本发明专利技术涉及一种用于确定沿输送方向运动的产品、尤其是股线的速度和/或长度的设备，所述设备包括用于照射产品的表面的激光器以及包括用于探测被所述产品的表面返回散射的激光辐射的探测器装置，所述探测器装置包括第一传感器、尤其是光电二极管连同设置在第一传感器之前的第一透射光栅以及由图像传感器形成的第二传感器，此外设有第一分束器，所述第一分束器将由产品返回散射的激光辐射划分为一方面引导至第一传感器并且另一方面引导至图像传感器的激光辐射。分析装置构成用于，根据在产品运动时通过第一传感器探测的强度调制和/或根据在产品运动时通过图像传感器探测的、在图像传感器上形成的散斑图案的移动来确定产品的速度和/或长度。定产品的速度和/或长度。定产品的速度和/或长度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定产品的速度和/或长度的设备
[0001]本专利技术涉及一种用于确定沿输送方向运动的产品、优选股线的速度和/或长度的设备，所述设备包括用于照射产品的表面的激光器以及包括用于探测被所述产品的表面返回散射的激光辐射的探测器装置。
技术介绍
[0002]比方说，例如在挤出装置中制造管时，需要对所制造的股线进行长度测量。对产品长度的精确检测提供对于附加的价值创造的潜力。由现有技术已知无接触的光学的测量方法。这些测量方法提供如下优点，即所述测量方法非侵入地和因此基本上无磨损地工作。通过避免滑动也实现更高的测量精度，并且能够测量宽的产品系列。对于最常见的光学的长度测量方法共同点在于，通过对产品的连续的速度测量来间接地测量长度。
[0003]已知光学的空间滤波器测量设备，其中通过传感器探测经由照射产品表面产生的、经由透射光栅的光学图案。通过传感器探测产品的运动和随之而来的光学图案的运动，在最简单的情况下作为简单的强度调制。该测量方法的特征虽然在于结构上的和测量技术上的大的简易性。然而该测量方法在实践中没有被普遍接受，尤其是因为该测量方法在速度缓慢、(突然的)静止状态或者正或负加速度大的情况下不总是提供可靠的结果。也无法进行产品运动方向的方向区分。
[0004]在其它光学的长度测量设备中，例如用发光二极管照射产品表面，并且用物镜将被照射的表面成像到成像传感器、例如CCD传感器上。在这种情况下，将产品本身的表面结构用作光学图案。在数据记录中可以将各个像素这样加权，使得模拟透射光栅的效果。该测量设备的优点在于，例如通过在分析中的不同的光栅加权可以从原图像中同时产生多个信号。按照这种方式例如能实现方向敏感性。然而，这些测量设备在实践中也没有被普遍接受。这尤其是由于成像传感器的受限的带宽和空间分辨率和由此决定的测量精度的限制以及可测量的速度范围。成像的光学器件的使用此外使系统不灵活并且易受间距变化影响，由此限制景深。测量系统的定向具有显著的耗费，并且由于将产品的表面结构用作光学图案，在产品表面非常光滑的情况下出现问题。
[0005]在实践中，尤其是激光多普勒测量设备被普遍接受。在此，在使用多普勒效应的情况下分析由运动的表面返回散射的激光。两个准直的激光射束例如可以以特定角度入射到产品上并且在产品的表面上叠加。叠加产生干涉图案，其中，在产品运动时产生通过表面返回散射的激光的强度调制。即使利用这样的测量设备，如果没有进一步的预防措施，也无法识别产品的静止状态或方向变化。因此，已经提出利用所谓的布拉格单元(Bragg
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Zellen)在所述两个激光测量射束之间产生频率移动。由此，干涉图案在产品的被照亮的表面区域上方运动并且能够识别产品的运动方向亦或静止状态。然而，布拉格单元是非常昂贵的。在激光多普勒设备中的另一个缺点是，对测量设备的组件的校准取决于所述两个激光测量射束的角度以及取决于激光波长。这使测量设备的设置变得耗费。
技术实现思路
[0006]因此，从所阐述的现有技术出发，本专利技术的目的在于，提供一种开头所述类型的设备，利用所述设备实现对产品的速度和/或长度的随时可靠的测量，也能够以可靠的、结构简单且成本有利的方式识别产品的方向变化或静止状态。
[0007]本专利技术通过权利要求1的技术方案来实现所述目的。有利的设计方案在从属权利要求、说明书和附图中给出。
[0008]对于开头所述类型的设备，本专利技术通过以下方式实现所述目的，即，所述探测器装置包括第一传感器连同设置在第一传感器之前的第一透射光栅以及由图像传感器形成的第二传感器，此外设有第一分束器，所述第一分束器将由产品返回散射的激光辐射划分为一方面引导至第一传感器并且另一方面引导至图像传感器的激光辐射，并且设有分析装置，所述分析装置构成用于根据在产品运动时通过第一传感器探测到的强度调制和/或根据在产品运动时通过图像传感器探测到的、在图像传感器上形成的散斑图案的移动来确定产品的速度和/或长度。
[0009]所述产品尤其可以是股线。股线可以是管状股线。尤其是通过所述设备沿着股线的纵轴线来输送所述股线。但是，所述产品也可以例如是箔、板或其它型材。为了通过所述设备来输送产品，所述设备可以包括相应的输送装置。所述产品例如可以由塑料或金属或玻璃制成。所述产品例如可以来自挤出装置，在所述挤出装置中通过挤出来制造产品。所述设备也可以包括所述挤出装置。
[0010]在根据本专利技术的设备中，利用激光照射产品的表面，并且激光辐射被产品散射。设有第一传感器，并且在激光辐射的射束路径中在第一传感器之前设置有第一透射光栅。由产品返回散射的辐射相应地到达第一透射光栅。在第一透射光栅上形成散斑图案。散斑图案通过充分相干的辐射(在此是激光辐射)的干涉形成，所述辐射被产品表面上的不同高度的位置散射并且相应地具有产生干涉图案(散斑图案)的光程差。相应于在第一透射光栅上形成的散斑图案，辐射穿过第一透射光栅到达并且由第一传感器探测。产品在输送方向上的运动引起散斑图案在透射光栅上的相应运动。这导致对由第一传感器接收的辐射强度的相应调制。由强度调制的频率可以以本身已知的方式推断出产品的速度并且由此又推断出产品在不同测量时刻之间的长度。在此，调制频率尤其是与产品的速度成比例。尤其是在准直的激光射束的情况下，所述激光射束不受产品在不同于输送方向的其它方向上运动的影响。因此优选能够使用准直的激光辐射。于是，产品所经过的路段和在透射光栅上的散斑图案是相同的，与产品在不同于输送方向的其它方向上的可能的运动无关。但是，准直的激光辐射的使用不是强制性的。更确切地说，也可以不使用或仅部分地使用准直的激光辐射。
[0011]作为激光器例如考虑红外激光器。散斑图案是真实的散斑图案，即仅通过在足够粗糙的表面上散射且在空间中传播的辐射的传播而形成的散斑图案。因为散斑图案首先在第一透射光栅上形成，所以所述散斑图案总是聚焦到该第一透射光栅上。因此，无需成像的光学器件。因此，在根据本专利技术的设备中，尤其是可以在产品与第一传感器之间不设置成像的光学器件。这使得根据本专利技术的设备的结构和设置简单且成本有利。此外，可以因此实现相对于产品的不同工作间距，并且在所述测量期间或者在不同的测量之间能够容许间距方面的波动。通过使用散斑图案，即使在具有激光波长数量级的粗糙度的非常平滑的表面的情况下也存在高对比度，由此确保高的信号质量。也可以可靠地测量非常光滑的表面。由于
尤其是与成像传感器、如CCD传感器相比明显更高的带宽，所以可以利用空间滤波器方法(Ortsfilterverfahren)使用第一传感器在与激光多普勒测量设备相同的速度范围内进行测量。
[0012]然而，如开头阐述的那样，空间滤波器方法在产品速度非常慢的情况下、尤其是在产品的静止状态下原则上是有问题的。如前所述，在不降低测量精度和速度范围的情况下迄今也无法利用空间滤波器方法进行方向探测。为了尽管如此在输送速度非常低直至静止状态的情况下能以简单且成本有利的方式实现方向敏感性和测量可能性，根据本专利技术的设备将所阐述的空间滤波器方法与对通过利用激光来照射产本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于确定沿输送方向(12)运动的产品(10)、优选股线(10)的速度和/或长度的设备，所述设备包括用于照射产品(10)的表面的激光器(14)以及包括用于探测被所述产品(10)的表面返回散射的激光辐射的探测器装置，其特征在于，所述探测器装置包括第一传感器(22)连同设置在所述第一传感器(22)之前的第一透射光栅(18)以及由图像传感器(24)形成的第二传感器(24)，此外设有第一分束器(16)，所述第一分束器将由产品(10)返回散射的激光辐射划分为一方面引导至第一传感器(22)并且另一方面引导至图像传感器(24)的激光辐射，并且设有分析装置(30)，所述分析装置构成用于根据在产品(10)运动时通过第一传感器(22)探测的强度调制和/或根据在产品(10)运动时通过图像传感器(24)探测的、在图像传感器(24)上形成的散斑图案的移动来确定产品(10)的速度和/或长度。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，在第一透射光栅(18)与第一传感器(22)之间设置有将引导至第一传感器(22)的激光辐射聚焦到第一传感器(22)上的第一透镜(20)。3.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述第一传感器(22)是光电二极管。4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，在第一分束器(16)与图像传感器(24)之间设置有将引导至图像传感器(24)的激光辐射进行聚焦的第二透镜(26、28)。5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述图像传感器(24)是CCD传感器或CMOS传感器。6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其特征在于，所述探测器装置还包括第三传感器(34)，并且在第一分束器(16)与图像传感器(24)之间设置有第二分束器(32)，所述第二分束器将来自第一分束器(16)的激光辐射划分为一方面引导至图像传感器(24)并且另一方面引导至第三传感器(34)的激光辐射。7.根据权利要求1至5中任...
【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：斯考拉股份公司，
类型：发明
国别省市：
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