JPS62240805A

JPS62240805A - 測長計

Info

Publication number: JPS62240805A
Application number: JP8562486A
Authority: JP
Inventors: Hideo Tashiro; 秀夫田代
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-04-14
Filing date: 1986-04-14
Publication date: 1987-10-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、光のドツプラ効果を利用して鉄鋼。

非鉄金属等製造ラインの移動物体の長さを非接触で測定
する測長針に関するものである。

〔従来の技術〕

鉄鋼ラインにおける圧延コイル等の長さを精度良く測定
することは、製品の品質管理、製品歩留りの観点から重
要な要素である。したがって、このような分野における
製品の長さ測定は必要不可欠なものとなっている。

第２図は、移動物体に接触して移動物体の長さを測幇る
従来の測長針を示す構成図であり１図において（１）は
移動物体、（２）は移動物体（１）に接触１７移動物体
の直進運動を回転運動に変換するロール。

（３）はロール（２）の回転軸に直結し、ロール（２）
の回転数を検出するロークリエンコーダ、（４）はロー
タリエンロー、！２−　＋３１の出力パルスをカウント
するパルスカウンタ、　（５ａ）は移動物体（１）の先
端を検出する光電式で代表される物体検出器、　（５ｂ
ｌは移動物体（１）の後端を検出する物体検出器、（６
）は物体検出器（５ａ）　、　（５ｂ）の信号を受けて
パルスカウンタ（／Ｉ）のカウントゲートを設定するゲ
ート回路である。

第２図に示すごとく、ロール（２）は移動物体（１１に
接触して移動物体（１）の直進運動を回転連動に変換す
るようになっており、また移動物体（１）の移動方向に
おいてロール（２）の前後に移動物体（１）の先端と後
端をそれぞれ検出する物体検出Ｎ　（５ａ）　、　　（
５ｂ）が距Ｈｅ。ｆｉれて配置されている。

いま、移動物体（１）がロール（２）上を接触しながら
速度Ｖで移動するとロール（２）は回転し、ロール（２
）の回転はロータリエンコーダ（３）に伝達される。ロ
ータリエンコーダ（３）は回転運動を電気量に変換する
トランスジューサでロール（２）の回転量に比例した数
のパルス信号を発生する。

ロール（２］の直径をＤ（ｍ）、ロータリエンコーダ（
３１の１回転当たりの出力するパルス数をＮＯとすると
。

ロータリエンコーダ（３）の１パルス当たりの移動物体
（１）の移動距離Δｌ　（ｒａ）は第（１）式で与えら
れる。

Δｌ＝π・Ｄ／Ｎｏ　　　・・・　・・・・　・・　　
（１）いま、移動物体（１）の先端が物体検出Ｗｊ（５
ａ）を通過した時点で、パルスカウンタ（４）のパルス
カウントをスタートさせ、移動物体（１）の後端が物体
検出！　（５ｂ）を通過した時点で、パルスカウンタ（
４）のパルスカウントをストップさせるようにゲート回
路（６）を構成すれば、パルスカウンタ（４）の全カウ
ント数Ｎは移動物体（１）の全長ｔ’Ｔ（ｍ）から物体
検出器（５ｍ）　、　（５ｂ）間の距ｇｌ　ｌ　ｏ　（
＋）を差し引いた長さｌ　（ｒａ）に相当するパルス数
を与える。

ｆ　＝　ΔＺ−Ｎしたがって、移動物体（１）の全長ＩＴば（！−ｒ　＝
　　ｌ　＋ｉ　。

として求めることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来の測長計は、移動物体（１）の移！ｂＪｔを移
動物体（１）に接触したロール（２）の回転量に変換し
て求めていた。このため、移動物体（１）が加速減速時
又は高速時には移動物体（１）とロール（２）の間にス
リップが生じ、長さ計測に誤差を与えたり、ロール（２
）の摩耗により直径りが変化して長さ計測の誤差となる
等問題を有していた。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、非接触で移動物体（１１の長さを測定する測長計
を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係わる測長針は、移動物体（１，１の長さを
測定するトランスジューサとして、レーサドップラ効果
を利用した非接触光学式測長センサを設けたものである
。

〔作　用〕

この発明においては、従来の移動物体（１）に接触して
移動物体（１）の移ｓｉを非接触光学式測長センサによ
り検出することで、従来問題であった移動物体（１）と
ロール（２）とのスリップ、ロール（２）の摩耗による
直径りの変化による長さ計測誤差をなくすことができる
。

〔実施例〕

第１図は、この発明による一実施例を示す非接触測長計
の構成図であり、以下図面に従い説明する。

図中、　＋１）、　（４１，（５ｍ）、　（５ｂ）、　
（６１は上記従来と同じものである。（７）はレーザ装
置、（８）はレーザ装置（７）からのレーザ光を２分割
するビームスプリッタ。

（９ａ）　、　（９ｂ）はビームスプリッタ（８）で２
分割されたレーザ光を送信光学系（ｌｏａ）　、　（１
０ｂ）に導くための光ファイバケーブルｐ　（”）は後
述する受信光学系の受信光を伝送する光ファイバケーブ
ル、　　（１１）は移動物体（１）から散乱された光を
受信するための受イ８光学系、　（１２１は受子ε光を
電気信号に変換する光検出器、　（＋３１は増幅器、（
＋４）は周波数追跡器、（＋５）は周波数追跡器（１４
）の出力パル１４８号を分周する分局ＩＬ　（１６）は
分周器（１５）の分周比を設定する設定スイッチである
。

以上の構成の非接触測長計において、レーザ装置（７）
から発信したレーザ光はビームスプリッタ（８）で２分
割され、各々のレーザ光を光ファイバケーブル（９ａｌ
、　（ｎｈ）と送信光学系（１０ａ）　、　（ＩＯｂ）
で、移動物体（１）上に交差させて照射すると、各々の
照射ビー１、に対応した移動物体（１）の散乱光の波長
は移動物体（１）の速度Ｖに応じて、いわゆる正負のド
ツプラシフトを起こす。この二つの正負のドツプラシフ
トを受けた散乱光を受信光学系（１１）で受信し。

光ファイバケーブル（９Ｃ）で光検出器（１２）に導き
電気信号に変換すると、この電気信号の中には、受信光
の強さに比例する直流信号と第（４）式に示すドツプラ
周波数ｆｄの交流信号（以下ドツプラ信号という）が存
在する。

とこに、　Ｖ：移動物体の速度 λ：　レーザ光の波長 ψ：　２つの照射ビームの交差角光検出器（１２）で電気信号に変換されたドツプラ信号
は、微弱でかつＳ／Ｎが低いため増幅器（１３）で増幅
され２周波数追跡器（１４）でＳ／Ｎ改善すると第（４
）式に示す移動物体（１）の移動速度Ｖに比例したドツ
プラ周波数ｆｄがパルス（８号として検出できる。

周波数追跡器（１４）の出力パルス信号であるドツプラ
周波数［ｄは上記従来例のロータリエンコーダ（２）の
出力するパルス信号と同等に扱うことができ、従来例と
同様、移動物体（１）の先端が物体検出器（５ａ）を通
過し、移動物体（１）の後端が物体検出器（５ｂ）を通
過するまでの時間Ｔにおける移動距離ｌ及び周波数追跡
器（１４）の出力パルスの総パルス数Ｎはそれぞれ次式
で与えられる。

Ｎ　　＝　　ｆｆｄ−ｄｔ必第（５）式と第（６）式から移動距離ｅと総パルス数Ｎ
は次の関係となる。

乙したがって、移動物体（１１の全長ｅｒ　は１−ｒ　＝
　　１　＋１１゜＝　□・Ｎ　＋　ｌ　ｏ・・・　（８）ψ ２Ｓｉｎ（）として求めることができる。

分周器（１５）は１周波数追跡器（１４）の出力パルス
信号であるドツプラ周波数ｆｄを分周比Ｍで分周するも
ので２分周語（１５）の分周比Ｍは、設定スイッチ（１
６）の設定により任意の整数値にセットできる。

いま２分周比Ｍを第（９）式のように設定すれば。

ψ ２・５ｉｎ（）Ｍ＝　□　　・・・・　　（９） λ 分周器（１５）の出力するパルスは、１パルス当たり単
位長さを出力する測長パルスとなる。通常、上記測長パ
ルスが０．１　ｍｍ／パルス、ＩＩｎＩＩＩ／パルス。

１０ｍｍ／パルス等区切りの良い信号となるよう第（９
）式の分周比Ｍが設定されており、パルスカウンタ（４
）のカウント値が長さ単位となる非接触測長計となる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、移動物体（１）の長
さを検出するトランジスタジューサとして。

レーザドツプラ効果を利用した非接触光学式測長センサ
を使用することにより、従来接触式で問題となっていた
移動物体（１）とロール（２）とのスリップ。

ロール（２）の摩耗による直径りの変化による長さ計測
誤差を低減した測長針が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す測長針の構成図、第
２図は従来の測長針の構成図である。図中、（７）はレーザ装置、（８）はビームスプリッタ
。（９ａ）　、　　（９ｈ）　、　（９ｃ）は光７フイバ
ケープル、　（ＩＯａ）。（ｊｏｂ）は送信光学系、　（１１）は受イ３光学系、
　（＋２）は光検出器、　（＋３）は増幅器、　（１４
）は周波数追跡器。（１５）は分周１．　（１８）は設定スイッチである。なお２図中同一行号は、同−又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

特定の波長を出力するレーザ装置と、上記レーザ装置の
出力ビームを２分割するビームスプリッタと、上記２分
割したレーザビームを伝送する光ファイバケーブルと、
上記伝送されたレーザビームを受けて移動物体上互いに
反対方向から交差させて照射する二つの送信光学系と、
上記二つの照射ビームの各々について移動物体の速度に
応じてドップラシフトをおこした散乱光を一緒に受信す
る受信光学系と、上記受信光学系で受信したドップラ信
号を含む散乱光を伝送する光ファイバケーブルと、式伝
送された散乱光を電気変換する光検出器と、上記光検出
器の出力するを増幅する増幅器と、上記増幅された信号
からドップラ周波数を検出する周波数追跡器と、上記周
波数追跡器の出力する信号であるドップラ周波数を所定
の分周比で分周し、移動体の移動量を単位長／パルス信
号として出力するする分周器と、上記分周器の分周比を
設定する設定スイッチと、上記分周器の出力パルス数を
カウントするパルスカウンタと、上記移動物体の先端と
後端を検出する二つの物体検出器と、上記二つの物体検
出器の出力から上記パルスカウンタのカウントゲートを
設定するゲート回路とを備えたことを特徴とする測長計
。