SE514004C2 - Thickness measurement with a detector by illuminating two surfaces of an object, device, apparatus and method - Google Patents
Thickness measurement with a detector by illuminating two surfaces of an object, device, apparatus and methodInfo
- Publication number
- SE514004C2 SE514004C2 SE9800962A SE9800962A SE514004C2 SE 514004 C2 SE514004 C2 SE 514004C2 SE 9800962 A SE9800962 A SE 9800962A SE 9800962 A SE9800962 A SE 9800962A SE 514004 C2 SE514004 C2 SE 514004C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- detector
- optical element
- distance
- light
- illumination
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
10 15 20 25 30 514 004 203) I US 5,3 59,532 beslorives en filmtjocklekskontrollerare, som alltid kan erhålla snabba förutbestämda tj ocklekskontroll, även om drifis förhållandena ändras. 10 15 20 25 30 514 004 203) US 5,3 59,532 beslorives an mlm thickness controller, which can always obtain fast predetermined thickness control, even if the driving conditions change.
Filmtj ocklekskontrolleraren innefattar en dyna som har en mekanism för att reglera och operera en utströmningsmängd längs ñlrnens breddriktning, en tjockleksmätare för att detektera tjockleksvariationen hos filrnen förflyttad med en fördröjningstid från ett läge av dynan till ett läge av tj ockleksmätaren, och adaptrar adderade till en operativ kalkylator, en tillståndsförutsägningsanordning, en tillståndsskifiare respektive en driftsmängdstyrare som utgör filmtjocklekskontrolleraren, och därigenom automatiskt modifierar en matris av en styroperationsekvation att sammanfalla med drifisförhållandena med hänsyn till variationen av förseningstiden beroende av filmens rörelse och automatiskt modifiera en förstärkningsmatris av operationskalkylatom, en förstärkningsmatris av en regulator och en matris i styroperationsekvationen att sammanfalla med drifisförutsättningen med hänsyn till variationen hos filrnstj ocklekskänsligheten till en värmaringångsvariation genom ändring av drifisförhållanden.The film pressure controller includes a pad that has a mechanism for regulating and operating an outflow quantity along the width direction of the ñlrn, a thickness gauge to detect the thickness variation of the för lrnen for fl applied with a delay time from a position of the pad to a position of the thickness meter, and adapters added to an operational calculator, a condition prediction device, a condition skier and an operating quantity controller respectively constitutes the film thickness controller, thereby automatically modifying a matrix of one control operation equation to coincide with the operating conditions with regard to the variation of the delay time depending on the motion of the film and automatically modify a gain matrix of the operation calculator, a gain matrix of a regulator and a matrix of the control operation equation to coincide with the operating condition with regard to the variation in j lrnstj ocklek Sensitivity to a heat input variation by changing the operating conditions.
En anordning och metod för tjockleksmätning av plåtmaterial, speciellt i ett valsverk, och styrning av ett valsstativ är känd genom US 4,088,886. Den innefattar en röntgenfluorescensanalyserare för bestärrming av komponentema av plåtmaterialet, en strålningstjockleksmätare med ett kalibreringssystem för att mäta materialet med varierande sammansättning, och en dator för att beräkna en kalibreringssignal för tjockleksmätningar baserade på utgången av analyserna, med tjockleksmätningsutgången givande ett mått på tj ockleken av plåtmaterialet vid mätning och en styrsignal för att kontrollera valsstativet.An apparatus and method for measuring thickness of sheet material, in particular in a rolling mill, and control of a roll stand is known from US 4,088,886. It includes a X-ray fluorescence analyzer for determining the components of the sheet material, a radiation thickness gauge with a calibration system to measure the material with varying composition, and a computer for calculating a calibration signal for thickness measurements based on the outcome of the analyzes, with the thickness measurement outcome giving a measure of the thickness of the sheet material during measurement and a control signal for checking the roll stand.
Andra apparater är också kända, vilka utnyttjar ultraljud, nukleärstrålningsabsorbtion etc.Other devices are also known which use ultrasound, nuclear radiation absorption, etc.
Emellertid beror utföranden av dessa apparater huvudsakligen av sammansättningen av det uppmätta materialet och andra omgivningsförhållanden, vilka i regel kan medföra omkalibrering av apparaten.However, the performance of these devices depends mainly on its composition measured material and other environmental conditions, which can usually result recalibration of the device.
En anordning för mätning av avståndet till ett föremål från en mätningsyta är känd genom US 4,911,511, beviljat uppfinnaren. Anordningen innehåller en illurninationsenhet, ett optisk bildreproduktionssystem med vilket en ljusstråle projicerad på föremålet genom illuminationsenheten efter reflektion proj ekteras på en optisk detektor, vilken består av en tvådimensionell laddningskopplad halvledardetektor, som har ett pulståg som utsignal.A device for measuring the distance to an object from a measuring surface is known from U.S. 4,911,511, granted to the inventor. The device contains an illusion unit, an optical one image reproduction system with which a light beam projected on the object through the illumination unit after reflection is projected on an optical detector, which consists of a two-dimensional charge-coupled semiconductor detector, which has a pulse train as output signal.
Pulståget representerar de illuminerade och icke illuminerade delama av detektorn. För att 10 15 20 25 30 514 G04 sus) uppskatta läget av en ljuspunkt på detektorn värderas alla pulstågen från detektorn. På detta sätt uppnås en hög upplösning. Denna anordning avses för mätning av avståndsvariationer till en yta av ett föremål och tillhandahåller inte tjockleken av föremålet av sig själv.The pulse train represents the illuminated and non-illuminated parts of the detector. In order to 10 15 20 25 30 514 G04 swish) estimating the position of a light point on the detector, all the pulse trains from the detector are valued. In this way a high resolution is achieved. This device is intended for measuring distance variations to a surface of an object and does not provide the thickness of the object by itself.
UPPFINNINGENS ÄNDAMÅL Det huvudsakliga ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en anordning med hög precision, beröringsfri mätning av tjockleken av ett föremål. Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en anordning som är mindre känslig för, t.ex. omgivande temperaturändringar eller andra påverkande faktorer och således i mindre behov av upprepade kalibreringsprocedurer.OBJECTS OF THE INVENTION The main object of the present invention is to provide a device with high precision, non-contact measurement of the thickness of an object. Another purpose with The present invention is to provide a device which is less sensitive to, e.g. ambient temperature changes or other influencing factors and thus in less need of repeated calibration procedures.
Ovan nämnda ändamål uppnås medelst den inledningsvis beskrivna anordningen, i vilken är illuminationsorgan anordnade för att illuminera varje nämnda åtminstone två ytor, de optiska elementen är anordnade för att proj icera reflektioner från varje yta på nämnda detektor, som genererar en representation av avståndet mellan nämnda åtminstone två ytor av föremålet.The above-mentioned object is achieved by means of the device described in the introduction, in which is illumination means arranged to illuminate each said at least two surfaces, the optical ones the elements are arranged to project reactions from each surface of said detector, which generates a representation of the distance between said at least two surfaces of the object.
I ett föredraget utförande är endast en detektor anordnad och nämnda detektor är en fotodetektor, t.ex. en charged-coupled enhet, en diodarray, en CMOS-baserad detektor etc.In a preferred embodiment, only one detector is provided and said detector is one photodetector, e.g. a charged-coupled device, a diode array, a CMOS-based detector, etc.
Nämnda illurninationsorgan kan bestå av en ljuskälla för vatj e yta men företrädesvis en ljuskälla är anordnad och spegel och/eller prismor är anordnade för att rikta ljusstrålar på varje yta.Said illurination means may consist of a light source for the water surface but preferably one light source is provided and mirrors and / or prisms are provided to direct light rays at each surface.
För att projicera ljuset på detektorn består det optiska elementet av linser, prismor, linssystem o.s.v.To project the light on the detector, the optical element consists of lenses, prisms, lens systems etc.
I ett utförande sammanfaller centrumaxeln av de optiska elementen väsentligen med centrumaxeln av detektom. Emellertid är det möjligt att anordna de optiska elementen lateralt sidoförskjutna fianiför detektom.In one embodiment, the center axis of the optical elements substantially coincides with the central axis of the detector. However, it is possible to arrange the optical elements laterally laterally offset fi in front of the detector.
Med fördel illuminerar illuminationsorganet nämnda ytor väsentligen lodrätt.Advantageously, the illumination means illuminates said surfaces substantially vertically.
I ett föredraget utförande innefattar anordningen en bearbetningsenhet, en A/D-omvandlare, skiftregister, en multiplikator, en lagringsenhet och en positionberäkningsenhet. 10 l5 20 25 30 514 004 4(13) För korrekt drift av anordningen faller varje ljusstråle riktad på varje yta på nämnda varje yta i samma vinkel och vid en position som har motsvarighet på varje nämnda yta.In a preferred embodiment, the device comprises a processing unit, an A / D converter, shift register, a multiplier, a storage unit and a position calculation unit. 10 l5 20 25 30 514 004 4 (13) For proper operation of the device, each light beam directed at each surface falls on said each surface in the same angle and at a position corresponding to each said surface.
Med fördel är proj ektionen på detektom en förstoring av avståndet mellan ytorna .Advantageously, the projection on the detector is an enlargement of the distance between the surfaces.
Uppfinningen avser även en apparat för optisk och beröringsfri mätning av tjockleken av ett föremål. Apparaten omfattar: ett hus som har en huvuddel och bärande delar; illuminationsorgan, anordnade på nämnda bärande delar för att illuminera ytor av nämnda föremål när det placeras mellan nämnda bärande delar; en optisk detektor; optiska element anordnade för att samla och projicera reflektionema från nämnda ytor, och organ för att bearbeta en signal från nämnda optiska detektor för att generera en signal representerande avståndet mellan nämnda ytor.The invention also relates to an apparatus for optical and non-contact measurement of the thickness of one subject. The apparatus comprises: a housing having a main body and supporting members; illumination means, provided on said support members for illuminating surfaces of said objects when placed between said support members; an optical detector; optical elements arranged to collect and project the reactions from said surfaces, and means for processing a signal from said optical detector to generate a signal representing the distance between said surfaces.
Förfarandet enligt uppfinningen innefattar stegen att: illuminera varje yta medelst en illuminationsorgan, samla reflektioner av nämnda illuminationer från varje yta, projicera nämnda reflektioner på en detektorenhet för generera en signal som indikerar positionen av de projicerade reflektionema på detektorn, och bearbeta signalen från nämnda detektorenhet för att beräkna avståndet mellan ytoma.The method according to the invention comprises the steps of: illuminating each surface by means of a illumination means, collect reflections of said illuminations from each surface, project said reflections on a detector unit for generating a signal indicating the position of the projected the reactions on the detector, and processing the signal from said detector unit to calculate the distance between the surfaces.
KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen kommer nu att beskrivas på ett icke begränsande sätt under hänvisning till de bifogade ritningar, i vilka: Fig. 1 visar schematiskt ett tvärsnitt genom ett utföringsexempel av en första anordning för mätning av tjocklek, enligt uppfinningen.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will now be described in a non-limiting manner with reference to those attached drawings, in which: Fig. 1 schematically shows a cross section through an embodiment of a first device for measuring thickness, according to the invention.
Fig. 2 visar ett tvärsnitt av ett andra schematiskt utförande, illustrerande en altemativ placering av en ljuskälla.Fig. 2 shows a cross section of a second schematic embodiment, illustrating an alternative placement of a light source.
Fig. 3 visar en schematisk ljusprojektionsrepresentation erhållen från en detektorenhet.Fig. 3 shows a schematic light projection representation obtained from a detector unit.
Fig. 4 visar ett tvärsnitt genom ett tredje schematiskt utförande enligt uppfinningen.Fig. 4 shows a cross section through a third schematic embodiment according to the invention.
DETALIERAD BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPLEN Fig. 1 visar en schematisk tvärsnittsvy av en anordning 10 för mätning av tjockleken av ett 10 15 20 25 30 514 004 sus) föremål 1 1, till exempel ett plåtmaterial. Anordningen 10 kan företrädesvis utföras i ett valsverk mellan två valsar, åtminstone en av vilka är anordnad att, t.ex. styra tj ockleken av materialet.DETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS Fig. 1 shows a schematic cross-sectional view of a device 10 for measuring the thickness of a 10 15 20 25 30 514 004 swish) object 1 1, for example a sheet material. The device 10 can preferably be made in a rolling mill between two rollers, at least one of which is arranged to, e.g. control the thickness of the material.
Plåtrnaterialet passerar genom anordningen 10, t.ex. från en matningsrulle till en uppsarnlingssrulle eller en valsningsstation (inte visad). Anordningen 10 består av ett hus 12 som har en huvuddel och två skänklar 13 och 14, ljusstrålande anordningar 15 och 16, ett optiskt element 17, åtminstone en detektor 18 och en bearbetningsenhet 19.The sheet material passes through the device 10, e.g. from a feed roller to a pick-up roller or a rolling station (not shown). The device 10 consists of a housing 12 having a main body and two legs 13 and 14, light emitting devices 15 and 16, a optical element 17, at least one detector 18 and one processing unit 19.
Skänklarna 13, 14 är så anordnade att plåtmateríalet 11 löper mellan dem i ett säkert avstånd, företrädesvis i samma avstånd från båda skänklarna. De ljusstrålande anordningama 15 och 16 är anordnade inne i eller på utsidan av skänklarna och riktar ljusstrålar, visade medelst streckade linjer 23, på båda sidor av plåtmateríalet 11. Ljusstrålarna 23 infaller väsentligen vinkelräta på ytoma av plåtmateríalet. För den korrekta driften av anordningen är det viktig att ljusstrålarna från varje ljusstrålande anordning 15, 16 sammanfaller vid (exakt) samrna punkt på varje sida av plåtrnaterialet och att de har samma infallsvinkel (koaxiella ljusstrålar i fall av vinkelrätt belysning). Pilarna visa ljusstrålarrias riktning. De infallande ljusstrålarna reflekteras och sprids av ytan av plåtrnaterialet. En del av de reflekterade ljusstrålar uppsamlas av de optiska elementen 17.The legs 13, 14 are arranged so that the sheet material 11 runs between them at a safe distance, preferably at the same distance from both legs. The light emitting devices 15 and 16 are arranged inside or on the outside of the legs and direct light rays, shown by dashed lines 23, on both sides of the sheet material 11. The light rays 23 fall substantially perpendicular to the surfaces of the sheet material. For the correct operation of the device, it is important that the light beams from each light - emitting device 15, 16 coincide at the (exact) common point on each side of the sheet material and that they have the same angle of incidence (coaxial light rays in the case of perpendicular lighting). The arrows show the direction of the light beam array. The incident light rays are reflected and spread by the surface of the sheet material. Some of the reflected light rays are collected by them optical elements 17.
De optiska elementen 17 kan bestå av en eller flera linser, ett linssystem omfattande olika typer av linser, prismor, spegel o.s.v., och är huvudsakligen anordnade att samla och projicera ljusreflektionema från ytan av plåtmateríalet på ytan av detektorn 18. I detta utförande är centnunaxeln av de optiska elementen 17 väsentligen i linje med centrurnaxeln av detektorn.The optical elements 17 may consist of one or more lenses, a lens system comprising different types of lenses, prisms, mirrors, etc., and are mainly arranged to collect and project the light fl sections from the surface of the sheet material on the surface of the detector 18. In this embodiment, the center axis of the optical elements 17 is substantially aligned with the center axis of the detector.
Detektom är företrädesvis en fotodetektor, och i synnerhet en “Charge-Coupled Device" (CCD) avsedd att detektera den typ av ljus som utsändes från ljusstrålaren. CCDn består av linjer av laddade kopplade detektorer anordnade i en matris, d.v.s. anordnade i ett X- och Y- koordinatsystem för en eller flera färger. Genom elektronisk avsökning varje linje av detektorer omvandlas ljusprojektionen på den till elektriska signaler och producerar en videosignal.The detector is preferably a photodetector, and in particular a "Charge-Coupled Device" (CCD) intended to detect the type of light emitted from the light emitter. The CCD consists of lines of charged coupled detectors arranged in a matrix, i.e. arranged in an X and Y coordinate system for one or fl your colors. By electronic scanning each line of detectors the light projection on it is converted into electrical signals and produces a video signal.
Videosignalerna kan seden analyseras på olika sätt för att detektera läget av ljusprojektionen på den.The video signals can then be analyzed in different ways to detect the position of the light projection the.
CCD 18 är ansluten till en bearbetningsenhet 19, som är anordnad att omvandla signalema mottagna från CCDn till en lämplig utsignal, t.ex. en digital signal, för att beräkna läget av ljusprojektionema. 10 15 20 25 30 5 'l 4 004 603) Illuminationsanordningamalfi och 16 kan vara välkända typer av ljuskällor, såsom en laser (diod), infi-aröda eller ultravioletta illuminatorer o.s.v. Emellertid fóredrages en laserkälla som har en väldefinierad strålning.CCD 18 is connected to a processing unit 19, which is arranged to convert the signals received from the CCD to a suitable output signal, e.g. a digital signal, to calculate the position of the light projections. 10 15 20 25 30 5 'l 4 004 603) Illumination devices template fi and 16 may be well known types of light sources, such as a laser (diode), fi-red or ultraviolet illuminators, etc. However, a laser source such as has a power fi nied radiation.
Ett annat utföringsexempel med en illuminationsanordning visas i fig. 2, i vilken endast en ljuskälla 20 är anordnad. Ljuskällan 20 är anordnad i en sektion utanför skänklarna, t.ex. huvuddelen, och lj usstrålaina 25 riktas på plåtmaterialet, till exempel medelst prismor 26 och/eller speglar 27.Another embodiment with an illumination device is shown in fi g. 2, in which only one light source 20 is provided. The light source 20 is arranged in a section outside the legs, e.g. the main part, and the light beams 25 are directed at the sheet material, for example by means of prisms 26 and / or mirrors 27.
I det visade utföringsexemplet illustreras endast vinkelräta ljusstrålar som ett exempel. För en faclcman är det självklart att ljusstrålar kan riktas i någon lämplig vinkel, så länge som de har samma infallsvinkel.In the exemplary embodiment shown, only perpendicular light rays are illustrated as an example. For one faclcman it is obvious that light rays can be directed at any suitable angle, as long as they have same angle of approach.
I det följ ande kommer funktionen av utföringsexemplet enligt fig. 1 att beskrivas med referens till en praktisk tillämpning. Plåtmaterialet 1 1, t.ex. en stålplåt, är anordnat att förflyttas mellan två valsar (inte visade) i en rullbana. Valsarna är anordnade att, till exempel valsa ner plåtrnaterialet till en förutbestämd tjocklek. Ytterligare stödrullar 28 är anordnade för att åstadkomma bättre stabilitet vid mätpunkten(erna). Valsarn är så anordnade att de inte påverkar illuminationen och reflektion av ljuset. En eller flera anordningar enligt uppfinningen kan anordnas mellan valsarna. Ljuskälloma 15 och 16 illuminerar båda sidor av plåtmaterialet 11 med ljuspulser (eller kontinuerliga ljusstrålar). Ytoma reflekterar delvis och delvis sprider det infallande ljuset i flera riktningar. Det spridda ljuset bildar en lob av spridda reflektioner på materialets yta, väsentligen strålande i 180°. De optiska elementen 17 samlar och projicerar den spridda reflektionsstrålama (punkt och streckade linjer 24) från varje sida av plåtmaterialet på CCD 18. För att förhindra proj ektionema att störas av reflektionema kan det optiska elementet maskeras åtminstone delvis.In the following, the function of the working example according to fi g. 1 to be described with reference to a practical application. The sheet material 1 1, e.g. a steel plate, is arranged to be moved between two rollers (not shown) in a roller conveyor. The rollers are arranged to, for example, roll down the sheet material to a predetermined thickness. Additional support rollers 28 are provided to achieve better stability at the measuring point (s). The rollers are arranged so that they do not affect the illumination and reaction of the light. One or more devices according to the invention can arranged between the rollers. The light sources 15 and 16 illuminate both sides of the sheet material 11 with light pulses (or continuous light rays). The surfaces partially reflect and partially disperse it incident light in several directions. The scattered light forms a lobe of scattered reflections on surface of the material, substantially radiating at 180 °. The optical elements 17 collect and project it scattered reflection rays (dotted and dashed lines 24) from each side of the sheet material on CCD 18. To prevent the projections from being disturbed by the reactions, the optical element can masked at least in part.
Avståndet mellan ljusprojektionema på CCDn representerar avståndet mellan de två ytoma av plåtmaterialet, d.v.s. tjockleken av plåtmaterialet. CCDn är periodiskt (synkroníserad med periodiska ljuspulser) eller kontinuerligt scarma, såsom beskrevs ovan, och signalerna omvandlas till digitala signaler (om så behövs) för att bearbetas av en positionberäkningsenhet.The distance between the light projections on the CCD represents the distance between the two surfaces of the sheet material, i.e. the thickness of the sheet material. The CCD is periodically (synchronized with periodic light pulses) or continuous scarring, as described above, and the signals converted to digital signals (if needed) for processing by a position calculator.
I fig. 3 är signalen som representerar ljusproj ektionema på CCDn schematiskt illustrerade i en V/S- kurva, d.v.s. spänning per yta-enhet av CCDn. Toppama 21, 22 av kurvoma representerar 10 15 20 25 30 514 004 7(13) de mest intensiva punkterna av ljusprojektionema, d.v.s. centmmet för projektionema och tjockleken d är avståndet mellan toppama 21 och 22. Signalen som representerar avståndet d kan då behandlas och omvandlas till ett verkligt avstånd (t.ex. i en metrisk enhet) för presentation eller överföras den till valsstyrningen för att reglera valsarnas mellanrum för ytterligare valsning av plåtmaterialet. Tydligen behöver ljusprojektionen inte koncentreras (punkt) och kan vara linjära (infallande i plåtrnaterialets longitudinella riktning) utan att påverka beräkningen av avståndet d.I fi g. 3, the signal representing the light projections on the CCD is schematically illustrated in one V / S curve, i.e. voltage per unit area of the CCD. The peaks 21, 22 of the curves represent 10 15 20 25 30 514 004 7 (13) the most intense points of the light projections, i.e. the center of the projections and the thickness d is the distance between the peaks 21 and 22. The signal representing the distance d can then be processed and converted to an actual distance (eg in a metric unit) for presentation or it is transferred to the roller guide to regulate the intervals of the rollers for further rolling of the sheet material. Apparently the light projection does not need to be concentrated (point) and can be linear (incident in the longitudinal direction of the sheet material) without affect the calculation of the distance d.
Signalen från CCDn kan behandlats analogt eller digitalt. Den analoga signalbearbetningen innebär omvandling av signalen (enligt fig. 3) till pulser, som delvis representerar kärmetecknen med avseende på ett tröskel värde, sedan bestämmes ett centrum för varje pulsbredd och skillnaden mellan centrumet representerande avståndet d beräknas. Beroende av de optiska elementens typ är det även möjligt att erhålla en förstoring av det projicerade avståndet mellan ytorna på detektorytan (vilket måste kompenseras vid beräkning av det aktuella avståndet.) I utföringsexemplet visat i fig. 4 är de optiska elementen 29 och 30 anordnade framför detektorn, men lateralt förskjutna i vägen för den spridda lj usreflexen 24. Varje optiskt element 29, 30 bestående, t.ex. av linser och/eller prismor o.s.v., bryter ljusstrålarna och projicerar de på CCDn 18. I detta utförande innefattar bearbetningsenheten 19 en A/D-omvandlare 31, skifiregister 32, 34, multiplikator 33, en lagringsenhet 35 och positionberäkningsenhet 36.The signal from the CCD can be processed analogously or digitally. The analog signal processing involves the conversion of the signal (according to fi g. 3) into pulses, which partly represent the signs with respect to a threshold value, then a center for each pulse width and the difference between the center representing the distance d is calculated. Depending on the optical type of elements, it is also possible to obtain an enlargement of the projected distance between the surfaces of the detector surface (which must be compensated when calculating the current distance.) In the working example shown in fi g. 4, the optical elements 29 and 30 are arranged in front the detector, but laterally offset in the path of the scattered light 24. ex 24 Each optical element 29, 30 existing, e.g. of lenses and / or prisms, etc., refracts the light rays and projects them on The CCD 18. In this embodiment, the processing unit 19 comprises an A / D converter 31, ski register 32, 34, multiplier 33, a storage unit 35 and position calculation unit 36.
Utsignalen från CCDn överföres till A/D-omvandlaren 31 och till lagringsenheten 35. I lagringsenheten 35 lagras data för ljuspunkter av en specifik bild. Digital data från A/D- omvandlaren 31 överföres till skifiregistret 32 och data från lagringsenheten 35 överföres till skiñregister 34. Multiplikatom 33 multiplicerar data från skiñregistren och ett korskorrelerad utsignal erhålls. Utsignalen överföres till positionberälmingsenheten 36, vilken beräknar läget för ljusprojektionema och således avståndet d.The output signal from the CCD is transmitted to the A / D converter 31 and to the storage unit 35. In the storage unit 35 stores data for light points of a specific image. Digital data from A / D- the converter 31 is transferred to the ski register 32 and data from the storage unit 35 is transferred to ski registers 34. The multiplier 33 multiplies data from the ski registers and a cross-correlated output signal is obtained. The output signal is transmitted to the position monitoring unit 36, which calculates the position for the light projections and thus the distance d.
Självklart kan andra konventionella metoder, såsom interpolation av signalen erhållen från CCD eller bestämning av tyngdpunkten för vaije proj ektions representerande signal användas för att beräkna proj ektionemas läge på detektom och därigenom bestänuna avståndet d.Of course, other conventional methods, such as interpolation of the signal obtained from CCD or determination of the center of gravity of each projection's representative signal is used to calculate the position of the projections on the detector and thereby determine the distance d.
I ett föredraget utförande behandlas signalen från CCDn, såsom beskrives i US 4,91l,511, inkorporerat häri genom hänvisning.In a preferred embodiment, the signal from the CCD is processed, as described in US 4,91,1,511, incorporated herein by reference.
Uppfinningen är inte begränsad till de visade utföringsexemplen och kan varieras på ett antal 10 5113 004 sus) sätt utan avlägsning fiån omfånget för de närslutna patentkraven. Anordningen och förfarandet kan åstadkommas på olika sätt beroende av applikation, funktionella enheter, behov och krav o.s.v. Till exempel kan fler än en CCD eller andra optiska sensorer, såsom diodarray eller CMOS-baserade detektorer för generering av (video) signaler användas, linsema kan ersättas och/eller kombineras med andra optiska element, såsom diffiaktion optiska element (relifer), skänklarna kan utformas rörliga och signalen kan bearbetas externt i en datorenhet o.s.v.The invention is not limited to the embodiments shown and can be varied in a number 10 5113 004 swish) without removal fi from the scope of the appended claims. The device and the procedure can be achieved in different ways depending on the application, functional units, needs and requirements etc. For example, CCD er than a CCD or other optical sensors, such as diode array or CMOS-based detectors for generating (video) signals are used, the lenses can be replaced and / or combined with other optical elements, such as diffraction optical elements (reliefs), the legs can be designed to be movable and the signal can be processed externally in a computer unit and so on.
Dessutom kan ljuskällorna anordnas extemt utan behov för skänklar. Apparaten enligt uppfinningen kan även användas för att bestämma avståndet mellan två punkter på ett föremål armat än plåtmaterial. Dessutom kan svepande ljuskällor utformas för att åtminstone täcka hela ytan av plåtmaterialet. I detta fall måste optiska element och sensorenheter utformas på ett lämpligt sätt för att samla, projicera och detektera hela det reflekterade ljuset och sveprörelsen av ljuskälloma måste synkroniseras. Det är även möjligt att kombinera en eller flera delar av de visade och beskrivna utföringsexemplen. 20 25 514 064 9(l3) HÄNVISNING TECKEN 10 Mätanordning ll Plåtmaterial 12 Hus 13 Skänkel 14 Skänkel 15 Ljuskälla 16 Ljuskälla 17 Optiskt element 18 Detektor 19 Bearbetningsenhet 20 Ljuskälla 21, 22 Topp 23-25 Ljusstråle 26 Prisma 27 Spegel 28 Vals 29, 30 Optiskt element 3 1 A/D-omvandlare 32, 33 Register 34 Multiplikator 35 Lagringsenhet 36 BeräknningsenhetIn addition, the light sources can be arranged extremely without the need for legs. The device according to the invention can also be used to determine the distance between two points on an object armat than sheet metal material. In addition, sweeping light sources can be designed to at least cover the whole the surface of the sheet material. In this case, optical elements and sensor units must be designed on one suitable way to collect, project and detect all the reflected light and sweeping motion of the light sources must be synchronized. It is also possible to combine one or more parts of them shown and described embodiments. 20 25 514 064 9 (l3) REFERENCE SIGNS 10 Measuring device ll Sheet metal material 12 House 13 Leg 14 Leg 15 Light source 16 Light source 17 Optical element 18 Detector 19 Processing unit 20 Light source 21, 22 Top 23-25 Light beam 26 Prism 27 Mirror 28 Vals 29, 30 Optical element 3 1 A / D converter 32, 33 Register 34 Multiplier 35 Storage device 36 Calculation unit
Claims (16)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9800962A SE514004C2 (en) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | Thickness measurement with a detector by illuminating two surfaces of an object, device, apparatus and method |
| PCT/SE1999/000410 WO1999049278A1 (en) | 1998-03-20 | 1999-03-17 | An arrangement and a method for gauging a distance between surfaces of an object |
| EP99913795A EP1070228A1 (en) | 1998-03-20 | 1999-03-17 | An arrangement and a method for gauging a distance between surfaces of an object |
| AU31786/99A AU3178699A (en) | 1998-03-20 | 1999-03-17 | An arrangement and a method for gauging a distance between surfaces of an object |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9800962A SE514004C2 (en) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | Thickness measurement with a detector by illuminating two surfaces of an object, device, apparatus and method |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE9800962D0 SE9800962D0 (en) | 1998-03-20 |
| SE9800962L SE9800962L (en) | 1999-09-21 |
| SE514004C2 true SE514004C2 (en) | 2000-12-11 |
Family
ID=20410649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE9800962A SE514004C2 (en) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | Thickness measurement with a detector by illuminating two surfaces of an object, device, apparatus and method |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1070228A1 (en) |
| AU (1) | AU3178699A (en) |
| SE (1) | SE514004C2 (en) |
| WO (1) | WO1999049278A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT501506A1 (en) * | 2005-01-20 | 2006-09-15 | Voestalpine Mechatronics Gmbh | METHOD AND DEVICE FOR CONTACTLESS MEASUREMENT |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1340741A (en) * | 1971-03-15 | 1974-01-30 | Vnii Pk I Metall Maschino | Method for gauging the distance between two opposite surface areas of a moving rolled product and apparatus for carrying out the method |
| EP0179935B1 (en) * | 1984-10-31 | 1988-05-18 | Ibm Deutschland Gmbh | Interferometric thickness analyzer and measuring method |
| NO178909C (en) * | 1993-04-19 | 1996-06-26 | Toni Rydningen | Measuring device |
| SE503513C2 (en) * | 1994-11-17 | 1996-07-01 | Ericsson Telefon Ab L M | Method and apparatus for determining the thickness and concentricity of a layer applied to a cylindrical body |
-
1998
- 1998-03-20 SE SE9800962A patent/SE514004C2/en not_active IP Right Cessation
-
1999
- 1999-03-17 WO PCT/SE1999/000410 patent/WO1999049278A1/en not_active Application Discontinuation
- 1999-03-17 EP EP99913795A patent/EP1070228A1/en not_active Withdrawn
- 1999-03-17 AU AU31786/99A patent/AU3178699A/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1070228A1 (en) | 2001-01-24 |
| AU3178699A (en) | 1999-10-18 |
| SE9800962L (en) | 1999-09-21 |
| WO1999049278A1 (en) | 1999-09-30 |
| WO1999049278A8 (en) | 2000-03-16 |
| SE9800962D0 (en) | 1998-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6246050B1 (en) | Optical encoders using non-patterned targets | |
| US20120081543A1 (en) | Image correlation displacement sensor | |
| CN109387161A (en) | Auto-collimation system | |
| CN102087483A (en) | Optical system for focal plane detection in projection lithography | |
| ATE81907T1 (en) | OPTICAL MEASUREMENT DEVICES. | |
| WO1998053327A1 (en) | Method and device for contactless measuring of movement | |
| UST102104I4 (en) | Scanning optical system adapted for linewidth measurement in semiconductor devices | |
| US4993830A (en) | Depth and distance measuring system | |
| SE514004C2 (en) | Thickness measurement with a detector by illuminating two surfaces of an object, device, apparatus and method | |
| Pierce et al. | A novel laser triangulation technique for high precision distance measurement | |
| US20060226335A1 (en) | Apparatus and a method for the determination of the focal distance | |
| JP2003215149A (en) | Optical shift detector, and conveying system | |
| JP2001133320A (en) | Vibration measuring device | |
| US8605291B2 (en) | Image correlation displacement sensor | |
| CN101320218B (en) | Three scanning type silicon slice focusing and leveling measurement apparatus, system and method | |
| JPS62138715A (en) | Method and instrument for measuring displacement | |
| Zhukov et al. | Compact two-coordinate digital autocollimator | |
| US12204226B2 (en) | Metrology system configured to illuminate and measure apertures of workpieces | |
| JPH0665964B2 (en) | Displacement measuring method and device | |
| JPS6281514A (en) | Radius of curvature gauge | |
| SU1216698A1 (en) | Method of measuring operational section of optical system | |
| Xiao et al. | New long trace profiler for aspheric optical surface metrology | |
| RU2480718C2 (en) | Spectral analysis device | |
| SU1744444A1 (en) | Device for measurement of linear dimensions | |
| RU2164664C1 (en) | Opticoelectronic device measuring diameters of bodies of revolution |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 9800962-4 Format of ref document f/p: F |