NO771288L

NO771288L - PROCEDURE FOR TOUCH LENGTH AND SPEED MEASUREMENT OF A MOVING BAND.

Info

Publication number: NO771288L
Application number: NO771288A
Authority: NO
Inventors: Heinz Josef Reinmold
Original assignee: Saint Gobain
Priority date: 1976-04-14
Filing date: 1977-04-13
Publication date: 1977-10-17
Also published as: NL7704009A; DE2616443B2; DE2616443A1; SE7704082L; GB1532126A; FI771168A; JPS52127258A; BE853554A; FR2348469A1; CH614043A5; DK164777A; ES457797A1; IT1113554B; LU77113A1

Description

Fremgangsmåte for berøringsløs lengde- ogProcedure for non-contact length and

hastighetsmåling av et bånd i bevegelse.speed measurement of a moving belt.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for berøringsløs måling av lengden hhv. hastigheten for et bånd eller lignende som beveger seg, hvorved det på båndet anbringes markeringer som referansepunkter, hvilke registreres av i fast avstand (målestrekning) anordnede mottagere med hvilke man måler den for gjennomløp av målestrekningen nødvendige tid, og ut fra dette bestemmer hastigheten hhv. lengden. The present invention relates to a method for non-contact measurement of the length or the speed of a belt or the like that is moving, whereby markings are placed on the belt as reference points, which are recorded by receivers arranged at a fixed distance (measurement distance) with which the time required for the passage of the measurement distance is measured, and based on this the speed or the length.

Det er kjent å påføre blivende markeringer ved en slik måiefremgangsmåte, f.eks. markeringer i form av fargémerker, It is known to apply permanent markings by such a method, e.g. markings in the form of color marks,

som deretter fastlegges ved 'hjelp av mottagere som reagerer på lysstråler. Når imidlertid, ved disse kjente fremgangsmåter, markeringene forblir på båndmaterialet, kan de eventuelt være ugunstige for båndmaterialets senere anvendelse. Hvis man ikke vil ha denne mangel med på kjøpet, må markeringene igjen fjernes. Dette er imidlertid forbundet med ytterligere arbeid og medfører which is then determined with the help of receivers that react to light rays. When, however, with these known methods, the markings remain on the tape material, they may possibly be unfavorable for the tape material's later use. If you do not want this defect included in the purchase, the markings must again be removed. However, this is associated with additional work and entails

den fare at båndmaterialet blir påvirket eller sogar beskadigetthe risk that the tape material is affected or even damaged

ved fjerning av markeringene.by removing the markings.

Foreliggende oppfinnelse har den oppgave å frembringeThe present invention has the task of producing

en fremgangsmåte for berøringsløs hastighetsmåling hvorved markeringene på båndmaterialet forsvinner av seg selv etter den for måling nødvendige tid. a method for non-contact speed measurement whereby the markings on the band material disappear by themselves after the time required for measurement.

Denne oppgave løses ifølge oppfinnelsen ved at markeringene består av lokale oppvarminger og at det anvendes en varmestrålemottager for fastleggelse av markeringene. According to the invention, this task is solved in that the markings consist of local heating and that a heat beam receiver is used to determine the markings.

Disse "varmemerker" kan f.eks. påføres på båndmateri-These "heat marks" can e.g. applied to tape material

alet ved berøring med en varmebærer. I en spesielt gunstig ut-førelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, blir "varmemerkene" imidlertid påført ved strålingsimpulser. Derved har det vist seg gunstig at varmemerkene påføres med minst en, på alet by contact with a heat carrier. In a particularly favorable embodiment of the method according to the invention, however, the "heat marks" are applied by radiation pulses. Thereby, it has proven beneficial that the heat marks are applied with at least one, on

tvers av båndets bevegelsesretning forløpende kant, som i tempera- across the band's direction of movement running edge, as in tempera-

turprofil i båndets bevegelsesretning sett, oppviser en mest mulig sterk stigning. travel profile in the belt's direction of movement, shows the strongest possible rise.

Alt etter hvilken nøyaktighet det er ønsket i det enkelte tilfelle, kan betingelsene for fremgangsmåten velges forskjellig hhv. kan det anvendes forskjellige varianter av fremgangsmåten. Prins.ippielt blir fremgangsmåtens nøyaktighet forhøyet ved at det velges en lang målestrekning og at varmemerkene registreres så Depending on what accuracy is desired in the individual case, the conditions for the procedure can be chosen differently, respectively. different variants of the method can be used. In principle, the accuracy of the method is increased by choosing a long measuring distance and recording the heat marks so

lenge temperaturprofilen ikke er blitt for flat. Det har i praksis vist seg, ved forskjellige materialer, at fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen godt kan la seg gjennomføre når varmemerkene, ved passering av mottageren ved slutten av målestrekningen, oppviser en minst ca. 10°C høyere temperatur enn båndmaterialet rundt varmemerkene, og når varmemerkene passerer varmestrålemottageren ved slutten av målestrekningen innen et tidsrom på størrelses-orden 10 sek. Under disse betingelser er de, for målingen avgjør-ende flanker av temperaturprofilen til varmemerkene, tilstrekke- as long as the temperature profile has not become too flat. It has been shown in practice, with different materials, that the method according to the invention can be carried out well when the heat marks, when passing the receiver at the end of the measuring distance, show at least approx. 10°C higher temperature than the tape material around the heat marks, and when the heat marks pass the heat ray receiver at the end of the measuring section within a time period of the order of 10 sec. Under these conditions, the flanks of the temperature profile of the heat marks that are decisive for the measurement are sufficiently

lig utpreget til at de kan registreres med vanlige mottagere med tilstrekkelig nøyaktighet. distinctly similar to the fact that they can be registered with ordinary receivers with sufficient accuracy.

Ifølge en første utførelsesform av fremgangsmåten erAccording to a first embodiment of the method is

det mulig at begynnelsen av tidsmålingen, for gjennomløp av målestrekningen, utløses ved hjelp av den ved begynnelsen av målestrekningen anordnede og varmemerkerpåførende innretning. Fortrinnsvis blir imidlertid begynnelsen av tidsmålingen, for gjen-nomløp av målestrekningen, utløst ved hjelp av en første og ved begynnelsen av målestrekningen anordnet mottager. Dette har den fordel at ved like mottagere, kan nøyaktig det samme punkt av temperaturprofilen fastlegges som referansepunkt. it is possible that the beginning of the time measurement, for the passage of the measuring section, is triggered by means of the device arranged at the beginning of the measuring section and applying heat markers. Preferably, however, the beginning of the time measurement, for the completion of the measuring section, is triggered by means of a first receiver arranged at the beginning of the measuring section. This has the advantage that with identical receivers, exactly the same point of the temperature profile can be determined as the reference point.

Fortrinnsvis blir varmemerkene påført i en fastlagtPreferably, the heat marks are applied in a determined

sekvens som, i avhengighet av lengden av målestrekningen og båndets hastighet, velges slik at avstanden mellom varmemerk- sequence which, depending on the length of the measuring section and the speed of the belt, is chosen so that the distance between the heat marks

ene på båndet er større enn målestrekningens lengde.one on the tape is greater than the length of the measuring line.

Hvis det synes ønskelig at den gjensidige avstandIf it seems desirable that the mutual distance

mellom varmemerkene er mindre enn lengden av målestrekningen, blir de, på grunn av varmemerkene utløste impulser ved begynnelsen hhv. slutten av målestrekningene, lagret på en slik måte at de til ett og det samme merke tilhørende impulser bedømmes for en måling. between the heat marks is less than the length of the measuring distance, they become, due to the heat marks triggered impulses at the beginning or the end of the measuring lines, stored in such a way that the impulses belonging to one and the same brand are judged for a measurement.

Ytterligere karakteristiske trekk og fordeler ved oppfinnelsen fremgår av kravene og av den følgende beskrivelse av forskjellige utførelseseksempler av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. På tegningene viser Further characteristic features and advantages of the invention appear from the claims and from the following description of various examples of the method according to the invention. The drawings show

fig. 1 en første utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ved hjelp av en skjematisk tegning av den til dette nødvendige innretning; fig. 1 a first embodiment of the method according to the invention by means of a schematic drawing of the device necessary for this;

f,ig. 2 en andre utf ørelsesf orm av fremgangsmåten medf.ig. 2 a second embodiment of the method with

tett rekkefølge av varmemerkene; close sequence of the heat marks;

fig. 3 viser skjematisk en innretning til gjennomføringfig. 3 schematically shows a device for implementation

av den, på basis av fig. 1 og 2, beskrevne fremgangsmåte, hvor lengden av målestrekningene kan forandres og of it, on the basis of fig. 1 and 2, described method, where the length of the measuring lines can be changed and

fig. 4 viser en skjematisk illustrasjon av en innret-fig. 4 shows a schematic illustration of a device

ning med flere parallelt med hverandre løpende målestrekninger.ning with several measuring lines running parallel to each other.

Den i fig. 1 viste fremgangsmåte kan gjennomføres på en spesielt enkel måte. Den egner seg spesielt for slike tilfeller der bevegelseshastigheten for båndmaterialet 1.ikke underligger alt for store svingninger. Måleinnretningen består av varmestrålesenderen 10 samt en første varmestrålemottager 20 og en andre og i en avstand M til den første anordnede varmestrålemottager 30. The one in fig. The method shown in 1 can be carried out in a particularly simple way. It is particularly suitable for such cases where the speed of movement of the strip material 1.is not subject to too large fluctuations. The measuring device consists of the heat beam transmitter 10 and a first heat beam receiver 20 and a second and at a distance M from the first arranged heat beam receiver 30.

Senderen 10 er en blitzlampe som tennes i på forhåndThe transmitter 10 is a flash lamp which is lit in advance

valgte tidsavsnitt ved hjelp av styringsenheten 2. Derved er tidsavstandene i hvilke det avgis varmestråleimpulser valgt i forhold til hastigheten for båndet 1 på en slik måte at avstanden mellom to varmemerker 11 er større enn målestrekningen M. Varmemerkene 11 har form av smale bånd slik at disse registreres av mottagerne også ved en drift av båndet på tvers av transportret-ningen. selected time period with the help of the control unit 2. Thereby, the time intervals in which heat beam impulses are emitted are selected in relation to the speed of the band 1 in such a way that the distance between two heat marks 11 is greater than the measuring distance M. The heat marks 11 have the form of narrow bands so that these are registered by the receivers also when the tape is operated across the direction of transport.

Når varmemerket 11 beveger seg forbi varmestrålemottag-When the heat mark 11 moves past the heat beam receiving

eren 20, registrerer denne temperaturforhøyelsen og starter den i styringsenheten 3 anordnende tidsmåler. Når varmemerket 11 eren 20, registers this temperature increase and starts it in the control unit 3, which arranges a timer. When the heat mark 11

etter å tilbakelagt målestrekningen M når den andre varmestrålemottager 30, blir, på grunn av dette, tidsmåleren i styringsen- after covering the measuring distance M when the second heat beam receiver 30, because of this, the timer in the control unit

heten 3 stoppet. Det så målte tidsintervall mates inn i regneenheten 4 som omregner dette under hensyntagen til den innmat- the heat 3 stopped. The time interval then measured is fed into the calculation unit 4, which recalculates this taking into account the input

ede målestrekningslengde M i hastighetsenheter, hhv. regner ut lengden av. strekningen mellom de to varmemerker 11, eller be- ede measuring distance M in speed units, resp. calculate the length of the stretch between the two heat marks 11, or be-

nytter disse oppnådde data på en annen måte.uses this obtained data in another way.

Fig. 2 viser en måleanordning som er gunstig når båndmaterialet løper ganske langsomt og/eller måleverdiene skal regi streres i hurtig rekkefølge. Målekretsen her er bygget opp på følgende måte. En varmestrålekiide 10 og to varmestrålemottag- Fig. 2 shows a measuring device which is advantageous when the tape material runs rather slowly and/or the measurement values are to be recorded in rapid succession. The measurement circuit here is built up in the following way. One heat beam kiide 10 and two heat beam receivers

ere 20 og 30 er videre anordnet i fast avstand i forhold til hverandre. Fra styringsenheten 2 blir varmestrålesenderen 10 ere 20 and 30 are further arranged at a fixed distance in relation to each other. From the control unit 2, the heat beam transmitter 10 becomes

tent i på forhånd valgte tidsintervaller. Når de således på båndmaterialet anbragte varmemerker 12 når varmestrålemottageren lit in preselected time intervals. When the heat marks 12 thus placed on the strip material reach the heat beam receiver

20, starter denne for hvert varmemerke en egen tidsmåler. Disse tidsmålere er alle anordnet i enheten 5. I det elektroniske skyveregister 6 blir de enkelte varmemerker forfulgt slik at de signaler, som hvert varmemerke 12 avgir ved passering av varmestrålemottageren 3 0 sammen med signalet fra varmestrålemottag- 20, this starts a separate timer for each heat mark. These timers are all arranged in the unit 5. In the electronic sliding register 6, the individual heat marks are tracked so that the signals that each heat mark 12 emits when passing the heat beam receiver 30 together with the signal from the heat beam receiver

eren 20 og målestrekningen fy omregnes til hastighetsenheter i régneenheten 7. er 20 and the measuring distance fy are converted to speed units in the calculation unit 7.

Fig. 3 viser en utførelsesform som er spesielt egnetFig. 3 shows an embodiment which is particularly suitable

for tilfeller der båndhastigheten kan forandre seg innen vide grenser og hvor det i tillegg kreves en høy målenøyaktighet. Måleenheten er bygget opp som følger. for cases where the belt speed can change within wide limits and where a high measurement accuracy is also required. The measuring unit is constructed as follows.

Varmestrålesenderen .10 og varmestrålemottageren 20 erThe heat beam transmitter .10 and the heat beam receiver 20 are

igjen anordnet i en bestemt avstand fra hverandre nær båndmaterialet 1. Stillingen for varmestrålemottageren 30, som sammen med mottageren 20 begrenser målestrekningen M, blir alt etter bevegelseshastigheten for båndmaterialet forandret slik at målestrekningen M ved alle båndhastigheter alltid tilbakelegges på nøyaktigst mulig samme tid. Derved oppnår man, idet varmemerkene 11 alltid avføles etter det samme tidsintervall, den spesielle fordel at uavhengig av den aktuelle båndhastighet ved slutten av målestrekningen, oppviser varmemerkene alltid den samme temperaturprofil, en profil som jo, som kjent, med tiltagende tid blir•flatere. Innflytelsen av denne avflatning på mottager- again arranged at a certain distance from each other close to the belt material 1. The position of the heat ray receiver 30, which together with the receiver 20 limits the measuring distance M, is changed depending on the speed of movement of the belt material so that the measuring distance M is always covered at all belt speeds in exactly the same time as possible. Thereby, as the heat marks 11 are always sensed after the same time interval, the special advantage is achieved that regardless of the belt speed in question at the end of the measuring section, the heat marks always show the same temperature profile, a profile which, as is well known, becomes flatter with increasing time. The influence of this flattening on receiver-

en 30 lar seg på denne måte unngå.a 30 can be avoided in this way.

Forskyvningen av mottageren 30 skjer ved hjelp avThe displacement of the receiver 30 takes place by means of

spindelen 15, som drives av motoren 16. Fra styringsenheten hhv. taktgiveren 2 blir varmestrålesenderen 10 aktivert i konstante tidsintervaller. De således oppnådde varmemarkeringer utløser igjen, ved passering av mottagerne 20 og 30, signaler som styrer tidsmåleren 8. Den over tidsmåleren 8 fastslåtte nøyaktige løpetid blir ført til styrings- og regneenheten 9, the spindle 15, which is driven by the motor 16. From the control unit or the timer 2, the heat beam transmitter 10 is activated in constant time intervals. The thus obtained heat markings again trigger, upon passing the receivers 20 and 30, signals that control the time meter 8. The exact running time determined by the time meter 8 is fed to the control and calculation unit 9,

som fra denne tidsangivelse, samt fra målestrekningslengden M, fastslår båndmaterialets hastighet. Verdien av den nøyaktige målestrekningslengde M føres til styrings- og regneenheten 9 which from this time indication, as well as from the measurement length M, determines the speed of the tape material. The value of the exact measuring distance M is fed to the control and calculation unit 9

fra giverenheten 17 over regneenheten 18. Tilpasningen av målestrekningslengden M til matehastigheten for båndet skjer over regneenheten 18 som mates med den av tidsmåleren 8 fastslåtte nøyaktige løpetid, og via en motorstyring og -kontroll 19 betjener motoren 16.:Tilbakesending av den innstilte nøyaktige målestrekningslengde skjer over giverenheten 17 til regneenheten 18. from the encoder unit 17 via the calculation unit 18. The adaptation of the measuring distance M to the feeding speed of the belt takes place via the calculating unit 18 which is fed with the exact running time determined by the timer 8, and via a motor control and control 19 operates the motor 16.: Returning of the set precise measuring distance takes place over the encoder unit 17 to the calculation unit 18.

Fig. 4 viser til slutt en koblingskrets som viser en mulig variant for den anvendelsesmulighet at båndhastigheten skal fastslås for et forholdsmessig hurtigløpende bånd. Prin-sippet for målingen er det samme som i fig. 1. For å forhøye informasjonstettheten ble det imidlertid over båndmaterialets 1 bredde, installert et antall nøyaktig like målekretser (LO, 20, 30, 10a, 20a, 30a) parallelt med hverandre. Den nedre målekrets består så igjen av to varmestrålemottagere 20 og 30 som igjen er anordnet i fast avstand mellom hverandre og i forhold til varme-strålingskilden 10. En andre målekrets består av varmestrålings-kilden 10a og mottagerne 20a og 30a, en tredje målekrets av senderen 10b og mottagerne 2|0.b og 30b osv. Varmestrålesenderne 10, 10a, 10b osv. aktiveres av styringsenheten 23 til varme-emissjon, slik at tidsintervallet, mellom 2 på hverandre følgende strålingsimpulser for varmestrålesenderen 10, oppdeles i så mange like intervaller som det er tilstede varmestrålesendere. Da målestrekningen M for hver målekretsenhet er like lang, blir de forskjellige løpetider, for gjennomløpning av målestrekningen M mellom varmestrålemottagerne, fastslått adskilt, og omregnet i hastighetsenheter i regneenheten 25. Fig. 4 finally shows a connection circuit which shows a possible variant for the application possibility that the belt speed is to be determined for a relatively fast running belt. The principle of the measurement is the same as in fig. 1. However, in order to increase the information density, a number of exactly the same measurement circuits (LO, 20, 30, 10a, 20a, 30a) were installed in parallel with each other over the width of the tape material 1. The lower measurement circuit then again consists of two heat radiation receivers 20 and 30 which are again arranged at a fixed distance between each other and in relation to the heat radiation source 10. A second measurement circuit consists of the heat radiation source 10a and the receivers 20a and 30a, a third measurement circuit of the transmitter 10b and the receivers 2|0.b and 30b, etc. The heat ray transmitters 10, 10a, 10b, etc. are activated by the control unit 23 for heat emission, so that the time interval, between 2 successive radiation pulses for the heat ray transmitter 10, is divided into as many equal intervals as heat ray emitters are present. As the measuring distance M for each measuring circuit unit is the same length, the different running times for passing the measuring distance M between the heat beam receivers are determined separately, and converted into speed units in the calculator 25.

Ved hjelp av den beskrevne fremgangsmåte kan man f.eks. måle lengden av en bane av en bakelitbundet basalt- hhv. glass-ull som, alt etter romvekten, kan svinge mellom 30 og 200 kg/m"", og som forlater produksjonsanlegget med en hastighet mellom 2 og 50 m/min., med en mållighet på helt ned til 0,2%. Da også den spesifikke varmeledningsevne for båndmaterialet er av betydning for fremgangsmåtens nøyaktighet, egner fremgangsmåten seg ved lavere båndhastigheter, i første linje, for stoffer med forholdsvis lav varmeledningsverdi. Når båndet beveger seg med høy hastighet, kan fremgangsmåten imidlertid også, med hell, anvendes for stoffer med forholdsvis høy varmeledningsverdi. Using the described method, one can e.g. measure the length of a path of a Bakelite bound basalt - or glass wool which, depending on the bulk weight, can fluctuate between 30 and 200 kg/m"", and which leaves the production facility at a speed of between 2 and 50 m/min., with a dimensionality as low as 0.2%. As the specific thermal conductivity of the belt material is also important for the accuracy of the method, the method is suitable at lower belt speeds, in the first instance, for substances with a relatively low thermal conductivity value. When the belt moves at high speed, however, the method can also be successfully used for substances with a relatively high thermal conductivity value.

Claims

1. Procedure for non-contact measurement of the length or the speed of a belt or the like that moves, at which markings are applied as reference points on the belt, which points are recorded by, at a fixed distance (measurement distance), arranged receivers, with which the time required for the passage of this measurement distance is measured, and from this speed or the length is calculated, characterized by the fact that the markings consist of locally applied heating, and that, for registration of the markings, one or more <y> arm beam receivers are used.

2. Method according to claim 1, characterized in that the local heating is applied by means of radiation pulses. •

3. Method according to claims 1 and 2, characterized in that the heat marks are applied with at least one edge to the band's direction of movement, running across and showing a high temperature gradient.

4. Method according to claims 1-3, characterized in that the beginning of the time measurement for the passage of the measuring section is triggered by the device arranged at the beginning of the measuring section and applying the heat marking.

5. Method according to claims 1-3, characterized in that the beginning of the time measurement for the passage of the measurement section is triggered by a first receiver arranged at the beginning of the measurement section.

6. Method according to claims 1-5, characterized in that the heat markings are applied in a predetermined sequence, which is selected depending on the length of the measuring distance and the speed of the tape, in such a way that the distance between the heat markings on the tape is greater than the length of the measuring distance.

7. Method according to claims 1-5, characterized in that when the mutual distance between two consecutive heat markings is less than the length of the measuring section, then the impulses triggered by the heat markings at the beginning or the end of the measuring sections, stored in such a way that only the impulses belonging to one and the same heat marking are used for the measurement.

8. Method according to claims 1-6, characterized in that several receivers are arranged which form the end of measuring sections of different lengths on the path of movement for the heat markings, and depending on the belt speed and/or impulse sequence, always the receiver is used for the measurement which gives the most favorable ratio between the mutual distance between the markings and the length of the measuring line.

9. Method according to claims 1-6, characterized in that the receivers, which make up the end of the measuring section, are arranged to be movable to change the length of the measuring section, and that the position changes depending on the belt speed.

10. Method according to claim 9, characterized in that the position of the receiver, which forms the end of the measuring section, is changed in such a way, depending on the belt speed, that the measuring section is traversed by the heat marking during a relatively constant time interval.

11. Method according to claims 1-6, characterized in that, in order to increase the information density, one arranges several measuring lines lying parallel to each other with associated transmitters and receivers that work with time-shifted pulses.

12. Method according to claims 1-11, characterized in that the heat marker rings are applied by means of a flash lamp which is periodically discharged.

13. Method according to claims 1-11, characterized in that the heat marker rings are applied by means of an impulse laser.