(57)【要約】      （修正有）【課題】絶縁外被を有する導体によって形成されたストリングが湾曲している場合でも絶縁外被内の導体の中心性を確実に求めることができる方法およびデバイスを提供する。【解決手段】導体の位置を誘導性測定装置１０，１２によって求めるステップと、ストリング２８の位置を誘導性測定面の前方の第１の光学測定装置１６と誘導性測定面の後方の第２の光学測定装置１８によってそれぞれ求めるステップと、ストリング２８の位置を誘導性測定面において得るステップと、絶縁外被内の導体の中心性を、誘導性測定面において得られたストリング２８の位置および、導体の位置から求めるステップとを備え、特に絶縁外被内の導体の中心性の決定の際に、傾斜位置、および／または、曲率が考慮されることを特徴とする。【選択図】図１
2015025806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁外被を有する導体によって形成されたストリング（２８）が搬送方向（１４）に沿って移動する、前記絶縁外被内の前記導体の中心性を測定するための方法であって、
前記導体の位置を、誘導性測定面において誘導性測定装置によって求めるステップと、
前記ストリング（２８）の位置を、前記誘導性測定面の前方における前記ストリング（２８）の前記搬送方向（１４）にある第１の光学測定面において少なくとも１つの第１の光学測定装置（１６）によって求めるステップと、
前記ストリング（２８）の位置を、前記誘導性測定面の後方における前記ストリング（２８）の前記搬送方向（１４）にある第２の光学測定面において少なくとも１つの第２の光学測定装置（１８）によって求めるステップと、
前記第１および第２の光学測定面において求められた前記ストリング（２８）の位置を関係づけて、前記ストリング（２８）の位置を前記誘導性測定面において得るステップと、
前記絶縁外被内の前記導体の中心性を、前記誘導性測定面において得られた前記ストリング（２８）の位置および、前記誘導性測定面において求められた前記導体の位置から求めるステップと
を備え、
特に前記第１の光学測定面、および／または、前記第２の光学測定面における、前記搬送方向（１４）に対する前記ストリング（２８）の傾斜位置、および／または、曲率が特定されるように前記第１の光学測定面、および／または、前記第２の光学測定面において空間解像度の光学測定が行われ、前記絶縁外被内の前記導体の中心性の決定の際に、このような傾斜位置、および／または、曲率が考慮される、方法。
【請求項２】
前記第１の光学測定面と前記第２の光学測定面とにおいて空間解像度の光学測定がそれぞれ行われ、それにより、特に前記第１の光学測定面と前記第２の光学測定面とにおける、前記搬送方向に対する前記ストリングの傾斜位置、および／または、曲率が特定されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記誘導性測定面における前記ストリング（２８）の修正位置が、特に前記第１の光学測定面、および／または、前記第２の光学測定面において特定された、前記搬送方向（１４）に対する前記ストリング（２８）の傾斜位置、および／または、曲率に基づいて得られ、前記絶縁外被内の前記導体の中心性が前記修正位置に基づいて求められることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記ストリング（２８）の曲率半径または曲率直径が、前記第１の光学測定面、および／または、前記第２の光学測定面において行われた光学測定より求められ、前記誘導性測定面における前記ストリング（２８）の修正位置が、前記曲率半径または前記曲率直径に基づいて得られることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記ストリング（２８）において特定された曲率が前記第１の光学測定面、および／または、前記第２の光学測定面において円弧をなす円が形成され、この円の半径または直径が前記曲率半径または前記曲率直径として選択されるという点で、前記ストリング（２８）の前記曲率半径または前記曲率直径が求められることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
２つの半径方向の線の交点が、前記第１の光学測定面、および／または、前記第２の光学測定面における前記ストリング（２８）において特定された曲率に対する前記円の中心点として選択されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
求められた前記ストリング（２８）の傾斜位置に対してそれぞれ垂直な線が引かれ、前記垂直な線の交点が円の中心点として選択され、前記円に対して、求められた前記ストリング（２８）の傾斜位置が接線または弦を形成し、この円の半径または直径が前記曲率半径または前記曲率直径として選択されるという点で、前記第１の光学測定面、および／または、前記第２の光学測定面において特定された前記ストリング（２８）の傾斜位置に対して前記曲率半径または前記曲率直径が求められることを特徴とする、請求項４から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記誘導性測定面、および／または、前記第１の光学測定面、および／または、前記第２の光学測定面が、前記ストリング（２８）の前記搬送方向（１４）に対して垂直であることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記ストリング（２８）が、好ましくはいくつかの支持ローラである、いくつかの支持部品によって自身の搬送方向（１４）に沿って支持され、前記誘導性測定面の直前と直後にある前記支持部品が、前記誘導性測定面に対してミラー対称に配置されていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの第１の光学測定装置（１６）、および／または、前記少なくとも１つの第２の光学測定装置（１８）が、少なくとも１つの光放射源と、少なくとも１つの二次元的な空間解像度の光学センサとを備えることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記誘導性測定装置が、前記誘導性測定面において互いに対で配置された少なくとも２つの誘導性測定コイル（１０、１２）を備えることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
絶縁外被を有する導体によって形成されたストリング（２８）が搬送方向（１４）に沿って移動する、前記絶縁外被内の前記導体の中心性を測定するためのデバイスであって、
誘導性測定面における前記導体の位置を求めるために前記誘導性測定面に配置された誘導性測定装置と、
第１の光学測定面における前記ストリング（２８）の位置を求めるために、前記誘導性測定面の前方における前記ストリングの前記搬送方向（１４）にある前記第１の光学測定面に配置された少なくとも１つの第１の光学測定装置（１６）と、
第２の光学測定面における前記ストリング（２８）の位置を求めるために、前記誘導性測定面の後方における前記ストリング（２８）の前記搬送方向（１４）にある前記第２の光学測定面に配置された少なくとも１つの第２の光学測定装置（１８）と、
前記第１および第２の光学測定面において求められた前記ストリング（２８）の位置を関係づけて、前記ストリング（２８）の位置を前記誘導性測定面において得るように設計されているとともに、前記誘導性測定面において得られた前記ストリング（２８）の位置および、前記誘導性測定面において求められた前記導体の位置から前記絶縁外被内の前記導体の中心性を求めるように設計された評価装置（２０）と
を備え、
特に前記第１の光学測定面、および／または、前記第２の光学測定面における、前記搬送方向（１４）に対する前記ストリング（２８）の傾斜位置、および／または、曲率が特定されるように、前記少なくとも１つの第１の光学測定装置（１６）、および／または、前記少なくとも１つの第２の光学測定装置（１８）が、前記第１の光学測定面、および／または、前記第２の光学測定面において空間解像度の光学測定を行うように設計され、前記評価装置（２０）が、前記絶縁外被内の前記導体の中心性の決定の際に、このような傾斜位置、および／または、曲率を考慮するようにさらに設計されている、デバイス。
【請求項１３】
前記評価装置（２０）が、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法を実行するようにさらに設計されていることを特徴とする、請求項１２に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記誘導性測定面、および／または、前記第１の光学測定面、および／または、前記第２の光学測定面が、前記ストリング（２８）の前記搬送方向（１４）に対して垂直であることを特徴とする、請求項１２または１３に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記搬送方向（１４）に沿って前記ストリング（２８）を支持する、好ましくはいくつかの支持ローラである、いくつかの支持部品がさらに設けられ、前記誘導性測定面の直前と直後にある前記支持部品が、前記誘導性測定面に対してミラー対称に配置されていることを特徴とする、請求項１２から１４のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの第１の光学測定装置（１６）、および／または、前記少なくとも１つの第２の光学測定装置（１８）が、少なくとも１つの光放射源と、少なくとも１つの二次元的な空間解像度の光学センサとを備えることを特徴とする、請求項１２から１５のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記誘導性測定装置が、前記誘導性測定面において互いに対で配置された少なくとも２つの誘導性測定コイル（１０、１２）を備えることを特徴とする、請求項１２から１６のいずれか一項に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁外被内の導体の中心性を測定するための方法に関する。この方法では、絶縁外被を有する導体によって形成されたストリングは、搬送方向に沿って移動する。また本発明は、対応するデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
導体の位置を誘導性測定装置によって測定し、その導体を取り囲んでいる絶縁外被の位置を、共通の測定面にある光学測定装置によって測定する測定方法が知られている。絶縁外被内の導体の中心性は、両方の測定に基づいて求められる。このタイプの実施形態は、複数の測定装置が同一の測定面に配置される構成によって、それらの測定装置が互いの動作を妨げる可能性があるという問題がある。この状況は、しばしば必要となる２つの光学測定装置が用いられる場合に増長される。
【０００３】
測定ヘッドにおいて互いに９０°ずらして配置された２つの光学的な直径試験用のデバイスと、その光学的な直径測定用の装置と同一の測定面に配置された誘導性測定回路とを有する、出願人の、いわゆるＷＡＮＤＥＸＥと呼ばれる偏心測定装置が、特許文献１により知られている。中心性とストリングの直径とを測定するための非接触のシステムと方法は、特許文献２により知られている。それによりストリングの位置は、光学測定装置によって光学測定面において測定される。導体の位置は、光学測定面の前方におけるストリングの搬送方向にある第１の誘導性測定面において、誘導性測定装置によって測定される。さらに導体の位置は、光学測定面の後方におけるストリングの搬送方向にある第２の誘導性測定面において、第２の誘導性測定装置によって測定される。誘導的に測定された導体の各位置を関係づけることで、光学測定面における導体の１つの位置が得られる。とりわけ、絶縁外被内の導体の中心性は、このように求められた導体の位置および、光学測定面において測定されたラインの位置から求められる。
【０００４】
公知であるシステムと方法の場合には、しばしば導体のたるみに起因してストリングが湾曲している場合に測定誤差が生じる。このような湾曲の場合には、光学測定面において誘導性測定により得られる導体の位置は、その光学測定面における導体の実際の位置と一致しない。光学測定面の領域においてストリングが最大の曲率を有していても、誘導性測定装置は、導体の同じ位置を測定する。しかし、ストリングの湾曲により、これらの位置は、光学測定面における導体の位置に対応していない。このような誤差は、ストリングの湾曲が光学測定面の領域以外において最大であるとともに搬送方向において光学測定面を基準としてずれている場合にも生じる。この場合、誘導性測定装置を通じて導体の別の位置が求められる。しかし、この場合にも、光学測定面において得られる導体の位置は、（非対称性の）湾曲によって導体の実際の位置と一致しない。さらに、求められた中心性は、光学測定面において誤って求められた導体の位置によって不完全なものとなる。
【０００５】
この測定誤差は、ストリングの曲率半径に依存する。例えば、ストリングを運ぶ支持ローラ間における２ｍの距離において、例えば１０ｍの曲率半径が生じ得る。これにより２０μｍの領域において測定誤差が生じる。多数の支持ローラによってストリングの湾曲を均一にすることは実際には不可能である。逆に、ストリングにおける最終的な波状の進行、すなわち、予測できない誤差につながる不確定な測定状況が生じる。またストリングの湾曲は、ストリングに及ぼされる牽引力を任意に増やすことによって回避することもできない。すなわち、ストリング、特にストリングの導体は、伸ばすことによって湾曲を完全になくす前に、降伏点に達してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許公報ＤＥ２５１７７０９Ｃ３
【特許文献２】欧州特許公報ＥＰ１４９５２８４Ｂ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、上述した現行技術に基づき、ストリングが湾曲している場合でも絶縁外被内の導体の中心性を確実に求めることができる先に挙げられたタイプの方法およびデバイスを提供することである。
【０００８】
本発明の目的は、独立請求項１および１２の主題を通じて達成される。有利な実施形態は、従属請求項、明細書、および図面の中に見出される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、一方では、絶縁外被内の導体の中心性を測定するための方法により達成される。本方法では、絶縁外被を有する導体によって形成されたストリングは搬送方向に沿って移動する。本方法は、
前記導体の位置を、誘導性測定面において誘導性測定装置によって求めるステップと、
前記ストリングの位置を、前記誘導性測定面の前方における前記ストリングの前記搬送方向にある第１の光学測定面において少なくとも１つの第１の光学測定装置によって求めるステップと、
前記ストリングの位置を、前記誘導性測定面の後方における前記ストリングの前記搬送方向にある第２の光学測定面において少なくとも１つの第２の光学測定装置によって求めるステップと、
前記第１および第２の光学測定面において求められた前記ストリングの位置を関係づけて、前記ストリングの位置を前記誘導性測定面において得るステップと、
前記絶縁外被内の前記導体の中心性を、前記誘導性測定面において得られた前記ストリングの位置および、前記誘導性測定面において求められた前記導体の位置から求めるステップと
を備え、
特に前記第１の光学測定面、および／または、前記第２の光学測定面における、前記搬送方向に対する前記ストリングの傾斜位置、および／または、曲率が特定されるように前記第１の光学測定面、および／または、前記第２の光学測定面において空間解像度の光学測定が行われ、前記絶縁外被内の前記導体の中心性の決定の際に、このような傾斜位置、および／または、曲率が考慮される。
【００１０】
本発明は、他方では、絶縁外被内の導体の中心性を測定するためのデバイスを通じてこの目的を達成する。このデバイスでは、絶縁外被を有する導体によって形成されたストリングは搬送方向に沿って移動する。本デバイスは、
誘導性測定面における前記導体の位置を求めるために前記誘導性測定面に配置された誘導性測定装置と、
第１の光学測定面における前記ストリングの位置を求めるために、前記誘導性測定面の前方における前記ストリングの前記搬送方向にある前記第１の光学測定面に配置された少なくとも１つの第１の光学測定装置と、
第２の光学測定面における前記ストリングの位置を求めるために、前記誘導性測定面の後方における前記ストリングの前記搬送方向にある前記第２の光学測定面に配置された少なくとも１つの第２の光学測定装置と、
前記第１および第２の光学測定面において求められた前記ストリングの位置を関係づけて、前記ストリングの位置を前記誘導性測定面において得るように設計されているとともに、前記誘導性測定面において得られた前記ストリングの位置および、前記誘導性測定面において求められた前記導体の位置から前記絶縁外被内の前記導体の中心性を求めるように設計された評価装置と
を備え、
特に前記第１の光学測定面、および／または、前記第２の光学測定面における、前記搬送方向に対する前記ストリングの傾斜位置、および／または、曲率が特定されるように、前記少なくとも１つの第１の光学測定装置、および／または、前記少なくとも１つの第２の光学測定装置が、前記第１の光学測定面、および／または、前記第２の光学測定面において空間解像度の光学測定を行うように設計され、前記評価装置が、前記絶縁外被内の前記導体の中心性の決定の際に、このような傾斜位置、および／または、曲率を考慮するようにさらに設計されている。
【００１１】
導電体は、押出加工などにおいて施された絶縁外被によって公知の方法で取り囲まれている。絶縁外被を有する導体は、搬送方向に沿って移動するストリングを形成する。それによりストリングの搬送は、一般に、直線的な搬送方向に沿って行われる。先に述べたように、ストリングの移動におけるこの直線的な搬送方向からの回避不能なずれ、特にストリングの湾曲が、実際に生じる。これは、ストリングのたるみと、上方向に曲がる湾曲との両方があり得る。
【００１２】
このことにかかわらず絶縁外被内の導体の中心性を確実に求めることができるように、一方では、現行技術からの、上述した測定原理に対する逆転が本発明に従って行われる。このように本発明によれば、誘導性測定面の前方と後方のストリングの位置における光学測定がそれぞれ行われ、それによって誘導性測定面におけるストリングの位置が求められる。このストリングの位置および、誘導性測定面において誘導的に測定された導体の位置から中心性が求められる。一般に中心性の決定は、通常知られているように、現行技術によって行なわれてもよい。このため、特に、誘導性測定面において誘導的に測定された導体の位置は、誘導性測定面において求められたストリングの位置と、現行技術により知られている方法において関係づけられてもよい。誘導センサは、特に受動型の誘導センサでもよい。導体内における高周波の交流電流を生み出す、導体内における高周波の交番電圧が、誘発されるなどして生成されてもよい。次に、高周波の交流電流によって生成された交流磁場が、受動型の誘導センサによって測定される。
【００１３】
上述の現行技術に対する測定原理の逆転により、光学測定面のうちの少なくとも１つ、好ましくは両方の光学測定面における空間解像度の光学測定を行う本発明による原理が可能となり、それにより、特に第１および／または第２の光学測定面におけるストリングの、可能性のある傾斜位置または曲率が特定される。このように、空間解像度の光学測定は、特に第１の光学測定面と第２の光学測定面とにおける精度をそれぞれ高めるために行なわれてもよく、それにより、特に第１の光学測定面と第２の光学測定面とにおける、搬送方向に対するストリングの傾斜位置および／または曲率が求められる。光学測定装置のうちの少なくとも１つ、好ましくは両方の光学測定装置は、空間解像度の方式において二次元的であるストリングの位置、特に絶縁外被のエッジ位置を、一方では搬送方向に垂直に、他方では搬送方向において、空間解像度の方式で測定する。絶縁外被の影の境界部分が光学センサにおいて示される、一般に知られているシャドウエッジの測定が行なわれてもよい。ＥＰ０９２４４９３Ｂ１などに記載されている、一般に知られている回折シーム分析によってエッジ位置の決定が行なわれてもよい。第１または第２の光学測定面の領域におけるストリングの傾斜位置または曲率は、同様にストリングの搬送方向において空間解像度の方式によって求められた絶縁外被のエッジ位置から求められてもよい。これは、中心性の決定の際に考慮されてもよい。このように、評価中のストリングの湾曲に起因する測定誤差を補償することが可能である。
【００１４】
誘導性測定面におけるストリングの修正位置は、特に第１の光学測定面、および／または、第２の光学測定面において特定された、搬送方向に対するストリングの傾斜位置、および／または、曲率に基づいて得られてもよく、絶縁外被内の導体の中心性は、この修正位置に基づいて求められる。したがってこの実施形態は、特定された傾斜位置、および／または、曲率に基づいて修正された、誘導性測定面におけるストリングの位置に基づくものである。ストリングに生じたたるみ、および湾曲などによって生じた測定誤差が補償される。
【００１５】
本発明によれば、さらなる測定を通じてストリングの湾曲を防ぐ試みは行われない。これは、先に述べたように、このことがいかにしても十分にうまくいかず、また不確定な測定誤差を生み出すためである。むしろストリングの湾曲は、受容される代わりに計量学的に特定され、以降の評価において考慮される。本発明によれば、明確に定義された測定状況が存在し、これに基づいて求められる絶縁外被内の導体の中心性は、常に信頼できるものである。
【００１６】
さらなる実施形態によれば、ストリングの曲率半径または曲率直径が、第１の光学測定面、および／または、第２の光学測定面において行われた光学測定より求められ、誘導性測定面におけるストリングの修正位置は、この曲率半径または曲率直径に基づいて得ることができる。この実施形態の場合、たるみなどに起因するストリングの湾曲は、少なくとも光学測定面によって区切られた測定部分において環状に進むことがおおよそ想定されている。この環状の進行の想定は、明確に定義された測定状況につながり、評価中に迅速かつ容易に考慮され得る。また、環状の進行におけるおおよその想定は、信頼できる測定結果につながるということが示された。
【００１７】
さらなる実施形態によれば、第１の光学測定面、および／または、第２の光学測定面におけるストリングにおいて特定された曲率が円弧をなす円が形成され、この円の半径または直径が曲率半径または曲率直径として選択されるという点で、ストリングの曲率半径または曲率直径が求められ得る。第１および第２の光学測定面において測定された曲率に対する２つの半径方向の線の交点は、この円の中心点となる。このような円は、円上にある３つの点から幾何学的に求められてもよい。このため、２つの光学測定面の一方において（例えば２ラインの光学センサを用いて）二次元的な空間解像度の測定が行われ、他方の光学測定面において（例えば１ラインの光学センサを用いて）単なる一次元的な空間解像度の測定が行われる場合には、円の決定においては概ね十分である。しかし円の決定における精度を向上させるためには、両方の光学測定面において（例えば、それぞれ２ラインの光学センサを用いて）二次元の空間解像度の測定が行われることが好ましい。
【００１８】
さらに、求められたストリングの傾斜位置に対してそれぞれ垂直な線が引かれ、これらの垂直な線の交点が円の中心点として選択され、この円に対して、特定されたストリングの傾斜位置がそれぞれ接線または弦を形成し、この円の半径または直径が曲率半径または曲率直径として選択されるという点で、第１の光学測定面、および／または、第２の光学測定面において特定されたストリングの傾斜位置に対して曲率半径または曲率直径が求められ得る。
【００１９】
第１および第２の光学測定面において特定され得るストリングの曲率に対する半径方向の線、または、第１および第２の光学測定面において特定され得るストリングの傾斜位置における垂直な線は、ある点で交差する。この交点は、測定されたストリングの曲率が円弧を形成する上記実施形態の円、または、測定されたストリングの傾斜位置が接線または弦を形成する上記実施形態の円における中心となる。それによりこの接線は、測定されたストリングの傾斜位置と、垂直な線との交点と隣接する。弦が形成される場合、弦は、測定された傾斜位置である終点間にわたっている。したがって、ストリングの進行に対して最も近くなる円、特に、光学測定面によって区切られた少なくとも測定部分におけるストリングの湾曲は、数学的に求められる。光学測定面の間におけるおおよそ全ての点におけるストリングの位置、とりわけ誘導性測定面におけるストリングの位置は、この円の直径または半径に基づき数学的に求めることができる。絶縁外被内の導体の中心性は、このストリングの位置と、誘導性測定装置の測定結果とに基づき確実に求めることが可能である。上述した算術演算は、当業者には一般的に知られている。
【００２０】
誘導性測定面、および／または、第１の光学測定面、および／または、第２の光学測定面が、ストリングの搬送方向に対して垂直であることが可能である。このように、ストリングの搬送方向に対して垂直な方向における測定が行われる。本願では測定面が説明されている。測定は、特に搬送方向における光学測定の空間解像度により、実際には搬送方向に広がっている測定領域において行われることに留意されたい。このことは、誘導性測定装置における空間的な広がりによって、誘導性測定面にも当てはまる。それにより、搬送方向におけるこの測定領域に中心を合わせられた面が測定面としてとられ得る。
【００２１】
前記ストリングは、好ましくはいくつかの支持ローラである、いくつかの支持部品によって自身の搬送方向に沿って支持され、前記誘導性測定面の直前と直後にある前記支持部品を、前記誘導性測定面に対してミラー対称に配置することができる。ストリングの最大の湾曲は、誘導性測定面に対するこのような支持部品の対称構成によって誘導性測定面の部分において生じる。次に、光学測定面における、誘導性測定面に対してミラー対称である光学測定装置が、傾斜位置または曲率を測定する。例えば上述した方法で求められた円の中心は、この誘導性測定面に位置する。このことによって評価が簡単となる。例えば、ストリングの最大の湾曲が、構成上の理由により誘導性測定面に位置しない場合、このことが評価中に考慮されてもよい。そのため光学測定装置は、両方の光学測定面における非ミラー対称のストリングの位置を測定する。上述した方法で求められる円の中心は、搬送方向において誘導性測定面の前方か後方に位置する。
【００２２】
さらに、少なくとも１つの第１の光学測定装置、および／または、少なくとも１つの第２の光学測定装置は（それぞれ）、少なくとも１つの光放射源と、少なくとも１つの二次元的な空間解像度の光学センサとを（それぞれ）備え得る。二次元的な空間解像度の光学センサは、例えば（それぞれ）少なくとも２つの隣接する光学センサ列より構成されてもよい。二次元的なセンサアレイを３つ以上のセンサ列と共に用いることも可能である。別のタイプのイメージセンサが用いられてもよい。ここで重要なことは、二次元の空間解像度の測定と、それによるストリングの傾斜位置、および／または、曲率の特定とが、一方または両方の光学測定面において可能となることである。本発明によれば、２つまたは３つ以上、例えば３つまたは４つの光学測定装置が、第１および第２の光学測定面にそれぞれ同様に設けられていてもよく、それらの光学測定装置が、例えば９０°、６０°、または４５°である特定の角度だけ互いにそれぞれずれていてもよい。
【００２３】
次に、一方または両方の光学測定面における全ての光学測定装置が、二次元的な空間解像度の方式で測定し得る。例えば９０°の角度だけ互いにずれて測定する、例えば２つである複数の誘導性測定装置が誘導性測定面に設けられてもよい。このようにして、絶縁外被内の導体の中心性が、ストリングの周囲でいくつかの方向において測定されてもよい。十分な数の光学測定装置の場合には、楕円形のストリングが特定されてもよい。光学測定装置の選択、とりわけ光学センサの選択は、光学測定装置が傾斜位置と曲率とを区別し得るかどうかという問題に影響を及ぼす。このことは、特にストリングの搬送方向における光学測定の空間解像度に依存する。光学測定装置が、搬送方向に垂直な長手方向の延長部分に揃えられた２つの隣接して配置されたセンサ列からなる１つだけの光学センサをそれぞれ備える場合、ストリングが湾曲している場合には傾斜位置が測定されることになるが、これは、搬送方向においてそれぞれ２つの測定領域しかないためである。これは、搬送方向の空間解像度が大きい場合、すなわち、光学センサが、隣接して配置された３つ以上のラインセンサからなる二次元のセンサアレイなどを備える場合には異なった働きをする。すなわち、ストリングの湾曲が測定され得る。
【００２４】
当然ながら、いくつかの光放射源と、いくつかの光学センサとが、それぞれの光学測定面において、例えば互いにそれぞれ９０°だけずれて設けられてもよい。これにより、ＥＰ０９２４４９３Ｂ１に概して記載されているように、評価の際にさらなる簡略化が行われ得る。また、一般に知られているように、誘導性測定装置は、誘導性測定面において互いに対で配置された少なくとも２つの誘導性測定コイルを備え得る。
【００２５】
以下、本発明における例示的な一実施形態を図面を用いてさらに詳細に説明する。これらの図面は以下を概略的に示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１の測定状況における、本発明によるデバイスを示す図である。
【図２】第２の測定状況における、図１のデバイスを示す図である。
【図３】第３の測定状況における、図１のデバイスを示す図である。
【図４】図３の一部における拡大図である。
【図５】別の測定状況を示す図である。
【図６】測定されるストリングが湾曲している場合における測定誤差を視覚化するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
特に断らない限り、同一の参照符号は、図面における同一の物を示す。図１および図２に示される本発明によるデバイスは、誘導性測定面に配置された誘導性測定装置を有しており、この誘導性測定装置は、図示されている例では、上側の誘導性測定コイル１０と下側の誘導性測定コイル１２とを備え、上側の誘導性測定コイル１０と下側の誘導性測定コイル１２とは、互いに対で配置されている。絶縁外被を有する導電体で形成されたストリング２８の、図１では破線で示されている搬送方向１４は、測定コイル１０、１２間の中心に合わされて延びている。第１の光学測定装置１６は、誘導性測定コイル１０、１２の前方の、搬送方向における第１の光学測定面に位置している。第２の光学測定装置１８は、誘導性測定コイル１０、１２の後方の、搬送方向における第２の光学測定面に位置している。光学測定装置１６、１８は、少なくとも１つの光放射源と、例えば隣接して配置された２つ以上のセンサ列によって形成された少なくとも１つの二次元的な空間解像度の光学センサとを備える。図１に見られるように、誘導性測定装置と光学測定装置とは、ストリング２８の搬送方向１４にそれぞれ空間的に広がっている。それぞれの測定面は、測定装置の空間的な広がりに対してそれぞれ中心が合わせられ、また搬送方向１４に対して垂直になっている。同時に搬送方向１４は、これらの測定装置の対称軸をなしている。また本発明によるデバイスは、参照符号２０で示されている評価装置を備えており、この評価装置には、第１の光学測定面におけるストリングのエッジ位置を求めるための装置２２と、第２の光学測定面におけるストリングのエッジ位置を求めるための装置２４とが属している。
【００２８】
一般に知られているように、導体の位置は、誘導性測定面において、誘導性測定装置における測定コイル１０、１２によって測定される。このため、測定コイル１０、１２におけるそれぞれの測定結果は、増幅器２６を介して評価装置に送られ、評価装置は、測定データから誘導性測定面における導体の位置を求める。また、第１の光学測定面、または、第２の光学測定面におけるストリングの位置が、第１の光学測定装置１６と第２の光学測定装置１８とによってそれぞれ測定される。このことは、例えばＥＰ０９２４４９３Ｂ１に記載されている、光学測定装置における光学センサに形成されたストリング２８の影の境界部分における回折シーム分析を通じて、一般に知られている方法で行なわれてもよい。評価装置２０は、第１または第２の光学測定面において第１および第２の光学測定装置１６、１８によって求められたストリングの位置から、誘導性測定面におけるストリングの位置を求める。これより、評価装置２０は、絶縁外被内の導体の中心性を一般に知られている方法で求める。
【００２９】
図１に示される例では、参照符号２８のストリングが示されている。例示目的のために誇張されているこの図では、ストリング２８は、直線的な線に沿って進むものの、実際に設けられている搬送方向１４に対して傾いて進んでいる。図１に示される測定の例では、ストリング２８の傾斜位置は、図示されている例では直線的な線に沿って配置された第１および第２の光学測定装置によって求められる。この測定状態では、誘導性測定面におけるストリング２８の位置は、例えば測定された傾斜位置間の補間によって求められてもよい。図１に示される測定状況は、通常は現行技術のデバイスを用いて処理されてもよい。
【００３０】
これとは対照的に、図２は、従来のシステムの場合には不確定な測定誤差につながる測定状況を示す。図２から分かるように、ストリング２８は、同様に例示目的のために誇張して図示されているたるみ、すなわち曲率を有している。上述したように、これはほぼ回避不能である。図２に示される例では、例えば支持ローラなどの、システムに依存してストリング２８を支持している支持部品（図示せず）が、数メートルという大きい距離で、誘導性測定面に対してミラー対称に配置されている。これにより、ストリング２８における最大のたるみが誘導性測定面の領域において生じる。図２から見てとれるように、第１および第２の光学測定装置はそれぞれ、実際に望まれる搬送方向１４に対する傾斜位置または曲率を測定する。これらの光学測定装置が傾斜位置と曲率とをそれぞれ区別可能であるかどうかという問題は、上述のように光学測定装置の空間解像度に依存する。ストリング２８のたるみは、誘導性測定面に映し出される光学測定装置の測定結果につながる。
【００３１】
評価に向けて、半径方向の線、または垂直な線が、光学測定装置によって測定された湾曲部分または傾斜部分に対してそれぞれ算出され、これらの垂直な線、または半径方向の線の交点が円の中心点として求められてもよい。図２では、これらの垂直な線、または半径方向の線が参照符号３０、３２で示されている。この中心点から始まる円は、光学測定装置によって測定された傾斜部分または湾曲部分が、その円の円弧または弦をなすように選択される。また、この円の直径または半径も、評価装置２０によって求められる。誘導性測定面のたるみに基づいて修正されるストリングの位置は、誘導性測定面の領域における最大のたるみを考慮して求められてもよい。ストリングにおけるこの修正位置は、同様に評価装置２０によって行われる、絶縁外被内の導体の中心性の決定の基礎をなすものである。
【００３２】
図３および図４は、図２に示される上述の測定状況に大部分が一致する測定状況を示す。図３および図４の例におけるストリング２８の最大の曲率、または最大のたるみは、図２の測定状況とは対照的に誘導性測定面の領域にはなく、誘導性測定面に対して横方向に、特に、搬送方向１４に垂直な誘導性測定ヘッドの中心軸の横隣りにずれている。したがって、垂直な線、または半径方向の線３０、３２によって形成された円の中心点３４も、誘導性測定面に対して横方向にずれている。図３では、垂直な線、または半径方向の線３０、３２は、ストリング２８の曲率半径を示している。形成された円の弦は、図３および図４では、参照符号３１および３３によって示されている。垂直な線、または半径方向の線３０、３２は、これらの弦３１、３３に対してそれぞれ９０°の角度に位置している。図３および図４には、ストリング２８の搬送方向１４に垂直に配置された、光学測定装置１６および１８における２つの光学センサ列３６、３８、および、４０、４２も示されている。それにより弦３１、３３は、これらのセンサ列３６および３８の間、または、センサ列４０および４２の間にそれぞれ形成されたことになる。弦３１、３３の代わりに、垂直な線、または半径方向の線３０、３２の交点において接線がストリング２８の湾曲部分に隣接して設けられてもよい。参照符号４４は、ストリング２８が湾曲していない場合に光学測定装置１６、１８間のストリング２８の位置に一致することになる、光学測定装置１６、１８間の幾何学的な中心を示す。しかし、ストリング２８の実際の位置は、参照符号４６によって示されるように、湾曲によって幾何学的な中心４４からずれている。この測定誤差が本発明によって補償される。
【００３３】
図５は、測定装置の領域（図５において参照符号４８で概略的に示されている、光学測定装置と誘導性測定装置との測定領域）におけるストリング２８が、たるみではなく、ストリング２８を支持している支持ローラ５０の構成によって生じた上方向のふくらみを有する、例示目的のための別の測定状況を示す。このように、図５は、例えば図１から図４の実施形態において通常設けられている（外側の）支持ローラ５０に加え、光学測定装置と誘導性測定装置との測定領域４８の前方と後方とに比較的密接して配置されたさらなる（内側の）支持ローラ５０を示している。これらの追加の支持ローラ５０は、図５に見られる、ストリング２８における上方向のふくらみをもたらし得る。本発明によれば、この測定状況も安全かつ確実に対処され得る。
【００３４】
導体の湾曲は、図１から図５に示される幾何学的な誤差の他に、湾曲方向において誘導センサによって測定される磁場強度の集積に起因するさらなる測定誤差を引き起こす。それによって誘導センサの測定は、導体の湾曲によって生み出されたさらなる測定誤差を受ける。図６は、たるんでいるストリングの曲率半径と、絶縁外被内の導体の中心性における従来の決定の際に生じる測定誤差との関係を示す。μｍの縦座標に当てはまる測定誤差が、メートルの横座標に当てはまる曲率半径の減少とともに指数関数的に増加するのがわかる。先に述べたように、１０ｍの曲率半径というのは極めて現実的である。該当する測定誤差は、ビオ・サバールの法則により、導体の位置における誘導的な決定に基づいて生じる。これは、センサの下側のエッジと、測定ヘッドの軸を定める搬送方向１４との間における１０ｍｍの距離の所で、１６ｍｍ（幅）×６ｍｍ（高さ）のセンサ面を有する誘導センサに基づいたものである。このような測定誤差は、本発明による方法、または本発明によるデバイス、また、それらによる導体の湾曲の特定によって確実に回避され得る。
【図１】
2015025806.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【外国語明細書】
Method and Device for
Measuring the Centricity of a Conductor in an Insulating Casing
The invention relates to a method for measuring the centricity of a conductor in an insulating casing, in which the string formed by the conductor with its insulating casing is moved along a conveying direction. Moreover, the invention relates to a corresponding device.
Measurement methods are known in which the position of the conductor is measured with an inductive measuring apparatus and the position of the insulating casing surrounding the conductor with an optical measuring apparatus in a common measuring plane. Based on both measurements, the centricity of the conductor in the insulating casing is determined. This type of embodiment is problematic in that the measuring apparatuses can get in each other ways due to their arrangement in the same measuring plane. This circumstance is amplified when, as is often required, two optical measuring apparatuses are used. 
The so-called WANDEXE eccentricity measuring apparatus of the applicant with two optical diameter testing devices, which are arranged offset with respect to each other in a measuring head by 90°, and an inductive measuring circuit arranged in the same measuring plane as the optical diameter measuring apparatuses is known from DE 25 177 09 C3. A contact-free system and method for measuring the centricity and the diameter of a string are known from EP 1 495 284 B1. The position of the string is thereby measured in an optical measuring plane by means of an optical measuring apparatus. In a first inductive measuring plane, which lies in the conveying direction of the string in front of the optical measuring plane, the position of the conductor is measured by means of an inductive measuring apparatus. In a second inductive measuring plane, which lies in the conveying direction of the string behind the optical measuring plane, the position of the conductor is also measured with a second inductive measuring apparatus. The inductively measured positions of the conductor are correlated such that one position of the conductor in the optical measuring plane results. Among other things, the centricity of the conductor in the insulating casing is determined from this determined position of the conductor and the measured position of the line in the optical measuring plane. 
In the case of the known systems and methods, measurement errors result in the case of a curvature in the string, frequently caused by the sagging of a conductor. In the case of such a curvature, the position of the conductor derived from the inductive measurements in the optical measuring plane does not match the actual position of the conductor in the optical measuring plane. If the string has its maximum curvature in the area of the optical measuring plane, the inductive measuring apparatuses measure the same positions of the conductor. However, due to the curvature of the string, these do not correspond with the position of the conductor in the optical measuring plane. Such errors also result when the curvature of the string has its maximum not in the area of the optical measuring plane, but offset with respect to it in the conveying direction. In this case, different positions of the conductor are determined through the inductive measuring apparatuses. However, also in this case, a derived position of the conductor in the optical measuring plane does not correspond with the actual position of the conductor due to the (asymmetrical) curvature. The determined centricity is also faulty due to the erroneously determined positions of the conductor in the optical measuring plane.
The measurement error depends on the curvature radius of the string. For example, a curvature radius of for example 10 m can occur at a distance of 2 m between the support rollers carrying the string. Measurement errors are hereby causes in the area of 20 &micro;m. An equalization of the string curvature through a larger number of support rollers is not possible in practice. Rather, a finally wave-like progression of the string and thus an undefined measurement situation, which leads to an incalculable error, then results. The curvature of the string can also not be avoided by arbitrarily increasing the tractive force exerted on the string. Thus, the string and in particular its conductor already reach the yield point before a complete elimination of the curvature through stretching. 
Based on the explained state of the art, the object of the invention is to provide a method and a device of the initially named type, with which the centricity of the conductor in the insulating casing can be reliably determined even in the case of a curvature of the string. 
The invention solves the object through the subjects of the independent claims 1 and 12. Advantageous embodiments are found in the dependent claims, the description and the figures. 
The invention solves the object on one hand through a method for measuring the centricity of a conductor in an insulating casing, in which the string formed by the conductor with its insulating casing is moved along a conveying direction, comprising the steps: 
&#727;            in an inductive measuring plane, the position of the conductor is determined by means of an inductive measuring apparatus,
&#727;            in a first optical measuring plane, which lies in the conveying direction of the string in front of the inductive measuring plane, the position of the string is determined by means of at least one first optical measuring apparatus,
&#727;            in a second optical measuring plane, which lies in the conveying direction of the string behind the inductive measuring plane, the position of the string is determined by means of at least a second optical measuring apparatus,
&#727;            the positions of the string determined in the first and second optical measuring plane are correlated such that a position of the string results in the inductive measuring plane and
&#727;            the centricity of the conductor in the insulating casing is determined from this resulting position of the string in the inductive measuring plane and from the position of the conductor determined in the inductive measuring plane,
&#727;            wherein a spatial resolution optical measurement takes place in the first optical measuring plane and/or in the second optical measuring plane such that a sloping position and/or a curvature of the string with respect to the conveying direction, in particular in the first optical measuring plane and/or in the second optical measuring plane, is identified, wherein such a sloping position and/or curvature is taken into consideration during the determination of the centricity of the conductor in the insulating casing. 
The invention solves the object on the other hand through a device for measuring the centricity of a conductor in an insulating casing, in which the string formed by the conductor with its insulating casing is moved along a conveying direction, comprising: 
&#727;            an inductive measuring apparatus arranged in an inductive measuring plane for determining the position of the conductor in the inductive measuring plane,
&#727;            at least one first optical measuring apparatus arranged in a first optical measuring plane, which lies in the conveying direction of the string in front of the inductive measuring plane, for determining the position of the string in the first optical measuring plane,
&#727;            at least one second optical measuring apparatus arranged in a second optical measuring plane, which lies in the conveying direction of the string behind the inductive measuring plane, for determining the position of the string in the second optical measuring plane,
&#727;            an evaluation apparatus, which is designed to correlate the positions of the string determined in the first and second optical measuring plane such that a position of the string results in the inductive measuring plane and to determine the centricity of the conductor in the insulating casing from this resulting position of the string in the inductive measuring plane and from the position of the conductor determined in the inductive measuring plane,
&#727;            wherein the at least one first optical measuring apparatus and/or the at least one second optical measuring apparatus are designed to perform a spatial resolution optical measurement in the first optical measuring plane and/or in the second optical measuring plane such that a sloping position and/or a curvature of the string with respect to the conveying direction, in particular in the first optical measuring plane and/or in the second optical measuring plane, is identified and wherein the evaluation apparatus is further designed to take such a sloping position and/or curvature into consideration during the determination of the centricity of the conductor in the insulating casing.
The electrical conductor is surrounded in the known manner by an insulating casing, which was applied for example in an extrusion process. The conductor with its insulating casing forms a string, which is moved along a conveying direction. The conveying of the string thereby generally takes place along a straight conveying direction. As initially explained, unavoidable deviations in the string movement from the straight conveying direction, in particular a curvature in the string, result in practice. This can be both a sagging as well as an upwards curving curvature of the string. 
In order to be able to reliably determine the centricity of the conductor in the insulating casing in spite of this, a reversal with respect to the measurement principle explained above from the state of the art takes place on one hand according to the invention. Thus, according to the invention, an optical measurement of the position of the string in front of and behind an inductive measuring plane is respectively performed and a position of the string in the inductive measuring plane is determined from it. The centricity is determined from this position of the string and from the position of the conductor inductively measured in the inductive measuring plane. The determination of the centricity can generally take place as generally known from the state of the art. In particular, the inductively measured position of the conductor in the inductive measuring plane can be correlated for this in the manner known from the state of the art with the determined position of the string in the inductive measuring plane. The inductive sensors can be in particular passive inductive sensors. A high-frequency alternating voltage in the conductor can thereby be generated, for example induced, which generates a high-frequency alternating current in the conductor. The magnetic alternating fields generated by the high-frequency alternating current are then measured by the passive inductive sensors. 
Through the reversal of the measurement principle with respect to the explained state of the art, the principle according to the invention to perform a spatial resolution optical measurement in at least one of the optical measuring planes, preferably in both optical measuring planes is made possible, so that a potential sloping position or curvature of the string in particular in the first and/or second optical measuring plane is identified. A spatial resolution optical measurement can thus take place in order to increase the accuracy in particular in the first optical measuring plane and in the second optical measuring plane, respectively, such that a sloping position and/or a curvature of the string with respect to the conveying direction, in particular in the first optical measuring plane and in the second measuring plane, is identified. At least one of the optical measuring apparatuses, preferably both optical measuring apparatuses, measure in a spatial resolution manner on one hand perpendicular to the conveying direction and on the other hand in the conveying direction the position of the string, in particular the position of the edges of the insulating casing, that is two-dimensionally in a spatial resolution manner. A generally known shadow edge measurement can take place, in which the shadow borders of the insulating casing are represented on optical sensors. The determination of the edge positions can take place through a generally known diffraction seam analysis, such as is described for example in EP 0 924 493 B1. A sloping position or curvature of the string in the area of the first or second optical measuring plane can be determined from the edge positions of the insulating casing determined in a spatial resolution manner also in the conveying direction of the string. This can be taken into consideration during the determination of the centricity. Thus, it is possible to compensate for the measurement errors due to a curvature of the string during the evaluation. 
A corrected position of the string in the inductive measuring plane can be created based on a sloping position and/or curvature of the string with respect to the conveying direction identified in particular in the first optical measuring plane and/or in the second optical measuring plane, based on which the centricity of the conductor in the insulating casing is determined. This embodiment is thus based on a position of the string in the inductive measuring plane corrected based on the identified sloping position and/or curvature. A measurement error brought about for example by a sagging and a curvature created with it is compensated. 
According to the invention, an attempt is not made to prevent a curvature of the string through additional measures since, as initially explained, this does not succeed fully anyway and creates an undefined measurement situation. Rather the curvature of the string is accepted, but identified metrologically and taken into consideration in the subsequent evaluation. According to the invention, a clearly defined measurement situation exists and the centricity of the conductor in the insulating casing determined on this basis is always reliable. 
According to a further embodiment, it can be provided that a curvature radius or curvature diameter of the string is determined from the optical measurement performed in the first optical measuring plane and/or in the second optical measuring plane, based on which the corrected position of the string in the inductive measuring plane is created. In the case of this embodiment, it is approximately assumed that a curvature of the string, for example due to a sagging, progresses along a circularity at least in the measuring section bordered by the optical measuring planes. The assumption of a circular progression leads to a clearly defined measurement situation and can be taken into consideration in the course of the evaluation in a quick and easy manner. Moreover, it was shown that the approximate assumption of a circular progression leads to reliable measurement results.
According to a further embodiment, it can be provided that the curvature radius or curvature diameter of the string is determined in that a circle is formed, for which identified curvatures of the string in the first optical measuring plane and/or in the second optical measuring plane form circular segments, wherein the radius or diameter of this circle is selected as the curvature radius or curvature diameter. A point of intersection of two radial lines for the measured curvatures in the first and second optical measuring plane serves as the center point of the circle. Such a circle can be determined geometrically from three points lying on the circle. Thus, it is generally sufficient for the determination of the circle if a two-dimensionally spatial resolution measurement takes place in one of the two optical measuring planes (for example with a two-line optical sensor), while only a one-dimensionally spatial resolution measurement takes place in the respective other optical measuring plane (for example with a single-line optical sensor). In order to improve the accuracy for the determination of the circle, it is however preferred if a two-dimensionally spatial resolution measurement takes place in both optical measuring planes (for example with respectively one two-line optical sensor). 
Furthermore, it can be provided that the curvature radius or curvature diameter is determined for a sloping position of the string identified in the first optical measuring plane and/or in the second optical measuring plane, in that respectively one perpendicular line is created on the determined sloping positions of the string and the point of intersection of the perpendicular lines is selected as the center point of a circle, for which the identified sloping positions of the string respectively form tangents or chords, wherein the radius or diameter of this circle is selected as the curvature radius or curvature diameter. 
The radial lines for potentially identified curvatures of the string in the first and second optical measurement plane or respectively the perpendicular lines on sloping positions of the string potentially identified in the first and second optical measuring plane intersect at a point. This point of intersection is taken as the center of a circle in the aforementioned embodiments, for which the measured curvatures of the string form circular segments or respectively the measured sloping positions of the string form tangents or chords. The tangents are thereby adjacent to the point of intersection of the perpendicular lines with the measured sloping positions of the string. If chords are formed, they progress between the measured end points of the sloping positions. The circle that comes closest to the progression of the string, in particular its curvature, at least in the measurement section bordered by the optical measuring planes, is thus determined mathematically. Based on the diameter or respectively radius of this circle, the position of the string mainly at any points between the optical measuring planes, i.e. in particular in the inductive measuring plane, can be determined mathematically. Based on this position of the string, the centricity of the conductor in the insulating casing can be determined reliably based on the results of the inductive measuring apparatus. The arithmetic operations explained above are generally known to a person skilled in the art. 
The inductive measuring plane and/or the first optical measuring plane and/or the second optical measuring plane can lie perpendicular to the conveying direction of the string. A measurement in a direction perpendicular to the conveying direction of the string thus takes place. The present application discusses measuring planes. Please note that measurements are actually performed in measurement areas expanded in the conveying direction in particular due to the optical measurement spatial resolution also in the conveying direction. This also goes for the inductive measuring plane due to the spatial expansion of the inductive measuring apparatus. A plane centered in this measurement area as seen in the conveying direction can thereby be taken as the measuring plane. 
The string can be supported along its conveying direction by several support elements, preferably several support rollers, wherein the support elements immediately preceding and immediately following the inductive measuring plane can be arranged mirror-symmetrically to the inductive measuring plane. The maximum curvature of the string is created in the area of the inductive measuring plane through such a symmetrical arrangement of the support elements with respect to the inductive measuring plane. The optical measuring apparatuses then measure sloping positions or respectively curvatures, which are mirror-symmetrical to the inductive measuring plane, in the optical measuring planes. The center of a circle determined for example in the manner explained above lies in the inductive measuring plane. This simplifies the evaluation. For example, if the maximum curvature of the string does not lie in the inductive measuring plane for constructive reasons, this can also be taken into consideration in the course of the evaluation. The optical measuring apparatuses then measure non-mirror-symmetrical positions of the string in both optical measuring planes. The center of a circle determined in the manner explained above lies as seen in the conveying direction in front of or behind the inductive measuring plane.
Furthermore, it can be provided that the at least one first optical measuring apparatus and/or the at least second optical measuring apparatus (respectively) comprise at least one optical radiation source and (respectively) at least one two-dimensionally spatial resolution optical sensor. The two-dimensionally spatial resolution optical sensors can be formed for example from (respectively) at least two adjacent optical sensor rows. The use of a two-dimensional sensor array with more than two sensor rows is also possible. Other types of image sensors can also be used. The important thing here is that a two-dimensional spatial resolution measurement and thus an identification of a sloping position and/or curvature of the string are possible in one or both optical measuring planes. According to the invention, respectively two or more than two, for example three or four, optical measuring apparatuses can be also provided in the first and second optical measuring plane, which are respectively offset with respect to each other by a certain angle, for example 90°, 60° or 45°. Then all optical measuring apparatuses of one or both optical measuring planes can measure in a two-dimensionally spatial resolution manner. More than one inductive measuring apparatus, for example two measuring apparatuses, which measure offset with respect to each other by an angle of, for example, 90°, can also be provided in the inductive measuring plane. The centricity of the conductor in the insulating casing can be measured in several directions around the string in this manner. An ovality of the string can also be identified in the case of a sufficient number of optical measuring apparatuses. The selection of the optical measuring apparatus and in particular the optical sensors impacts the question whether the optical measuring apparatuses can differentiate between a sloping position and a curvature. This depends on the spatial resolution of the optical measurement in particular in the conveying direction of the string. If the optical measuring apparatuses each respectively comprise only one optical sensor formed from two adjacently arranged sensor rows aligned with their longitudinal extension perpendicular to the conveying direction, a sloping position will also be measured in the case of a curvature of the string, since there are respectively only two measurement fields in the conveying direction. This behaves differently in the case of a larger spatial resolution in the conveying direction, that is when the optical sensors comprise for example a two-dimensional sensor array of more than two adjacently arranged line sensors. A curvature of the string can then be measured.
Naturally, several optical radiation sources and several optical sensors can also be provided, for example respectively offset with respect to each other by 90°, in each of the optical measuring planes. Additional simplifications can thus be achieved during the evaluation, as is generally described in EP 0 924 493 B1. Moreover, as is generally known, the inductive measuring apparatus can comprise at least two inductive measuring coils, which are arranged in pairs with respect to each other in the inductive measuring plane.  
One exemplary embodiment of the invention is explained below in greater detail using figures. They show schematically:
Figure 1        a device according to the invention in a first measurement situation,
Figure 2        the device from Figure 1 in a second measurement situation,
Figure 3        the device from Figure 1 in a third measurement situation,
Figure 4        an enlarged representation of a part of Figure 3,
Figure 5        another measurement situation and
Figure 6        a diagram for visualizing the measurement error in the case of a curvature of a measured string.
If not otherwise specified, the same reference numbers indicate the same objects in the figures. The device according to the invention shown in Figures 1 and 2 has an inductive measuring apparatus arranged in an inductive measuring plane, which comprises in the shown example an upper inductive measuring coil 10 and a lower inductive measuring coil 12, which are arranged in pairs with respect to each other. A provided conveying direction 14 of a string 28 shown by the dashed line in Figure 1, formed from an electrical conductor with an insulating casing, progresses centered between the measuring coils 10, 12. A first optical measuring apparatus 16 is located in a first optical measuring plane in the conveying direction in front of the inductive measuring coils 10, 12. A second optical measuring apparatus 18 is located in a second optical measuring plane in the conveying direction behind the inductive measuring coils 10, 12. The optical measuring apparatuses 16, 18 comprise at least one optical radiation source and at least one two-dimensionally spatial resolution optical sensor, formed for example from two or more adjacently arranged sensor rows. As can be seen in Figure 1, the inductive measuring apparatus and the optical measuring apparatuses are each spatially expanded as seen in the conveying direction 14 of the string 28. The respective measuring planes lie respectively centered with respect to the spatial expansion of the measuring apparatuses and perpendicular to the conveying direction 14. The conveying direction 14 simultaneously forms the symmetrical axis of the measuring apparatuses. Moreover, the device according to the invention comprises an evaluation apparatus shown with the reference number 20, to which also belongs an apparatus 22 for determining the position of the edges of the string in the first optical measuring plane and an apparatus 24 for determining the position of the edges of the string in the second optical measuring plane.
In the generally known manner, the position of the conductor is measured by the measuring coils 10, 12 in the inductive measuring apparatus in the inductive measuring plane. For this, the respective measuring results of the measuring coils 10, 12 are transferred to the evaluation apparatus via an amplifier 26, which determines the position of the conductor in the inductive measuring plane from the measurement data. Moreover, the position of the string in the first optical measuring plane or respectively the second optical measuring plane is respectively measured by the first optical measuring apparatus 16 and by the second optical measuring apparatus 18. This can occur in the generally known manner through a diffraction seam analysis of the shadow borders of the string 28 formed on the optical sensors of the optical measuring apparatuses, as described for example in EP 0 924 493 B1. The evaluation apparatus 20 determines a position of the string in the inductive measuring plane from the positions of the string determined by the first and second optical measuring apparatus 16, 18 in the first or respectively second optical measuring plane. From this, the evaluation apparatus 20 in turn determines in the generally known manner the centricity of the conductor in the insulating casing. 
A string with the reference number 28 is represented in the example shown in Figure 1. In the representation exaggerated for illustrative purposes, the string 28 progresses along a straight line, but it progresses in a sloped manner with respect to the actually provided conveying direction 14. In the measurement example shown in Figure 1, sloping positions of the string 28 are determined by the first and second optical measuring apparatuses, which are arranged along a straight line in the shown example. In this measurement state, the position of the string 28 in the inductive measuring plane can be determined for example through interpolation between the measured sloping positions. The measurement situation shown in Figure 1 can also generally be handled with devices of the state of the art. 
In contrast, Figure 2 shows a measurement situation that leads to an undefined measurement error in the case of conventional systems. It can be seen in Figure 2 that the string 28 has a sagging also shown exaggerated for illustrative purposes and thus has a curvature. As explained above, this is almost unavoidable. In the example shown in Figure 2, support elements (not shown) supporting the string 28 in a system-dependent manner are arranged at larger distances of a few meters, for example support rollers, mirror-symmetrically to the inductive measuring plane. It is hereby achieved that the maximum sagging of the string 28 lies in the area of the inductive measuring plane. As results directly from the representation in Figure 2, the first and second optical measuring apparatuses in turn respectively measure a sloping position or respectively curvature with respect to the actually desired conveying direction 14. The question whether the optical measuring apparatuses can respectively differentiate between a sloping position and a curvature depends on the spatial resolution of the optical measuring apparatuses, as explained above. The sagging of the string 28 leads to measurement results of the optical measuring apparatuses, which are mirrored on the inductive measuring plane. 
For the evaluation, a radial line or respectively perpendicular line can be respectively calculated for the curved or respectively sloping sections measured by the optical measuring apparatuses and a point of intersection of these perpendicular or respectively radial lines can be determined as the center point of a circle. The perpendicular or respectively radial lines are shown in Figure 2 with the reference numbers 30, 32. The circle is selected starting from this center point so that the sloping or respectively curved sections measured by the optical measuring apparatuses form segments of the circle or respectively chords on the circle. A diameter or radius of the circle is then also determined by the evaluation apparatus 20. A position of the string corrected based on the sagging in the inductive measuring plane can be determined on this basis taking into consideration the maximum sag in the area of the inductive measuring plane. This corrected position of the string forms the basis for the centricity determination of the conductor in the insulating casing, which is also performed by the evaluation apparatus 20. 
Figures 3 and 4 show a measurement situation, which mainly corresponds with the measurement situation shown in Figure 2 and explained above. In contrast to the measurement situation in Figure 2, the maximum curvature or respectively the maximum sagging of the string 28 in the example in Figures 3 and 4 does not lie in the area of the inductive measuring plane, but rather offset laterally with respect to it, in particular laterally next to the center axis of the inductive measuring head perpendicular to the conveying direction 14. The center point 34 of the circle formed by the perpendicular or respectively radial lines 30, 34 thus also lies offset laterally with respect to the inductive measuring plane. In Figure 3, the perpendicular or respectively radial lines 30, 32 show the curvature radius of the string 28. The chords for the formed circle can be seen in Figures 3 and 4 with reference numbers 31 and 33. The perpendicular or respectively radial lines 30, 32 are located on these chords 31, 33 respectively at an angle of 90°. Two optical sensor rows 36, 38 and 40, 42 of the optical measuring apparatuses 16 and 18, which are aligned perpendicular to the conveying direction 14 of the string 28, are also shown in Figures 3 and 4. The chords 31, 33 were thereby formed respectively between the sensor rows 36 and 38 or respectively 40 and 42. Instead of the chords 31, 33, tangents can also be placed adjacent to the curvature of the string 28 in the point of intersection of the perpendicular or respectively radial lines 30, 32. The reference number 44 shows the geometric center between the optical measuring apparatuses 16, 18, which would correspond with the position of the string 28 between the optical measuring apparatuses 16, 18, if the string 28 were not curved. Based on the curvature, the actual position of the string 28 deviates however from the geometric center 44, as shown by reference number 46. This measurement error is compensated according to the invention. 
Figure 5 shows another measurement situation for illustrative purposes, in which the string 28 in the area of the measuring apparatuses (measurement area of the optical and inductive measuring apparatuss shown schematically with reference number 48 in Figure 5) has no sagging but rather an upwards bulge, caused by the arrangement of the support rollers 50 supporting the string 28. Thus, in addition to the (outer) support rollers 50 provided normally and for example in the embodiments in Figures 1 to 4, Figure 5 shows additional (inner) support rollers 50, which are arranged relatively closely in front of and behind the measurement area 48 of the optical and inductive measuring apparatus. These additional support rollers 50 can lead to the upwards bulge of the string 28 that can be seen in Figure 5. According to the invention, this measurement situation can also be managed safely and reliably. 
In addition to geometric errors, as shown in Figures 1 to 5, a curvature of the conductor causes additional measurement errors, caused by an aggregation of the magnetic field strengths measured by the inductive sensors in the direction of the curvature. The measurements of the inductive sensors are thereby afflicted with an additional measurement error generated by the conductor curvature. Figure 6 shows a connection between the curvature radius of a sagging string and the resulting measurement error in the case of a conventional determination of the centricity of the conductor in the insulating casing. It can be seen that the measurement error applied to the ordinate in &micro;m increases exponentially with a decrease in the curvature radius applied to the abscissa in meters. As initially explained, curvature radii of 10 m are quite realistic. The applied measurement error results based on an inductive determination of the position of the conductor according to the Biot-Savart law. This was based on an inductive sensor with a sensor surface of 16 mm (width) x 6 mm (height) at a distance of 10 mm between the bottom edge of the sensor and the conveying direction 14 defining the measuring head axis. Such measurement errors can also be reliably avoided with the method according to the invention or respectively the device according to the invention and the hereby achieved identification of the conductor curvature. 
1.             A method for measuring the centricity of a conductor in an insulating casing, in which the string (28) formed by the conductor with its insulating casing is moved along a conveying direction (14), comprising the steps: 
&#727;       in an inductive measuring plane, the position of the conductor is determined by means of an inductive measuring apparatus,
&#727;       in a first optical measuring plane, which lies in the conveying direction (14) of the string (28) in front of the inductive measuring plane, the position of the string (28) is determined by means of at least one first optical measuring apparatus (16),
&#727;       in a second optical measuring plane, which lies in the conveying direction (14) of the string (28) behind the inductive measuring plane, the position of the string (28) is determined by means of at least one second optical measuring apparatus (18),
&#727;       the positions of the string (28) determined in the first and second optical measuring plane are correlated such that a position of the string (28) results in the inductive measuring plane and
&#727;       the centricity of the conductor in the insulating casing is determined from this resulting position of the string (28) in the inductive measuring plane and from the position of the conductor determined in the inductive measuring plane,
&#727;       wherein a spatial resolution optical measurement takes place in the first optical measuring plane and/or in the second optical measuring plane such that a sloping position and/or a curvature of the string (28) with respect to the conveying direction (14), in particular in the first optical measuring plane and/or in the second optical measuring plane, is identified, wherein such a sloping position and/or curvature is taken into consideration during the determination of the centricity of the conductor in the insulating casing. 
2.             The method according to claim 1, characterized in that a spatial resolution optical measurement takes place in the first optical measuring plane and in the second optical measuring plane respectively, such that a sloping position and/or a curvature of the string with respect to the conveying direction, in particular in the first optical measuring plane and in the second measuring plane, is identified.
3.             The method according to claim 1 or claim 2, characterized in that a corrected position of the string (28) in the inductive measuring plane is created based on a sloping position and/or curvature of the string (28) with respect to the conveying direction (14) identified in particular in the first optical measuring plane and/or in the second optical measuring plane, based on which the centricity of the conductor in the insulating casing is determined. 
4.             The method according to one of the previous claims, characterized in that a curvature radius or curvature diameter of the string (28) is determined from the optical measurement performed in the first optical measuring plane and/or in the second optical measuring plane, based on which the corrected position of the string (28) in the inductive measuring plane is created. 
5.             The method according to claim 4, characterized in that the curvature radius or curvature diameter of the string (28) is determined in that a circle is formed, for which identified curvatures of the string (28) form circular segments in the first optical measuring plane and/or in the second optical measuring plane, wherein the radius or diameter of this circle is selected as the curvature radius or curvature diameter. 
6.             The method according to claim 5, characterized in that a point of intersection of two radial lines is selected as the center point of the circle for the identified curvatures of the string (28) in the first optical measuring plane and/or in the second optical measuring plane. 
7.             The method according to one of claims 4 to 6, characterized in that the curvature radius or curvature diameter is determined for a sloping position of the string (28) identified in the first optical measuring plane and/or in the second optical measuring plane, in that respectively one perpendicular line is created on the determined sloping positions of the string (28) and the point of intersection of the perpendicular lines is selected as the center point of a circle, for which the identified sloping positions of the string (28) form tangents or chords, wherein the radius or diameter of this circle is selected as the curvature radius or curvature diameter. 
8.             The method according to one of the previous claims, characterized in that the inductive measuring plane and/or the first optical measuring plane and/or the second optical measuring plane lie perpendicular to the conveying direction (14) of the string (28). 
9.             The method according to one of the previous claims, characterized in that the string (28) is supported along its conveying direction (14) by several support elements, preferably several support rollers, wherein the support elements immediately preceding and immediately following the inductive measuring plane are arranged mirror-symmetrical to the inductive measuring plane. 
10.         The method according to one of the previous claims, characterized in that the at least one first optical measuring apparatus (16) and/or the at least one second optical measuring apparatus (18) comprise at least one optical radiation source and at least one two-dimensionally spatial resolution optical sensor. 
11.         The method according to one of the previous claims, characterized in that the inductive measuring apparatus comprises at least two inductive measuring coils (10, 12), which are arranged in pairs with respect to each other in the inductive measuring plane. 
12.         A device for measuring the centricity of a conductor in an insulating casing, in which the string (28) formed by the conductor with its insulating casing is moved along a conveying direction (14), comprising: 
&#727;       an inductive measuring apparatus arranged in an inductive measuring plane for determining the position of the conductor in the inductive measuring plane,
&#727;       at least one first optical measuring apparatus (16) arranged in a first optical measuring plane, which lies in the conveying direction (14) of the string in front of the inductive measuring plane, for determining the position of the string (28) in the first optical measuring plane,
&#727;       at least one second optical measuring apparatus (18) arranged in a second optical measuring plane, which lies in the conveying direction (14) of the string (28) behind the inductive measuring plane, for determining the position of the string (28) in the second optical measuring plane,
&#727;       an evaluation apparatus (20), which is designed to correlate the positions of the string (28) determined in the first and second optical measuring plane such that a position of the string (28) results in the inductive measuring plane and to determine the centricity of the conductor in the insulating casing from this resulting position of the string (28) in the inductive measuring plane and from the position of the conductor determined in the inductive measuring plane,
&#727;       wherein the at least one first optical measuring apparatus (16) and/or the at least one second optical measuring apparatus (18) are designed to perform a spatial resolution optical measurement in the first optical measuring plane and/or in the second optical measuring plane such that a sloping position and/or a curvature of the string (28) with respect to the conveying direction (14), in particular in the first optical measuring plane and/or in the second optical measuring plane, is identified and wherein the evaluation apparatus (20) is further designed to take such a sloping position and/or curvature into consideration during the determination of the centricity of the conductor in the insulating casing. 
13.         The device according to claim 12, characterized in that the evaluation apparatus (20) is further designed to perform the method according to one of the claims 1 to 7. 
14.         The device according to one of the claims 12 or 13, characterized in that the inductive measuring plane and/or the first optical measuring plane and/or the second optical measuring plane lie perpendicular to the conveying direction (14) of the string (28). 
15.         The device according to one of claims 12 to 14, characterized in that several support elements, preferably several support rollers, are also provided, which support the string (28) along its conveying direction (14), wherein the support elements immediately preceding and immediately following the inductive measuring plane are arranged mirror-symmetrical to the inductive measuring plane. 
16.         The device according to one of claims 12 to 15, characterized in that the at least one first optical measuring apparatus (16) and/or the at least one second measuring apparatus (18) comprise at least one optical radiation source and at least one two-dimensionally spatial resolution optical sensor. 
17.         The device according to one of claims 12 to 16, characterized in that the inductive measuring apparatus comprises at least two inductive measuring coils (10, 12), which are arranged in pairs with respect to each other in the inductive measuring plane. 
1.Abstract
A method for measuring the centricity of a conductor in an insulating casing, in which the string formed by the conductor with its insulating casing is moved along a conveying direction, comprising the steps: 
&#727;            in an inductive measuring plane, the position of the conductor is determined by means of an inductive measuring apparatus,
&#727;            in a first optical measuring plane, which lies in the conveying direction of the string in front of the inductive measuring plane, the position of the string is determined by means of at least one first optical measuring apparatus,
&#727;            in a second optical measuring plane, which lies in the conveying direction of the string behind the inductive measuring plane, the position of the string is determined by means of at least a second optical measuring apparatus,
&#727;            the positions of the string determined in the first and second optical measuring plane are correlated such that a position of the string results in the inductive measuring plane and
&#727;            the centricity of the conductor in the insulating casing is determined from this resulting position of the string in the inductive measuring plane and from the position of the conductor determined in the inductive measuring plane,
&#727;            wherein a spatial resolution optical measurement takes place in the first optical measuring plane and/or in the second optical measuring plane such that a sloping position and/or a curvature of the string with respect to the conveying direction, in particular in the first optical measuring plane and/or in the second optical measuring plane, is identified, wherein such a sloping position and/or curvature is taken into consideration during the determination of the centricity of the conductor in the insulating casing. 
Moreover, the invention relates to a corresponding device.
2.Representative Drawing
Fig.1
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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