用于測量導(dǎo)體在絕緣包皮中的同心度的方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】用于測量導(dǎo)體在絕緣包皮中的同心度的方法，由導(dǎo)體及其絕緣包皮構(gòu)成的纜線沿著輸送方向運(yùn)動(dòng)，該方法包括以下步驟：在感應(yīng)測量平面中測定導(dǎo)體的位置；在沿輸送方向處于感應(yīng)測量平面上游的第一光學(xué)測量平面中測定纜線的位置在沿輸送方向處于感應(yīng)測量平面下游的第二光學(xué)測量平面中測定纜線的位置；在第一和第二光學(xué)測量平面中測定的纜線位置彼此這樣關(guān)聯(lián)：得出纜線在感應(yīng)測量平面中的位置；由纜線在感應(yīng)測量平面中的位置以及由導(dǎo)體的位置來確定導(dǎo)體在絕緣包皮中的同心度，其中，這樣進(jìn)行空間分辨的光學(xué)測量：識(shí)別出纜線相對(duì)于輸送方向的傾斜位置和/或彎曲，在確定導(dǎo)體在絕緣包皮中的同心度時(shí)考慮傾斜位置和/或彎曲。本發(fā)明還涉及一種相應(yīng)的設(shè)備。
【專利說明】用于測量導(dǎo)體在絕緣包皮中的同心度的方法和設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于測量導(dǎo)體在絕緣包皮中的同心度的方法，其中，由導(dǎo)體及其絕緣包皮構(gòu)成的纜線沿著一輸送方向運(yùn)動(dòng)。此外，本發(fā)明涉及一種相應(yīng)的設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]已知這樣的測量方法，其中，在一共同的測量平面中借助感應(yīng)測量裝置測量導(dǎo)體的位置并且借助光學(xué)測量裝置測量包圍導(dǎo)體的絕緣包皮的位置。根據(jù)兩個(gè)測量結(jié)果來測定導(dǎo)體在絕緣包皮中的同心度。這樣的設(shè)計(jì)構(gòu)造方案的問題是，所述測量裝置可能由于其設(shè)置在同一測量平面中而相互妨礙。如果(如經(jīng)常需要的)使用兩個(gè)光學(xué)測量裝置，這種情況變得更加嚴(yán)重。
[0003]從DE 25 177 09 C3中已知本 申請人:的所謂的WANDEXE-偏心度測量儀，其具有兩個(gè)在測量頭中彼此錯(cuò)開90度地設(shè)置的光學(xué)直徑檢測器以及設(shè)置在與光學(xué)直徑檢測器相同的測量平面中的感應(yīng)測量電路。從EP I 495 284 BI中已知一種用于測量纜線的同心度和直徑的無接觸系統(tǒng)和方法。在此，在一光學(xué)測量平面中借助光學(xué)測量裝置來測量纜線的位置。在沿纜線的輸送方向處于所述光學(xué)測量平面上游的第一感應(yīng)測量平面中借助感應(yīng)測量裝置來測量導(dǎo)體的位置。在沿纜線的輸送方向處于所述光學(xué)測量平面下游的第二感應(yīng)測量平面中借助第二感應(yīng)測量裝置同樣來測量導(dǎo)體的位置。將感應(yīng)測量的導(dǎo)體位置這樣彼此聯(lián)系:得出該導(dǎo)體在光學(xué)測量平面中的位置。此外，從這個(gè)測定的導(dǎo)體位置和測量的纜線在光學(xué)測量平面中的位置來確定導(dǎo)體在絕緣包皮中的同心度。
[0004]在已知的系統(tǒng)和方法中，纜線的彎曲引起測量誤差，常常由于導(dǎo)體的下垂而引起。因此，在這樣彎曲時(shí)，從感應(yīng)測量推導(dǎo)出來的導(dǎo)體在光學(xué)測量平面中的位置與導(dǎo)體在光學(xué)測量平面的實(shí)際位置不一致。如果纜線在光學(xué)測量平面的范圍內(nèi)具有它的最大彎曲，則所述感應(yīng)測量裝置測定導(dǎo)體的相同位置。但這些位置由于纜線彎曲與導(dǎo)體在光學(xué)測量平面中的位置不相符。如果纜線的彎曲不是在光學(xué)測量平面的范圍內(nèi)具有它的最大值，而是沿輸送方向與光學(xué)測量平面錯(cuò)開地具有它的最大值，也引起這種誤差。在這種情況下通過所述感應(yīng)測量裝置來測定導(dǎo)體的不同位置。然而，在這種情況下由于(非對(duì)稱的)彎曲，推導(dǎo)出來的導(dǎo)體在該光學(xué)測量平面中的位置也與導(dǎo)體的實(shí)際位置不一致。由于確定的導(dǎo)體在光學(xué)測量平面中的位置有誤差，測定的同心度也有錯(cuò)誤差。
[0005]所述測量誤差取決于纜線的曲率半徑。例如，在承載纜線的支撐滾子之間的間距為2米時(shí)實(shí)際上出現(xiàn)10米的曲率半徑。由此，引起20微米范圍內(nèi)的測量誤差。通過較大數(shù)量的支撐滾子來平衡纜線彎曲實(shí)際上是不可能的。于是相反地得出纜線最后波形的走向并且進(jìn)而得出導(dǎo)致不可計(jì)算的誤差的不確定的測量狀態(tài)。纜線的彎曲也可以不通過任意提高施加到纜線上的拉力來避免。因此，纜線和尤其它的導(dǎo)體在完全排除彎曲之前通過拉伸已經(jīng)達(dá)到屈服極限。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]從所解釋的現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種開頭提及類型的方法和設(shè)備，在纜線彎曲時(shí)也能夠借助它們可靠地確定導(dǎo)體在絕緣包皮中的同心度。
[0007]本發(fā)明通過獨(dú)立權(quán)利要求1和12的內(nèi)容來解決該任務(wù)。有利的設(shè)計(jì)構(gòu)造方案在從屬權(quán)利要求、說明書和附圖中找到。
[0008]本發(fā)明一方面通過用于測量導(dǎo)體在絕緣包皮中的同心度的方法來解決所述任務(wù)，其中，由導(dǎo)體及其絕緣包皮構(gòu)成的纜線沿著一輸送方向運(yùn)動(dòng)，所述方法包括以下步驟:
[0009]在一感應(yīng)測量平面中借助感應(yīng)測量裝置測定所述導(dǎo)體的位置，
[0010]在沿所述纜線的輸送方向處于所述感應(yīng)測量平面上游的第一光學(xué)測量平面中，借助至少一個(gè)第一光學(xué)測量裝置來測定所述纜線的位置，
[0011]在沿所述纜線的輸送方向處于所述感應(yīng)測量平面下游的第二光學(xué)測量平面中，借助至少一個(gè)第二光學(xué)測量裝置來測定所述纜線的位置，
[0012]在所述第一和第二光學(xué)測量平面中測定的所述纜線的位置彼此這樣關(guān)聯(lián):得出所述纜線在所述感應(yīng)測量平面中的位置，和
[0013]由這個(gè)得出的所述纜線在所述感應(yīng)測量平面中的位置以及由在所述感應(yīng)測量平面中測定的所述導(dǎo)體的位置來確定所述導(dǎo)體在所述絕緣包皮中的同心度，
[0014]其中，在所述第一光學(xué)測量平面中和/或在所述第二光學(xué)測量平面中這樣進(jìn)行空間分辨的光學(xué)測量:識(shí)別出所述纜線相對(duì)于所述輸送方向、尤其在所述第一光學(xué)測量平面中和/或在所述第二光學(xué)測量平面中的傾斜位置和/或彎曲，其中，在確定所述導(dǎo)體在所述絕緣包皮中的同心度時(shí)考慮這樣的傾斜位置和/或彎曲。
[0015]另一方面，本發(fā)明通過一種用于測量導(dǎo)體在絕緣包皮中的同心度的設(shè)備來解決所述任務(wù)，其中，由具有導(dǎo)體及其絕緣包皮構(gòu)成的纜線沿著一輸送方向運(yùn)動(dòng)，所述設(shè)備包括:
[0016]設(shè)置在一感應(yīng)測量平面中的感應(yīng)測量裝置，用于測定所述導(dǎo)體在所述感應(yīng)測量平面中的位置，
[0017]至少一個(gè)設(shè)置在沿所述纜線的輸送方向處于所述感應(yīng)測量平面上游的第一光學(xué)測量平面中的第一光學(xué)測量裝置，用于測定所述纜線在所述第一光學(xué)測量平面中的位置，
[0018]至少一個(gè)設(shè)置在沿所述纜線的輸送方向處于所述感應(yīng)測量平面下游的第二光學(xué)測量平面中的第二光學(xué)測量裝置，用于測定所述纜線在所述第二光學(xué)測量平面中的位置，
[0019]分析處理裝置，其被構(gòu)造用于將在所述第一和第二光學(xué)測量平面中測定的所述纜線的位置這樣彼此關(guān)聯(lián):得出所述纜線在所述感應(yīng)測量平面中的位置，并且由這個(gè)得出的所述纜線在所述感應(yīng)測量平面中的位置以由在所述感應(yīng)測量平面中測定的所述導(dǎo)體的位置來確定所述導(dǎo)體在所述絕緣包皮中的同心度，
[0020]其中，所述至少一個(gè)第一光學(xué)測量裝置和/或所述至少一個(gè)第二光學(xué)測量裝置被構(gòu)造用于在所述第一光學(xué)測量平面中和/或在所述第二光學(xué)測量平面中這樣實(shí)施空間分辨的光學(xué)測量:識(shí)別出所述纜線相對(duì)于所述輸送方向、尤其在所述第一光學(xué)測量平面中和/或在所述第二光學(xué)測量平面中的傾斜位置和/或彎曲，并且其中，所述分析處理裝置進(jìn)一步被構(gòu)造用于在確定所述導(dǎo)體在所述絕緣包皮中的同心度時(shí)考慮這樣傾斜位置和/或彎曲。
[0021]電導(dǎo)體以已知的方法由絕緣包皮包圍，該絕緣包皮例如以擠出方法施加。導(dǎo)體及其絕緣包皮構(gòu)成纜線，其沿著一輸送方向運(yùn)動(dòng)。在此，纜線的輸送原則上沿著直線輸送方向進(jìn)行。然而如開頭解釋的，實(shí)際上不可避免地產(chǎn)生纜線的運(yùn)動(dòng)偏離直線輸送方向，尤其產(chǎn)生纜線的彎曲。這不僅可以是纜線的下垂，而且可以是纜線的向上拱起的彎曲。
[0022]為了仍然能夠可靠地確定導(dǎo)體在絕緣包皮中的同心度，根據(jù)本發(fā)明相對(duì)于上面解釋的現(xiàn)有技術(shù)中的測量原理一方面進(jìn)行反轉(zhuǎn)。因此，根據(jù)本發(fā)明，在感應(yīng)測量平面的上游和下游分別實(shí)施對(duì)纜線位置的光學(xué)測量并且由此測定纜線在該感應(yīng)測量平面中的位置。由纜線的這個(gè)位置和在感應(yīng)測量平面中感應(yīng)測量的導(dǎo)體位置來確定同心度。測定同心度原則上可以如現(xiàn)有技術(shù)中已知地進(jìn)行。尤其地，感應(yīng)測量的導(dǎo)體在感應(yīng)測量平面中的位置可以為此以現(xiàn)有技術(shù)中已知的方法與測定的纜線在感應(yīng)測量平面中的位置建立聯(lián)系。感應(yīng)傳感器尤其可以是無源感應(yīng)傳感器。在此，在導(dǎo)體上可以產(chǎn)生、例如感應(yīng)出高頻交流電壓，其在該導(dǎo)體上產(chǎn)生高頻交流電流。于是，由高頻交流電流產(chǎn)生的交變磁場由無源感應(yīng)傳感器來測量。
[0023]通過相對(duì)于上面解釋的現(xiàn)有技術(shù)將測量原理反轉(zhuǎn)，根據(jù)本發(fā)明的原理使得能夠在至少一個(gè)光學(xué)測量平面中、優(yōu)選在兩個(gè)光學(xué)測量平面中實(shí)施空間分辨的光學(xué)測量，從而識(shí)別出纜線尤其在第一和/或第二光學(xué)測量平面中的可能的傾斜位置或彎曲。則為了提高準(zhǔn)確度，尤其能夠在所述第一光學(xué)測量平面中和在所述第二光學(xué)測量平面中分別這樣進(jìn)行空間分辨的光學(xué)測量:識(shí)別出所述纜線相對(duì)于所述輸送方向、尤其在所述第一光學(xué)測量平面中和在所述第二測量平面中的傾斜位置和/或彎曲。所述光學(xué)測量裝置中的至少一個(gè)、優(yōu)選兩個(gè)光學(xué)測量裝置一方面垂直于輸送方向并且另一方面沿輸送方向?qū)|線的位置、尤其絕緣包皮的邊棱的位置進(jìn)行測量空間分辨、也就是二維空間分辨?？梢赃M(jìn)行已知的陰影邊棱測量，其中，將絕緣包皮的陰影邊界描繪到光學(xué)傳感器上。測定邊棱位置可以通過已知的衍射邊棱分析來進(jìn)行，例如，在EP 0924 493 BI中說明的。由也沿纜線的輸送方向空間分辨地測定的絕緣包皮的邊棱位置能夠識(shí)別出纜線在第一或第二光學(xué)測量平面的范圍內(nèi)的傾斜位置或彎曲。這在測定同心度時(shí)可以考慮。則可能在分析處理時(shí)補(bǔ)償由于纜線彎曲的測量誤差。
[0024]可以根據(jù)尤其在所述第一光學(xué)測量平面中和/或在所述第二光學(xué)測量平面中識(shí)別出的所述纜線相對(duì)于所述輸送方向的傾斜位置和/或彎曲來建立所述纜線在所述感應(yīng)測量平面中的修正位置，在其基礎(chǔ)上確定所述導(dǎo)體在所述絕緣包皮中的同心度。則在該設(shè)計(jì)構(gòu)造方案中，以借助識(shí)別出的纜線的傾斜位置和/或彎曲修正的纜線在感應(yīng)測量平面中的位置作為基礎(chǔ)。補(bǔ)償例如由于下垂、因此產(chǎn)生的彎曲而引起的測量誤差。
[0025]根據(jù)本發(fā)明不試圖通過附加措施來阻止纜線的彎曲，因?yàn)檫@如開頭解釋的總歸不能完全達(dá)到并且實(shí)現(xiàn)不確定的測量狀態(tài)。相反地，接受纜線的彎曲、然而在測量技術(shù)上將其識(shí)別出并且在接著分析處理時(shí)加以考慮。根據(jù)本發(fā)明，存在唯一確定的測量狀態(tài)并且在這個(gè)基礎(chǔ)上測定的導(dǎo)體在絕緣包皮中的同心度隨時(shí)可靠。
[0026]根據(jù)另一個(gè)設(shè)計(jì)構(gòu)造方案可以規(guī)定，由在所述第一光學(xué)測量平面中和/或在所述第二光學(xué)測量平面中實(shí)施的光學(xué)測量來測定所述纜線的曲率半徑或者曲率直徑，在其基礎(chǔ)上建立所述纜線在所述感應(yīng)測量平面中的修正位置。在該設(shè)計(jì)構(gòu)造方案上近似地假定，纜線的彎曲例如由于下垂至少在由光學(xué)測量平面限界的測量區(qū)段中沿著圓形走向。假定圓形走向?qū)е挛ㄒ淮_定的測量狀態(tài)并且可以在分析處理的進(jìn)程中以簡單和快速的方式加以考慮。此外已經(jīng)示出，近似假定圓形走向?qū)е驴煽康臏y量結(jié)果。
[0027]根據(jù)另一個(gè)設(shè)計(jì)構(gòu)造方案可以規(guī)定，測定所述纜線的曲率半徑或者曲率直徑，其方式是:構(gòu)成一個(gè)圓，對(duì)于該圓，在所述第一光學(xué)測量平面中和/或在所述第二光學(xué)測量平面中識(shí)別出的所述纜線的彎曲構(gòu)成圓弧段，其中，選擇這個(gè)圓的半徑或直徑作為曲率半徑或曲率直徑。對(duì)于纜線在第一和第二光學(xué)測量平面中測量出的彎曲，兩個(gè)徑向線的交點(diǎn)作為所述圓的中心點(diǎn)。這樣的圓能夠在幾何上由三個(gè)處于該圓上的點(diǎn)來確定。因此，如果在兩個(gè)光學(xué)測量平面之一上進(jìn)行二維空間分辨的測量(例如借助雙列光學(xué)傳感器)，而在相應(yīng)另一個(gè)光學(xué)測量平面中僅僅進(jìn)行一維空間分辨的測量(例如借助單列光學(xué)傳感器)，對(duì)于確定所述圓來說原則上就足夠了。然而，為了在確定圓時(shí)改進(jìn)準(zhǔn)確度優(yōu)選的是，在兩個(gè)光學(xué)測量平面中分別進(jìn)行二維空間分辨的測量(例如分別借助雙列光學(xué)傳感器)。
[0028]還可以規(guī)定，在所述第一光學(xué)測量平面中和/或在所述第二光學(xué)測量平面中識(shí)別出所述纜線的傾斜位置時(shí)測定所述曲率半徑或曲率直徑，其方式是:在測定的所述纜線傾斜位置上分別建立一垂直線并且選擇所述垂直線的交點(diǎn)作為圓的中心點(diǎn)，測定的所述纜線的傾斜位置分別相對(duì)于該圓構(gòu)成切線或弦，其中，選擇這個(gè)圓的半徑或直徑作為曲率半徑或曲率直徑。
[0029]徑向于可能識(shí)別出的纜線在第一和第二光學(xué)測量平面中的彎曲的徑向線或在可能在第一和第二光學(xué)測量平面中識(shí)別出的纜線的傾斜位置上的垂直線相交于一點(diǎn)。該交點(diǎn)在上述設(shè)計(jì)構(gòu)造中假定為圓的中心，纜線的測量的彎曲構(gòu)成圓弧段或者纜線的測量的傾斜位置相對(duì)于該中心構(gòu)成切線或弦。在此，所述切線緊貼在垂直線與測量的纜線的傾斜位置的交點(diǎn)上。如果構(gòu)成弦，該弦在所述傾斜位置的測量端點(diǎn)之間延伸。則通過計(jì)算測定這樣的圓，其至少在由光學(xué)測量平面限界的測量區(qū)段中盡可能良好地接近纜線的走向、尤其其彎曲。根據(jù)該圓的直徑或半徑可以通過計(jì)算測定纜線在光學(xué)測量平面之間的基本上任意的點(diǎn)上、也就是尤其在感應(yīng)測量平面中的位置。于是，根據(jù)纜線的這個(gè)位置能夠可靠地借助感應(yīng)測量裝置的結(jié)果來確定導(dǎo)體在絕緣包皮中的同心度。上面解釋的計(jì)算步驟對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的。
[0030]所述感應(yīng)測量平面和/或所述第一光學(xué)測量平面和/或所述第二光學(xué)測量平面垂直于所述纜線的輸送方向。則在沿垂直于纜線的輸送方向的方向分別進(jìn)行測量。在本申請中討論測量平面。指出了，尤其由于也沿輸送方向進(jìn)行空間分辨的光學(xué)測量實(shí)際在沿輸送方向擴(kuò)展的測量范圍內(nèi)進(jìn)行測量。由于感應(yīng)測量裝置的空間擴(kuò)展，這也適用于感應(yīng)測量平面。在此，可以分別將朝輸送方向看處于測量范圍的中心的平面假定為測量平面。
[0031]所述纜線可以沿著它的輸送方向通過多個(gè)支撐元件、優(yōu)選多個(gè)支撐滾子支撐，其中，直接位于所述感應(yīng)測量平面前面的支撐元件和直接位于所述感應(yīng)測量平面后面的支撐元件相對(duì)于所述感應(yīng)測量平面鏡像對(duì)稱地設(shè)置。通過這樣相對(duì)于感應(yīng)測量平面對(duì)稱地設(shè)置支撐元件使纜線的最大彎曲在感應(yīng)測量平面范圍內(nèi)產(chǎn)生。于是，光學(xué)測量裝置在光學(xué)測量平面中測量相對(duì)于感應(yīng)測量平面鏡像對(duì)稱的傾斜位置或彎曲。例如以上面解釋的方法測定的圓中心點(diǎn)處于感應(yīng)測量平面中。這簡化了分析處理。如果例如出于結(jié)構(gòu)原因，纜線的最大彎曲不處于感應(yīng)測量平面中，這同樣能夠在分析處理的進(jìn)程中加以考慮。于是，所述光學(xué)測量裝置測量纜線在兩個(gè)光學(xué)測量平面中的非鏡像對(duì)稱的位置。以上面解釋的方法測定的圓中心點(diǎn)朝輸送方向看處于感應(yīng)測量平面的前面或后面。
[0032]此外可以規(guī)定，所述至少一個(gè)第一光學(xué)測量裝置和/或所述至少一個(gè)第二光學(xué)測量裝置包括(分別)至少一個(gè)光學(xué)射線源和(分別)至少一個(gè)二維空間分辨的光學(xué)傳感器。所述二維空間分辨的光學(xué)傳感器例如可以由(分別)至少兩個(gè)彼此相鄰設(shè)置的光學(xué)傳感器列構(gòu)成。也可能使用具有多于兩個(gè)傳感器列的二維傳感器陣列。也可以使用其他圖像傳感器。決定性的是，二維空間分辨測量以及進(jìn)而識(shí)別出纜線在一個(gè)或兩個(gè)光學(xué)測量平面中的傾斜位置和/或彎曲。根據(jù)本發(fā)明，在第一和第二光學(xué)測量平面中也可以分別設(shè)置有兩個(gè)或多于兩個(gè)、例如三個(gè)或四個(gè)光學(xué)測量裝置，它們分別彼此錯(cuò)開確定的角度，例如90度、60度或45度。于是，可以對(duì)一個(gè)或兩個(gè)光學(xué)測量平面中的所有光學(xué)測量裝置進(jìn)行二維部位分的測量。也可以在感應(yīng)測量平面中設(shè)置有多于一個(gè)的感應(yīng)測量裝置、例如兩個(gè)感應(yīng)測量裝置，它們彼此錯(cuò)開例如90度的角度地測量。以這種方法能夠沿多個(gè)方向圍繞纜線周圍測量導(dǎo)體在絕緣包皮中的同心度。在光學(xué)測量裝置的數(shù)量足夠時(shí)也能夠識(shí)別出纜線的橢圓度。光學(xué)測量裝置以及尤其光學(xué)傳感器的選擇對(duì)光學(xué)測量裝置是否能夠在傾斜位置和彎曲之間進(jìn)行區(qū)分的問題有影響。這取決于光學(xué)測量尤其沿纜線的輸送方向的空間分辨率。如果光學(xué)測量裝置分別僅僅包括一個(gè)由兩個(gè)彼此相鄰地設(shè)置的并且以其縱向延伸垂直于纜線的輸送方向定向的傳感器列構(gòu)成的光學(xué)傳感器，則在纜線彎曲時(shí)也測量傾斜位置，因?yàn)檠剌斔头较蚍謩e僅僅存在兩個(gè)測量場。這在沿輸送方向的空間分辨率較大時(shí)情況是不一樣的，也就是光學(xué)傳感器例如包括由多于兩個(gè)彼此相鄰設(shè)置的列傳感器構(gòu)成的二維傳感器陣列。于是，能夠測量纜線的彎曲。
[0033]當(dāng)然，也可以在所述光學(xué)測量平面的每個(gè)中設(shè)置有多個(gè)光學(xué)射線源和多個(gè)光學(xué)傳感器，例如分別彼此錯(cuò)開90度。因此，能夠在分析處理時(shí)實(shí)現(xiàn)附加的簡化，如這原則上在EPO 924 493 BI中說明的。如此外已知的，所述感應(yīng)測量裝置可以包括至少兩個(gè)彼此成對(duì)地設(shè)置在所述感應(yīng)測量平面中的感應(yīng)測量線圈。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]以下借助附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明的實(shí)施例。附圖示意性示出:
[0035]圖1第一測量狀態(tài)的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備，
[0036]圖2圖1中的設(shè)備的第二測量狀態(tài)，
[0037]圖3圖1中的設(shè)備的第三測量狀態(tài)，
[0038]圖4圖3中的一部分的放大圖，
[0039]圖5另一個(gè)測量狀態(tài)，和
[0040]圖6用于在所測量的纜線彎曲時(shí)闡明測量誤差的曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0041]只要沒有另外提出，附圖中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)明相同的對(duì)象。圖1和2中示出的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備具有設(shè)置在一感應(yīng)測量平面中的感應(yīng)測量裝置，其在示出的實(shí)例中包括彼此成對(duì)設(shè)置的上感應(yīng)測量線圈10和下感應(yīng)測量線圈12。在測量線圈10、12之間，在中間延伸有纜線28的在圖1中用虛線表示的規(guī)定的輸送方向14，所述纜線由電導(dǎo)體以及絕緣包皮構(gòu)成。沿輸送方向在感應(yīng)測量線圈10、12的上游，在第一光學(xué)測量平面中存在第一光學(xué)測量裝置16。沿輸送方向在感應(yīng)測量線圈10、12的下游，在第二光學(xué)測量平面中存在第二光學(xué)測量裝置18。光學(xué)測量裝置16、18包括至少一個(gè)光學(xué)射線源和至少一個(gè)二維空間分辨的光學(xué)傳感器，其例如由兩個(gè)或多個(gè)彼此相鄰設(shè)置的傳感器列構(gòu)成。如在圖1中可識(shí)別出的，朝纜線28的輸送方向14看，感應(yīng)測量裝置和光學(xué)測量裝置分別在空間上擴(kuò)展。相應(yīng)的測量平面分別在所述測量裝置的空間擴(kuò)展方面處于所述測量裝置的中心并且垂直于輸送方向14。輸送方向14同時(shí)構(gòu)成所述測量設(shè)備的對(duì)稱軸線。此外，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備還包括以附圖標(biāo)記20示出的分析處理裝置，此外，用于測定纜線的邊緣在第一光學(xué)測量平面中的位置的裝置22和用于測定纜線的邊緣在第二光學(xué)測量平面中的位置的裝置24配屬與所述分析處理裝置。
[0042]以已知的方法通過感應(yīng)測量裝置的測量線圈10、12在感應(yīng)測量平面中測量導(dǎo)體的位置。為此，測量線圈10、12相應(yīng)的測量結(jié)果通過放大器26傳送給分析處理裝置20，其從測量數(shù)據(jù)確定導(dǎo)體在感應(yīng)測量平面中的位置。此外，通過第一光學(xué)測量裝置16以及通過第二光學(xué)測量裝置18分別測量纜線在第一光學(xué)測量平面或第二光學(xué)測量平面中的位置。這可以以已知的方法通過對(duì)纜線28的描繪到光學(xué)測量裝置的光學(xué)傳感器上的陰影邊界進(jìn)行衍射邊棱分析來實(shí)現(xiàn)，例如在EP O 924 493 BI中說明的。分析處理裝置20由第一和第二光學(xué)測量裝置16、18測定的纜線在該第一或第二光學(xué)測量平面中的位置來確定纜線在感應(yīng)測量平面中的位置。分析處理裝置20由此再次以已知的方法測定導(dǎo)體在絕緣包皮中的同心度。
[0043]在圖1中示出的實(shí)例中，纜線以附圖標(biāo)記28表示。在出于闡明原因而夸大的圖示中，纜線28雖然沿著直線延伸，然而該直線相對(duì)于實(shí)際設(shè)置的輸送方向14傾斜地延伸。在圖1中示出的測量實(shí)例中，通過第一和第二光學(xué)測量裝置來測定纜線28的傾斜位置，所述傾斜位置在示出的實(shí)例中沿著直線設(shè)置。在該測量狀態(tài)下，纜線28在感應(yīng)測量平面中的位置例如可以通過測量的傾斜位置之間的內(nèi)插來確定。圖1中示出的測量狀態(tài)原則上也可以借助現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備來完成。
[0044]與此相反，圖2示出在傳統(tǒng)的系統(tǒng)中引起不確定的測量誤差的測量狀態(tài)。在圖2中可識(shí)別出，纜線28具有又出于闡明原因而夸大的表示的下垂并且進(jìn)而具有彎曲。如上面解釋的，這實(shí)際上是不可避免的。在圖2中示出的實(shí)例中未示出的、根據(jù)設(shè)備情況支撐纜線28的支撐元件(例如支撐滾子)以幾米長的較大間距相對(duì)于感應(yīng)測量平面鏡像對(duì)稱地設(shè)置。由此實(shí)現(xiàn)了，纜線28的最大下垂部處于感應(yīng)測量平面的范圍內(nèi)。如直接從圖2的圖示中得出的，第一和第二光學(xué)測量裝置又分別測量相對(duì)于實(shí)際希望的輸送方向14的傾斜位置或彎曲。所述光學(xué)測量裝置是否能夠分別在傾斜位置和彎曲之間進(jìn)行區(qū)分的問題，如上面解釋的，取決于所述光學(xué)測量裝置的空間分辨率。纜線28的下垂導(dǎo)致所述光學(xué)測量裝置相對(duì)于感應(yīng)測量平面呈鏡像的測量結(jié)果。
[0045]為了進(jìn)行分析處理，對(duì)于由光學(xué)測量裝置測量的彎曲的或傾斜的區(qū)段，可以通過計(jì)算分別建立徑向線或垂直線并且將所述垂直線或徑向線的交點(diǎn)確定為圓的中心點(diǎn)。所述垂直線或徑向線在圖2上中以附圖標(biāo)記30、32表示。該圓從這個(gè)中心點(diǎn)出發(fā)如此選擇，使得由光學(xué)測量裝置測量的傾斜區(qū)段或彎曲區(qū)段構(gòu)成該圓的弧段或該圓上的弦。接著，同樣由分析處理裝置20來確定所述圓的直徑或半徑。在這個(gè)基礎(chǔ)上可以在考慮最大下垂部在感應(yīng)測量平面范圍內(nèi)的情況下測定纜線在該感應(yīng)測量平面中的根據(jù)下垂修正的位置。纜線的這個(gè)修正位置構(gòu)成導(dǎo)體在絕緣包皮中的同樣通過分析處理裝置20來實(shí)施的同心度確定的基礎(chǔ)。
[0046]在圖3和4中示出很大程度上與圖2中示出的并且在上面解釋的測量狀態(tài)相應(yīng)的測量狀態(tài)。然而，與圖2的測量狀態(tài)不同的是，在圖3和4的實(shí)例中纜線28的最大彎曲部或最大下垂部不是處于感應(yīng)測量平面的范圍內(nèi)，而是與其側(cè)向錯(cuò)開，尤其在側(cè)向上處在垂直于感應(yīng)測量頭的輸送方向14的中間軸線的旁邊。則借助垂直線或徑向線30、32構(gòu)成的圓的中心點(diǎn)34同樣與感應(yīng)測量平面?zhèn)认蝈e(cuò)開。在圖3中，垂直線或徑向線30、32表明纜線28的曲率半徑。在圖3和4中，對(duì)于構(gòu)成的圓的弦以附圖標(biāo)記31和33標(biāo)識(shí)。在這些弦31,33上，垂直線或徑向線30、32分別成90度的角度。在圖3和4中也可識(shí)別出光學(xué)測量裝置16和18的分別兩個(gè)垂直于纜線28的輸送方向14定向的光學(xué)傳感器列36、38和40、42。在此，弦31、33分別在傳感器列36和38或者40和42之間構(gòu)成。取代弦31、33也可以在垂直線或徑向線30、32的交點(diǎn)上將切線施加到纜線28的彎曲上。附圖標(biāo)記44示出光學(xué)測量裝置16、18之間的幾何中心，如果纜線28不彎曲，該幾何中心相應(yīng)于纜線28在光學(xué)測量裝置16、18之間的位置。然而，由于該彎曲，纜線28的實(shí)際位置偏離幾何中心44，如以附圖標(biāo)記46闡明的。這個(gè)測量誤差根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行補(bǔ)償。
[0047]在圖5中為了進(jìn)行闡明，非常示意性地示出另一個(gè)測量狀態(tài)，其中，纜線28在測量裝置的范圍(在圖5中示意地以附圖標(biāo)記48示出的光學(xué)和感應(yīng)測量裝置的測量范圍)內(nèi)沒有下垂，而是具有向上的拱起，其由于設(shè)置支撐纜線28的支撐滾子50而產(chǎn)生。因此，除了通常和例如在圖1至4的實(shí)施方案中設(shè)置的(外)支撐滾子50之外，圖5示出其他相對(duì)短地設(shè)置在光學(xué)和感應(yīng)測量裝置的測量范圍48的前面和后面的(內(nèi))支撐滾子50。這個(gè)附加的支撐滾子50可能導(dǎo)致在圖5中可識(shí)別出的纜線28向上的拱起。根據(jù)本發(fā)明，也可以安全并且可靠地完成這樣的測量狀態(tài)。
[0048]除了幾何誤差之外，如在圖1至5中闡明的，在導(dǎo)體彎曲時(shí)產(chǎn)生附加的測量誤差，通過使感應(yīng)傳感器測量的磁場強(qiáng)度朝彎曲的方向增密而引起。由此，感應(yīng)傳感器的測量帶有附加的由于導(dǎo)體彎曲產(chǎn)生的測量誤差。圖6示出在按傳統(tǒng)方法測定導(dǎo)體在絕緣包皮中的同心度時(shí)下垂纜線的曲率半徑和得出的測量誤差之間的相互關(guān)系?？勺R(shí)別出，在縱坐標(biāo)上以微米(Pm)表示的測量誤差呈指數(shù)地隨著在橫坐標(biāo)上以米表示的曲率半徑的減小而增大。如開頭解釋的，10米的曲率半徑是絕對(duì)現(xiàn)實(shí)的。表示的測量誤差在對(duì)導(dǎo)體位置的感應(yīng)測定的基礎(chǔ)上根據(jù)畢奧-薩伐爾定律(B1t-Savart-Gesetz)而得出。在傳感器下邊棱和限定測量頭軸線的輸送方向14之間的間距為10毫米時(shí)，具有16毫米(寬度)Χ6毫米(高度)的傳感器面的感應(yīng)傳感器作為基礎(chǔ)。這樣的測量誤差也能夠借助根據(jù)本發(fā)明的方法或根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備以及以此實(shí)現(xiàn)識(shí)別出導(dǎo)體彎曲來可靠地避免。
【權(quán)利要求】
1.用于測量導(dǎo)體在絕緣包皮中的同心度的方法，其中，由導(dǎo)體及其絕緣包皮構(gòu)成的纜線(28)沿著一輸送方向(14)運(yùn)動(dòng)，所述方法包括以下步驟: 在一感應(yīng)測量平面中借助感應(yīng)測量裝置來測定所述導(dǎo)體的位置， 在沿所述纜線(28)的輸送方向(14)處于所述感應(yīng)測量平面上游的第一光學(xué)測量平面中，借助至少一個(gè)第一光學(xué)測量裝置(16)來測定所述纜線(28)的位置， 在沿所述纜線(28)的輸送方向(14)處于所述感應(yīng)測量平面下游的第二光學(xué)測量平面中，借助至少一個(gè)第二光學(xué)測量裝置(18)來測定所述纜線(28)的位置， 在所述第一和第二光學(xué)測量平面中測定的所述纜線(28)的位置彼此這樣關(guān)聯(lián):得出所述纜線(28)在所述感應(yīng)測量平面中的位置，和 由這個(gè)得出的所述纜線(28)在所述感應(yīng)測量平面中的位置以及由在所述感應(yīng)測量平面中測定的所述導(dǎo)體的位置來確定所述導(dǎo)體在所述絕緣包皮中的同心度， 其中，在所述第一光學(xué)測量平面中和/或在所述第二光學(xué)測量平面中這樣進(jìn)行空間分辨的光學(xué)測量:識(shí)別出所述纜線(28)相對(duì)于所述輸送方向(14)、尤其在所述第一光學(xué)測量平面中和/或在所述第二光學(xué)測量平面中的傾斜位置和/或彎曲，其中，在確定所述導(dǎo)體在所述絕緣包皮中的同心度時(shí)考慮這樣的傾斜位置和/或彎曲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一光學(xué)測量平面中和在所述第二光學(xué)測量平面中分別這樣進(jìn)行空間分辨的光學(xué)測量，使得識(shí)別出所述纜線相對(duì)于所述輸送方向、尤其在所述第一光學(xué)測量平面中和在所述第二測量平面中的傾斜位置和/或彎曲。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，根據(jù)尤其在所述第一光學(xué)測量平面中和/或在所述第二光學(xué)測量平面中識(shí)別出的所述纜線(28)相對(duì)于所述輸送方向(14)的傾斜位置和/或彎曲來建立所述纜線(28)在所述感應(yīng)測量平面中的修正位置，在其基礎(chǔ)上確定所述導(dǎo)體在所述絕緣包皮中的同心度。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，從在所述第一光學(xué)測量平面中和/或在所述第二光學(xué)測量平面中實(shí)施的光學(xué)測量來測定所述纜線(28)的曲率半徑或者曲率直徑，在其基礎(chǔ)上建立所述纜線(28)在所述感應(yīng)測量平面中的修正位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，測定所述纜線(28)的曲率半徑或者曲率直徑，其方式是:構(gòu)成一個(gè)圓，對(duì)于該圓，在所述第一光學(xué)測量平面中和/或在所述第二光學(xué)測量平面中識(shí)別出的所述纜線(28)的彎曲構(gòu)成圓弧段，其中，選擇這個(gè)圓的半徑或直徑作為曲率半徑或曲率直徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，對(duì)于在所述第一光學(xué)測量平面中和/或在所述第二光學(xué)測量平面中識(shí)別出的所述纜線(28)的彎曲，選擇兩個(gè)徑向線的交點(diǎn)作為所述圓的中心點(diǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述第一光學(xué)測量平面中和/或在所述第二光學(xué)測量平面中識(shí)別出所述纜線(28)的傾斜位置時(shí)測定所述曲率半徑或曲率直徑，其方式是:在所述纜線(28)的測定的傾斜位置上分別建立一垂直線并且選擇各所述垂直線的交點(diǎn)作為圓的中心點(diǎn)，測定的所述纜線(28)的傾斜位置相對(duì)于該圓構(gòu)成切線或弦，其中，選擇這個(gè)圓的半徑或直徑作為曲率半徑或曲率直徑。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述感應(yīng)測量平面和/或所述第一光學(xué)測量平面和/或所述第二光學(xué)測量平面垂直于所述纜線(28)的輸送方向(14)。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，所述纜線(28)沿著它的輸送方向(14)通過多個(gè)支撐元件、優(yōu)選多個(gè)支撐滾子支撐，其中，直接位于所述感應(yīng)測量平面前面的支撐元件和直接位于所述感應(yīng)測量平面后面的支撐元件相對(duì)于所述感應(yīng)測量平面鏡像對(duì)稱地設(shè)置。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)第一光學(xué)測量裝置(16)和/或所述至少一個(gè)第二光學(xué)測量裝置(18)包括至少一個(gè)光學(xué)射線源和至少一個(gè)二維空間分辨的光學(xué)傳感器。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述感應(yīng)測量裝置包括至少兩個(gè)彼此成對(duì)地設(shè)置在所述感應(yīng)測量平面中的感應(yīng)測量線圈(10，12)。
12.用于測量導(dǎo)體在絕緣包皮中的同心度的設(shè)備，其中，由導(dǎo)體及其絕緣包皮構(gòu)成的纜線(28)沿著一輸送方向(14)運(yùn)動(dòng)，所述設(shè)備包括: 設(shè)置在一感應(yīng)測量平面中的感應(yīng)測量裝置，用于測定所述導(dǎo)體在所述感應(yīng)測量平面中的位置， 至少一個(gè)設(shè)置在沿所述纜線的輸送方向(14)處于所述感應(yīng)測量平面上游的第一光學(xué)測量平面中的第一光學(xué)測量裝置(16)，用于測定所述纜線(28)在所述第一光學(xué)測量平面中的位置， 至少一個(gè)設(shè)置在沿所述纜線(28)的輸送方向(14)處于所述感應(yīng)測量平面下游的第二光學(xué)測量平面中的第二光學(xué)測量裝置(18)，用于測定所述纜線(28)在所述第二光學(xué)測量平面中的位置， 分析處理裝置(20)，其被構(gòu)造用于將在所述第一和第二光學(xué)測量平面中測定的所述纜線(28)的位置這樣彼此關(guān)聯(lián)，使得得出所述纜線(28)在所述感應(yīng)測量平面中的位置，并且由這個(gè)得出的所述纜線(28)在所述感應(yīng)測量平面中的位置以及由在所述感應(yīng)測量平面中測定的所述導(dǎo)體的位置來確定所述導(dǎo)體在所述絕緣包皮中的同心度， 其中，所述至少一個(gè)第一光學(xué)測量裝置(16)和/或所述至少一個(gè)第二光學(xué)測量裝置(18)被構(gòu)造用于在所述第一光學(xué)測量平面中和/或在所述第二光學(xué)測量平面中這樣實(shí)施空間分辨的光學(xué)測量:識(shí)別出所述纜線(28)相對(duì)于所述輸送方向(14)、尤其在所述第一光學(xué)測量平面中和/或在所述第二光學(xué)測量平面中的傾斜位置和/或彎曲，并且其中，所述分析處理裝置(20)進(jìn)一步被構(gòu)造用于在確定所述導(dǎo)體在所述絕緣包皮中的同心度時(shí)考慮這樣傾斜位置和/或彎曲。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述分析處理裝置(20)被進(jìn)一步構(gòu)造用于實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述感應(yīng)測量平面和/或所述第一光學(xué)測量平面和/或所述第二光學(xué)測量平面垂直于所述纜線(28)的輸送方向(14)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，此外設(shè)置有多個(gè)支撐元件、優(yōu)選多個(gè)支撐滾子，其沿著所述纜線的輸送方向(14)支撐所述纜線(28)，其中，直接位于所述感應(yīng)測量平面前面的支撐元件和直接位于所述感應(yīng)測量平面后面的支撐元件相對(duì)于所述感應(yīng)測量平面鏡像對(duì)稱地設(shè)置。
16.根據(jù)權(quán)利要求12至15中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述至少一個(gè)第一光學(xué)測量裝置(16)和/或所述至少一個(gè)第二測量設(shè)備(18)包括至少一個(gè)光學(xué)射線源和至少一個(gè)二維空間分辨的光學(xué)傳感器。
17.根據(jù)權(quán)利要求12至16中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述感應(yīng)測量裝置包括至少兩個(gè)彼此成對(duì)地設(shè)置在所述感應(yīng)測量平面中的感應(yīng)測量線圈(10，12)。
【文檔編號(hào)】G01B11/27GK104344794SQ201410541251
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月29日
【發(fā)明者】H·斯考拉, K·布雷默 申請人:斯考拉股份公司