特表 2017-518511 緊張した駆動ベルトにおける振動の周波数を測定するデバイス、及び振動周波数測定を実施する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】特表2017-518511(P2017-518511A)

(43)【公表日】2017年7月6日

(54)【発明の名称】緊張した駆動ベルトにおける振動の周波数を測定するデバイス、及び振動周波数測定を実施する方法

(51)【国際特許分類】

   G01H 17/00 20060101AFI20170609BHJP

   G01S 13/58 20060101ALI20170609BHJP

   G01S 13/86 20060101ALI20170609BHJP

【ＦＩ】

   G01H17/00 Z

   G01S13/58 210

   G01S13/86

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2017-504240(P2017-504240)

(86)(22)【出願日】2015年3月28日

(85)【翻訳文提出日】2016年10月7日

(86)【国際出願番号】EP2015000668

(87)【国際公開番号】WO2015154857

(87)【国際公開日】20151015

(31)【優先権主張番号】102014005107.2

(32)【優先日】2014年4月8日

(33)【優先権主張国】DE

(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KN,KP,KR,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US

(71)【出願人】

【識別番号】516302225

【氏名又は名称】ハルトマン，ユルゲン

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100091214

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 進介

(72)【発明者】

【氏名】ハルトマン，ユルゲン

(72)【発明者】

【氏名】クーン，ヨッヘン

【テーマコード（参考）】

2G064

5J070

【Ｆターム（参考）】

2G064AB01

2G064AB02

2G064BA08

2G064BA12

5J070AB01

5J070AC01

5J070AC06

5J070AH14

5J070AH31

5J070AH39

5J070AH44

5J070AK22

5J070BA01

5J070BD04

5J070BD06

(57)【要約】

緊張した駆動ベルト（６，６’，６”）における振動の周波数を手動により測定するデバイス（１）は、ドップラーレーダーモジュール（３）を有する。ドップラーレーダーモジュールは、駆動ベルト（６，６’，６”）の振動面上に送信ビーム（８）を発する送信アンテナ（４）と、振動面から反射された受信ビーム（９）を受信する受信アンテナ（５）とを使用し、受信ビーム（９）をドップラー原理に従って評価する。振動センサ（１）は、ドップラーレーダーモジュール（３）に加えて、加速度センサ（１０）を更に有する。加速度センサ（１０）の信号は、一部の信号が無視され得るように、ドップラーレーダーモジュールの信号とともに計算される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

緊張した駆動ベルト（６，６’，６”）における振動周波数のハンドヘルド測定のためのデバイス（１）であって、
前記駆動ベルト（６，６’，６”）の振動面に対して送信アンテナ（４）を用いて送信ビーム（８）を送信し、前記振動面から反射された受信ビーム（９）を受信アンテナ（５）を用いて受信し、該受信ビームをドップラー原理に従って評価するドップラーレーダーモジュール（３）を有し、
振動センサ（１）において、前記ドップラーレーダーモジュール（３）とは別に、加速度センサ（１０）が更に設けられ、該加速度センサの信号は、一部の信号が無視され得るように、前記ドップラーレーダーモジュール（３）の信号に対して相殺され得る、
ことを特徴とするデバイス。

【請求項2】

前記振動センサ（１）の筐体（２）において、前記加速度センサが設けられ、該加速度センサの信号は、増幅器ユニット（１５）及びフィルタ回路を介してライン（１７）に沿ってマイクロプロセッサ（１２）へ供給され、該マイクロプロセッサは、一部の信号が無視され得るように、前記ドップラーレーダーモジュールの信号を前記加速度センサ（１０）の信号と結合する、
ことを特徴とする請求項１に記載のデバイス。

【請求項3】

前記駆動ベルト（６）の前記振動面の上での前記振動センサ（１）のハンドヘルドの位置合わせのための光学ポジショニングエイド（４３）は、前記振動センサ（１）の筐体（２）の底面に設けられる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のデバイス。

【請求項4】

前記光学ポジショニングエイド（４３）は、前記筐体（２）において互いに隔てて位置付けられた２つのＬＥＤ（４４，４５）を有し、該ＬＥＤは、検出されるべき前記駆動ベルト（６）の面に対してある角度で下前方に向けられた光ビーム（４６，４７）を夫々生成する、
ことを特徴とする請求項３に記載のデバイス。

【請求項5】

前記２つのＬＥＤ（４４，４５）の前記光ビーム（４６，４７）とともに、該光ビーム（４６，４７）の中心となるマーキング点（４８，４９）が前記駆動ベルト（６）の面上に投影され得る、
ことを特徴とする請求項４に記載のデバイス。

【請求項6】

緊張した振動する駆動ベルト（６，６’，６”）に対して振動周波数測定を実施するハンドヘルド型デバイスの作動方法であって、前記ハンドヘルド型デバイスは、前記駆動ベルト（６，６’，６”）の振動面に対して送信アンテナ（４）を用いて送信ビーム（８）を送信し、前記振動面から反射された受信ビーム（９）を受信アンテナ（５）を用いて受信し、該受信ビームをドップラー原理に従って評価するドップラーレーダーモジュール（３）を有する、作動方法において、
前記ドップラーレーダーモジュール（３）のアナログレベルから、スイッチング閾を使用することによって、互いに対して時間的にオフセットされているデジタルパルス（３２，３３，３５，３５ａ）が導出され、該デジタルパルスの相互間時間距離（３１）は、コリジョンインパルスの時間の指標であり、これから、前記ドップラーレーダーモジュール（３）のパルス（３２，３３，３５，３５ａ）の１つと同時には加速度センサ（１０）によってレベルが生成されないという条件で、前記振動する駆動ベルト（６，６’，６”）の周波数が導出され、前記ドップラーレーダーモジュールのパルス（３２，３３，３５，３５ａ）は、前記ハンドヘルド型振動センサ（１）が前記測定中に一時的に動かされたという理由で無視される、
ことを特徴とする作動方法。

【請求項7】

ベルト側の振動周波数が６ヘルツの閾値を下回る場合に、前記ドップラーレーダーモジュール（３）はオフされ、前記ベルト側の振動周波数は、前記加速度センサが前記駆動ベルト（６）へ直接に機械的に接続される場合に、該加速度センサ（１０）の信号の評価によってのみ実現される、
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の作動方法。

【請求項8】

前記駆動ベルト（６）の前記振動面の上での前記振動センサのハンドヘルドの位置合わせのための光学ポジショニングエイド（４３）が設けられる、
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の作動方法。

【請求項9】

前記光学ポジショニングエイド（４３）は、筐体（２）の底面に設けられた２つのＬＥＤを有し、該ＬＥＤの夫々は、前記駆動ベルト（６）の面上に光ビーム（４６，４７）を投影し、２つの前記光ビーム（４６，４７）は、前記筐体（２）の前記底面におけるポジションマーキング（４２）と前記駆動ベルト（７）との間の正確な距離が手動で調整された場合に、検出されるべき前記駆動ベルトの面において互いに重なり合う、
ことを特徴とする請求項８に記載の作動方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、緊張した駆動ベルトにおける振動の周波数を測定するデバイス、及び振動周波数測定を実施するための、前記デバイスの作動方法に関係がある。

【背景技術】

【0002】

緊張した駆動ベルトにおける振動周波数測定が知られている。例えば、英国特許出願公開第２３１００９９（Ａ）号明細書（特許文献１）は、振動面に対して送信アンテナを用いてマイクロ波ビームを送信し、受信アンテナを用いて信号を受信し、該信号をドップラー原理に従って評価する、いわゆるドップラーレーダーの使用を提案している。

【0003】

しかし、ドップラーレーダーによるこの既知の振動測定の欠点は、振動測定の実施中のハンドヘルドの測定ヘッドの動きが測定結果に含まれない点である。そのため、そのような測定は、測定ヘッドが測定中に動かされる場合にエラーを含み、十分に正確でない。

【0004】

同じ欠点は、独国特許出願公開第１９７２８６５３（Ａ１）号明細書（特許文献２）にも当てはまる。特許文献２は、ＣＷドップラーレーダーモジュールを使用し、該モジュールは、数センチメートルから数ミリメートルまでの波長範囲において動作するマイクロ波ラジエータ及び受信器である。

【0005】

ここで、手動による測定ヘッドの動きが、緊張した駆動ベルトに対する測定の実施中に考慮されない、という問題も存在する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】英国特許出願公開第２３１００９９（Ａ）号明細書

【特許文献2】独国特許出願公開第１９７２８６５３（Ａ１）号明細書

【発明の概要】

【0007】

従って、本発明の目的は、振動センサのハンドヘルドの測定でさえも如何なる誤った測定結果も引き起こさないように、上記のような緊張した駆動ベルトにおける振動の測定のための振動センサを開発することである。

【0008】

更に、本発明は、振動センサの信号を評価する方法であって、振動センサによって検知された信号の実質的により正確な評価が可能となる方法を提案するという目的に基づく。

【0009】

上記の目的を達成するために、本発明に従う振動センサは、請求項１の技術的教示によって特徴付けられる。

【0010】

振動センサの信号を評価する方法は、独立請求項６の特徴によって特徴付けられる。

【0011】

本発明に従う振動センサの必須の特徴は、ハンドヘルドである振動センサにおいて、ドップラーレーダーモジュールとは別に、加速度センサが更に設けられる点と、ドップラーレーダーの信号が、一部の信号が無視されることに関して、加速度センサの信号に対して相殺される点とである。

【0012】

独立請求項６の技術的教示に従って、振動センサの信号を評価する方法は、ドップラーレーダーモジュールのアナログレベルから、スイッチング閾を使用することによって、互いに対して時間的にオフセットされているデジタルパルスが導出され、該デジタルパルスの相互間時間距離は、入来するインパルスの時間の指標であり、これから、振動する駆動ベルトアセンブリの周波数が導出され得る、ことを特徴とする。

【0013】

予め定義された振幅及び予め定義された速さの動きが測定中に加速度センサによって検出される場合に、これによってハンドヘルドの振動センサが測定中に一時的に動かれたことが示されるとの理由で、ドップラーレーダーセンサのパルスは無視される。従って、動きは加速度センサによって検知され、それから導出される加速度センサのパルスは、加速度フェーズの間に生成される如何なるドップラーレーダーインパルスも無視されるように、デジタルドップラーレーダーパルスの決定の間に使用される。

【0014】

ドップラーレーダーインパルスが加速度センサのパルスと比較されるところの、そのような方法は、これまで知られていない。結果として、振動センサがハンドヘルドである場合に、振動する駆動ベルトに対する振動測定の評価の間の、これまで知られていない程度の精度及び安全性が、達成される。

【0015】

加速度センサに関する測定の上記の結果は、従って、互いに相殺され、ドップラーレーダーパルスを評価するために使用される。

【0016】

従って、ドップラーレーダーモジュールとは別に、振動センサは、加速度センサを更に設けられ、該加速度センサの信号は、一部の信号が無視されるように、ドップラーレーダーモジュールの信号に対して相殺され得る。

【0017】

本発明の更なる特徴に従って、ベルトの振動面上の振動センサのハンドヘルドの位置合わせのための光学ポジショニングエイドが、設けられる。これを達成するよう、筐体の底面上で、筐体の背面領域において、おおよそ、ケーブルが筐体内に入る位置において、互いに隔てて位置付けられた２つのＬＥＤが設けられ、該ＬＥＤは、検出されるべきベルトの面に対してある角度で下前方に向かってベルトの面上で交差する２つの光ビームを投影するものとする。

【0018】

然るに、２つのＬＥＤは、光ビームを夫々生成し、２つの光ビームは、測定ヘッドとベルトとの間の正確な距離が手動により調整された場合に、検出されるべきベルトの面上で重なり合う。光学ポジショニングエイドを精緻化するために、２つのＬＥＤは、光ビームにおいて中心に投影されるより小さいマーキング点を、投影された光ビームにおいて更に生成するものとする。

【0019】

ベルトの表面上にある角度で光ビームにおいて中心に投影された２つのマーキング点が、ベルト表面において互いに重なり合うときに、振動センサの底面とベルトの表面との間の正確な距離は達成される。

【0020】

そのような重なり合いは、例えば、ベルトの表面から４０ｍｍメートル上の測定ヘッドの底面の距離において、達成される。この光学ポジショニングエイドによって、測定されるべきベルトの面からの一定した距離が実現されるという利点が達成される。これは、これまでそうではなかった。

【0021】

本発明は、ハンドヘルドの距離調整のために、光学ポジショニングエイドが如何なる余分の配線も必要とせず且つ高水準の操作上の安全性を伴って動作するので、意図的に、（超音波又は光工学）距離センサを用いても可能である距離の非接触測定なしで済ます。

【0022】

よって、最適な距離は、振動センサを手に持ったままで常に維持されることができ、更には、測定全体の間に光学的に監視され得る。

【0023】

ＬＥＤによって生成される光ビームの方向は、光ビームの重なり合い、よって、最適な測定距離の調整が、振動センサの底面上の測定ヘッドの測定フィールドの下で直接に達成されるように、方向付けられる。

【0024】

このようにして、測定センサによって生成される測定フィールドは、検知されるべきベルトの面から正確且つ一定の距離を精密に形成することが確かにされる。

【0025】

本発明の更なる発展において、振動センサの筐体の底面には、筐体側でのポジションマーキングが位置付けられ、該ポジションマーキングは、ドップラーレーダーの測定ヘッドが位置付けられる振動センサの筐体の底面上の領域が、光学的に検出されることを可能にするものとする。

【0026】

筐体側でのこの光学的に検出可能なポジションマーキングは、筐体の内部に設けられている測定ヘッドと整列し、２つのＬＥＤ及び測定面で交差する２つの光ビームを伴う本発明の光学ポジショニングエイドは、その場合に、測定ヘッドによってベルト表面上に発せられた測定フィールドの領域と正確に整列する。

【0027】

よって、本発明に従う光学ポジショニングエイドは、測定フィールドの上の測定ヘッドの位置及び距離を調整するために使用される。

【0028】

ＬＥＤの２つの光ビームは、ベルトの表面に対して前方に且つ中心に設けられた測定ヘッドの方向における角度で前方に向けられているので、ベルトの表面からの測定ヘッドの正確な距離において２つの光ビームがベルト表面上で測定ヘッドの真下の垂線上において結合する場合に、振動センサの筐体の水平傾斜はベルトの表面に対して水平に方向付けられることがこのようにして確かにされる。

【0029】

本発明の更なる発展において、ドップラーレーダーモジュールの振動センサは、加速度センサとともに、空間的に結合された単一の測定ヘッドを形成するものとする。すなわち、２つのセンサは、単一の略点状又は円形の測定点において結合される。

【0030】

重要なことは、加速度センサがそれ自体だけで、ドップラーレーダーモジュールの使用なしで、低周波のための測定センサとして使用されることである。これは、６ヘルツ未満の振動周波数で、振動センサは、この場合に、もはや、測定対象（ベルトの表面）から一定の距離に保たれず、一方で、振動するベルトの表面に対する非接触測定は実施されるが、代わりに、振動センサは、ベルトの表面と直接に機械的に結合される。これを達成するよう、バネクリップ又は他の適切な機械的な結合部材が使用される。

【0031】

振動センサの筐体は、（機械的な）クリップによってベルト表面にクリップ留めされる。ベルトは、適切な器具を用いて振動し始める。例えば、それは、手で引っ張られるか、又は適切なツールを用いて打たれ、そして、加速度センサは、この場合に、ドップラーレーダーモジュールが評価されることなしに、振動センサとベルトとの間の機械的な結合を介して直接にベルトの振動を測定する。

【0032】

ドップラーレーダーモジュールは、振動センサがベルトと直接に機械的に結合されており、ベルトとの振動センサの直接の機械的な結合が６ヘルツ未満の周波数で実施される場合に、然るべくオフされる。

【0033】

６ヘルツ未満のベルトにおけるそのような振動周波数は、非常に長く重いベルト、特に、Ｖベルトの場合に、とりわけ期待されることである。そして、そのような重く長いベルトのための測定を改善するために、振動センサとベルトとの間の直接の機械的な結合が設けられる。振動測定は、その場合に、加速度センサによってのみ実施され、ドップラーレーダーモジュールは、ベルトとの振動センサのそのような直接の機械的な結合の場合にオフされる。

【0034】

本発明は、Ｖベルトの周波数を検出することに限られない。如何なる他のベルト（特に、如何なるマシン及び対象も駆動する駆動ベルト）も使用されてよい。

【0035】

本発明の要旨は、個々の特許請求項の対象からだけでなく、個々の特許請求項の互いとの組み合わせからも得られる。

【0036】

如何なる要旨も“本発明にとって必須”又は“重要”と見なされる限りにおいて、これは、この要旨が当然に独立請求項の対象を形成すべきであることを意味するものではない。これは、単に、独立特許請求項の夫々適用可能なバージョンによって決定される。

【0037】

要約を含む本願で開示されている全ての情報及び特徴、特に、図示されている３次元図解は、それらが個々に又は組み合わせて先行技術に対して新規である限りにおいて、本発明にとって必須であるとして請求される。

【0038】

本発明は、実施モードを示す図を用いて以下で更に詳細に説明される。これに関して、本発明にとって必須である更なる特徴及び本発明の利点は、図面及びその説明から得られる。

【図面の簡単な説明】

【0039】

【図1】緊張した駆動ベルトにおける振動測定を実施するハンドヘルド型振動センサのアセンブリの図を示す。

【図2】ブロック図によって測定ヘッド及び測定デバイスを表す。

【図3】干渉が発生するときの加速度センサのデジタルレベルを示す。

【図3a】加速度センサの干渉レベルを示す（デジタル）。

【図3b】加速度センサの干渉レベルを示す（アナログ）。

【図4】ドップラーレーダーモジュールのデジタル信号を示す。

【図4a】ドップラーレーダーのデジタル信号を示し、信号は周波数スキームで減衰する。

【図4b】周波数スキーム２においてデジタルでドップラーレーダーのレベルを示す。

【図4c】周波数スキーム１においてドップラーレーダーのレベルを示す。

【図5】ドップラーレーダーモジュールのアナログレベルを示す。

【図5a】周波数スキーム１においてドップラーレーダーのレベル（アナログ）を示す。

【図6】一体化された光学ポジショニングエイドを備えた振動センサの斜視底面図を示す。

【図7】ＬＥＤによって生成されるポジショニングエイドの２つの光ビームの図を示す。

【図8】ＬＥＤの光ビームが測定面上で交差して、測定面からの正確な距離が達成される場合について、図７と同じ実例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0040】

図１は、筐体２に配置されている振動センサ１を一般的に示す。筐体は、５０×３５×１５ｍｍのおおよその寸法を有する。それは、長手軸方向７を通る中心軸を特徴とする固定ベルトと相対する位置において、その平面側部の１つにより位置付けられている。

【0041】

振動測定を実施するために、ベルト６は手で緊緩され、それにより、ベルト６は位置６’と６”との間で振動する。

【0042】

この時間の間、振動センサ１の筐体２は、ベルト６’が筐体２の外側壁に突き当たることなしに、振動フレーム６から一定の距離で手によって保持されている。

【0043】

この測定時間の間、好ましくない信号が振動センサの動きによって生成されること、あるいは、筐体２が傾けられるか又は不注意にベルト６から離されるか若しくはずらされること、がこの場合に起こり得る。このために、本発明は、加速度センサ１０がドップラーレーダーモジュール３の隣に振動センサ１の筐体において追加的に設けられるものとする。

【0044】

ドップラーレーダーモジュール３は、それ自体知られているように動作し、振動するベルト６に対して送信アンテナ４を用いてマイクロ波範囲で送信ビーム８を発し、受信ビーム９を受信アンテナ５を用いて受信し、ドップラーレーダー原理に従って受信ビーム９を評価する。これを達成するために、評価モジュール４０がドップラーレーダーモジュール３の筐体において追加的に設けられる。評価モジュール４０は、ドップラー原理に従ってアンテナ４、５の２つのビーム８、９を評価する。出力信号は、関連するフィルタを備えた増幅器ユニット１４を介してライン１８に沿ってマイクロプロセッサ１２へ供給される（図２を参照）。

【0045】

振動センサ１の筐体２において、加速度センサ１０が設けられ、加速度センサ１０の信号は、増幅器ユニット１５及びフィルタ回路を介してライン１７に沿ってマイクロプロセッサ１２へ供給される。

【0046】

マイクロプロセッサ１２は、振動センサ１の位置及び動きの検出のためのソフトウェアモジュール２０を組み込まれている。このソフトウェアモジュール２０の詳細は、以降の図を参照して以下で説明される。

【0047】

マイクロプロセッサ１２の様々な評価は、信号ケーブル１３を介して測定デバイス２６へ供給される。信号の供給は、望ましくはデジタル形式で、すなわち、一方では、インターフェイス２４を介して、他方では、あるいは、任意に、１つ以上のデジタルライン２５に沿って、実施される。

【0048】

加えて、１つ以上のアナログライン２３も設けられてよい。

【0049】

重要なことは、計算回路２１もマイクロプロセッサ１２において設けられることであり、計算回路２１は、図３ないし６の以降の図面に従って、振動センサ１の位置及び動きの検出の評価を実施する。

【0050】

これは、出力２２が、信号ケーブル１３として測定デバイス２６へ供給される信号バスであることを意味する。

【0051】

測定デバイス２６（スパン計測デバイス）は、基本的には、測定データメモリ２９に関連するコントローラ２８から成る。コントローラ２８は制御パネル３０によって駆動され、検知された測定値はデジタルディスプレイ２７で表示される。

【0052】

振動センサ１の筐体２において、非接触式温度測定ユニットも設けられてよいことが更に加えられる。非接触式温度測定ユニットは、温度上昇の結果としてたるんでいるベルトと、冷えているベルトとを区別するために、ベルト６の温度を検知する。非接触な様態において検知されたそのような温度信号も、マイクロプロセッサ１２へ供給される。

【0053】

図３ないし５は、本発明に従って、特に、ドップラーレーダー信号の正常評価が実施され得るように、様々な評価を示す。

【0054】

図５は、ドップラーレーダーのアナログレベルがアナログ振動曲線として提示され得ることを最初に示し、ここで、スイッチング閾３４が定義されており、それが超えられるときに、図４に示されるようなデジタルインパルスが生成される。

【0055】

これは、スイッチング閾３４が時間ｔ１及びｔ２の夫々で超えられる場合には、パルス振幅３２及び３３を有するデジタルパルスがそれから生成されることを意味する。

【0056】

２つの時間ｔ１からｔ２の間の距離は、時間差３１として定義され、振動するベルトの周波数を示す。よって、周波数は、ｆ＝１／時間差３１である。

【0057】

測定ヘッドの好ましくない動きが振動測定中に起こる場合には、加速度センサ１０は、図３において信号３８として示されているアナログ信号を生成する。

【0058】

図４に従う曲線の評価の間に、加速度センサ１０のパルス３８の発生の時点で、同時にドップラーレーダーのパルス３５も生成されると決定される場合には、これは、ドップラーレーダーの誤ったパルス３５として無視される。

【0059】

時間３１の測定は、パルス３２の時間ｔ１での立ち上がり又は立ち下がりと、パルス３３の時間ｔ２での立ち上がり又は立ち下がりとにより定義される。

【0060】

本発明に従う方法による重要なことは、従って、一方では、加速度信号に応じたドップラーレーダーモジュールの測定結果の重み付けであり、ベルトの温度に応じた振動の評価が更に実施されることも、本質的要素であるとして見なされる。

【0061】

方法における更なる重要なことは、重み付けが加速度センサの検知レベルに関しても実施されることである。所定の加速度値を上回るハンドヘルド型振動センサの好ましくない加速度は、この期間中に生成されるドップラーレーダー信号が評価されないようにする。

【0062】

図６は、ベルト６の表面によって形成される測定面の上における振動センサ１の筐体２の正確な距離調整のための光学ポジショニングエイド４３を示す。同時に、図６は、筐体に取り付けられており裸眼で認知可能なポジションマーキング４２を示す。裸眼で認知可能とは、筐体の底面においてポジションマーキング４２をユーザにとって目立つものにしなければならない。ポジションマーキング４２の位置において、測定ヘッド５４は筐体２に組み込まれている。

【0063】

光学ポジショニングエイド４３は、互いから隔てて設けられた２つのＬＥＤ４４、４５から成る。夫々のＬＥＤ４４、４５は、ベルト６の表面上に投影される光ビーム４６、４７を生成する。

【0064】

夫々の光ビーム４６、４７において、更なる中心マーキング点４８、４９がベルト６の表面上に投影される。

【0065】

図７は、筐体２の底面から測定面までの不適当な距離、すなわち、２つの光ビーム４６、４７も発光マーキング５１、５２もベルト６の表面上で重なり合わない場合、を示す。

【0066】

然るに、２つの光ビーム４６、４７は、ユーザによって光学的に検出され得る測定面において、例えば、検出されるべきベルト６の面において、マーキング点４８、４９を形成する。ＬＥＤの色に応じて、そのようなマーキング点は、例えば、赤色で、又は何らかの他の所望の色で、表面に照射する。

【0067】

測定面上に投影されるマーキング点４８、４９の中心領域において、同様の発光マーキング５１、５２が設けられる。発光マーキング５１、５２は、マーキング点４８、４９の環境よりも強く照射し、例えば、三角形、長方形、又は同様のもののような、如何なる所望のシンボル形状もとることができる。

【0068】

筐体２における測定ヘッド５４の底面と検出されるべきベルト６の面との間の、図６に従う正確な距離が、手動により調整されると、重なり合いの水準５０が達成される。その水準において、図８に従う２つの光ビーム４６、４７は重ね合わされ、２つの発光マーキング５１、５２は互いに結合する。重なり合いの水準５０は、ベルト６の面と同じである。

【0069】

これは、図７に従う２つの光ビーム及びその中心に位置する発光マーキングが図８に従う単一の発光シンボルを形成するようにベルト表面において結合すると直ぐに、ベルト表面からの測定ヘッド５４の正確な距離が達成されることを意味する。

【0070】

２つの光ビーム４６、４７はある角度で前方に向けられている。それにより、重なり合いの水準５０は、測定ヘッド５４の測定フィールド５３の領域における垂線と交差する。このようにして、光学距離測定は、正確に測定ヘッド５４の測定フィールド５３、５４において、光学ポジショニングエイド４３を用いて実施されることが常に確かにされ、振動センサ１の筐体２の如何なる傾け又は認められない傾斜も、確実に検出される。

【0071】

動きセンサの信号が検出される場合には、位置検出器の２つのＬＥＤはオフされる。結果として、如何なる認められない動きも、光学的に信号により伝えられる。

【0072】

図５ａは、ドップラーレーダー信号のアナログレベルを示す。

【0073】

図５ａに従う図面中の下にある右手の窓において、ベルト停止の不完全な振動プロファイルがアナログ形式（下側の曲線）及びデジタル形式（上側の曲線）において示されている。その小さい窓における下側の曲線は、拡大されたスケールで、すなわち、小さい図の窓からの切り出しとして、図５に対応する。上側の例示において、それは、図４ｃに対応するこのレベルのデジタル形式である。

【0074】

右下の例示の小さい窓におけるいずれの図表プロファイルも、互いの上にある図４ｃ及び５ａにおいて示されている。

【0075】

図５ａにおける破線は、スイッチング閾を示し、そのようなスイッチング閾の一例として、時間ｔ１からｔ２までの距離が示されている。

【0076】

水平矢印は、２つの時間ｔ１からｔ２の間の時間距離を示す。

【0077】

それから得られる時間距離は、参照番号３１により識別される。上側のスイッチング閾は参照番号３４を与えられている。

【0078】

図４ｃから、図５ａから決定されたデジタルドップラーレーダー信号が得られ、参照番号３２、３３はパルス振幅を示す。

【0079】

よって、ドップラーレーダー信号の周波数は時間差３１から計算される。

【0080】

原理上、図４ｃ及び５ａにおける例示は、図３及び４に示されている派生物に対応する。

【0081】

図４ｂ、３ｂ、３ａ及び４ａは、周波数スキーム２を示す。

【0082】

図４ｂは、図４ｃにおける例示に対応するデジタルドップラーレーダー信号を、より広い時間的範囲において示す。２つのパルス振幅３２、３３は、互いの隣にあるように示されている。

【0083】

加速度センサの図３ｂに従う干渉レベルは、図４ｂに従うデジタルドップラーレーダー信号の上に重ね合わされている。

【0084】

完全な干渉レベルは、図３ｂにおいて３８により参照されている。

【0085】

下の図３ａにおいて、図３ｂと同じ干渉レベルがデジタル形式で示されており、パルス３８の後の干渉レベルが３つの空間軸において特定の値を上回る場合に、図３ａにおけるエラーインパルス３５に対応するデジタル干渉レベル信号が生成されることが分かる。

【0086】

エラーインパルス３５に対応する、図３ａに従うデジタル干渉レベルが存在すると直ぐに、図４ｂにおいて上に示されているデジタルドップラーレーダー信号は、図４ａに対応して減衰する。然るに、それは評価のために使用されない。

【0087】

よって、デジタル化される干渉レベルを加速度センサが生成するという利点が達成される。そして、加速度センサは、一般に、センサの誘導中にゆっくりした手の動きしか検出しないので、図４ａに従う完全な窓は常に生成される。図３ａにおけるエラーインパルス３５の窓長さは、従って、例えば、２００ｍｓの期間内で、ドップラーレーダーのレベルの減衰を生じさせる。

【0088】

このことから判断すると、減衰時間が極めて短く、測定の精度に悪影響を及ぼさないので、信号の検出は、そのような減衰によって損なわれない。

【符号の説明】

【0089】

１ 振動センサ
２ 筐体
３ ドップラーレーダーモジュール
４ 送信アンテナ
５ 受信アンテナ
６，６’、６” ベルト
７ 長手軸
８ 送信ビーム
９ 受信ビーム
１０ 加速度センサ
１２ マイクロプロセッサ
１３ 信号ケーブル
１４〜１６ 増幅器ユニット
１７ ライン（１０から）
１８ ライン（３から）
２０ モジュール
２１ 計算回路
２２ 出力
２３ アナログライン
２４ インターフェイスバス
２５ デジタルライン
２６ 測定デバイス
２７ ディスプレイ
２８ コントローラ
２９ 測定データメモリ
３０ 制御パネル
３１ 時間差
３２，３３ パルス振幅
３４ スイッチング閾
３５ 加速度センサのデジタル出力パルス
３８ 加速度センサのアナログ信号
４０ 評価モジュール
４２ ポジションマーキング
４３ 光学ポジショニングエイド
４４，４５ ＬＥＤ
４６，４７ 光ビーム
４８，４９ マーキング点
５０ 重なり合いの水準
５１，５２ 発光マーキング
５３ 測定フィールド
５４ 測定ヘッド

【図1】

【図2】

【図3】

【図3a】

【図3b】

【図4】

【図4a】

【図4b】

【図4c】

【図5】

【図5a】

【図6】

【図7】

【図8】

【手続補正書】

【提出日】2016年10月11日

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

緊張した駆動ベルトにおける振動周波数のハンドヘルド測定のためのデバイスであって、
前記駆動ベルトの振動面に対して送信アンテナを用いて送信ビームを送信し、前記振動面から反射された受信ビームを受信アンテナを用いて受信し、該受信ビームをドップラー原理に従って評価するドップラーレーダーモジュールを有し、
当該デバイスにおいて、前記ドップラーレーダーモジュールとは別に、加速度センサが更に設けられ、該加速度センサの信号は、一部の信号を無視することに関連して、前記ドップラーレーダーモジュールの信号に対して相殺され得、それにより、前記ドップラーレーダーモジュールのパルスが検出され、同時に前記加速度センサのパルスが検出される場合に、前記ドップラーレーダーモジュールのパルスが無効なインパルスとして無視されるようにする、
デバイス。

【請求項2】

当該デバイスの筐体において、前記加速度センサが設けられ、該加速度センサの信号は、増幅器ユニット及びフィルタ回路を介してラインに沿ってマイクロプロセッサへ供給され、該マイクロプロセッサは、一部の信号が無視され得るように、前記ドップラーレーダーモジュールの信号を前記加速度センサの信号と結合する、
請求項１に記載のデバイス。

【請求項3】

前記駆動ベルトの前記振動面の上での当該デバイスのハンドヘルドの位置合わせのための光学ポジショニングエイドは、当該デバイスの筐体の底面に設けられる、
請求項１又は２に記載のデバイス。

【請求項4】

前記光学ポジショニングエイドは、前記筐体において互いに隔てて位置付けられた２つのＬＥＤを有し、該ＬＥＤは、検出されるべき前記駆動ベルトの面に対してある角度で下前方に向けられた光ビームを夫々生成する、
請求項３に記載のデバイス。

【請求項5】

前記２つのＬＥＤの前記光ビームとともに、該光ビームの中心となるマーキング点が前記駆動ベルトの面上に投影され得る、
請求項４に記載のデバイス。

【請求項6】

緊張した振動する駆動ベルトに対して振動周波数測定を実施するハンドヘルド型デバイスの作動方法であって、前記ハンドヘルド型デバイスは、前記駆動ベルトの振動面に対して送信アンテナを用いて送信ビームを送信し、前記振動面から反射された受信ビームを受信アンテナを用いて受信し、該受信ビームをドップラー原理に従って評価するドップラーレーダーモジュールを有する、作動方法において、
前記ドップラーレーダーモジュールのアナログレベルから、スイッチング閾を使用することによって、互いに対して時間的にオフセットされているデジタルパルスが導出され、該デジタルパルスの相互間時間距離は、コリジョンインパルスの時間の指標であり、これから、前記ドップラーレーダーモジュールの前記デジタルパルスの１つと同時には加速度センサによってレベルが生成されないという条件で、前記振動する駆動ベルトの周波数が導出され、前記ドップラーレーダーモジュールの前記１つのデジタルパルスは、前記ハンドヘルド型デバイスが前記測定中に一時的に動かされたという理由で無視される、
作動方法。

【請求項7】

ベルト側の振動周波数が６ヘルツの閾値を下回る場合に、前記ドップラーレーダーモジュールはオフされ、前記ベルト側の振動周波数は、前記加速度センサが前記駆動ベルトへ直接に機械的に接続される場合に、該加速度センサの信号の評価によってのみ実現される、
請求項６に記載の作動方法。

【請求項8】

前記駆動ベルトの前記振動面の上での前記ハンドヘルド型デバイスの位置合わせのための光学ポジショニングエイドが設けられる、
請求項６又は７に記載の作動方法。

【請求項9】

前記光学ポジショニングエイドは、前記ハンドヘルド型デバイスの筐体の底面に設けられた２つのＬＥＤを有し、該ＬＥＤの夫々は、前記駆動ベルトの面上に光ビームを投影し、２つの前記光ビームは、前記筐体の前記底面におけるポジションマーキングと前記駆動ベルトとの間の正確な距離が手動で調整された場合に、検出されるべき前記駆動ベルトの面において互いに重なり合う、
請求項８に記載の作動方法。

【国際調査報告】