DE1423565C - Vorrichtung zur berührungslosen Längenmessung an einem selbstleuchtenden Gegenstand - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur be- Aus der deutschen Patentschrift 709 116 ist be-

rührungsloscn Längenmessung an einem sclbstleuch- kannt, mit Hilfe einer Lichtquelle und der zuge-

tenden Gegenstand mit einem nach Art eines hörigen Optik über einen Meßwerkspiegel ein nahezu

endlosen Bandes rotierenden, zumindest eine öff- punktförmiges Bild auf einer Auffangfläche herzu-

niing enthaltenden Schirm und mit einer innerhalb 5 stellen, die auf dem Umfang einer zylindrischen

des Schirms angeordneten fotoelcktrischcn Auf- Trommel angeordnet ist. Diese Auffangfläche ist mit

nahmevorrichtung, deren Ausgangssignal die Meß- schlitzförmigen Durchlaßöffnungen versehen, durch

strecke wiedergibt. Eine solche Vorrichtung findet die das Lichtstrahlenbündel auf einen im Innern der

bei der genauen Längenmessung eines heißen Trommel angeordneten Hohlspiegel fallen kann, der

Gegenstandes, z. B. einer weißglühenden Rohbramme io das Licht auf eine Fotozelle leitet. Die Trommel ist in

aus Stahl an der Abgabeseite eines Walzwerkes An- einem Lager um ihre Achse mit genau gleichblciben-

wendung. der Drehzahl antreibbar. Die schlitzförmigen Durch-

Aus der deutschen Patentschrift 1 016 945 ist be- laßöffnungen sind gegen die Richtung der Bewegung reits ein Verfahren zur berührungsloscn Längen- derart geneigt angeordnet, daß der Abstand der messung ζ. B. des Abstandes paralleler Kanten 15 Schlitze, gemessen in der Bewegungsrichtung, ζ. Β. flächenhafter Werkstücke, wie glühender Platten und an der linken Seite kleiner als an der rechten Seite ist Bleche, bekannt, wenn ein starker Helligkeitsunter- und von links nach rechts stetig zunimmt. Die Freschied zwischen dem Meßobjekt und seiner Unterlage quenz, mit der die Fotozelle periodisch beleuchtet vorhanden ist. Zur Durchführung dieses Verfahrens wird, ändert sich daher stetig mit der Lage des Lichtwird ein Meßgerät in Form einer Kamera benutzt, ao punktes auf der Auffangsfläche, also mit dem Ausderen optische Achse senkrecht auf der Ebene des' schlag des Mcßwerkspiegels. Die Trommel kann auch Meßöbjcktes steht; das Objektiv entwirft ein Bild in aus einem durchsichtigen Werkstoff bcstehen^.und einer Ebene, in der sich ein unendliches, licht- auf der Mantelfläche mit einer lichtundurchlässigen undurchlässiges Band mit konstanter, genau be- Schicht überzogen sein, die an den Durchlaßöffkannter Geschwindigkeit bewegt. In dieses Band ist 15 nungen ausgespart ist. Wenn der zu benutzende ein schmaler Schlitz eingearbeitet, der senkrecht zur Ausschlagwinkel des Meßwerkspiegels und damit der Bewegungsrichtung des Bandes angeordnet ist. Ein Ablenkwinkel des Lichtstrahlenbündels sehr klein ist, lichtclektrisches Element, z. B. eine großflächige Ka- so besteht mit großer Annäherung eine Proportionatode, eine Fotozelle oder ein Sekundärelektronen- lität zwischen dem Ausschlagwinkel und der entsprevcrvielfacher, ist unmittelbar über dem Band oder 30 chenden Bewegung des Lichtpunktes auf der Aufmöglicherweise auch in einiger Entfernung von fangfläche, so daß die Impulsfrequenz linear von dem diesem angebracht. Es kann also jeweils nur der- Ausschlagwinkel abhängig ist.

jenige Teil des Lichtstromes zur Fotokatode gelangen, Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die

der durch die in Bewegung befindliche Schlitzblende erste bekannte Anordnung von Meßfehlern frei zu

hindurchtritt. Der der Schlitzbewegung entspre- 35 machen, die von unkontrollierbaren Geschwindig-

chende, zeitliche Verlauf der Spannung, die der keitsschwankungen des rotierenden Körpers her-

Fotozelle entnommen wird, hat die Form eines Im- rühren.

pulses, dessen Zeitdauer praktisch nur von der Länge Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch geder Meßstrecke und der Geschwindigkeit des um- löst, daß an dem Schirm eine Markierung aus zahllaufenden Bandes abhängt. Wenn also die letztere 40 reichen Strichen angebracht ist, von der in an sich Größe mit ausreichender Genauigkeit bekannt ist und bekannter Weise über eine fotoelektrische Einricheingehalten wird, kann aus der Zeitdauer dieses tung ein Impuls abgebbar ist, und daß ein UND-Impulses auf die Länge der Meßstrecke geschlossen Gatter vorgesehen ist, von dem die Impulse des werden. Zur Messung der Impulsdauer werden die Impulszuges nur während des die Meßstrecke An- und Abstiegsflanken mit Hilfe einer an sich be- 45 wiedergebenden Ausgangssignals zu einem Zähler kannten Widerstands-Kondensator-Schaltung jeweils hindurchleitbar sind.

in zwei kurze Impulse umgewandelt, die praktisch Eine Ausführungsform der Erfindung wird nach-

nur durch den Anstieg bzw. Abstieg des Ursprung- stehend an Hand der Zeichnungen beispielshalber be-

lichen, langen Impulses festgelegt sind. Die Zeit- schrieben. Es zeigt

messung wird in der Weise vorgenommen, daß der 50 Fig. 1 schematisch die Stellung eines zu messenerste kurze Impuls ein elektronisches Zählwerk ein- den Gegenstandes in bezug auf den Abtastkopf einer schaltet, das die Spannungsspitzen eines Wechsel- Meßvorrichtung nach der Erfindung,
Spannungsgenerators mit hoher Frequenzgenauigkeit F i g. 2 eine perspektivische Ansicht einer Abtastzählt, also eine Zeitmessung durchführt. Der zweite kopfeinrichtung mit einem Teil einer Meßvorrichkurze Impuls beendet dann den Zählvorgang. Die 55 tung nach der Erfindung,

Frequenz des Generators und die Bandgeschwindig- F i g. 3 eine Ansicht einer Abtastkopfeinrichtung keit können so gewählt und aufeinander abgestimmt nach F i g. 2 von oben, in der die räumliche Zugewerden, daß als Ergebnis der Zählung unter hörigkeit der verschiedenen fotoelektrischen VorBerücksichtigung der Bandgeschwindigkeit und des richtungen, die einen Teil der Anordnung darstellen, Abbildungsmaßstabes der Optik unmittelbar die 60 gezeigt ist,

Meßgröße angezeigt wird. Der Nachteil dieser be- F i g. 4 eine Seitenansicht einer Abtastkopfeinrich-

kannten Anordnung liegt darin, daß Geschwindig- tung nach den F i g. 2 und 3, die die konstruktive

keitsschwankungen des endlosen Bandes, die aus Ausbildung der verschiedenen fotoelektrischen Vor-

irgendwelcheu nicht übersehbaren Gründen auf- richtungen und die Stellung dieser Vorrichtungen in

treten, als Fehler in das Meßergebnis eingehen, weil 65 bezug auf die öffnungen im Abtastkopf darstellen,

die Spannungsspitzcu des Wechsclspannungsgencra- Fig. 5 eine Teilansicht eines Abtastkopfes nach

tors völlig unabhängig von dem Antrieb des endlosen den F i g. 2, 3 und 4, der zu entnehmen ist, wie die

Bandes erzeugt werden. Steuerstreifen auf dem Abtastkopf befestigt sind,

F i g. 6 eine Ansicht eines Stcuerstrcifens und eine Reihe von Kurven, denen zu entnehmen ist, wie die Steuerstreifen hergestellt werden,

F i g. 7 ein Blockschaltbild der elektronischen Anordnung der Meßvorrichtung und

F i g. 8 eine Reihe von Zeit-Spannungs-Kurven, die die Art der elektrischen Signale anzeigen, die durch die Abtastkopfeinrichtung erzeugt werden und die der elektronischen Einrichtung zugeführt werden.

Die wesentlichen Teile der Meßvorrichtung nach der Erfindung sind in Fig. 1 gezeigt. Die Vorrichtung weist einen mechanischen Abtastkopf 11 auf, der im Gegenuhrzeigersinn um eine Achse rotieren kann, wie es in F i g. 2 durch einen Pfeil angezeigt ist. Der Abtastkopf 11 enthält mehrere Fototransistoren. Einer der Fototransistoren tastet den zu messenden Gegenstand 12 durch Durchlaßöffnungcn 13 in der Umfangswand des sich drehenden Abtastkopfes 11 aufeinanderfolgend ab. Beim Drehen des Abtastkopfes 11 in Richtung des Pfeils tastet der Fototransistor jeweils aufeinanderfolgend die durch drei Punkte d, ß und C in Fig. 1 gekennzeichnete Fläche des Gegenstandes 12 ab. Der innerhalb des Abtastkopfes angebrachte Fototransistor ist über einen Leiter, beispielsweise ein Koaxialkabel, mit einer elektronischen Einrichtung 14 verbunden, in der die Längenmeßsignale verstärkt, ausgewertet und in einer noch zu beschreibenden Weise sichtbar gemacht werden.

Mechanische Einzelheiten der konstruktiven Ausbildung des Abtastkopfes 11 sind in den Fig. 2, 3, 4 und 5 dargestellt. Der Abtastkopf Il weist eine Trommel mit mehreren Durchlaßöffnungen 13 längs des Trommelumfangs auf. Jede Durchlaßöffnung 13 ist durch eine Linsenanordnung 16 abgeschlossen, die das Licht des Gegenstandes 12 bündelt, das vom Fototransistor 17 aufgenommen wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind acht Durchlaßöffnungen 13 in .einer Reihe längs des Umfangs des Abtastkopfes 11 angeordnet, so daß beim Rotieren das Licht vom Gegenstand 12 nacheinander von jeder Durchlaßöffnung 13 gebündelt wird, wenn sie am Gegenstand 12 vorbeiläuft. Die Fokussierlinsen 16 werden in der Durchlaßöffnung 13 durch einen Flansch 18 mit einer vorstehenden Nase fest eingespannt gehalten. Der Fototransistor 17 ist an einem Tragarm 19 befestigt, der sich in das Innere der Trommel oder des Abtastkopfes 11 erstreckt. In einer speziellen Ausführungsform ist der Abtastkopf 11 aus Aluminium hergestellt. Sein Durchmesser beträgt etwa 30 cm und die axiale Abmessung-etwa 12,5 cm. Der Abtastkopf ist auf einer Welle 21 drehbar gelagert, die sich durch eine Abschlußfläche 22 auf der einen Seite der Trommel erstreckt.

Die Fläche 22 weist auf einem Kreis angeordnete Öffnungen 23 auf, die einen gleichen Abstand voneinander haben und die an drei Fototransistoren 24, 25 und 26 vorbeilaufen, die ebenfalls am Tragarm 19 innerhalb des Abtastkopfes 11 befestigt sind. Wie man am besten in F i/g. 3 sieht, liegen die drei Fototransistoren 24, 25 und 26 gegenüber drei Lichtquellen 27, 28 und 29, die zur Beleuchtung des jeweils zugeordneten Fototransistors dienen, wenn eine der öffnungen 23 vorbeiläuft. Der Fototransistor 24 wird über eine der öffnungen 23 von der Lichtquelle 27 beleuchtet, wenn sich eine der Durchlaßöffnungen 13 in eine Stellung 13 α gedreht hat. In dieser Stellung 13 α wird der Punkt A in F i g. 1 abgetastet. In ähnlicher Weise wird der Fototransistor 25 von seiner zugehörigen Lichtquelle 28 durch die gleiche öffnung 23 beleuchtet, wenn die Öffnung 13 in eine Stellung 13 b gedreht ist, in der der mittlere Punkt H abgetastet wird. Der Fototransistor 26 wird anschließend von der Lichtquelle 29 durch die gleiche Öffnung 23 angestrahlt, wenn die Durchlaßöffnung 13 in die Stellung 13 c gelangt ist, in der der Punkt Γ betrachtet wird. Durch diese Anordnung erzeugt jeder

to Fototransistor 24,25 und 26 einen elektrischen Signalimpuls zu einem Zeitpunkt, in dem die zugehörige Durchlaßöffnung 13 auf die Punkte/!, B und C eingestellt ist. F i g. 8 stellt die drei Signalinipulse dar, die von den Fototransistoren während einer Abtastung des Gegenstandes 12 durch eine Durchlaßöffnung 13 erzeugt werden. Diese drei Signalimpulsc kennzeichnen den Bereich, innerhalb dessen ein zu messender Gegenstand durch den Fototransistor 17 durch die Durchlaßöffnung 13 ab-

ao getastet wird.

Gleichzeitig mit der Erzeugung der Anzeigcsignale für die Stellungen A, B und C betrachtet der Fototransistor 17 den zu messenden weißglühenden Gegenstand 12 durch die Durchlaßöffnung 13 und

»5 erzeugt einen Signalimpuls 31, dessen Dautfr von der Länge des Gegenstandes 12 abhängt.

Um die Zeitdauer des Sichtsignalimpulses 31 zu zählen, der während der Abtastung des Gegenstandes 12 erzeugt wird, sind Zühlmarkierungun 33 in der Nähe der Durchlaßöffnungen 13 vorgesehen. Die Zählmarkierungen 33 weisen vorzugsweise getrennte Steuerstreifen aus etwa achthundert axial verlaufenden Linien auf, die durch verschiedene Abstände getrennt sind, um Korrekturen für Fehler, die im System auftreten, auszugleichen. Wie aus den F i g. 4 und 5 zu ersehen ist, sind die Steuerstreifen als einzelne Streifenelemente am Umfang des umlaufenden Abtastkopfes 11 durch kreisförmige Bänder 34 und Schrauben 35 befestigt. Gemäß F i g. 6 haben die etwa 800 Linien einen verschiedenen Abstand voneinander, der durch die Korrekturen, die in die Steuerstreifen eingebracht sind, bestimmt ist, damit die Dicke des Gegenstandes 12 verändert werden kann und die Nichtlinearitäten bei der Abtastung ausgeglichen werden, die auf Grund der zylindrischen Ausbildung des Abtastkopfes auftreten. Die Linien der Steuerstreifen 33 sind also um einen Abstand versetzt, der durch eine Korrektur einer nichtlinearcn Abtastung (F i g. 6 b) und durch eine lineare Korrektür für die Dicke des Gegenstandes (F i g. 6 c) festgelegt ist. Durch Kombination der beiden Korrekturen aus den F i g. 6 b und 6 c ergibt sich eine Gesamtkorrektur, die in F i g. 6 d gezeigt ist. Die in F i g. 6 b gezeigte Korrektur stellt die Korrektur eines Fehlers dar, der dadurch auftritt, daß der Winkel für eine Längeneinheit des Gegenstandes direkt unterhalb der Abtastvorrichtung größer als der Winkel für dieselbe Längeneinheit in einiger Entfernung von der Mitte des Abtastgerätes ist, die durch Punkt B angedeutet ist. Wenn der zu messende Gegenstand 12 eine verschiedene Dicke oder Höhe in bezug auf die Höhe des Abtastkopfes 11 aufweist, ändert sich der Abtastwinkel pro Längeneinheit des Stahlkörpers. Um diese Änderung zu korrigieren, wird die in F i g. 6 c dargestellte Funktion eingeführt. Die unter sich identischen Steuerstreifen 33 sind am Umfang des Abtastkopfes 11 an Stellen angebracht, die durch einen dritten Fototransistor 36 betrachtet und von einer

Lichtquelle 37 beleuchtet werden können. Wie der I" ig. 2 /u entnehmen ist, sind der Fototransistor 36 und die Lichtquelle 37 beweglich an einem Stab 38 befestigt. Dieser wiederum wird durch einen Servomechanismus (nicht dargestellt) gesteuert, der sich nach Umstellung der Walzen richtet, die der Gegenstand 12 durchläuft. Diese Walzencinstcllung wird auf ein Potentiometer übertragen, das mechanisch mit den Walzen des Walzwerkes verbunden ist und das ein elektrisches Signal erzeugt, das von der Höheneinstellung der Walzen und damit von der Höhe der Dicke des Gegenstandes 12 abhängig ist. Dieses elektrische Signal wird dem Servomechanismus zugeführt, der den Fototransistor 36 und die Lichtquelle 37 einstellt und bewirkt, daß diese längs des Finstcllstabcs 38 auf eine gewünschte Stelle längs der Zählmaikierungen 33 bewegt werden. Durch die Wahl des Punktes, an dem der Fototransistor 36 die Zählmarkicrungen abliest oder zählt, kann eine Korrektur in die Zählung eingeführt werden, die vom Fototransistor 36 für die nichtlincarc Abtastung und für die Dicke des zu messenden Gegenstandes 12 bestimmt wird. Fs sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß zusätzliche Korrekturfaktoren in einfacher Weise dadurch eingeführt werden können, daß zusätzliche Korrekturspannungen für derartige zusätzliche Faktoren dem Signal zugefügt werden, das den Servomechanismus steuert, der den Fototransistor 36 und die Lichtquelle 37 einstellt. Derartige zusätzliche Korrekturspannungen können für Größen, wie Gcschwindigkciisändcrungcn. die durch mit den Walzen umlaufende Tachometer erfaßt werden, oder Schrumpfungen bei Abkühlung, deren Maß durch ein Potentiometer, das für 1 cmpcraturändcrungcn geeignet ist. erfaßt werden kann, vorgesehen werden. Alle diese Korrekturspannungen müssen in geeigneten Addiernet/werkcn kombiniert werden, bevor sie dem Servomechanismus zur F.instellung des Fototransistors 36 zugeführt werden. Das Abgabesigna!, das vom Fototransistor 36 aufgenommen wird, erscheint so. wie es bei 39 in F i g, K dargestellt ist. und stellt eine Reihe von Zählmarkicrsignatimpulscn gleicher Amplitude dar. deren Anzahl in einem gegebenen Zeitintervall in Beziehung zur Abmessung des zu messenden Gegenstandes 12 gesetzt wird. F.s ist erwünscht, daß in der Anordnung, die das Licht der Lichtquelle 37 auf die Stcuerstrcifen 33 fokussiert. Fokussieriinscn vorgesehen sind. In ähnlicher Weise sollen Fokussieriinscn in der Traganordnung für den Fototransistor 36 vorhanden sein, um eine Scharfeinstellung des Fototransistors auf eine einzelne Linie des Steuerstreifens unmittelbar unter der Belcuchtungsquclle 37 zu ermöglichen.

Im Betrieb wird der Abtastkopf 11 über dem Podest des Walzwerkes so angeordnet, daß er etwa 17 m über dem Ausstoßtisch liegt, auf welchem die Stahlbrammen od. dgl., die gemessen werden sollen, zu liegen kommen. An dieser Stelle liegt die Temperatur des Stahls in der Größenordnung von 800 bis 1300" C. Dabei ist das Material, das durch den Fototransistor 17 und durch die entsprechenden Durchlaßöffnungen 13 betrachtet werden kann, rot- oder weißglühend. Der Abtastkopf 11 läuft mit einer Geschwindigkeit in dei ''Größenordnung von 875 l'mdr. Min. entgegen dem Uhrzeigersinn in Richtung d.'r'"Pfeile in Fig.;Γ um. Wenn jede der Durclil.il'iWlnui'igen 13 die BeliachtuHgMIiMie' des .iikl.s 12 ihn. lil.iull. wolui dic»c I la», he durch die Grenzpunkte A und C und den mittleren Punkt B festgelegt ist, erzeugen die drei Fototransistoren 24, 25 und 26 Signalimpulsc, die die zeitliche Abtastung der Bctrachtungsfläche durch die Durchlaßöffnungen 13 anzeigen. Sämtliche acht Durchlaß öffnungen 13 tasten diese Fläche in einer einzigen Umdrehung des Abtastkopfes 11 ab. Gleichzeitig damit fällt Licht vom Gegenstand 12 durch die Durchlaßöffnung 13 auf den Fototransistor, so daß ein

ίο langer Zeitimpuls, wie bei 31 in F i g. 8 angedeutet, am Ausgang des Fototransistors 17 erzeugt wird. Die Zeitdauer dieses Signalimpulses hängt von der Länge des Gegenstandes 12 ab. IJm diese Länge zu messen, werden die bei 39 gezeigten Steuerstreifenimpulse

is durch den Fototransistor 36 erzeugt, der einen zugehörigen Steuerstreifen 33 abliest, der so angeordnet ist. daß er mit der Durchlaßöffnung 13 für den Gegenstand 12 übereinstimmt. Wenn eine besondere Durchlaßöffnung die Länge des Gegenstandes von

ao A bis C in F i g. 1 abtastet, wird durch den Fototransistor 36 eine Anzahl von Stcucrstreifcnmarkierimpulsen erzeugt, die von der Länge des Gegenstandes abhängen.

Wie bereits beschrieben, ändert sich der Abstand

«5 der Stcucrstrcifcnmarkicrungcn 33 von der Kante des Streifens aus. und zwar in Abhängigkeit von den Korrekturfaktoren für die nichtlincarc Abtastung des Abtastkopfes und für die Dicke des Gegenstandes. In ähnlicher Weise ist die Anzahl der Stcucrstreifcn markicrimpulsc, die in einem gegebenen Zeitintervall erzeugt werden, von der Lage der Steucrstreifcnmarkicrungen abhängig, die der Fototransistor 36 betrachtet, wobei die Korrekturfaktoren in die Ausgangssignal/ählung. die durch den Fototransistor be- wirkt wird, eingeführt werden. Die von den Fototransistoren 17. 24. 25. 26 und 36 erzeugten Ausgangssignalimpulsc werden der elektronischen Finrichtung 14 zugeführt, wo sie eine Längenanzeige des vom Abtastkopf 11 abgetasteten Gegenstandes 12 aus lösen. Zweckmäßigerweisc wird dieser Teil der Ein richtung luftgekühlt, um zu verhindern, daß die Umgebungstemperatur des Abtastkopfcs zu hohe Werte annimmt. Weiterhin ist es erforderlich, daß eine regelmäßige Wertung vorgenommen und die F-inrich tung dauernd überwacht wird, so daß die optischen Teile der Finrichtung sich nicht mit Staub oder anderen Verunreinigungen belegen, die Fehlanzeigen der Finrichtung ergeben oder die Stcuerstreifcn bedecken würden, so daß tatsächlich Impulse vcrlorcn- gehen könnten.

Fin ßlockdiagramm der elektronischen Schaltung, die in Verbindung mit der Abtastkopfeinrichtung Il benutzt wird, ist in Fig. 7 dargestellt. Die logischen Schaltkreise umfassen einen Bereichsdetektor 41. eine Ablesetorschaltung 42 und eine Zähleinrichtung 43. Die Aufgabe des Bcrcichsdetcktors 41 bestellt darin, ein elektrisches Abgabesignal zu erzeugen, das anzeigt, daß ein zu messender Gegenstand, z. B. eine Bramme aus heißem Stahl, innerhalb des durch die Grenzen A. B. Cdei Abtastfläche definierten Bereichs zu liegen kommt und daß der Gegenstand innerhalb dieses Bereichs seine exakte Lage einnimmt. Damit die Längenmessungen nur \orgenommen werden, wenn der Gegenstund in der Stellung B Mchlbar ist und an den Stellen A und C unsichtbar ist. steuert der Bereichsdctektor die Ablesctor«.«.haltung und läßt den Zähler nur zählen, wenn diese H»-ilin<.'utig erfüllt ist Die AMesetniM/lialnm·.: 42 viid »luuh ilen He-

rcichsdctcktor betätigt und dient dazu, daß die Zähleinrichtung 43 eine Anzeigeeinrichtung 124 entsprechend den Signalen aus dem Bereichsdetektor ein- und ausschaltet. Eine Zählschaltung 89 bewirkt dann eine Abgabczählung vom Steuerstreifen. Die Signalimpulse werden numerisch sichtbar, z. B. durch eine Reihe von Anzeigelampen 124, und ergeben eine digitale Anzeige der Länge des Gegenstandes 12, der durch den Abtastkopf betrachtet wird.

Beim Betrieb werden die Zählmarkierimpulse, die vom Fototransistor 36 geliefert werden, vorzugsweise über einen Vorverstärker und einen Verstärker einem UND-Tor 77 zugeführt. Das UND-Tor 77 wird in Abhängigkeit von den Abmessungen des zu messenden Gegenstandes geöffnet, wobei die Messung durch Sichtimpulse vom Fototransistor 17 her erfolgt, während der Stahlblock innerhalb des Meßbereichs liegt, was durch ein Signal vom Bereichsdetektor 41 festgestellt wird. Die Zählimpulse vom Fototransistor 36 werden dann über das UND-Tor 77 dem Binärzähler 89 zugeführt. Der Binärzähler 89 kann mit einem Binär-Dezimal-Umsetzer 123 verbunden werden, der die Anzeigeeinrichtung 124 speist. Es ist erwünscht, daß das Ablcsctor 42 die Durchführung von allen Messungen, die bei einer Umdrehung des Abfühlkopfcs 11 ausgeführt werden, ermöglicht. Im vorliegenden Fall erfolgen acht Messungen, bevor der Zähler 89 rückgesetzt wird. Die Anzeige- und Sichteinrichtung 124 am Ausgang des Binär-Dezimal-Umsetzers 123 bewirkt dann eine Anzeige der Gesamtlänge, die in acht Abtast vorgängen des zu messenden Gegenstandes erhalten wird. Durch Teilung der Anzeigen aus der Sichteinrichtung 124 durch den Faktor 8 wird ein echtes Maß für die Abmessung des zu betrachtenden Gegenstandes erhalten. Diese Teilung kann durch einen Skalenfaktor an der Sichteinrichtung oder elektronisch durchgeführt werden.

Der Bcrcichsdctcktor 41 übt die zusätzliche Funktion aus', zu bestimmen, ob der Stahlblock in der richtigen Mcßstcllung liegt. Ein Signal aus dem Fototransistor 17 wird dem Bereichsdetektor 41 in einer solchen Weise zugeführt, daß das Triggern des Tores 42 gesperrt wird, wenn

a) ein Signal aus dem Transistor 17 vorhanden ist, falls ein Signal aus dem Transistor 24 auftritt,

b) nicht gleichzeitig Signale aus den Transistoren 17 und 25 auftreten und

c) ein Signal aus dem Transistor 17 eintrifft, falls ' der Transistor 26 ein Signal abgibt.

Wenn somit Brammen gemessen werden sollen, deren Länge größer als der Meßbereich ist, oder wenn eine Bramme nicht die richtige Meßstellung einnimmt und eine fehlerhafte Anzeige ergeben würde, kann die Messung durch Steuerung des Tores 42 gesperrt werden, das seinerseits eine Betätigung des UND-Tores 77 für ganz kurze Zeit oder für weitere Messungen verhindert und damit keine Impulse mehr vom Fototransistor 36 zum Zähler 89 durchläßt.'

ί Die Rückstellung des Zählers 89 und der Sichteinrichtung 124 nach jeder Messung auf Null läßt sich durch an sich bekannte Maßnahmen erreichen. Die Rückstellimpulse können vom Zähler selbst oder vom Tdr 42 (mit einer kleinen Verzögerung nach jedem - achten Impuls aus dem Tor 42) erhalten werden.

Eine Meßvorrichtung, die in oben beschriebener

Weise an einem Walzwerk oder einer ähnlichen Einrichtung, wo Längenabmessungen von Gegenständen erforderlich sind, vorgesehen ist, wird so vorgesehen, daß der Abtastkopf 11 mit einer Geschwindigkeit von etwa 875 Umdr./Min. umläuft, während der Gegenstand 12, dessen Länge gemessen werden soll, in den Meßbereich, der durch die Punkte A, B und.C bestimmt ist, eingeführt wird. Im Anschluß daran wirken die Durchlaßöffnungen 13 und die zusätzlichen

ίο Öffnungen 23 im mechanischen Abtastkopf 11 mit dem Fototransistor 17 und den drei Fototransistoren 24, 25 und 26 zusammen und erzeugen elektrische impulsförmige Signale, wie es bei A, B und C und 31 in Fig. 8 dargestellt ist. Gleichzeitig erzeugt der

is Zählmarkierfototransistor 36 Zählsignalimpulse, wie es bei 39 in Fig. 8 gezeigt ist. Diese elektrischen Signale werden dann verstärkt und der elektronischen Einrichtung 14 zugeführt. Es können hierzu Vorverstärker und Verstärker üblicher Ausführungsform

ao verwendet werden.

Die optische Meßvorrichtung nach der Erfindung ist besonders zur Messung der Dimensionen von heißen Gegenständen, z. B. weißglühenden Brammen aus Stahl u. dgl., geeignet. Hierbei werden Änderun-

as gen in der Geschwindigkeit der Meßvorrichtung in bezug auf. den zu messenden Gegenstand auf ein Minimum reduziert. Da ferner die Vorrichtung eine Endanzeige vorsteht, die auf verschiedenen Messungen des Gegenstandes beruht, wird die Möglichkeit eines Fehlers, der bei einer einzelnen Messung auftreten kann, auf ein Minimum reduziert und die Genauigkeit der Meßvorrichtung vergrößert.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur berührungslosen Längenmessung an einem selbstleuchtenden Gegenstand mit einem nach Art eines endlosen Bandes rotierenden, zumindest eine Öffnung enthaltenden Schirm und mit einer innerhalb des Schirms an geordneten photoclektrischcn Aufnahmevorrich tung, deren Ausgangssignal die Meßstrecke wiedergibt, dadurchgekennzeichnet, daß an dem Schirm (11) eine Markierung (33) aus zahlreichen Strichen angebracht ist, von der in an

sich bekannter Weise über eine photoelektrische Einrichtung (37, 36) ein Impulszug (39) abgebbar ist, und daß ein UND-Gatter (77) vorgesehen ist, von dem die Impulse des Impulszuges (39) nur während des die Meßstrecke (12) wiedergebenden Ausgangssignals (31) zu einem Zähler (89) hindurchlcitbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Impulszug (39) liefernde photoelektrische Einrichtung (37, 36) in

SS Abhängigkeit von der Entfernung zwischen der Meßstrecke (12) und dem Schirm (11) etwa längs der Striche der Markierung (33) verschiebbar ist, daß die Striche der Markierung (33) etwa in Richtung der Drehachse des Schirms (11) ver-

laufen.und daß zur Berücksichtigung von Nichtlincaritäten die Enden der Striche innerhalb der Markierung (33) einen unterschiedlichen Abstand voneinander aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Schirm (11) zusätzliche

Öffnungen (23) vorgesehen sind, deren Winkellage mit der der ersten Öffnung (13) im Schirm (11) in Beziehung steht, und daß mit diesen zu-

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sätzlichen öffnungen (23) je eine photoelektrische Einrichtung (24, 27; 25, '28; 26, 29) zusammenwirkt, deren Ausgangssignal einen relativ zur Meßstrecke (12) ortsfesten Punkt (A, B oder C) wiedergibt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die mit den zusätzlichen öffnungen (23) zusammenwirkenden photoelek-

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frischen Einrichtungen (24, 27; 25, 28; 26., 29) und an die photoelektrische Aufnahmevorrichtung (17) ein Bereichsdetektor (41) angeschlossen ist, der ein Signal abgibt, sobald sich der Gegenstand (12) zwischen zwei ortsfesten Punkten (A und C) und an einem festgesetzten Punkt (B) zwischen den beiden letzteren Punkten (A und C) befindet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen