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JPS5841441B2 - Trolley wire sliding surface width measurement method - Google Patents
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JPS5841441B2 - Trolley wire sliding surface width measurement method - Google Patents

Trolley wire sliding surface width measurement method

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Publication number
JPS5841441B2
JPS5841441B2 JP15989778A JP15989778A JPS5841441B2 JP S5841441 B2 JPS5841441 B2 JP S5841441B2 JP 15989778 A JP15989778 A JP 15989778A JP 15989778 A JP15989778 A JP 15989778A JP S5841441 B2 JPS5841441 B2 JP S5841441B2
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JP
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signal
sliding surface
trolley wire
time
wire sliding
Prior art date
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JP15989778A
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信二 阿部
穂積 山本
松太郎 市川
章 神谷
文雄 仲摩
一也 塚田
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Nippon Kokan Koji KK
Hitachi Ltd
Hitachi High Tech Corp
Original Assignee
Nippon Kokan Koji KK
Hitachi Ltd
Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、トロリー線摺面からの反射光より得られる電
気信号の波形が相当変歪している場合であっても、また
、時間的に電気信号の前後にノイズが存在していても正
確にトロリー線の摺面幅を計測し得るようにした方式に
関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is capable of eliminating noise before and after the electrical signal in time, even when the waveform of the electrical signal obtained from the reflected light from the trolley wire sliding surface is considerably distorted. The present invention relates to a method that can accurately measure the sliding surface width of a trolley wire even if there is a contact wire.

電車線路を構成するトロリー線の摩耗量を測定するため
、従来から電気検測車に光学式のトロリー線摩耗測定装
置が搭載されている。
In order to measure the amount of wear on the trolley wires that make up overhead contact lines, electrical inspection vehicles have traditionally been equipped with optical trolley wire wear measurement devices.

この光学式のトロリー線摩耗測定装置はトロリー線の摺
面からの反射光に対応した電気信号の波形より時間幅を
計測し換算により摩耗量を求めるようにしたものである
This optical type trolley wire wear measuring device measures the time width from the waveform of an electric signal corresponding to the light reflected from the sliding surface of the trolley wire, and calculates the amount of wear by converting the time width.

これを第1図により説明すると、レーザ光源2より出力
されるレーザ光2はハーフミラ−3および走査機構4を
介してトロリー線1と直角方向で、かつトロリー線1の
摺面1′に垂直力向に照射される。
To explain this with reference to FIG. 1, the laser beam 2 output from the laser light source 2 passes through the half mirror 3 and the scanning mechanism 4 in a direction perpendicular to the trolley wire 1, and applies a force perpendicular to the sliding surface 1' of the trolley wire 1. It is irradiated in the direction.

この場合走査機構4によってレーザ光2はトロリー線1
の偏位範囲の全域をカバーするように適当な周波数、速
度で走査される。
In this case, the laser beam 2 is transmitted to the trolley wire 1 by the scanning mechanism 4.
is scanned at an appropriate frequency and speed to cover the entire deflection range.

摺面1′による反射光は上記と同一経路を逆方向に進み
、ハーフミラ−3において一部が図示のように右方向に
反射して光電交換器5に人力される。
The light reflected by the sliding surface 1' travels in the opposite direction along the same path as described above, and a part of the light is reflected rightward at the half mirror 3 as shown in the figure and is input to the photoelectric exchanger 5.

光電変換器5においては摺面1′の反射光の存在する時
間幅に対する電気信号波形(以下信号波または信号とい
う)かえられる。
In the photoelectric converter 5, the electric signal waveform (hereinafter referred to as a signal wave or signal) is changed for the time width in which the reflected light from the sliding surface 1' exists.

例えば第2図は摺面1′が平滑で反射が良好な場合にお
ける信号波を示すもので、立上り部および立下り部はレ
ーザのスポット径と走査速度できまる傾斜曲線をもち、
全体の波形はほぼ台形であり、波高値V、の%の値にお
ける時間幅Tが摺面幅Wに相当する。
For example, Figure 2 shows a signal wave when the sliding surface 1' is smooth and has good reflection, and the rising and falling parts have slope curves determined by the laser spot diameter and scanning speed.
The entire waveform is approximately trapezoidal, and the time width T at a value of % of the wave height value V corresponds to the sliding surface width W.

第1図の時間幅計測回路6においては信号波より、時間
幅Tが計測され、更に時間−電圧変換回路7において時
間幅Tに比例する電圧かえられ、後段以下で摩耗量が換
算により求められるようになっているわけである。
In the time width measuring circuit 6 of FIG. 1, the time width T is measured from the signal wave, and then in the time-voltage conversion circuit 7, a voltage proportional to the time width T is changed, and the amount of wear is determined by conversion in the subsequent stages. This is how it is.

しかしながら信号波の波高値■2は摺面1′の反射状態
などにより走査毎に絶えず変動するものであって、検出
レベルとして予め固定した値をとることはづきず、この
ために初期lこおいては前回の走査によりえられた波高
値の%の値を用いて今回の走査(こよる波形の検出レベ
ルとすることが行なわれたが、上記したような波高値の
変動がある限り最良の方式とはいえない。
However, the peak value 2 of the signal wave constantly fluctuates from scan to scan due to the reflection state of the sliding surface 1', and it is impossible to take a fixed value in advance as the detection level. The detection level for the waveform of the current scan was set using the percentage value of the peak value obtained from the previous scan, but this is the best method as long as there is a fluctuation in the peak value as described above. I can't say that.

そこで改善策として遅延回路を利用して各走査毎にえら
れる信号波自体の波高値の%の値を用いる回路方式が考
案されている。
Therefore, as an improvement measure, a circuit system has been devised in which a delay circuit is used and a value of % of the peak value of the signal wave itself obtained for each scan is used.

これを第3図により説明すると、まず遅延回路により信
号波イより時間Atだけ遅延した信号波口を作る。
To explain this with reference to FIG. 3, first, a signal wave opening is created which is delayed from signal wave A by a time At by a delay circuit.

時間Atは信号波イの立上りに要する時間幅程度を適当
とする。
The time At is approximately the time width required for the rise of the signal wave A.

また振幅が原信号波イのHの値の信号波ハを作り、これ
をアナログピークホールド回路を用いて■、/2の一定
電圧とし、この値により遅延信号波口の時間幅Tを計測
するものである。
In addition, create a signal wave C whose amplitude is the H value of the original signal wave A, use an analog peak hold circuit to set it to a constant voltage of /2, and measure the time width T of the delayed signal wave opening using this value. It is something.

この方式の特徴は、立上り部における波高値の%を用い
て立上り部および立下り部の時点を検出するものである
ので、信号波イの台形頂部における波形の凹凸がある程
度小さい限り正確である。
The feature of this method is that the points of the rising and falling portions are detected using the percentage of the wave height value at the rising portion, so it is accurate as long as the waveform unevenness at the trapezoidal top of the signal wave A is small to some extent.

しかしながら現実の摺面1′は平滑でないばかりか、銹
などにより反射すらがあり、一般に信号波形は凹凸変化
の激しい変歪した形状となる場合が多々あり、その凹凸
形状の大きさ如何によっては上述した遅延比較方式によ
るも大きい誤差は避は難いものとなる。
However, in reality, the sliding surface 1' is not only not smooth, but also has reflections due to rust, etc., and in general, the signal waveform often has a distorted shape with severe unevenness changes, and depending on the size of the unevenness, the above Even with this delay comparison method, large errors are unavoidable.

第4図は変歪した信号波形の例を示すもので、原信号波
イ′は後縁立下り部付近で波高が信号波バより小さいた
めに計測誤差T“を生ずることを示しでいる。
FIG. 4 shows an example of a distorted signal waveform, and shows that the wave height of the original signal wave A' is smaller than that of the signal wave B near the falling portion of the trailing edge, resulting in a measurement error T''.

また第4図とは逆に前縁立上り部付近において波高値が
小さい場合においても誤差を伴うことがあり、このよう
な変歪した信号波形に対して正しく時間幅を計測するに
は上記した遅延回路による方式を更に工夫改善すること
を必要とする。
Also, contrary to Figure 4, errors may occur even when the peak value is small near the rising edge of the leading edge.To accurately measure the time width for such distorted signal waveforms, the above-mentioned delay is required. It is necessary to further improve the circuit system.

本発明の目的は、信号波の台形頂部付近に相当大きな凹
凸形状が存在していても従来よりも正確にトロリー線摩
耗量あるいはトロリー線摺面幅を測定することにある。
An object of the present invention is to measure the wear amount of the trolley wire or the width of the trolley wire sliding surface more accurately than before even if there is a considerably large uneven shape near the trapezoidal top of the signal wave.

また、本発明は、時間的に信号波の前後にノイズが存在
するとトロリー線の摩耗量あるいは摺面幅の計測に支障
をきたすが、このノイズによる計測への影響を効果的に
除去することによりノイズが存在していでも正確な計測
を可能ならしめることGこある。
Furthermore, the present invention effectively eliminates the influence of noise on measurement, which interferes with the measurement of the amount of wear of the trolley wire or the width of the sliding surface if noise is present before and after the signal wave. It is possible to make accurate measurements even in the presence of noise.

この目的のため、本発明は、トロリー線摺面に照射され
る光のスポット径と走査速度が一定ならば、信号波が接
地レベルより前縁付近の波高値までlこ立上るのlこ要
する時間Tuと後縁付近の波高値から接地レベルまでに
立下るのに要する時間Tdとが同一であるという条件下
に、信号波に対してそれぞれ振幅が1 / nである第
1の信号(1−1/n ) T uの時間遅延された第
2の信号、振幅が1/nであって(1−1/n)Tuの
時間遅延された第3の信号を作成し、電気信号と第3の
信号との間の比較出力、第1の信号と第2の信号との間
の比較出力を論理積すれば、その論理積出力信号のパル
ス幅はトロリー線摺面幅に対応する時間量よりもT u
/ nの時間だけ少なくなることに着目してなされた
ものである。
For this purpose, the present invention requires that, if the spot diameter and scanning speed of the light irradiated onto the trolley wire sliding surface are constant, the signal wave rises from the ground level to the wave height near the leading edge. The first signal (1 -1/n) A second signal with an amplitude of 1/n and a time delay of (1-1/n) Tu is created, and an electrical signal and a third signal with an amplitude of (1-1/n) Tu are delayed. If the comparison output between the signal No. 3 and the comparison output between the first signal and the second signal is ANDed, the pulse width of the AND output signal is the amount of time corresponding to the trolley wire sliding surface width. T u than
This was done by focusing on the fact that the time decreases by /n.

この原理が本発明の第1の特徴とするものである。This principle is the first feature of the present invention.

しかし、上述の論理積出信号にはノイズによるものも含
まれているから、ノイズによるものを除去する必要があ
る。
However, since the above-mentioned AND signal includes noise, it is necessary to remove the noise.

ノイズによるものは真の論理積出力信号に比して時間的
に前後に存在する筈であるから、上述の論理積出力信号
を例等かのゲート信号によってゲート制御すればノイズ
によるものは論理積出力信号には含まれないようにする
ことができる。
Since noise should exist before and after the true AND output signal in time, if the above-mentioned AND output signal is gate-controlled by some gate signal, then the noise will become an AND output signal. It can be made so that it is not included in the output signal.

本発明によれば、このためのゲート信号は信号波と第2
の信号よりそれぞれ得られ、これらのゲート信号によっ
て前述の論理積出力信号をゲート制御することによりノ
イズの影響を除去したことを第2の特徴とするものであ
る。
According to the present invention, the gate signal for this purpose is a signal wave and a second
The second feature is that the influence of noise is removed by gate-controlling the above-mentioned AND output signal using these gate signals.

以下、本発明を説明するが、その前に本発明の原理を詳
細に説明しておく。
The present invention will be described below, but before that, the principle of the present invention will be explained in detail.

先ずこの発明による信号波形より時間幅を計測する方法
を理解するために信号波形の立上り部および立下り部に
おける特性について説明する。
First, in order to understand the method of measuring time width from a signal waveform according to the present invention, the characteristics at the rising and falling parts of the signal waveform will be explained.

第5図において、直径がdで光強度が一様な円形断面の
レーザスポット2′(必ずしもレーザであることを要し
ない)がトロリー線摺面1′の前縁1“を介して矢印A
の方向に走査するものとすれば、摺面1′の進入開始点
Pから進入完了点yに移動する間に反射光量は漸次増加
し、これを時間軸でみるときは下に示すような曲線とな
ることは明らかである。
In FIG. 5, a laser spot 2' (not necessarily a laser) having a circular cross section with a diameter d and a uniform light intensity passes through the front edge 1'' of the trolley wire sliding surface 1' at an arrow A.
If scanning is performed in the direction of It is clear that

この曲線の立上り時点tpと飽和時点tp′の間隔Tu
はいわゆる立上り時間である。
The interval Tu between the rising point tp and the saturation point tp' of this curve
is the so-called rise time.

摺面1′よりその後縁1″を介してスポット2′が脱出
するときは以上の場合とは逆に立下り曲線となり、立下
り時間Tdが存在する。
When the spot 2' escapes from the sliding surface 1' via the trailing edge 1'', it becomes a falling curve, contrary to the above case, and a falling time Td exists.

これらの時間Tu。Tdは走査速度を一定とするときは
スポット2′の直径dにより一意的にきまるものであり
、したがって上記の場合TuとTdは相等しくなるもの
である。
These times Tu. Td is uniquely determined by the diameter d of the spot 2' when the scanning speed is constant, so in the above case Tu and Td are equal.

なお、スポット2′の内部の光強度が一様でない場合の
曲線はその分布状態により定まるが、その場合もT u
y T dとも相等しいことは変らない。
Note that the curve when the light intensity inside the spot 2' is not uniform is determined by its distribution state, but in that case as well, Tu
It remains true that y T d are also equal.

ここで、スポット2′の直径dについてみると、dが小
さいほど傾斜曲線は急峻となり検出レベルが波高値Hの
値より多少外れた場合でも生ずる誤差は小さくて無視で
きるのであるが、現実には種々の理由によりスポット径
dとして111111程度のものが使用されており、こ
れに対して測定精度はQ、 I IIが要求されるので
、検出レベルとしてはできる限り正しい値のものを用い
ることが要請されるものである。
Here, when looking at the diameter d of the spot 2', the smaller d is, the steeper the slope curve becomes, and even if the detection level deviates somewhat from the peak value H, the error that occurs is small and can be ignored, but in reality, For various reasons, a spot diameter d of about 111111 is used, and the measurement accuracy is required to be Q, I II, so it is required to use a value as accurate as possible for the detection level. It is something that will be done.

第6図は、この発明において信号波形より時間幅Tを計
測するための検出レベルの基本的な考え方を説明するも
のであり、原信号波二として立上り部Xも、立下り部(
3]X−ともに直線と仮定し、また立上り部と立下り部
付近のそれぞれの波高値V、、V−を一般的に異なるも
のとするが、ただし、立上り時間T’uと立下り時間T
dは前述の所論により相等しく、かつ既知のものである
FIG. 6 explains the basic idea of the detection level for measuring the time width T from the signal waveform in this invention, and the rising part X and the falling part (
3] Assume that both X- are straight lines, and that the peak values V, , V- near the rising and falling parts are generally different; however, the rising time T'u and the falling time T
d are equal and known according to the above discussion.

ここで、遅延回路を用いてTu/2だけ遅延した遅延信
号波ホを、また振幅圧縮回路により原信号波二、遅延信
号波ホのそれぞれに対して波高値がS/2の圧縮信号波
へ、トを作り、圧縮信号波へ、トを検出レレベルとして
用いるようにする。
Here, the delayed signal wave H delayed by Tu/2 using the delay circuit is converted into a compressed signal wave with a peak value of S/2 for each of the original signal wave 2 and the delayed signal wave H using the amplitude compression circuit. , G is created, and G is used as a detection level for the compressed signal wave.

先ず立上り部においては、遅延波ホの立上り直線に百と
圧縮信号波へとの交点すを比較回路により検出し時点t
bをうる。
First, in the rising part, the comparison circuit detects the intersection of the rising straight line of the delayed wave E and the compressed signal wave, and the point at time t is detected.
Get b.

点すは直線R「の中点でもある。The point is also the midpoint of the straight line R.

次に立下り部においては、原信号波二の立下り直線CD
と遅延波トとの交点Cを同様に検出し時点t。
Next, in the falling part, the falling straight line CD of the original signal wave 2
The intersection point C between and the delayed wave is detected in the same way at time t.

をうる。点Cは直線CDの中点でもある。get it. Point C is also the midpoint of straight line CD.

時間幅(to t6)を計算してT′かえられるが、簡
単な比例関係よりして演算回路によりT′にTu/2を
加えるようにすれば、摺面1に対する正しい時間Tをう
ろことができるものである。
T' can be changed by calculating the time width (to t6), but if Tu/2 is added to T' using a calculation circuit based on a simple proportional relationship, it is possible to calculate the correct time T for sliding surface 1. It is possible.

以上は立上り部、立下り部を直線と仮定したが任意の曲
線についても成立するものである。
Although the above description assumes that the rising and falling portions are straight lines, it also holds true for any curved line.

なお、第6図においては立上り部の波高値■ に比べて
立下り部の波高値V′が小さい場合を図示したが、一般
に■とV′の大きさは任意で差支えなく、例えば立上り
部の波高値■2が立下り部の波高値vp′より小さい場
合でも上記の所論は同様に成立することは明らかである
Although Fig. 6 shows the case where the peak value V' of the falling part is smaller than the peak value ■ of the rising part, in general, the sizes of ■ and V' can be set arbitrarily; for example, It is clear that the above argument holds true even when the peak value (2) is smaller than the peak value vp' of the falling portion.

しかしながら、当初に述べたように、摺面1′の反射台
らが非常に大きい場合、台形の頂部で凹形となる場合が
ある。
However, as stated at the beginning, if the reflecting tables on the sliding surface 1' are very large, the top of the trapezoid may become concave.

その上うな凹形の深さが太きいときは上述したこの発明
による検出方式において誤計測を生ずることがある。
Furthermore, when the depth of the concave shape is large, erroneous measurements may occur in the detection method according to the present invention described above.

第7図a、bによりこれを説明すると、第1図aにおい
ては、原信号波二にはほぼ中央部に凹部E、Fがあって
その深さが波高値の%未満の場合であるが、この場合は
上述した検出方式によって時間幅T′かえられることは
上記と同様であり格別に誤差を生じない。
To explain this with reference to FIGS. 7a and 7b, in FIG. 1a, the original signal wave 2 has depressions E and F at approximately the center, and the depth thereof is less than % of the wave height value. , in this case, the time width T' is changed by the above-described detection method in the same manner as described above, and no particular error occurs.

しかし第7図すにおいては凹部E / p /の深さが
波高値の%を超えるので、遅延圧縮波トと原信号波二が
点eにおいて交わり、また遅延波ホと圧縮波へか点fに
おいて交わるような事態が生じ、時間幅の計測値として
はT□、T2の2個かえられる結果、1条のトロリー線
が恰も2条のトロリー線であるかの如く着像され、それ
ぞれの時間幅はT□、T2となって不合理を生ずる。
However, in Fig. 7, the depth of the recess E/p/ exceeds % of the peak value, so the delayed compressed wave T and the original signal wave 2 intersect at point e, and the delayed wave H and the compressed wave cross at point f. As a result, one trolley wire is imaged as if it were two trolley wires, and each time is The width becomes T□, T2, which causes unreasonableness.

このように1条のトロリー線が誤って2条とされる如き
誤計測に対処するため、摺面1′の幅がある一定値以下
であることを判定条件として論理回路により補正を施し
て正しい摺面幅をうろことができる発明が別途行なわれ
ているが、ここではそれによらずこのような誤計測を可
及的に避ける方法について論議を進めることとする。
In this way, in order to deal with erroneous measurements such as one trolley wire being incorrectly determined to be two, a logic circuit makes corrections using the judgment condition that the width of the sliding surface 1' is less than a certain value. Although there has been a separate invention in which it is possible to vary the sliding surface width, here we will discuss a method to avoid such erroneous measurements as much as possible, regardless of this invention.

第8図aは、基本的考え方である検出レベルを波高値の
%とする方法を拡張し、任意の1 / nとする方法に
ついての説明図である。
FIG. 8a is an explanatory diagram of a method in which the basic concept of setting the detection level as a percentage of the peak value is expanded to an arbitrary value of 1/n.

図はn=3として描いであるが、遅延信号ホの遅延時間
としては(1−1/n)Tuをとり、また圧縮信号波へ
、トは原信号波二の波高値vpの1 / nをとってい
る。
The figure is drawn with n=3, but the delay time of the delayed signal E is (1-1/n) Tu, and for the compressed signal wave, G is 1/n of the peak value vp of the original signal wave 2. is taking.

これらにより前と同様の方法により、交点b′と交点g
がそれぞれえられる。
With these, by the same method as before, the intersection b' and the intersection g
are obtained respectively.

この場合、点b/の位置は高さにおいては点すと異なる
が、しかし時間軸としての横軸上ではnの値に拘らず常
に点すと同じ位置にある。
In this case, the position of point b/ is different in height, but on the horizontal axis as the time axis, it is always at the same position regardless of the value of n.

即ちtb=tb′である。これ(こ対して点gの横軸上
の位置はHによって変化するものであり、計測時間幅(
t g t b) (=T ’)GこTd/n (=
Tu/n )を加えることにより、正しい時間幅Tがえ
られるようになるものである。
That is, tb=tb'. (On the other hand, the position of point g on the horizontal axis changes depending on H, and the measurement time width (
t g t b) (=T')GkoTd/n (=
By adding Tu/n), the correct time width T can be obtained.

予めnを適当に定め、Tu=Tdは既知であるから、こ
のような検出方式は可能である。
Such a detection method is possible because n is appropriately determined in advance and Tu=Td is known.

第8図すは第8図aで説明した検出方法(n=3 >を
、深さが波高値の約60%に及ぶ凹部がある原信号波二
に適用した例を示すが、第7図すにおけるが如き欠点、
即ち、時間幅の分割が生じる事態は生せず正しい計測が
行なわれることを示している。
Figure 8 shows an example in which the detection method (n = 3 > explained in Figure 8a) is applied to the original signal wave 2, which has a concave portion with a depth of approximately 60% of the peak value. Defects like water,
That is, it is shown that correct measurement is performed without a situation in which the time width is divided.

ただし第8図すでは、立上り都立下り部の波高値が相等
しい場合を示すが、これらが相異なるときにおいても上
述のように正しい計測が可能であることは勿論である。
However, although FIG. 8 shows a case where the wave height values of the rising and falling parts are equal, it is of course possible to perform accurate measurement as described above even when these are different.

しかし、nの値を大きくとるほどに圧縮信号波の振幅が
小となる結果精度の劣化を招くので、nの値の選定につ
いては信号波形の凹部の深さを予め考慮して適当な値(
こ定めるべきである。
However, as the value of n increases, the amplitude of the compressed signal wave becomes smaller, resulting in a deterioration in accuracy. Therefore, when selecting the value of n, consider the depth of the recess in the signal waveform in advance and select an appropriate value (
This should be determined.

以上述べた説明は信号波形に変歪が存在する場合に対す
る本発明による対策であるが、このほかに信号波の前後
に存在するノイズによる誤計測の問題がある。
The above explanation is a countermeasure according to the present invention for the case where a signal waveform is distorted, but there is also the problem of erroneous measurement due to noise existing before and after the signal wave.

即ち、測定走査時間中において信号波の存在しない時間
帯にノイズがあるとき、このノイズは遅延信号波および
圧縮信号波にも同様に存在することになり、比較回路に
よる各信号波の比較によりそれらの交点に相当する時点
がそれぞれ検出されるようになるからである。
In other words, if there is noise during a time period during which no signal wave exists during the measurement scan time, this noise will also exist in the delayed signal wave and the compressed signal wave, and by comparing each signal wave with the comparator circuit, these noises will be detected. This is because each point of time corresponding to the intersection of is detected.

この発明においてはこの点に留意してノイズによる有害
な検出信号を除去する方法が工夫され、実用に堪えるよ
うになっているが、これについては後述するところであ
る。
In the present invention, with this point in mind, a method for removing harmful detection signals due to noise has been devised and made practical, and this will be described later.

以下、本発明を第9図、第10図により説明する。The present invention will be explained below with reference to FIGS. 9 and 10.

このうち、第9図は本発明によるトロリー線摺面幅計測
方式の1実施例でのブロック図を示し、第10図は第9
図の要部における電圧波形の1例を示す図である。
Of these, FIG. 9 shows a block diagram of one embodiment of the trolley wire sliding surface width measuring method according to the present invention, and FIG.
It is a figure which shows an example of the voltage waveform in the principal part of a figure.

第9図においてトロリー線摺面よりの反射光よりえられ
た信号波は入力端子8を介し、レベル調整回路9で適当
なレベルに調整されて第10図に示す原信号波二となり
、その一部は遅延回路10において(1−1,/n )
Tuだけ遅延されて遅延信号波ホとなる。
In FIG. 9, the signal wave obtained from the reflected light from the trolley wire sliding surface is adjusted to an appropriate level by the level adjustment circuit 9 through the input terminal 8, and becomes the original signal wave 2 shown in FIG. (1-1,/n) in the delay circuit 10
It is delayed by Tu and becomes a delayed signal wave H.

ここでTuは予め知られた波形の立上り時間であり、ま
たnは前述したように原信号波二の波高値の変化割合な
どを考慮して適当な値をとるものである。
Here, Tu is the rise time of a waveform known in advance, and n takes an appropriate value in consideration of the rate of change in the peak value of the original signal wave 2, as described above.

一方、原信号波二は振幅圧縮回路11により振幅が1/
nの圧縮信号波へとなり、比較回路12においてこれら
遅延信号波ホと圧縮信号波へか比較され、それらの交点
b(’=b’)が時点t1.(=t6’)・として検出
され、出力波チがえられることは既に説明したところで
ある。
On the other hand, the amplitude of the original signal wave 2 is reduced by 1/1 by the amplitude compression circuit 11.
n compressed signal waves, these delayed signal waves H and compressed signal waves are compared in the comparison circuit 12, and their intersection point b ('=b') is at time t1. It has already been explained that the output waveform is detected as (=t6') and the output waveform is obtained.

しかし、出力波チは図示のように時間tbより時間的に
前方およびある程度一定電圧が継続した後方にそれぞれ
不規則な電圧変化チ′およびチ“を伴っている。
However, as shown in the figure, the output waveforms are accompanied by irregular voltage changes ``chi'' and ``chi'' temporally before the time tb and after the constant voltage continues to some extent.

このような電圧変化チ′、チ“が生じる理由は原信号波
二には元来無信号であるべきところにノイズ二′があり
、このノイズ二′は遅延信号波ホおよび圧縮信号波へに
相似的にそれぞれノイズホ′および八′とじて含まれて
いるからである。
The reason why such voltage changes ``chi'' and ``chi'' occur is that there is noise 2' in the original signal wave 2 where there should be no signal, and this noise 2' is transferred to the delayed signal wave H and the compressed signal wave. This is because noises H' and H' are included similarly.

したがって比較回路12においてはノイズホ′とノイズ
へ′の交点の検出により上述した出力波チにおいて電圧
変化チ′およびチ“となって現かれるものであり、倒れ
も計測誤差の原因となる有害無用のものであることは勿
論である。
Therefore, in the comparator circuit 12, by detecting the intersection of noise ho' and noise to', voltage changes appear as chi' and chi' in the above-mentioned output waveform, and falling is also a harmful and unnecessary cause of measurement error. Of course it is a thing.

さて、遅延信号波ホの一部は分岐されて振幅圧縮回路1
3により振幅が]、/nに圧縮された遅延圧縮信号波ト
となり、これと原信号波二が比較回路14において比較
され、これら両信号波の交点が検出されて出力波りがえ
られる。
Now, a part of the delayed signal wave H is branched to the amplitude compression circuit 1.
3, a delayed compressed signal wave whose amplitude is compressed to ], /n is obtained, and this and the original signal wave 2 are compared in the comparison circuit 14, and the intersection of these two signal waves is detected and the output wave is obtained.

この出力波す(こおいてもノイズ二′とノイズト′の交
点の検出により有害無用の電圧変化す′およびり“が伴
っていることは出力波チの場合と同様である。
As in the case of the output wave, this output wave is also accompanied by harmful and unnecessary voltage changes by detecting the intersection of the noise 2' and the noise 2'.

本発明においては、上述した不規則で、かつ有害無用の
電圧変化部を次の方法により除去する。
In the present invention, the above-mentioned irregular and unnecessary voltage change portions are removed by the following method.

まず、予め原信号波二に含まれるノイズの波高値を実験
等により求めておく。
First, the peak value of the noise contained in the original signal wave 2 is determined in advance through experiments or the like.

勿論ノイズの波高値は信号波の波高値に比較して相当低
いものとする。
Of course, the peak value of the noise is assumed to be considerably lower than the peak value of the signal wave.

このようなノイズレベルに比べてやや高い値の一定の直
流電圧■。
■ A constant DC voltage with a value slightly higher than this noise level.

を定め、これをノイズ除去用比較電圧発生回路15より
、比較回路16,17に供給し、原信号波二、遅延信号
波ホとそれぞれ比較して出力波ヌ、ルをうる。
is determined and supplied from the noise removal comparison voltage generation circuit 15 to comparison circuits 16 and 17, and compared with the original signal wave 2 and the delayed signal wave H, respectively, to obtain output waves N and L.

ここで出力波ヌ、ルの立上り時点tk、t1についてみ
ると、■oの値が原信号波二の波高値に比べである程度
小さい値である限り、経時的にみて時点tk、tiはと
もに時点tbより前方にある。
Here, when looking at the rising points tk and t1 of the output waves N and R, as long as the value of ■o is a value that is somewhat smaller than the peak value of the original signal wave two, the time points tk and ti are both the same in terms of time. It is in front of tb.

同様に、出力波ヌ、ルの立下り時点t 1 t i J
はともに時点t2より遅れている。
Similarly, the falling time t 1 t i J of the output waves N and R
Both are behind time t2.

したがっていま、AND回路18により上記4つの出力
波チ、す、ヌ、ルの論理積をとると、時点tbから時点
t2 まで継続する出力波オをうることができ、出力波
チ、すに存在していた電圧変化部チ′、チ“、す′、す
“は除去されるのである。
Therefore, if we use the AND circuit 18 to perform the logical product of the four output waves Q, S, N, and L, we can obtain the output wave O that continues from time tb to time t2, and the output waves Q and Z exist. The voltage changing portions ``chi'', ``, ``, ``, and ``, which were previously used, are removed.

以」−によりえられた出力波オのパルス幅は既に述べた
ように摺面Wに相当する時間幅TよりT u / nだ
け短かいものであるのでこの補正を必要とするが、補正
方法としては時間的処理によらず次に述べる電圧値補正
を行なうことが簡易で実際的である。
As mentioned above, the pulse width of the output wave O obtained by the following method is shorter than the time width T corresponding to the sliding surface W by T u /n, so this correction is necessary, but the correction method Therefore, it is simple and practical to perform the voltage value correction described below without relying on time processing.

即ち、第9図において出力波オは、時間電圧変換回路(
以下T−V変換回路という)7において積分波ワに示す
ように積分されて時間(tb tg)に比例する電圧■
とされ、次段のピークホールド回路19において更(こ
その電圧vsはその走査時間中保持される。
That is, in FIG. 9, the output wave O is the time-voltage conversion circuit (
(hereinafter referred to as the TV conversion circuit) 7, the voltage is integrated as shown in the integral wave wa and is proportional to time (tb tg).
The voltage vs is further held in the peak hold circuit 19 at the next stage during the scanning period.

他方、補正電圧発生回路22においては予め知られた時
間幅(Tu/n)に比例する補正電圧Vcが発生されて
おり、上記電圧■、とともに加算回路224こ加えられ
て両電圧の和が作られるが、これが求めるところの摺面
幅Wに対する出力信号■ツカであり、出力端子23より
外部にとり出されるところとなる。
On the other hand, the correction voltage generation circuit 22 generates a correction voltage Vc which is proportional to a pre-known time width (Tu/n), and is added to the above voltage (2) by the addition circuit 224 to create the sum of both voltages. However, this is the output signal 2 for the desired sliding surface width W, and is taken out from the output terminal 23.

このような一連の信号処理は各走査毎に行なわれるもの
で、入力端子20より走査と同期したタイミングパルス
が加えられ、T−V変換回路7、サンプルホールド回路
19のセット、リセットが行なわれる。
Such a series of signal processing is performed for each scan, and a timing pulse synchronized with the scan is applied from the input terminal 20, and the TV conversion circuit 7 and sample hold circuit 19 are set and reset.

以上述べたように本発明によるトロリー線摺面幅計測方
式は、平滑でなく反対64の多いトロリー線摺面に対す
る変歪した信号波形より正確な摺面幅をうろことができ
るものであり、またノイズによる設計側を除去する方法
が考慮され、更に実施上での回路構成は至って簡単であ
り、回路素子は何れも容易に入手でき、設計製作もまた
容易であるなど経済性に勝れており、かつ信頼性が高く
、この方面に寄与するところ大である。
As described above, the trolley wire sliding surface width measurement method according to the present invention can measure the sliding surface width more accurately than the distorted signal waveform for a trolley wire sliding surface that is not smooth and has many opposites. The method of eliminating design noise caused by noise has been taken into consideration, the circuit configuration is extremely simple, all circuit elements are easily available, and design and manufacture are easy, making it superior in economic efficiency. , and is highly reliable, making a great contribution in this area.

本発明はまた照射光はレーザビームに限らない。In the present invention, the irradiation light is not limited to a laser beam.

本発明を主としてレーザビームの走査によりえられた信
号波形の処理について説明してきたが、トロリー線摩耗
測定装置には通常の電灯照射(こよる反射光を撮像管に
より受像し、この像を管内で走査する原理方式のものも
行なわれており、本発明による計測方式はそのような方
式にもそのまま適用することができるものである。
Although the present invention has mainly been described with respect to the processing of signal waveforms obtained by scanning a laser beam, the trolley wire wear measurement device uses ordinary electric light irradiation (reflected light from an image pickup tube is received, and this image is captured inside the tube). A method based on the scanning principle is also used, and the measurement method according to the present invention can be directly applied to such a method.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、従来方式におけるレーザ光によるトロリー線
摺面幅測定方式の1例での概略的ブロック図、第2図は
、トロリー線摺面からの反射光とその反射光より得られ
る電気信号波形の関係を示す図、第3図、第4図は、従
来方式における検出レベル設定方法に関しての説明図、
第5図から第8図a、bは、本発明の詳細な説明するた
めの図、第9図、第10図は、本発明の1実施例での概
略的回路構成とその要部における電圧波形の1例を示す
図である。 8・・・・・・電気信号あるいは信号波入力端子、10
・・・・・・遅延回路、11,13・・・・・・振幅圧
縮回路、12.14,16,17・・・・・・比較回路
、15・・・・・・ノイズ除去用比較電圧発生回路、1
8・・・・・ANDIE回路、19・・・・・・ピーク
ホールド回路、21・・・・・・補正電圧発生回路、2
2・・・・・・加算回路。
Figure 1 is a schematic block diagram of an example of a conventional trolley wire sliding surface width measuring method using a laser beam, and Figure 2 shows the reflected light from the trolley wire sliding surface and the electrical signal obtained from the reflected light. Figures 3 and 4, which show the relationship between waveforms, are explanatory diagrams regarding the detection level setting method in the conventional method,
FIGS. 5 to 8 a and b are diagrams for explaining the present invention in detail, and FIGS. 9 and 10 are schematic circuit configurations and voltages at important parts in one embodiment of the present invention. It is a figure which shows an example of a waveform. 8... Electric signal or signal wave input terminal, 10
... Delay circuit, 11, 13 ... Amplitude compression circuit, 12.14, 16, 17 ... Comparison circuit, 15 ... Comparison voltage for noise removal Generation circuit, 1
8...ANDIE circuit, 19...Peak hold circuit, 21...Correction voltage generation circuit, 2
2...Addition circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 トロリー線摺面(こ対して直交するように照射され
たスポット光をトロリー線摺面幅方向に走査することに
よって得られた上記トロリー線摺面からの反射光を電気
信号に変換し、該信号の波形よりトロリー線摺面幅を計
測するトロリー線摺面幅計測方弐Gこおいて、照射光の
スポット径と走査速度とが一定である場合には電気信号
が接地レベルより波高値までに立上るのに要する時間T
uと波高値から接地レベルまでに立下るのに要する時間
Tdとが同一であるという条件下に、トロリー線摺面か
らの反射光より得た電気信号に対してそれぞれ振幅が1
/n(nは一般に2または2よりも大きい正の実数、以
下同じ)である第1の信号、(1−1/n)Tuの時間
遅延された第2の信号、振幅がi/nであって(1−1
7n)Tuの時間遅延された第3の信号を作成し、上記
電気信号と第3の信号との間の比較出力、上記第1の信
号と第2の信号との間の比較出力、上記電気信号とノイ
ズレベルよりもやや大きいレベルとの間の比較出力およ
び上記第2の信号とノイズレベルよりもやや大きいレベ
ルとの間の比較出力の全てを論理積することによって得
た論理積出力信号のパルス幅に、T u / nの時間
を加えた時間をトロリー線摺面幅に対応させることを特
徴とするトロリー線摺面幅測定方式。
1 Trolley wire sliding surface (The reflected light from the trolley wire sliding surface obtained by scanning the trolley wire sliding surface width direction with a spot light irradiated orthogonally to the trolley wire sliding surface is converted into an electrical signal, Measuring the trolley wire sliding surface width from the signal waveform Two methods of measuring the trolley wire sliding surface width: If the spot diameter and scanning speed of the irradiation light are constant, the electrical signal will rise from the ground level to the wave height. The time T required to rise to
Under the condition that u and the time Td required for falling from the peak value to the ground level are the same, the amplitude of each electric signal obtained from the light reflected from the trolley wire sliding surface is 1.
/n (n is generally 2 or a positive real number greater than 2, the same applies hereafter), a second signal delayed by a time of (1-1/n) Tu, and an amplitude of i/n. Yes (1-1
7n) Create a third time-delayed signal of Tu, a comparison output between the electrical signal and the third signal, a comparison output between the first signal and the second signal, the electrical An AND output signal obtained by ANDing all of the comparison output between the signal and a level slightly higher than the noise level and the comparison output between the second signal and a level slightly higher than the noise level. A trolley wire sliding surface width measuring method characterized in that the time obtained by adding the time T u /n to the pulse width corresponds to the trolley wire sliding surface width.
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