the strobe flash 13 serves as a light source for monitoring the shape of the screw 1 with a monitor to be described later, and the laser shutter γ generates laser light in response to a signal supplied from the strobe power source 12. 14 is a television camera whose zoom up and imaging direction are controlled in accordance with signals supplied from a camera controller 15.

カメラコントローラ15は前記の動作を行う他、テレビ
ジョンカメラ14から供給される映像信号をビデオメモ
リ16に送出するようになっている。
In addition to performing the operations described above, the camera controller 15 is also configured to send a video signal supplied from the television camera 14 to the video memory 16.

レーザ投光器6a、6b およびストロボフラッシュ1
3から発生する光は断続的であるため、ビデオメモリ1
6に供給される映像信号も断続しているので、ビデオメ
モリ16はこの信号を継続信号に変換して、後述するモ
ニタに見易い映像を表示できるようにしている。17は
ビデオスケーラであり、ビデオメモリ16から供給され
る映像信号をモニタ19に供給すると共に、後述する方
法によって被測定物の変位量であるキャピテニションの
厚さを測定するようになっている。19は映像を記録す
るだめのVTRである。
Laser projector 6a, 6b and strobe flash 1
Since the light generated from 3 is intermittent, video memory 1
Since the video signal supplied to the monitor 6 is also intermittent, the video memory 16 converts this signal into a continuous signal so that an easy-to-see video can be displayed on a monitor, which will be described later. 17 is a video scaler which supplies the video signal supplied from the video memory 16 to the monitor 19 and measures the thickness of the capitulation, which is the amount of displacement of the object to be measured, by a method to be described later. . 19 is a VTR for recording images.

このように構成された装置の動作は次の通りである。ス
クリュー1を回転させると回転速度に応じた信号が受光
器5bから、プリセットカウンタ10に供給される。こ
の時、プリセットカウンタ10は入力端子10aに供給
される信号でリセツートされ、入力端子10bに供給さ
れる信号を計数し、計数値が所定値に達した時に出力信
号を発生する。この出力信号はスクリュー1が1回転す
る毎に1度発生するが、ストロボフラッシュコントロー
ラ11は前述したようにプリセットカウンタ10から供
給されるパルス数が所定回数供給された時、ストロボ電
源12に出力信号を供給する。
The operation of the device configured in this way is as follows. When the screw 1 is rotated, a signal corresponding to the rotation speed is supplied from the light receiver 5b to the preset counter 10. At this time, the preset counter 10 is reset by the signal supplied to the input terminal 10a, counts the signal supplied to the input terminal 10b, and generates an output signal when the counted value reaches a predetermined value. This output signal is generated once every rotation of the screw 1, but as mentioned above, when the number of pulses supplied from the preset counter 10 is supplied a predetermined number of times, the strobe flash controller 11 outputs an output signal to the strobe power supply 12. supply.

この結果、ストロボ電源12はレーザシャッタ7および
ストロボフラッシュ13に信号を供給する。
As a result, the strobe power supply 12 supplies a signal to the laser shutter 7 and the strobe flash 13.

そして、レーザシャッタIはレーザ投光器6a 。The laser shutter I is a laser projector 6a.

6bにレーザ光線を供給するので、レーザ投光器6a、
6b からレーザ光線が投光され、これに同期してスト
ロボフラッシュ13からストロボ光線が投光される。こ
の時、プリセットカウンタ10のプリセット値を適当に
設定しておけば、スクリュー1の特定の翼面がレーザ投
光器6a 、 6b  およびストロボフラッシュ13
の光軸を横切る時に、レーザ光線およびストロボ光線を
発射することがテキる。なお、ストロボフラッシュコン
トローラ11は入力信号が所定回数供給された後に出力
信号を発生するが、これはストロボフラッシュ13の光
量を十分に確保するためである。
Since the laser beam is supplied to 6b, the laser projector 6a,
A laser beam is emitted from 6b, and a strobe light is emitted from a strobe flash 13 in synchronization with this. At this time, if the preset value of the preset counter 10 is set appropriately, a specific wing surface of the screw 1 can be set to the laser projectors 6a, 6b and the strobe flash 13.
It is possible to emit laser beams and strobe beams when the beam crosses the optical axis of the beam. Note that the strobe flash controller 11 generates an output signal after the input signal is supplied a predetermined number of times, and this is to ensure a sufficient amount of light from the strobe flash 13.

次にスクリュー1を低速で回転させキャビテーションが
発生しない状態にしておき、レーザー角コントローラ8
を調整してレーザ投光器6a、6bの角度を制御するこ
とによって翼面上の同一の照射点にレーザ光線を集中さ
せる。そして、この操作をスクリュー1の翼長全域にわ
たって行うと、レーザ角表示器9はこの時のレーザ投光
器6a 。
Next, screw 1 is rotated at low speed to prevent cavitation, and laser angle controller 8
By adjusting the angles of the laser projectors 6a and 6b, the laser beam is focused on the same irradiation point on the wing surface. When this operation is performed over the entire blade span of the screw 1, the laser angle indicator 9 changes to the laser projector 6a at this time.

6bの角度を表示すると共に記憶する。この時の操作は
テレビジョンカメラ14からの映像信号をモニタ18で
監視しながら行う。そして、この操作に対応してカメラ
コントローラ15でテレビジョンカメラ14のズームア
ツプおよび首振り制御を行い、この制御動作をカメラコ
ントローラ15に記憶させる。
The angle of 6b is displayed and memorized. This operation is performed while monitoring the video signal from the television camera 14 on the monitor 18. Then, in response to this operation, the camera controller 15 performs zoom-up and swing control of the television camera 14, and this control operation is stored in the camera controller 15.

以−ヒの操作が終了した後、スクリュー1の回転数を上
昇させるとキャビテーションが発生する。
After the following operations are completed, cavitation occurs when the rotational speed of the screw 1 is increased.

キャビテーションが発生するとレーザ光線は第2図の気
泡群20中で散乱されてしまい、気泡群20と水の界面
に2つの輝点21a、21b を発生するようになる。
When cavitation occurs, the laser beam is scattered in the bubble group 20 of FIG. 2, and two bright spots 21a and 21b are generated at the interface between the bubble group 20 and water.

このため、ビデオスケーラ17は影像信号からこの輝点
21a、21b の分離距離DFを測定し、あらかじめ
決められているレーザ投光器6a 、 6bの位置をも
とにキャビテーションの厚さBEを演算する。そして、
レーザ角表示器9およびカメラコントローラ15は先に
記憶したデータをもとにレーザ投光器6a、6b  お
よびテレビジョンカメラ14を制御して、スクリュー1
の翼長全域にわたってキャビテーションの厚さを測定す
る。この場合、キャビテーションの厚さは例えば次のよ
うにして演算される。先ず第2図の輝点21a、21b
が走査される時、両輝点が走査される時間から分離距離
DFが測定される。そしてレーザ投光器6a 、 6b
の位置、B点の位置、辺BC,AG の長さは既知であ
り、更に三角形DBFと三角形ABCは合同であるから
、これらの条件よりキャビテーションの厚さBEは容易
に演算できる。このようにしてキーヤビテーションの厚
さを無接触で測定することができる。
Therefore, the video scaler 17 measures the separation distance DF between the bright spots 21a and 21b from the image signal, and calculates the cavitation thickness BE based on the predetermined positions of the laser projectors 6a and 6b. and,
The laser angle display 9 and the camera controller 15 control the laser projectors 6a, 6b and the television camera 14 based on the previously stored data.
The cavitation thickness is measured over the entire span of the blade. In this case, the cavitation thickness is calculated as follows, for example. First, the bright spots 21a and 21b in FIG.
is scanned, the separation distance DF is measured from the time at which both bright spots are scanned. And laser projectors 6a, 6b
Since the position of point B, the position of point B, and the lengths of sides BC and AG are known, and triangle DBF and triangle ABC are congruent, the cavitation thickness BE can be easily calculated from these conditions. In this way, the thickness of keyer biting can be measured without contact.

なお、以−ヒの実施例はキーヤビテーションの厚さを測
定したが、これはスクリュー1の翼面位置が変位したと
考えても良く、このことは被測定物の変位量が測定でき
ることを意味する。
In addition, although the thickness of the keyer biting was measured in the following examples, this can be considered to be due to the displacement of the blade surface position of the screw 1, which means that the amount of displacement of the object to be measured can be measured. means.

以上説明したようにこの発明に係る変位測定方法は、あ
らかじめ位置のわかっている2!@所の光源から、被測
定物上の一点にレーザ光線を集束させ、被測定物が変位
した時に被測定物上に現われる2つの輝点間の分離距離
を測定して被測定物の変位量を測定するようにしたもの
であるから、無接触で被測定物の変位が測定でき、環境
条件の悪い場所での変位量測定を容易でしかも即座に行
えるという優れた効果を有する。
As explained above, the displacement measuring method according to the present invention uses 2! where the position is known in advance. A laser beam is focused on a point on the object to be measured from a light source, and the separation distance between the two bright spots that appear on the object when the object is displaced is measured to determine the amount of displacement of the object to be measured. Since the device is designed to measure the displacement of the object to be measured without contact, it has the excellent effect of being able to easily and quickly measure the amount of displacement in a place with poor environmental conditions.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第2図
は変位量演算方法を説明するための図である。 1・・・・スクリュー、4・・拳・ビン、5a・・・・
発光器、5b ・・・・受光器、6a、6b・・・拳レ
ーザ投光器、7・・・・レーザシャッタ、8・・・・レ
ーザ角コントローラ、9・・・・レーザ角表示器、10
・・・・プリセットカウンタ、13・番・・ストロボフ
ラッシュ、15・・・−カメラコントローラ、17・争
・eビデオスケーラ。 特許出願人 運輸省船舶技術研究所
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram for explaining a displacement calculation method. 1...screw, 4...fist/bottle, 5a...
Emitter, 5b...Receiver, 6a, 6b...Fist laser emitter, 7...Laser shutter, 8...Laser angle controller, 9...Laser angle indicator, 10
... Preset counter, No. 13... Strobe flash, 15...-Camera controller, 17. E-video scaler. Patent applicant: Ministry of Transport, Ship Technology Research Institute

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 異なった場所にある2個所の光源から被測定物上の同一
の照射点にレーザ光線が集束するように照射し、被測定
物の変位によって発生する前記照射点の分離距離を測定
し、この分離距離のデータと前記光源位置のデータとか
ら被測定物の変位量を算出することを特徴とする変位測
定方法7.
Laser beams are irradiated from two light sources in different locations to the same irradiation point on the object to be measured so as to be focused, and the separation distance between the irradiation points caused by the displacement of the object to be measured is measured. 7. Displacement measuring method, characterized in that the amount of displacement of the object to be measured is calculated from the distance data and the light source position data.
JP1983583A 1983-02-10 1983-02-10 Displacement measuring method Pending JPS59147202A (en)

Priority Applications (1)

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JP1983583A JPS59147202A (en) 1983-02-10 1983-02-10 Displacement measuring method

Applications Claiming Priority (1)

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JP1983583A JPS59147202A (en) 1983-02-10 1983-02-10 Displacement measuring method

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JPS59147202A true JPS59147202A (en) 1984-08-23

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JP (1) JPS59147202A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0357897A (en) * 1989-07-26 1991-03-13 Kubota Corp Pump cavitation inspection method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0357897A (en) * 1989-07-26 1991-03-13 Kubota Corp Pump cavitation inspection method

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