用于测量带的装置和方法制造方法及图纸

用于使用相关技术确定带速度和间距的装置和方法。所述装置包括以预定距离分离的一对测距器。所述测距器各自在沿带行进方向距彼此分离的两个位置处测量距所述带的距离。所述装置创建与带的轮廓对应的至少一个时间序列轮廓记录。所述带的轮廓中的规则地间隔的地形特征的出现之间的时间延迟由处理器用以计算带间距和速度。针对鲁棒性结果使用相关技术。

Devices and methods for measuring tapes

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测量带的装置和方法
技术介绍
本专利技术总体上涉及用于通过凭借距离测量来测量带或链的轮廓中的地形(topographical)特征的经过而测量参数(例如带或链的间距或速度)的装置和方法。当输送或传送带或链老化时，它们沿带行进方向拉伸。拉伸使得平坦带与其滑轮的摩擦接合或正传动带与其传动链轮的齿的正接合劣化。拉伸也预示归因于老化的带故障。因为带故障可能是代价高的，所以已经使用用于测量带拉伸的多个方案。这些方案中的很多要求将专用标记添加到以标称距离分离的带。检测器沿着带的行进路径感测标记的经过，并且从经过的次数确定带拉伸。除了作为带上的可检测位置标志之外，传统专用标记毫无成效。
技术实现思路
用于测量带的装置的一个版本包括处理器，其从第一测距器接收第一距离测量，并且产生预定数量的连续的第一距离测量的第一轮廓记录，而且确定第一轮廓记录中的规则地间隔的地形特征的出现。所述第一测距器进行从第一测距器到具有规则地间隔的地形特征的带的第一距离测量，并且以带速度沿与第一测距器和带之间的距离横切的带行进方向前进。另一版本包括第一测距器和第二测距器。第一测距器进行对具有规则地间隔的地形特征的带的第一距离测量，并且沿与第一测距器和带之间的距离横切的带行进方向前进。第二测距器进行从第二测距器到所述带的第二距离测量。第二测距器从第一测距器沿带行进方向偏离一分离距离。处理器接收第一距离测量和第二距离测量，产生预定数量的连续的第一距离测量和第二距离测量的对应第一记录和第二记录，并且产生第一记录和第二记录的互相关，以确定第一记录中的地形特征的出现与第二记录中的地形特征的出现之间的互相关时间延迟。在另一方面，一种用于测量带的方法，包括：(a)使得具有规则地间隔的地形特征的带以带速度沿带行进方向前进；(b)沿着带的长度进行构成其轮廓的第一测量；(c)产生预定数量的连续的第一测量的第一轮廓记录；以及(d)确定第一轮廓记录中的规则地间隔的地形特征的出现。附图说明图1是采用本专利技术的特征的距离测量装置所监测的模块化传送带的一端的示意性侧立体视图；图2是由图1的距离测量装置进行的距离测量的两个集合的图线；图3是图2的距离测量的两个集合的互相关；图4是图2的距离测量的两个集合之一的自相关；以及图5是用于使用如图1中的装置测量带间距和速度的方法的一个版本的流程图。具体实施方式图1中示出体现本专利技术的特征的以用于测量带速度和带间距的装置的一个版本。装置包括两个传感器：测距器S1、S2，其沿着传送带12的长度在行进方向10上偏移预定距离。该版本中的光学测距器S1、S2是激光测距器，其所发送的波束14、16平行于带行进方向10以分离距离ds分离。测距器S1、S2与带行进方向10横切地在距传送带12一距离处安装到传送器框构件18。在该示例中，沿着所发送的激光波束14、16测量的距离垂直于带行进方向10。当在其波束平行的情况下安装时，传感器间隔相同地等于两个所发送的波束14、16的分离距离ds。波束14、16均在带12上照射光斑。反射波束15、17返回到测距器S1、S2，其具有成像器(例如检测反射的CCD阵列)以及确定距带12的反射表面的范围的信号调节和处理电子器件。范围测量通过通信链路22发送到处理器20。处理器20可以是具有数据存储器和被编程以分析测距器的测量的程序存储器的通用计算机。处理器20也可以被编程以通过通信链路22控制测距器S1、S2的采样率。两个平行发送波束14、16在带的所面向的目标表面24上相距ds的两个点处撞击传送带12。测距器14、16的工作范围26沿着其发送波束路径从带12的目标表面24的最接近的逼近点28延伸到最远离的逼近点30。平衡(standoff)距离32从测距器S1、S2延伸到工作范围26内的点。测距器S1、S2检测距带12的轮廓中的规则地间隔的地形特征的范围。在该示例中，规则地间隔的地形特征是从带的目标表面24向下突出的传动条34。在此情况下，规则地间隔的地形特征34是具有主要功能的带12的固有特征；即，在传动条34上接合传动带的传动链轮。传动条34不是仅目的为充当待由测距器测量的范围标记的特征-但可以使用这些专用特征。并且，地形特征无需是突起(例如传动条34)；它们可以是带的轮廓中的任何规则地间隔的特征-包括凹部。因此，测距装置可以用于具有地形特征的已经存在的带，而无需添加专用标记(例如磁体或印制标志)。图2示出由图1的两个测距器S1、S2进行的采样距离测量D1、D2的两个集合。距离测量的两个集合被人为地沿着图2中的距离轴距彼此偏移，以使得它们更容易看见。两个时间序列D1、D2的形状与带12的目标表面的轮廓对应。距离测量数据D1、D2的两个时间序列中的最小值36、38与带12上的规则地间隔的特征34对应。如图2所示，第一测距器的轮廓记录D1的最小距离值稍微地出现在其轮廓记录D2中的第二测距器最小值之前。这两个最小值之间的时间差ts与带速度vb成反比。实际上，可以使用传感器间隔ds将带速度vb计算为vb＝ds/ts。每个测距器的时间序列中的相继最小值之间的时间tp与相继地形带特征34的位置之间的距离dp成比例。如果带速度vb得以计算或已知为先验的，则该距离dp＝vbtp。但相继地形特征之间的距离dp也可以在不明确使用带速度的情况下计算为dp＝ds(tp/ts)，其中，直接从时间序列D1、D2中的任一或通过对二者的tp取平均来确定tp。如果规则地间隔的特征34以带间距P重复，如图1中那样，则dp可以用以测量带间距、以及因此随着时间的拉伸(即带间距的增加)。(对于模块化带，带间距P定义为相继铰链轴40之间的距离)。虽然从时间序列D1、D2测量ts和tp可以精确得足以在一些情况下确定带速度和间距，但相关技术提供时间延迟的更鲁棒性测量。相关性较不易受噪声以及因带磨损、灰尘累积、或使得直接从时间序列采取的时间延迟测量劣化的时间序列破坏而产生的其他问题的影响。图3示出图2的第一测距器和第二测距器距离测量D1、D2的互相关。对于最佳相关性结果，每个轮廓记录D1、D2的长度包括规则地间隔的地形特征的至少两个出现。因此，轮廓记录长度应比处于最大延伸的带间距的两倍更长，以保证规则出现的关注的地形特征的至少两个出现显现在轮廓记录中。通过在图2中将D1向右移位同时保持D2固定来创建互相关函数R21。一次一个测量采样间隔地执行移位。图3中的每个点处的互相关值由R21(l)＝∑id2(i)d1(i-l)给出，其中，d1(i)是第一测距器的轮廓记录D1中的各个距离测量，d2(i)是第二测距器的轮廓记录D2中的各个距离测量，l是测量采样间隔中的D1相对于D2的移位，并且用于每个l的求和遍及每个轮廓记录D1、D2中的距离测量的数量关于索引i而求和。(可以替代地使用互相关R12)。互相关的峰值提供比时间序列D1、D2的峰值或边沿更精确的时间延迟的指示。从第一互相关点42(与l＝0对应)到第一互相关峰值P1X的时间延迟τs与图2中的ts对应，并且用以确定带速度。相继峰值之间(例如，P1X与P2X之间)的时间延迟τp与图2中的tp对应，并且如果带速度已知是先验的或已经得以计算则可以用以测量带间距。或者，带间距可以计算为dp＝ds(τp/τs)，而无需带速度的中间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测量带的装置，包括：第一测距器，所述第一测距器进行从所述第一测距器到具有规则地间隔的地形特征的带的第一距离测量，并且以带速度沿与所述第一测距器和所述带之间的距离横切的带行进方向前进；处理器，所述处理器从所述第一测距器接收所述第一距离测量，并且产生预定数量的连续的第一距离测量的第一轮廓记录，而且确定所述第一轮廓记录中的所述规则地间隔的地形特征的出现。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.09 US 62/456,8751.一种用于测量带的装置，包括：第一测距器，所述第一测距器进行从所述第一测距器到具有规则地间隔的地形特征的带的第一距离测量，并且以带速度沿与所述第一测距器和所述带之间的距离横切的带行进方向前进；处理器，所述处理器从所述第一测距器接收所述第一距离测量，并且产生预定数量的连续的第一距离测量的第一轮廓记录，而且确定所述第一轮廓记录中的所述规则地间隔的地形特征的出现。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述处理器根据所述第一轮廓记录中的所述规则地间隔的地形特征的相继出现和所述带速度确定所述带上的所述规则地间隔的地形特征的相继位置之间的距离。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述处理器产生所述第一轮廓记录的自相关，并且根据所述第一轮廓记录的所述自相关中的所述规则地间隔的地形特征的相继出现和所述带速度确定所述带上的所述规则地间隔的地形特征的相继位置之间的距离。4.根据权利要求1所述的装置，还包括：第二测距器，所述第二测距器进行从所述第二测距器到所述带的第二距离测量，其中，所述第二测距器从所述第一测距器沿带行进方向偏移一分离距离；其中，所述处理器接收所述第二距离测量，产生预定数量的连续的第二距离测量的第二轮廓记录，并且确定所述第二轮廓记录中的所述规则地间隔的地形特征的出现。5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述处理器将所述带速度计算为所述分离距离对所述第一轮廓记录中的所述规则地间隔的地形特征的出现与所述第二轮廓记录中的同一规则地间隔的地形特征的出现之间的时间延迟的比率。6.根据权利要求4所述的装置，其中，所述处理器产生所述第一轮廓记录和所述第二轮廓记录的互相关，以确定所述第一轮廓记录中的所述规则地间隔的地形特征的出现与所述第二轮廓记录中的同一规则地间隔的地形特征的出现之间的互相关时间延迟。7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述处理器将所述带速度计算为所述分离距离对所述互相关时间延迟的比率。8.根据权利要求6所述的装置，其中，所述处理器产生所述第一轮廓记录的第一自相关，以确定所述第一轮廓记录中的所述规则地间隔的地形特征的相继出现之间的第一自相关时间延迟。9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述处理器将带间距计算为所述第一自相关时间延迟对所述互相关时间延迟的比率与所述分离距离的乘积。10.根据权利要求8所述的装置，其中，所述处理器产生所述第二轮廓记录的第二自相关，以确定所述第二轮廓记录中的所述规则地间隔的地形特征的相继出现之间的第二自相关时间延迟。11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述处理器将带间距计算为所述第一自相关时间延迟和第二自相关时间延迟的平均值对所述互相关时间延迟的比率与所述分离距离的乘积。12.根据权利要求8所述的装置，其中，所述处理器将所述第一自相关中的最高峰值与所述第一自相关的预定的之后关注的区域中的最高峰值之间的时间延迟分配作为所述第一自相关时间延迟。13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述第一自相关的所述预定的之后关注的区域跨越取决于所述带的带速度和间距的第一自相关时间延迟的期望范围。14.根据权利要求6所述的装置，其中，所述处理器确定所述互相关的rms值，并且设置峰值阈值作为所述rms值的函数，而且仅选择大于所述峰值阈值的所述互相关中的峰值作为指示所述地形特征的可能出现。15.根据权利要求4所述的装置，其中，所述第一轮廓记录和所述第二轮廓记录均跨越前进经过所述第一测距器和所述第二测距器的所述带的所述规则地间隔的地形特征的至少两个出现。16.一种用于测量带的装置，包括：第一测距器，所述第一测距器进行从所述第一测距器到具有规则地间隔的地形特征的带的第一距离测量，并且沿与所述第一测距器和所述带之间的距离横切的带行进方向前进；第二测距器，所述第二测距器进行从所述第二测距器到所述带的第二距离测量，其中，所述第二测距器从所述第一测距器沿带行进方向偏移一分离距离；处理器，所述处理器接收所述第一距离测量和所述第二距离测量，产生预定数量的连续的第一距离测量和第二距离测量的对应第一记录和第二记录，并且产生所述第一记录和所述第二记录的互相关，以确定所述第一记录中的所述地形特征的出现与所述第二记录中的所述地形特征的出现之间的互相关时间延迟。17.根据权利要求16所述的装置，其中，所述处理器将所述带的速度计算为所述分离距离对所述互相关时间延迟的比率。18.根据权利要求17所述的装置，其中，所述处理器根据计算自相继互相关的所述速度计算所述带的速度的滑动平均值。19.根据权利要求16所述的装置，其中，所述处理器产生所述第一记录的第一自相关，以确定所述第一记录中的所述规则地间隔的地形特征的相继出现之间的第一自相关时间延迟。20.根据权利要求19所述的装置，其中，所述处理器将带间距计算为所述第一自相关时间延迟对所述互相关时间延迟的比率与所述分离距离的乘积。21.根据权利要求19所述的装置，其中，所述处理器...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·S·默里，J·拉尼奥，
申请(专利权)人：莱特拉姆有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US