JPS6324107A - 位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 スパイラルｍ管の製管法として スパイラル状に成型された帯鋼の突合せ部に開先加工を
施す第１の工程と この突合せ部に溶接を行なう第２の工程とこの溶接時に
生じた溶接残留熱を保有している間に焼きなます第３の
工程と よりなる各工程を経てスパイラル鋼管を作る製管法が従
来より行なわれている。

この発明は、このような製管法の焼きなまし工程におい
て、溶接残留熱の温度分布に基づき、高温度領域の中心
位置を求め、加熱コイルを突合せ部へ自動的に配置させ
る制御装置に利用されるような位置検出装置に関する。

第１図に示すように、モータｌによって回転させられる
両面のミラー２よりなり、ある角度範囲０から入射した
光線を光電変換素子１１へ順次に入射させる掃引装置を
備えており、この掃引装置には、ミラー２と同期して回
転する２つの透孔３．３を設けた円板４と２つのフォト
カプラよりなり掃引開始点ＯＩでパルス出力を発生する
スタート１１ハルス発生器５と、掃引の中心点θ２でパ
ルス出力を発生するセンターφパルス発生器６とを備え
ている。

第２図に示すように、光電変換素子１１の出力を増幅す
る増幅器１２と、この増幅器１２の出力の尖頭値を検出
する尖頭値検出回路１３と、この尖頭値検出回路１３の
尖Ｌ（Ｊ値出力を次の尖頭値出力が発生するまで保持す
るホールド回路１４と、このホールド回路１４の出力を
分圧する分圧器１５と、増幅器１２の出力および分圧器
１５の１ｈ力を比較し、分圧器１５の出力よりも増幅器
１２の出力の方が大きいときに出力を発生する比較器１
８よりなる高温度領域信号発生回路を備えている。

スタート＝パルス発生器５のパルス出力ａを微分回路１
８で微分し、パルス出力ａの前縁で生じた第１のパルス
ｂとパルス出力ａの後縁で生じた負パルスをインバータ
回路１７によって反転した第２のパルスＣとを得る回路
と、センタ一番パルス発生器６のパルス出力ｄを微分回
路１８で微分し、パルス出力ｄの前縁で生じた第３のパ
ルスｅを得る回路を備えている。

クロック・パルス発生器２０が設けられており。

このクロック・パルス発生ｉ２Ｇのパルス出力は、比較
器１Ｂの出力とともにアンド回路２１の２つの入力にそ
れぞれ印加されている。このアンド回路２１の出力は、
直接、第１のカウンタ回路２３に導くとともに、１７２
分周回路２２を経て第２のカウンタ回路２５に導かれて
おり、これら２つのカウンタ回路２３，２５の各クリア
端子には、インバータ回路１７で発生した第２のパルス
Ｃが導かれている。

第２のカウンタ回路２５の計数出力は、第１のラッチ回
路２４の入力端子に導かれ、第１のラッチ回路２４の出
力は第１のカウンタ回路２３の計数出力とともに一致回
路２８の２つの入力にそれぞれ印加されている。

なお、この第１のラッチ回路２４のストローブ端子には
、微分回路１８で生じた第１のパルスｂが印加されてい
る。

この一致回路２６の出力りは、微分回路１９のパルス出
力ｅとともにオア回路２７の２つの入力にそれぞれ印加
されており、このオア回路２７の出力は。

Ｔ−フリップ・フロップ回路２８のクロック・パルス入
力端子に導かれている。なお、このＴ−スリップ・フロ
ップ回路２８のリセット端子には、インバータ回路１７
で発生した第２のパルスＣが印加されている。

このＴ−フリップ拳フロップ回路２８の出力ｊはクロッ
ク・パルス発生器２０のパルス出力とともにアンド回路
３０を経て、第３のカウンタ回路３１に導かれている。

なお、この第３のカウンタ回路３１のクリア端子には、
インバータ回路１７で発生した第２のパルスＣが導かれ
ている。

第３のカウンタ回路３１の出力は、第２のラッチ回路３
２に印加されており、この第２のラッチ回路３２の出力
は、Ｄ／Ａ変換回路３３のデジタル入力端子に印加され
ている。

第２のラッチ回路３２のストローブ端子には、禁止回路
２９を経て、微分回路１８で生じた第１のパルスｂが印
加されている。この禁止回路２９の禁止入力端子には、
Ｔ−７リツプ・フロップ回路２８の出力ｊが導かれてい
る。

微分回路１３で生じた第３のパルスｅがセット端子に印
加され、インバータ回路１７で発生した第２のパルスＣ
がリセット端子に印加されるＲ−３）リップ・、フロッ
プ回路３５と、このＲ−Ｓフリップ・フロップ回路３５
の出力Ｑがデータ入力端子に印加され、一致回路２８の
出力りがクロック・パルス入力端子に印加されるＤ−フ
リップ・フロップ回路３Ｂと、このＤ−フリップ・フロ
ップ回路３６の出力ｉが印加される比較器３４よりなる
極性判別回路を備えている。この比較器３４には、基準
電圧Ｅｓが印加されている。

そして、この比較器３４の出力は、Ｄ／Ａ変挽変格回路
３３照電圧入力端子ｒｅｆに印加されている。

この比較器３４は、その入力電圧が、参照電圧入力端子
ｒｅｆに印加された基準電圧Ｅｓよりも高いときには正
出力を生じ、基準電圧Ｅｓよりも低いときには負出力を
生じるものであり、Ｄ／Ａ変挽変格回路３３いては、こ
のような比較器３４の出力電圧に基づいて、第２のラッ
チ回路３２のデジタル出力をアナログ電圧に変換して位
置信号として利用するのである。

次に、このように構成されたこの発明の位置検出装置の
動作について説明する。

掃引装置によってスパイラル鋼管の突合せ部を掃引する
と、光′１［変換素子１１の出力を増幅する増幅′ｊ：
ｉ＋２から、第３図に示すように温度の！１１に対応し
た出力ｆが得られるから、尖頭値検出回路１３において
その尖頭値を検出し、次の尖頭値出力が得られるまでホ
ールド回路１４にその尖頭値を保持する。

ホールド回路１４で保持された尖頭値を分圧器１５で分
圧したのち、この分圧された電圧と増幅器１２の出力電
圧とを比較器ＩＧで比較すると、周囲よりも温度が高い
高温度領域において比較器１８より出力ｇを発生する。

このように、尖頭値を分圧した電圧と増幅器１２の出力
電圧とを比較して比較器１Ｂより出力ｇを得ているので
、突合せ部がどのような温度であっても、周囲よりも温
度が高い高温度領域において常に出力ｇを得ることがで
きる。

掃引開始時に、インバータ回路１７で発生した第２のパ
ルスＣによって、２つのカウンタ回路２３．２５はクリ
アされ、計数値が零に設定されている。

比較器１Ｂより出力ｇを発生している期間には、クロッ
ク・パルス発生器２０のパルス出力は、アンド回路２１
を通過し、第１のカウンタ回路２３で計数されるととも
に、１プ２分周回路２２で分周されたのち第２のカウン
タ回路２５でも計数される。

次の掃引開始時に微分回路１８で生じた第１のパルスｂ
によって、第２のカウンタ回路２５の計数値を第１のラ
ッチ回路２４に保持せしめ、続く第２のパルスＣによっ
て、２つのカウンタ回路２３．２５をクリアする。

そして、比較器１６の次の出力ｇによって、クロック・
パルス発生器２０からのパルス出力を第１のカウンタ回
路２３で計数し、その計数値が前回のほぼｌ／２まで計
数すると、第１のラッチ回路２４で保持されている第２
のカウンタ回路２５の前回の計数値と一致し、その一致
時に一致回路２８よりパルス出力ｈ１〜ｈ３を発生する
。このパルス出力ｈ１〜ｈ３は、高温度領域の中心を表
わすものであり、オア回路２７を経てＴ−フリップ・フ
ロ−７プ回路２８に印加されるとともにＤ−フリップ・
フロップ回路３８のクロック・パルス入力端子にも印加
される。

Ｔ−フリップ・フロップ回路２８には、オア回路２７を
介して、比較器２Ｂからのパルス出力ｈ１またはｈ２と
、微分回路ＩＳからのパルス出力ｅとの２つのパルスが
印加されるので、この２つのパルスの期間だけＴ−フリ
ップ・フロップ回路２８の出力より第３図ｊ１またはｊ
２に示す出力が発生してアンド回路３０に印加される。

このＴ−フリップ赤フロップ回路２８から発生するパル
スｊｌまたはｊ２のパルス幅は、掃引の中心点（パルス
ｅに相当）と高温度領域の中心点（パルスｈｌまたはｈ
２）との偏差値を示している。

Ｔ−フリップ・フロップ回路２８よリパルス出力」ｌま
たはｊ２を発生している期間だけ、クロック・パルス発
生器２０からのパルス出力が、アンド回路３０を経て第
３のカウンタ回路３１に印加されて計数される。

このようにして、第３のカウンタ回路３１で計数された
偏差値に対応する計数値は、微分回路１８から禁止回路
２９を経て導かれた第１のパルスｂにょって、第２のラ
ッチ回路３２に保持せしめ、続く第２のパルスＣによっ
て、第３のカウンタ回路３１をクリアする。

もし、偏差値が零であって、比較器２６からのパルス出
力ｈ３と微分回路１９からのパルス出力ｅとが同時に発
生した場合には、Ｔ−フリップ・フロップ回路２８より
、パルス出力ｈ３で立上り、第２のパルスＣで立下る出
力ｊ３を生じ、第３のカウンタ回路３１の計数値が異常
に大きくなる。

この場合には、Ｔ−フリップ・フロップ回路２８の出力
ｊ３によって禁１ヒ回路２８を作動させ、微分回路１８
からの第１のパルスｂの通過を阻止し、第２のラッチ回
路３２の動作を止めて、第３のカウンタ回路３１の計数
値を第２のラッチ回路３２へ取り込まないようにする。

したがって、第２のラッチ回路３２においては、前回の
計数値をそのまま保持し続ける。

微分回路１３から発生するパルス出力ｅは、Ｒ−Ｓフリ
ップ自フロップ回路３５のセット端子に印加されるので
、このパルスｅによってＲ−Ｓフリップ・フロー、プ回
路３５はセットされ、第２のパルスＣによりリセットさ
れてその出力より第３図ｉに示す出力を生じ、この出力
ｉは、Ｄ−７リツプ・フロップ回路３Ｂのデータ入力端
子に印加されている。

Ｄ−フリップ・フロップ回路３Ｂのクロックφパルス入
力端子には、比較器２Ｂからのパルス出力ｈ１〜ｈ３が
印加されており、このパルス出力ｈ２の発生が、微分回
路１８のパルス出力ｅよりも前で、Ｒ−Ｓフリップ・フ
ロ−２プ回路３５の出力が“Ｏ”の期間であると、Ｄ−
フリップ拳フロップ回路３６の出力は“０″であり、比
較器２Ｂからのパルス出力ｈ１の発生が、パルス出力ｅ
よりも後で、Ｒ−Ｓフリ７ブ・プロップ回路３５の出力
が”１”の間であるとＤ−フリップ・フロップ回路３６
の出力はｌ”である。

したがって、高温度領域の中心が、掃引の中心より前か
後かによりＤ−フリップ・７０ツブ回路３６の出力が“
Ｏ″または“１″′となるから、この出力を比較器３４
において基準電圧Ｅｓと比較する。

この７！準電圧Ｅｓの値には、Ｄ−フリップゆフロップ
回路３Ｂの２つの状態の出力電圧の中間の電圧に選ばれ
ているので、比較器３４として動作する演算増幅器の出
力からは飽和した正または負の電圧、すなはち極性が異
なる一定の電圧を発生する。

Ｄ／Ａ変挽変格回路３３いて、比較器３４の出力電圧を
参照電圧として第２のラッチ回路３２のデジタル出力を
アナログ電圧に変換すると、偏差の絶対値が電圧で、か
つ、偏差の方向が極性で表わされたアナログ出力を端子
３７に得ることができるのでこのアナログ出力をサーボ
系の制御信号として利用して、高温度領域の中心を掃引
の中心に合せるように制御することができる。

なお、制御信号としてデジタル値を用いる場合には、第
２のラッチ回路３２のデジタル出力と偏差の方向を表わ
すＤ−フリップ・フロップ回路３６の出力とを用いれば
よいのである。

以上で説明した実施例においては、高温度領域の中心位
置を検出しているが、この発明は、このような高温度領
域に限らず、明るさや色彩などで特徴づけられた対象物
の中心位とを検出するものにも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発Ｉｌｌの位置検出装置で使用する掃引
装置を示す斜視図、第２図は、掃引装置で得た信号を処
理する回路のブロック図、第３図は。 動作を説明するために用いるタイミグ・チャートである
。 １１・・・光電変換素子 １３・・・尖頭値検出回路 １４・・・ホールド回路 １５・・・分圧器 １６・・・比較器 ６．１３・・・基準パルス発生器 ２０・・・クロック・パルス発生器 ２２・・・１／２分周回路 ２３・・・第１のカウンタ回路 ２４・・・ラッチ回路 ２５・・・第２のカウンタ回路 ２６・・・−数回路 ２８・・・Ｔ−フリップ・フロップ回路（時間的な偏差
を得る回路） ズ　１　回 第２口 久 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ある幅を有する被検出対象物を掃引して、その映像を電
   気信号に変換する光電変換素子と、該光電変換素子の出
   力の尖頭値を検出し、保持する尖頭値ホールド回路と、 該尖頭値ホールド回路で保持された尖頭値を分圧し、上
   記光電変換素子の出力と比較する比較器と、 クロック・パルスを発生するクロック・パルス発生器と
   、 該クロック・パルス発生器のパルス繰返し周波数を１／
   ２に分周する１／２分周回路と、 上記比較器から出力が発生している期間に上記クロック
   ・パルス発生器のパルス出力を計数する第１のカウンタ
   回路と、 上記比較器から出力が発生している期間に上記１／２分
   周回路のパルス出力を計数する第２のカウンタ回路およ
   び該第２のカウンタ回路の計数値を保持するラッチ回路
   と、 上記第１のカウンタ回路の計数値と上記ラッチ回路に保
   持されている計数値との一致時にパルス出力を発生する
   一致回路と、 掃引の基準位置でパルス出力を発生する基準パルス発生
   器と、 上記一致回路のパルス出力と上記基準パルス発生器のパ
   ルス出力との時間的な偏差を得る回路とを具備し、 該時間的な偏差を上記被検出対象物の位置に対応させる
   ことを特徴とする位置検出装置。