LSV-6000 レーザ表面速度計

LSV-6000
レーザ表面速度計
ライン製品の搬送速度･長さを非接触・高精度で計測
過酷な圧延現場でも
生産効率を向上し、
設備のダウンタイムを短縮
ポリテックのレーザ表面速度計（LSV：Laser Surface Velo-
製造現場では、今日の熾烈な市場競争を勝ち抜くために、
cimeter）は、熱間および冷間加工のオンライン制御と検査
業務効率の改善が常に求められています。LSV-6000 は、優
を目的に、ビレット、スラブ、鋼板、チューブなどの移動速
れたコストパフォーマンスでお客様の信頼にお応えします。
度および長さを測定する特別な装置として開発されました。
製造ラインへの設置、セットアップ、統合のすべてが簡単な
LSV では、従来の接触型測定手法につきものだった頻繁なト
LSV-6000 は、材料の歩留まりを上げ、ダウンタイムを縮小し、
ラブルやメンテナンスとは無縁の、高精度な次世代のレーザ
生産性を向上できるレーザ速度計の決定打です。
技術を採用しています。
今お使いの速度計では不十分なとき、LSV-6000 がお客様の
ニーズにお応えします。LSV-6000 は、過酷な圧延環境での
主なアプリケーション例
高精度な搬送速度 / 長さ測定が可能なだけでなく、測定に
おいて重要な要素となる速度方向（+/-）検出、ゼロ速度測定
熱間 / 冷間圧延における搬送速度・長さ測定
（静止検知）機能なども実現した、耐久性と信頼性に優れた
連続鋳造機のオンライン制御
測定装置として誕生しました。LSV-6000 は最先端のレーザ
ビレット / スラブ、プレート、チューブなどの
切断長制御
技術により、従来の接触型ホイールセンサのデメリットとなっ
ていたチャタリング、滑り、ホイール径の変形、度重なるメ
品質保証を目的とする長さ検査
自動板厚制御（AGC: Automatic Gauge Control）
、
流量および伸張度制御
ンテナンスなどを解決します。
また LSV-6000 には、エアパージユニットや冷却保護ハウジ
ングもオプションで搭載できます。さらに、最大焦点距離 2.5
m を実現し、連続鋳造機や圧延装置周辺の生産環境で発生
する高温状態や蒸気、破片などからセンサを遠ざけることが
できます。
2
圧延環境に適応した設計
LSV-6000 システム
センサヘッド、コントローラ、ソフトウェアを防護する LSV-6000 システ
ムの頑丈なパッケージには、鋳造環境という過酷な条件下での速度・長
さ測定を可能にする特別な設計が講じられています。
卓越したテクノロジ
LSV Software
過酷な圧延環境のニーズに対応する柔軟なシステム
構成
Windows® 2000/XP 対応の LSV Software では、
設定や診断、データの表示、解析が行えます。
詳しくは、6 ページをご参照ください。
監視システムやプロセス制御システムにすばやく
容易に統合可能
LSV センサヘッド
ASA（Automatic Surface Adaptation）：変化する
表面状態を補正し、実質的にあらゆる表面に対して
高品質な信号出力が可能
LSV センサヘッドは、LSV-6000 システムの監視眼として
の役割を果たします。センサヘッドはレーザドップラ干渉
法を応用して材料表面の面内運動を測定します。コンパ
クトな設計の LSV センサヘッドは、圧延装置への設置に
も適しています。また、焦点距離も豊富に選択でき、お
客様の環境に最適なものを選択できます。LSV センサヘッ
ドは、通常の生産ラインではコンパクトな LSV-065 セン
サヘッド（IP 65/NEMA4 準拠）単体で使用できます。ま
た過酷な圧延環境では、光学系を保護する LSV-A-026
冷却保護ハウジング（オプション）と組み合わて使用でき
ます。
詳しくは、４ページをご参照ください。
高速バースト検出（FBD）回路：急な加速でも、
自動追跡で正確な速度を追跡
最大 2.5 m の焦点距離で安全な測定を実現、焦点
深度は最大で± 60 mm
高精度な速度測定：搬送方向（+/-）および静止
状態を検出
高速信号処理：測定正確度の高さ・サイクルタイム
の短さが同時に求められる厳しいプロセス制御に対
応、1 秒間に最大 1024 個の測定データを出力
RS-232、アナログ電圧、RS-422、Ethernet* など
豊富なインタフェースを提供
LSV コントローラ
LSV コントローラは、センサヘッドに電力を供給し、信
号状態を表示します。センサヘッドとコントローラ間の
距離は、最大 110 m まで延長できます。監視システムや
プロセス管理システムとの接続には、RS-232、RS-422、
Ethernet*、エンコーダ信号出力 * など、豊富な出力イン
タフェースから選択できます。搬送速度や長さなどの測
定データは、各出力ごとにミリ秒間隔で同時に表示・更
新されます。
詳しくは、4 ∼ 5 ページをご参照ください。
設定、プログラミング、プロセス測定が可能な
設定 / 診断用高性能ソフトウェア
搬送速度、長さ、ステータスデータの出力は見やす
い 2 行表示を採用、RS-422 インタフェース * で大
画面モニタに接続すればさらに見やすく
目で見やすい赤色レーザ光で、レーザを簡単・確実
に測定ポイントに照射可能
3
システム構成
光学センサヘッド：
あらゆる製造アプリケーションに対応
速度計コントローラ：
高速処理を実現
LSV-6000 ではセンサヘッドとして、LSV-065 コンパクト光学
センサヘッドを単体で使用するか、LSV-A-026 冷却保護ハウ
ジング（オプション）を組み合わせることができます。LSV065 は通常の生産環境に、LSV-A-026 は過酷な生産環境に
適した構造となっています。センサの種類は、速度範囲 : 0（静
止状態）∼ ± 7200 m/min、焦点距離 : 0.15 ∼ 2.5 m から
お客様の測定要件に応じて選択できます。LSV センサは柔軟
な焦点深度も備え、搬送物が多少ばたついても、センサを
何度も設置・設定しなおす必要はありません。
LSV-6200 速度計コントローラの卓越した機能は、
試料の表面条件やライン搬送速度にかかわらず、
高精度、再現性、信頼性の高い測定を実現します。
LSV-6200 速度計コントローラ
LSV-6200 速度計コントローラは、センサヘッドへ
の電源の供給、信号の復調制御、外部のプロセス
制御システムとのデータの送受信を行います。
業務用に設計された筐体は、19 インチラックマウ
ント対応のコントロールパネルに組み込むことも、
自立型ユニットとして設置することもできます。
LSV-A-026: 過酷な製造環境に
LSV-A-026 冷却保護ハウジングは、圧延機や連続鋳造機を
取り囲む高温で厳しい環境から LSV-065 センサヘッドを保護
するために開発されました。センサ部はダイカストアルミニ
ウム製防護カバーで覆われており、内部にはステンレス製の
冷却コイルが搭載されています。冷却液には、水、機械油、
パラフィン油のいずれかを使用できます。
LSV-6200 にはデジタル / アナログ出力インタ
フェースが搭載され、一般的なプロセス制御装置
や監視システムにも簡単に接続できます。
また、シリアルポートや Ethernet インタフェース *
を介して自在にプログラミングできるため、ネット
ワークに接続されているデバイスを必要な数だけ
操作することができます。
エアパージユニットは空力学的に最適な速度で空気を噴射
することで、センサ前面にある光学ウィンドウへの塵埃や油
の付着を防ぎます。
また光学ウィンドウに汚れが付着しても、新しいウィンドウと
簡単に交換できます。
LSV-065: OEM 製品への搭載や通常の生産環境に
LSV-065 センサヘッド単体は、OEM 用として優れた費用対
効果を発揮するほか、通常の生産環境における鋼板などの
測定業務にも使用できます。コンパクトな設計の LSV-065
は、スペースが限られた場所にも設置できます。
4
アクセサリ
LSV-A-027 3 軸取り付け調整プレート
LSV-A-027 は、LSV-A-026 冷却保護ハウジングを簡単・最適
に設置できる治具です。
各種センサヘッドケーブル
多様な製造環境に対応するため、センサヘッド
用にさまざまな耐油 / 耐熱ケーブルが用意されています。最
大ケーブル長は 110m（センサヘッド - コントローラ間）です。
また、センサヘッドに近い箇所は
常に過酷な環境にさらされるため、
簡単に交換できるブレークアウェイ
（分解型）構造を採用しています。
優れた測定を実現する最先端のテクノロジ
散乱光の干渉という性質から、ドップラ周波数データは
連続的には不可能なものの、瞬時のデータ、いわゆるバー
ストの形状で利用できます。LSV-6200 では、ドップラ周
波数を高速バースト検出（FBD：Fast Burst Detector）回路
で同定します。FBD は、内蔵の A/D 変換器を調整し、測
定正確度を最適化（最適条件下で± 0.05%）します。
アダプタボックス
共通のアダプタボックスを使用すると、ブレークアウェイケー
ブルが簡単に交換できます。
レーザ警告ランプや、レーザ
およびシャッター用追加スイッチ
のコネクタも含まれています。
高速フーリエ変換（FFT）は、強いバックグラウンドノイズ
を伴う検出器信号からドップラ周波数を抽出するための最
適な手法として知られています。LSV-6200 では、強力な
デジタル信号プロセッサ（DSP：Digital Signal Processor）
と 32 ビットマイクロコントローラを駆使し、FFT をベース
にドップラ周波数を算出します。
この手法は、試料の速度が瞬時に変化する加速表面の測
定において真価を発揮します。材料が瞬間的に感知領域
を外れた場合、または表面の反射率がゼロになった場合
でも、LSV-6200 は FBD を利用して数ミリ秒以内に再び
速度を収集できます。
シンプルなインタフェース構成 : Ethernet*（TCP/IP
または UDP）や RS-232、RS-422 インタフェースで
既存のネットワークやプロセス管理システムと接続可
能（230kb/s）
使いやすい LSV Software で設定も簡単
速度、長さ、ステータスなどのデータは読みやすい
2 行表示で、表示単位も設定可能。また RS-422 イン
タフェース * で外付けの大画面モニタにも出力可能
表面の変化（色、粗さ、厚み、ビーム経路上の気化した機
械油など）に応じて、ASA（Automatic Surface
Adaptation）機能が自動的に信号処理方法を調整します。
システム構成や診断（拡張内部診断機能）のための
便利なポートとして利用できる、RS-232 インタフェー
スを前面パネルに搭載
ヘテロダイン検波（9 ページ参照）により、+/- の搬送方向
や静止状態（V=0）を検出したり、また静止状態（V=0）に
限りなく近い速度も測定できます。
自由に拡張できる 16 ビットアナログ出力（±10V）
インタフェースを搭載
Material Detect 機能では、測定エリアに進入した測定対
象物の存在を LSV センサが検出します。この機能は、開
始 / 停止トリガが必要でありながら、光バリアや高温金属
検知器などの近接センサを利用してトリガできない（また
は実情に即していない）場合に利用できます。
Material Detect 機能および 24V プロセスカップリン
グモジュールを搭載
オプションインタフェース（光絶縁）
– エンコーダ信号出力
– アナログ電流出力
– Ethernet インタフェース
– 外部モニタ出力用インタフェース
※ 本カタログ内の「*」はオプションインタフェースです。
5
LSV Software
LSV システムの操作のための使いやすいソフトウェア
使いやすい LSV Software は、すべての LSV 測定システムの一部として組み込まれています。LSV Software は Windows® 2000
および XP に対応しています。このソフトウェアでは、LSV システムの設定が簡単に行えるだけでなく、処理、監視、解析用の
優れたオプションも利用できます。
LSV Software ではたとえば、ノート PC のシリアル
ポートからすべての LSV 設定パラメータを設定し
たり、速度、長さ、信号品質などを転送できます。
また、1 秒あたり最大 1024 個までの測定値を保存
および表示できます。適切なパラメータを選択する
ことにより、ミリ秒単位から最大数日間分のデータ
を保存し、ズーム機能やマウスクリックで解析でき
ます。測定データは ASCII ファイルにエクスポート
でき、他のソフトウェアを利用したデータ処理も可
能です。
熱間圧延機のリバー
ススタンドで測定され
た、速度とデータ転
送速度の傾向
診断機能 ― センサヘッドの温度は？
診断機能では、センサヘッドのあらゆるステータ
ス情報を提供します。センサヘッドやレーザダイ
オードの温度を表示し、個別にチェックすることで、
それらが許容範囲であるかを確認できます。
LSV のセットアップ
シンプルで明快な設定メニュー群により、LSV を
測定タスクに対してすばやく調整できます。
たとえば Output Setup メニューでは、さまざま
な信号出力を簡単に有効にしたり設定したりでき
ます。これらの出力データは、データ収集やプロ
セス制御（圧延機テーブル、フライングソーなど）
に利用できます。
すべての設定パラメータは LSV-6200 コントローラ
のフラッシュメモリに保存されるため、もし突然停
電が発生しても消失することはありません。
6
テクニカルデータ
LSV-6000 システム
正確度
測定値 ± 0.05 % *（最低速度 : 60 mm/s 以上の場合）
繰り返し精度
測定値 ± 0.02 % *
測定範囲
- 搬送速度
- 長さ
0 ∼ ± 7200 m/min
0 ∼ ± 99 km
最大加速度
< 20 m/s2
信号遅延
< 5 ms（アナログ出力での測定値）
信号収集時間
標準で 20 ms、信号品質による
測定値出力レート
速度（全出力）: 1024/s、長さ（RS-232）: 512/s
* 弊社規定条件下において
LSV-6200 コントローラ
消費電力
100 ∼ 240 VAC ± 10 ％、50/60 Hz、最大 100 W
動作温度
+ 5 ∼ + 40 °C
外形寸法（L x W x H）
450 mm x 360 mm x 145 mm
重量
約 8 kg
VFD 表示
速度、長さ、ステータス情報
表示単位
m/s、mm/s、m/min、m または ft/s、ft/min、ft
保護規格
IP 51（NEMA 2）
標準インタフェース
- シリアルポート（前面）
RS-232、最大 115 kBit/s
- シリアルポート（背面）
RS-232 または RS-422、最大 230 kBit/s
- アナログ電圧出力
± 10 V、スケーラブル、16 ビット D/A
- 24V プロセスカップリングモジュール
プロセスカップリングモジュール、4 光絶縁出力 24 V / 400 mA（要外部電源）、
3 光絶縁入力、24 V スタンダード
オプションインタフェース
- エンコーダ信号出力
LSV-A-601: 光絶縁エンコーダ出力、パルス出力周波数は最大 500 kHz、
5 V ∼ 24 V レベルの範囲で設定可能
- アナログ電流出力
LSV-A-610: 0 (4) ∼ 20 mA の範囲で電流出力を増減可能、アクティブまたは
パッシブ動作モード、16 ビット D/A
- Ethernet インタフェース
LSV-A-680: LAN への直接インタフェース
- 外部モニタ用インタフェース
LSV-A-640: 外付けの大画面モニタ用 RS-422 インタフェース
Material Detect 機能
測定対象物の測定エリアへの進入を検出
7
LSV-065 センサヘッドの共通仕様
光源
可視レーザダイオード、レーザ安全クラス 3B
焦点距離
150、300、500、1000、1500、2000、2500 mm
焦点深度
± 12 ∼ ± 60 mm（正確度 ± 0.1 % の深度、焦点距離よって異なる）
最大ケーブル長
110 m（360 ft）
仕様
LSV-065 センサヘッド単体
LSV-A-026 冷却保護ハウジング使用
保護等級
IP 65（コネクタあり）
IP 66
周辺温度
0 ∼ + 45 ℃（冷却なし）
–20 ∼ + 200 ℃（安定冷却あり）
外形寸法 [L x W x H]
240 mm x 120 mm x 64 mm
418 mm x 160 mm x 125 mm 1)
418 mm x 240 mm x 184 mm 1) 2)
重量
技術的な仕様は予告なく変更される可能性があります。詳細はポリテックジャパンまでお問い合わせください。OM_BR_BR_LSV-6000_2010_07_J
1)
2)
約 2 kg
約 20 kg
エアパージユニットなしの場合
LSV-A-027 3 軸取り付け調整プレートに搭載した場合
LSV-065-XXX センサヘッドの詳細仕様
1)
製品型番の末尾
焦点距離 [mm]
焦点深度 [mm]1)
最大速度 [m/min]
-156
150
± 12
± 660
-306
300
± 20
± 1150
-506
500
± 30
± 1800
-1004
1000
± 60
± 4800
-1504
1500
± 70
± 7200
-1506
1500
± 60
± 4800
-2006
2000
± 60
± 6600
-2506
2500
± 60
± 6600
正確度 ± 0.1 % の深度
LSV-A-026 ユーティリティ
処理済み圧縮空気
- 防塵・防油
（8 µm フィルタを推奨）
- 気圧 : 0.5 ∼ 1.5 bar
- 流量率 : 最大 120 l/min
処理済み工業用水
- 温度 : 15 ∼ 35 °C
- 流量率 : 1 ∼ 3 l/min
- 固体粒子含有量 : < 15 ppm
- 硬度 : < 18 °dH
冷却油
- 機械油
- パラフィン油（アルミ装置用）
製品の詳細については、ポリテックジャパンのWebサイト www.polytec.co.jp を
ご覧いただくか、弊社営業部までお気軽にお問い合わせください。
Advancing Measurements by Light
Laser Radiation
Avoid exposure to beam
Class 3B Laser Product
According to IEC/EN 60825-1
(2001)
Complies with 21 CFR 1040.10 and 1040.11
ポリテックジャパン株式会社
〒 222-0033
神奈川県横浜市港北区新横浜
3-1-9 アリーナタワー 13F
Tel. (045) 478-6980
Fax (045) 478-6981
info@polytec.co.jp
Polytec GmbH (Germany)
Polytec Headquaters
Polytec-Platz 1-7
76337 Waldbronn
Tel. + 49 (0) 7243 604-0
Fax + 49 (0) 7243 69944
info@polytec.de
Polytec France S.A.S.
Bâtiment Orion – 1er étage
39, rue Louveau
92320 Châtillon
Tel. +33 (0) 1 49 65 69 00
Fax +33 (0) 1 57 21 40 68
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Polytec Ltd.
(Great Britain)
Lambda House
Batford Mill
Harpenden, Herts AL5 5BZ
Tel. + 44 (0) 1582 711670
Fax + 44 (0) 1582 712084
info@polytec-ltd.co.uk
Polytec, Inc. (USA)
North American Headquarters
16400 Bake Parkway
Suite 150 & 200
Irvine, CA 92618
Tel. +1 949 943 3033
Fax +1 949 679 0463
info@polytec.com
except for deviations pursuant to
Laser Notice no. 50, dated 26 July 2001
P ≤ 50 mW/cw; λ = 620-700 nm
Central Office
1046 Baker Road
Dexter, MI 48130
Tel. +1 734 253 9428
Fax +1 734 424 9304
East Coast Office
25 South Street, Suite A
Hopkinton, MA 01748
Tel. +1 508 417 1040
Fax +1 508 544 1225
www.polytec.co.jp

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