DE3143270C2

DE3143270C2 - Device for contactless measurement of the length of moving objects

Info

Publication number: DE3143270C2
Application number: DE19813143270
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Dipl.-Ing. 5030 Hürth Nakata; Reinhard Ing.(grad.) 5205 St Augustin Prause
Original assignee: Krautkraemer GmbH and Co
Current assignee: Krautkraemer GmbH
Priority date: 1981-10-31
Filing date: 1981-10-31
Publication date: 1985-12-05
Also published as: JPS5885107A; DE3143270A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zum kontaktlosen Messen der Länge (L) von sich bewegenden Gegenständen mit Hilfe von opto-elektrischen Sensoren, die voneinander im Abstand einer bestimmten Längeneinheit angeordnet sind, beschrieben. Dazu wird zunächst in an sich bekannter Weise ein Näherungswert (LO) der Länge des Gegenstandes ermittelt, indem beim Erreichen des Anfanges (11) des Gegenstandes (1) an einem Startsensor (2) die Anzahl der vom Gegenstand (1) überdeckten Sensoren (2 bis 6) bestimmt wird. Die Restlänge (L1 = L-LO) wird dann mit Hilfe von Zeitmessungen (T1, T2) aus der Beziehung (Formel) ermittelt, wobei T1 die Zeit zwischen dem Erreichen des Anfanges (11) des Gegenstandes (1) beim Startsensor (2) und dem Erreichen des Endes (12) des Gegenstandes (1) bei dem in Bewegungsrichtung letzten noch vom Gegenstand (1) überdeckten Sensor (4), T2 die Zeit zwischen dem Erreichen des Endes (12) des Gegenstandes (1) an diesem Sensor (4) und dem Erreichen des Anfanges (11) des Gegenstandes (1) an einem Bezugssensor (7), und L2 der Abstand zwischen dem Startsensor (2) und dem Bezugsensor (7) bedeuten. nnen. Mit Hilfe einer Datenprüfeinrichtung (6) wird am Ende eines jeden DatenwoA method is described for the contactless measurement of the length (L) of moving objects with the aid of opto-electrical sensors which are arranged at a distance of a certain length unit from one another. To this end, an approximate value (LO) of the length of the object is first determined in a manner known per se by determining the number of sensors (2) covered by the object (1) at a start sensor (2) when the beginning (11) of the object (1) is reached to 6) is determined. The remaining length (L1 = L-LO) is then determined with the help of time measurements (T1, T2) from the relationship (formula), where T1 is the time between reaching the beginning (11) of the object (1) at the start sensor (2) and when the end (12) of the object (1) is reached at the last sensor (4) still covered by the object (1) in the direction of movement, T2 is the time between reaching the end (12) of the object (1) at this sensor ( 4) and when the beginning (11) of the object (1) is reached at a reference sensor (7), and L2 is the distance between the start sensor (2) and the reference sensor (7). can. With the help of a data checking device (6), at the end of each data where

Description

- daß die zweite Sensoranordnung nur aus ainem einzigen Sensor (7) besteht, der von dem Startsensor (2) einen konstanten Abstand (LT) aufweist; und- That the second sensor arrangement consists only of a single sensor (7) which is at a constant distance (LT) from the start sensor (2); and

- daß eine Steuer- und Empfangseinheit (14) vorgesehen ist, mit der zunächst die Zeit Π gemessen wird, die zwischen dem Erreichen des Anfanges (11) des Gegenstandes (1) beim Startsensor (2) und dem Erreichen des Endes (12) des Gegenstandes (1), bei dem in Bewegungsrichtung letzten noch vom Gegenstand (1) überdeckten Sensor (4) vergeht, mit der anschließend dann die Zelt Ti. gemessen wird, die zwischen dem Erreichen des Endes (12) des Gegenstandes (1) an diesem Sensor (4) und dem Erreichen des Anfanges (11) des Gegenstandes (1) an der zweiten Sensoranordnung (7) vergeht und mit der dann aus den Zeiten 71, Tl und dem konstanten Abstand L2 die Restlänge ermittelt wird.- That a control and receiving unit (14) is provided with which first the time Π is measured, which between reaching the beginning (11) of the object (1) at the start sensor (2) and reaching the end (12) of the Object (1) in which the last sensor (4) still covered by the object (1) passes in the direction of movement, with which the tent Ti. Is then measured, which occurs between the reaching of the end (12) of the object (1) on this Sensor (4) and the reaching of the beginning (11) of the object (1) on the second sensor arrangement (7) passes and with which the remaining length is then determined from the times 71, T1 and the constant distance L2.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Sensoren (2 bis 7) Lichtschranken verwendet werden.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the sensors (2 to 7) are light barriers be used.

4040

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum kontaktlosen Messen der Länge L von bewegten Gegenständen, wie sie Im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher definiert Ist.The invention relates to a device for contactless measurement of the length L of moving objects, as defined in more detail in the preamble of claim 1.

Eine derartige Vorrichtung wird beispielsweise In der GB-PS 15 42 286 beschrieben. In dieser Patentschrift wird vorgeschlagen, daß zur Ermittlung der Restlänge L-LO der Gegenstand an einer zweiten Gruppe von Sensoren vorbei geführt wird, deren Abstand einen Bruchteil der obenerwähnten Längeneinheit beträgt. Eine derartige bekannte Anordnung ist relativ aufwendig, da eine große Anzahl von Sensoren erforderlich Ist, wenn die Längenbestimmung mit einer ausreichenden Genauigkeit erfolgen soll.Such a device is described in GB-PS 15 42 286, for example. In this patent it is proposed that, in order to determine the remaining length L-LO, the object is guided past a second group of sensors, the distance between which is a fraction of the length unit mentioned above. Such a known arrangement is relatively complex since a large number of sensors is required if the length is to be determined with sufficient accuracy.

Gleiches gilt auch für die DE-OS 27 25 353. In dieser Veröffentlichung wird vorgeschlagen, die vorstehend erwähnte zweite Gruppe von Sensoren durch eine Hochgeschwindigkeitskamera zu ersetzen.The same applies to DE-OS 27 25 353. In this publication it is proposed that the above to replace the mentioned second group of sensors with a high-speed camera.

Aus der DE-OS 23 31 545 Ist ferner eine Vorrichtung zur Bestimmung der Länge von Stapelfasern bekannt. Dabei wird eine erste Zeitdauer gemessen, die ein Faserende benötigt, um sich an zwei der in einem bekannten Abstand voneinander angeordneten Detektoren vorbeizubewegen. Aus diesem Zeltwert wird dann die Geschwindigkeit der Faser bestimmt, indem der Abstand durch die erste Zeitdauer dividiert wird. Aus einer zweiten Zeitdauer, die die entgegengesetzten Enden der Faser benötigen, um sich an einem der Detektoren vorbeizubewegen, wird die Länge der Faser bestimmt, indem die Geschwindigkeit mit dieser zweiten Zeltdauer multipliziert wird. Besonders nachteilig ist bei dieser Vorrichtung, daß Geschwindigkeitsänderungen der Faser die Genauigkeit der Messung stark beeinflussen können.From DE-OS 23 31 545 is also a device known for determining the length of staple fibers. A first period of time is measured, the one end of the fiber needed to move past two of the detectors spaced a known distance from each other. The speed of the fiber is then determined from this tentative value by the Distance is divided by the first time period. the end a second amount of time it takes for the opposite ends of the fiber to reach one of the Detectors moving past, the length of the fiber is determined by the speed with this second Tent duration is multiplied. A particular disadvantage of this device is that changes in speed of the fiber can strongly influence the accuracy of the measurement.

Aus der DE-AS 25 14 616 ist eine Vorrichtung zur Messung der Länge bewegter Werkstücke bekannt, bei der nur 3 Sensoren erforderlich sind, mit denen ebenfalls zwei Zeitmessungen vorgenommen werden. Auch bei dieser Vorrichtung wirken sich Geschwindigkeitsanderungen des Werkstückes auf die Meßgenauigkeit der Gesamtlänge des Werkstückes stark aus.From DE-AS 25 14 616 a device for measuring the length of moving workpieces is known in of which only 3 sensors are required, with which also two time measurements are made. Changes in speed also have an effect on this device of the workpiece has a strong impact on the measurement accuracy of the total length of the workpiece.

Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu entwickeln, bei der die Geschwindigkeitsänderungen der Gegenstände, deren Längen ermittelt werden sollen, einen möglichst geringen Einfluß auf die Meßgenaulgkelt besitzen.The present invention was therefore based on the object of providing an inexpensive device of the type mentioned at the beginning to develop the type mentioned, in which the speed changes of the objects, their lengths are determined should have as little influence as possible on the measurement accuracy.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by the characterizing part of claim 1.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand von Ausführungsbeispiclen mit Hilfe von Figuren beschrieben.Further advantages and details of the invention are given below with reference to exemplary embodiments described with the help of figures.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 einen zu messenden Gegenstand in seiner Ausgangsstellung für die Messung;1 shows an object to be measured in its starting position for the measurement;

Fig. 2 die Stellung des Gegenstandes bei der ersten Zeltmessung, undFig. 2 shows the position of the object during the first tent measurement, and

FI g. 3 die Stellung des Gegenstandes bei der zweiten Zeitmessung.FI g. 3 the position of the object in the second Timing.

In Fig. 1 Ist mit I der Gegenstand bezeichnet, dessen Länge L ermittelt werden soll. Beispielsweise kann es sich bei diesem Gegenstand um ein über einen Rollgang bewegtes Rohr handeln (der Rollgang wurde aus Übersichtlichkeitsgründen weggelassen). Der Gegenstand besitzt den Anfang 11 und aas Ende 12 und bewegt sich In der mit 13 bezeichneten Pfeilrichtung an den Sensoren 2 bis 7 vorbei. Bei den Sensoren handeil es sich vorteilhafterweise um an sich bekannte Lichtschranken. Jeder der Sensoren enthält eine Lichtquelle und eine Fotozelle. Der Gegenstand I wirkt als Reflektor, so daß In die Fotozellen Immer dann Licht gelangt, wenn sich der Gegenstand an Ihnen vorbei bewegt.In Fig. 1, I denotes the object whose length L is to be determined. For example, this object can be a pipe moving over a roller table (the roller table has been omitted for reasons of clarity). The object has the beginning 11 and the end 12 and moves in the direction of the arrow marked 13 past the sensors 2 to 7. The sensors are advantageously photoelectric barriers known per se. Each of the sensors contains a light source and a photocell. The object I acts as a reflector, so that light gets into the photocells whenever the object moves past you.

Die Sensoren 2 bis 7 sind über Leitungen 21 bis 26 mit einer elektronischen Steuer- und Empfangseinheil 14, die einen Rechner 141 enthält, verbunden. Die in dieser Einheit ermittelte Länge des Gegenstandes wird In einer Anzeigeeinheit 15 dargestellt.The sensors 2 to 7 are connected to an electronic control and receiving unit via lines 21 to 26 14, which includes a computer 141, connected. In the The length of the object determined by this unit is shown in a display unit 15.

Wie aus Fig. 1 zu entnehmen ist, hat der Anfang 11 des Gegenstandes 1 gerade den als Startsensor verwendeten Sensor 2 erreicht. Die Sensoren 3 und 4 geben über die Leitungen 22 und 23 entsprechende Signale an die Einheit 14 ab und zeigen damit an, daß sich über ihnen der Gegenstand 1 befindet. Die Einheit 14 kann damit die Näherungslänge LO bestimmen.As can be seen from FIG. 1, the beginning has 11 of the object 1 has just reached the sensor 2 used as a start sensor. The sensors 3 and 4 give Via the lines 22 and 23 from corresponding signals to the unit 14 and thus indicate that there is over them the item 1 is located. The unit 14 can thus determine the approximate length LO.

Zur Ermittlung der Restlänge Ll = L-LO wird die Zelt Tl gemessen, die zwischen dem Erreichen des Anfanges 11 des Gegenstandes 1 beim Startsensor 2 und dem Erreichen des Endes 12 des Gegenstandes I bei dem Sensor 4 vergeht (Fig. 2). Diese Messung kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß ein in der Einheit 14 enthaltener Zähler (nicht dargestellt) gestariet wird, wenn der Startsensor 2 das Eintreffen des Gegenstandes 1 festgestellt hat. Der Zähler wird dann wieder gestopptTo determine the remaining length Ll = L-LO, the tent Tl is measured, which elapses between reaching the beginning 11 of the object 1 at the start sensor 2 and reaching the end 12 of the object I at the sensor 4 (Fig. 2). This measurement can take place, for example, in that a counter (not shown) contained in the unit 14 is started when the start sensor 2 has detected the arrival of the object 1. The counter is then stopped again

in dem Augenblick, in dem der Sensor 4 das Ende des Gegenstandes feststellt (die entsprechende Fotozelle empfangt kein Licht mehr). Mitat the moment when the sensor 4 reaches the end of the Detects the object (the corresponding photocell no longer receives light). With

wobei ν die Geschwindigkeit des Gegenstandes bedeutet, ergibt sichwhere ν means the speed of the object, results

Ll=vxT\Ll = vxT \ (1)(1)

Mißt man nun beispielsweise mit einem zweiten Zähler (ebenfalls nicht dargestellt) die Zeit Γ2, die zwischen dem Erreichen des Endes 12 des Gegenstandes I bei dem Sensor 4 (Start des 2. Zählers) und dem Erreichen des Anfanges 11 des Gegenstandes 1 ein Bezugsensor 7 (Stopp des zweiten Zählers) vergeht (Fig. 3), so kann aus der BeziehungIf one measures now, for example with a second counter (also not shown), the time Γ2 that elapses between the reaching of the end 12 of the object I at the sensor 4 (start of the 2nd counter) and the reaching of the beginning 11 of the object 1, a reference sensor 7 (Stop of the second counter) passes (Fig. 3), so the relationship

2(J2 (J

_T2_(L2-Ll) _T2 _ (L 2-Ll)

die Geschwindigkeitthe speed

q2-z.i) (2) q2-zi) (2)

ermittelt werden, wobei mit Ll der Abstand zwischen dem Start- und dem Bezugsensor bezeichnet wurde.can be determined, with Ll the distance between the start and the reference sensor was designated.

Setzt man Gleichung 2 in Gleichung 1 ein und löst diese Gleichung nach Ll auf, so ergibt sich für die Restlange:If you insert equation 2 into equation 1 and solve this equation for Ll , the remaining length is:

UIc Lösung dieser Gleichung erfolgt beispielsweise mit Hlire des In Flg. 1 mit 141 bezeichneten Rechners.UIc solving this equation is done for example with Hlire des In Flg. 1 with 141 designated computer.

Die vorstehend beschriebene Erfindung hat sich zwar besonders bei der Längenmessung von Rohren bewährt, sie kann aber auch in Verbindung mit anderen Gegenstanden wie Blechen oder Stangen verwendet werden.The invention described above has Tried and tested especially for measuring the length of pipes, but it can also be used in conjunction with other objects such as sheet metal or rods.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

5555

6060

6565

Claims

Patent claims:

1. Device for contactless measurement of the length L of moving objects with the aid of two sensor arrangements, the first sensor arrangement having sensors which are arranged at a distance of a certain length unit from one another and in which an approximate value LO of the length L of the object is determined in that on reaching the beginning of the object - at the last sensor in the direction of movement of the object (start sensor), the number of sensors covered by the object is determined,
characterized,