本发明专利技术的速度测量装置以及方法能够对卷筒材料的速度进行测量。速度测量装置包括：向作为测定对象的卷筒材料(11)发射激光的半导体激光器(1)；将半导体激光器的光输出变换为电信号的光电二极管(2)；透镜(3)，将来自半导体激光器的光聚光并照射，同时将从卷筒材料返回的光聚光并入射到半导体激光器中；驱动半导体激光器的激光驱动器(4)；将光电二极管2的输出电流变换为电压并放大的电流-电压变换放大部(5)；除去电流-电压变换放大部的输出电压中的载波的滤波部(6)；计算滤波部的输出电压中所含有的干涉波形的数量的信号提取部(7)；基于信号提取部的计数结果算出卷筒材料的速度的运算部(8)。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种，其对作为通过输送装置从送出侧输送到 接收侧输送中的物体的卷筒材料的速度进行测量。
技术介绍
对于从送出部不断地输送纸、膜、玻璃纸、金属箔、橡胶等绕卷成辊状的物体(以 下，称为卷筒材料(々工^ ))，并对卷筒材料进行规定的处理，再通过接收部绕卷处理后的 卷筒材料的输送装置来说，需要将卷筒材料的移动速度控制为一定，并准确地测量所输送/ 绕卷的卷筒材料的长度。以往，作为测量卷筒材料的速度的方法，已有专利文献1所揭示的方法。图21是 示出专利文献1所揭示的以往的速度测量装置的构成的框图。在该速度测量装置中，通过 透镜201将从激光器/ 二极管单元200射出的激光作为测定光束202会聚在例如纸片等的 卷筒材料205上。在测定光束202的路径上具有卷筒材料205的情况下，该卷筒材料205 反射测定光束202，使其散射。该散射的测定光束202的发射的1部分沿着原来的路径，通 过透镜201会聚在激光器/ 二极管单元200的发射表面上，再次进入激光器的光谐振器中。 其结果，激光发射的强度发生变化。该激光发射的强度的变化通过将发射的变化转换为电 信号的激光器/ 二极管单元200内的光电二极管以及处理该电信号的电子电路203检测出 来。电子电路203形成控制器204的一部分。控制器204控制辊子206的旋转，因此也 控制卷筒材料205的移动。卷筒材料205移动时，通过卷筒材料205反射的返回光承受了 多普勒频移。这意味着返回光的频率变化或者产生频率偏移。该频率偏移由卷筒材料205 的移动速度决定。再进入激光器的光谐振器的返回光与在光谐振器中生成的激光相干涉。 该干涉意味着在光谐振器中发生自混合效应。激光发射的强度由于该干涉被定期地增减。在这里，将相对于时间以一定的变化率反复增减的三角波驱动电流作为注入电流 提供给激光器/ 二极管单元200的激光器，激光器被驱动为振荡波长以一定的变化率连续 地增加的第1振荡期间与振荡波长以一定的变化率连续地减少的第2振荡期间交替反复。 在第1振荡期间从光电二极管输出的电信号所包含的脉冲的数量与在第2振荡期间从光电 二极管输出的电信号所包含的脉冲的数量之差，与卷筒材料205的速度成比例。因此，电子 电路203可以根据该脉冲的数量之差求出卷筒材料205的速度。但是，采用专利文献1，在激光器和卷筒材料205之间的光学路径的长度比较短， 激光器的振荡波长调制的频率以及振幅比较小，而在所要检测的卷筒材料205的移动比较 快时等某些一定的情况下，卷筒材料205的速度不与所述脉冲的数量之差成比例。这时，求 出在第1振荡期间从光电二极管输出的电信号所包含的脉冲的数量和在第2振荡期间从光 电二极管输出的电信号所包含的脉冲的数量的平均值，通过从该平均值减去一定的常数， 确定卷筒材料205的速度。现有技术文献专利文献专利文献1 日本专利第4180369号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题如上所述，对于专利文献1所揭示的以往的速度测量装置，是 以大致知道卷筒材料的速度、激光器与卷筒材料的距离为前提的，其根据卷筒材料的状态 灵活使用速度的算出方法。但是，专利文献1所揭示的以往的速度测量装置还存在如下问 题在不知道卷筒材料的速度、与卷筒材料的距离时，就不能根据卷筒材料的状态灵活运用 速度的算出方法，不能正确算出卷筒材料的速度。本专利技术正是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种速度测量装置以及 方法，其对于自混合(自己結合)型的速度测量装置即便在不知道卷筒材料的速度、激光器 和卷筒材料的距离的情况下也能够进行应对，而且能够准确地测量卷筒材料的速度。解决课题的手段本专利技术的速度测量装置，其特征在于，包括半导体激光器，其向卷筒材料发射激 光，所述卷筒材料是通过输送装置从送出侧输送到接收侧的输送中的物体；振荡波长调制 单元，其使所述半导体激光器动作，以使得振荡波长连续地单调增加的第1振荡期间与振 荡波长连续地单调减少的第2振荡期间交替存在；检测单元，其检测包含干涉波形的电信 号，所述干涉波形是由从所述半导体激光器发射的激光和从所述卷筒材料返回的返回光的 自混合效应而产生的；信号提取单元，其分别就所述第1振荡期间和所述第2振荡期间对包 含在该检测单元的输出信号中的所述干涉波形的数量进行计算；符号赋予单元，其对该信 号提取单元的最新的计数结果赋予正负的符号；距离比例个数算出单元，其采用由该符号 赋予单元赋予了符号的带符号计数结果算出所述干涉波形的数量的平均值，并由此求出距 离比例个数，所述距离比例个数是与所述半导体激光器和所述卷筒材料的平均距离成比例 的干涉波形的数量；以及速度算出单元，根据该距离比例个数算出单元所算出的距离比例 个数算出所述卷筒材料的速度，所述符号赋予单元根据所述信号提取单元的前一次的计数 结果与采用该计数结果以前的计数结果算出的所述距离比例个数的2倍的大小关系、所述 信号提取单元的计数结果的增减方向是否一致、或者计数结果的平均值的变化，对所述信 号提取单元的最新的计数结果赋予正负的符号。又，在本专利技术的速度测量装置的一个构成例中，所述信号提取单元包括干涉波形 计数单元，其分别就所述第1振荡期间和所述第2振荡期间对包含在所述检测单元的输出 信号中的所述干涉波形的数量进行计算；干涉波形周期测定单元，在每次输入干涉波形时， 对该干涉波形计数单元计算干涉波形的数量的计数期间中的所述干涉波形的周期进行测 定；干涉波形周期频数分布生成单元，基于该干涉波形周期测定单元的测定结果生成所述 计数期间中的干涉波形的周期的频数分布；代表值算出单元，基于所述干涉波形的周期的 频数分布，求出等级值(階級値)和频数的积为最大时的等级值作为所述干涉波形的周期 的分布的代表值；校正值算出单元，基于所述干涉波形的周期的频数分布，求出没有达到所 述代表值的0. 5倍的等级的频数的总和Ns、以及在所述代表值的(n+0. 5)倍以上且没有达 到(n+1.5)倍的等级的频数的总和Nwn，通过基于这些频数Ns和Nwn对所述干涉波形计数 单元的计数结果进行校正，并输出校正后的计数结果，其中，η是1以上的自然数。6又，在本专利技术的速度测量装置的一个构成例中，将所述干涉波形计数单元的计数 结果设为Na，将所述代表值设为T0，将所述干涉波形的周期能取得的最大值设为Tmax时，所 述校正值算出单元按照下式数式1？maxNa' 二 Na — Ns + Z (η χ Nwn)η=1_8] η画S^L求出校正后的计数结果Na’。又，在本专利技术的速度测量方法，其特征在于，包括振荡步骤，使向卷筒材料发射激 光的半导体激光器动作，以使得振荡波长连续地单调增加的第1振荡期间与振荡波长连续 地单调减少的第2振荡期间交替存在，所述卷筒材料是通过输送装置从送出侧输送到接收 侧的输送中的物体；检测步骤，检测包含干涉波形的电信号，所述干涉波形是由从所述半导 体激光器发射的激光和从所述卷筒材料返回的返回光的自混合效应而产生的；信号提取步 骤，分别就所述第1振荡期间和所述第2振荡期间对包含在由检测步骤得到的输出信号中 的所述干涉波形的数量进行计算；符号赋予步骤，对该信号提取步骤的最新的计数结果赋 予正负的符号；距离比例个数算出步骤，采用由该符号赋予步骤赋予了符号的本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种速度测量装置，其特征在于，包括：半导体激光器，其向卷筒材料发射激光，所述卷筒材料是通过输送装置从送出侧输送到接收侧的输送中的物体；振荡波长调制单元，其使所述半导体激光器动作，以使得振荡波长连续地单调增加的第１振荡期间与振荡波长连续地单调减少的第２振荡期间交替存在；检测单元，其检测包含干涉波形的电信号，所述干涉波形是由从所述半导体激光器发射的激光和从所述卷筒材料返回的返回光的自混合效应而产生的；信号提取单元，其分别就所述第１振荡期间和所述第２振荡期间对包含在该检测单元的输出信号中的所述干涉波形的数量进行计算；符号赋予单元，其对该信号提取单元的最新的计数结果赋予正负的符号；距离比例个数算出单元，其采用由该符号赋予单元赋予了符号的带符号计数结果算出所述干涉波形的数量的平均值，并由此求出距离比例个数，所述距离比例个数是与所述半导体激光器和所述卷筒材料的平均距离成比例的干涉波形的数量；以及速度算出单元，根据该距离比例个数算出单元所算出的距离比例个数算出所述卷筒材料的速度，所述符号赋予单元根据所述信号提取单元的前一次的计数结果与采用该计数结果以前的计数结果算出的所述距离比例个数的２倍的大小关系、所述信号提取单元的计数结果的增减方向是否一致、或者计数结果的平均值的变化，对所述信号提取单元的最新的计数结果赋予正负的符号。...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：上野达也，
申请(专利权)人：株式会社山武，
类型：发明
国别省市：JP
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