DE1962054C3

DE1962054C3 - Probe for photoelectric pulse measurement

Info

Publication number: DE1962054C3
Application number: DE19691962054
Authority: DE
Inventors: Karl 8500 Nürnberg; Zimmermann Gerhard 8501 Wolkersdorf Hochreuther
Original assignee: Metrawatt GmbH, 8500 Nürnberg
Filing date: 1969-12-11
Publication date: 1976-03-04

Description

Die Erfindung betrifft eine Sonde zur lichtelektrisehen Impulsmessung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a probe for light electronics Pulse measurement according to the preamble of claim 1.

Soll z. B. die Drehzahl einer Welle durch lichtelektrische Abtastung mit Hilfe einer .'ingebauten Lichtquelle gemessen werden, so ist jede fremde Lichtquelle stö rend. Ihr Einfluß muß also möglicht verhindert werden. Das kann dadurch erreicht werden, daß man zur Abschattung mit der Abtasteinrichtung möglichst dicht an das zu untersuchende Objekt, also z. B. eine Welle, herangeht. Ebenso muß die Sonde auch an sehr kleine Meßobjekte möglichst nahe herangeführt werden.Should z. B. the speed of a shaft by photoelectric scanning with the help of a built-in light source are measured, any external light source is disruptive. Their influence must therefore be prevented as much as possible. This can be achieved by placing the scanning device as close as possible for shading purposes the object to be examined, e.g. B. a wave approaches. Likewise, the probe must also be used on very small ones Objects to be measured are brought as close as possible.

Sehr oft sind die Meßstellen jedoch nur schwer zugänglich, so daß es nicht möglich ist, dicht genug an sie heranzukommen, wenn die Abtastoptik in ein relativ großes Meßgerät eingebaut ist. Es gibt Geräte, bei denen deshalb die Abtastoptik als Sonde an der Spitze eines aus dem Meßgerät herausziehbaren Stabes angeordnet ist (ATM-März 1960-R 32, R 33.). Da ein solcher Stab jedoch häufig zu kurz und auch nicht flexibel ist, wurden andere Geräte gebaut, bei denen die Sonde .-;[.'__ _cj_re K_ei,_eh|g lange elektrische Leitung beweglich mit dem Meßgerät verbunden ist. Enthalten die Sonden nur die Abtastoptik, dann sind sie auf Grund der langen Leitungen bis zum Verstärker sehr anfällig gegenüber elektrischen Störfeldern; enthalten sie dagegen neben der Abtastoptik noch den Verstärker und gegebenenfalls auch die Batterien zur Stromversorgung, so werden sie zwangläufig wieder ziemlich groß und entsprechend unbeweglich, so daß die Meßstellen schlechter zu erreichen sind.Very often, however, the measuring points are difficult to access, so that it is not possible to get close enough to them when the scanning optics are built into a relatively large measuring device. There are devices in which the scanning optics are therefore arranged as a probe at the tip of a rod that can be pulled out of the measuring device (ATM-March 1960-R 32, R 33.). However, since such a rod is often too short and also not flexible, other devices were built in which the probe -; [.'__ _c j _re K _e i, _e h | g long electrical line is movably connected to the measuring device . If the probes only contain the scanning optics, then they are very susceptible to electrical interference fields due to the long cables leading to the amplifier; if, on the other hand, they contain the amplifier and possibly also the batteries for power supply in addition to the scanning optics, then they inevitably become quite large again and accordingly immobile, so that the measuring points are more difficult to reach.

Diese Nachteile lassen sich umgehen, wenn man die von einem Lichterzeuger ausgehenden und zu einem Lichtdetektor zurückkehrenden Lichtstrahlen über ein bewegliches Lichtfaserbündel leitet (Elektronik, Heft 10, 1965, S. 321). Mit einem Lichtfaserbündel können auch sehr schwer zugängliche Meßobjekte gut erreicht werden. Allerdings nur, wenn es durch geeignete Hilfsmittel in eine bestimmte Lage gebracht und in dieser festgehalten wird. Ein in einer Hand gehaltenes Glasfaserbündel wird mit seinem freien Ende lose herabhängen und nur mit Mühe in eine bestimmte Lage zu bringen sein. Lichtleiter werden deshalb bevorzugt für stationäre Geräte, wie z. B. Lichtschranken, verwendet.These disadvantages can be circumvented if one starts with a light generator and one Light detector guides returning light beams over a movable bundle of optical fibers (electronics, booklet 10, 1965, p. 321). With a bundle of optical fibers you can Even objects to be measured that are very difficult to access can be easily reached. However, only if it is done with suitable aids is brought into a certain position and held in this. A bundle of fiberglass held in a hand its free end will hang down loosely and will only move into a certain position with great difficulty bring his. Light guides are therefore preferred for stationary devices, such as. B. light barriers are used.

Bekannt ist weiterhin eine Sonde zur lichtelektrischen Drehzahlmessung, auf die ein Gehäuseteil aufsteckbar ist, in dem eine drehbar gelagerte Reflektorscheibe angeordnet ist, die durch eine nach außen geführte Welle angetrieben wird (DT-AS 11 75 895). Die Meßwertaufnahme geschieht hierbei durch mechanische Ankopplung des Meßobjektes mit Hilfe der Welle. Erst innerhalb der Sonde erfolgt dann eine lichtelektrische Übertragung des Meßwertes. Auch bei einem fotoelektrischen Umwandler zur Messung von Bewegungen an Körperflächen für insbesondere medizinische Zwecke (DT-Gbm 18 12 856) sind zwar eine Lichtquelle und ein Lichtempfänger in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet, besondere Maßnahmen, um schwer zugängliche Stellen zu erreichen, wurden jedoch nicht getroffen. Die Achsen der Lichtquelle und des fotoelektrischen Elementes können nach diesem Stand der Technik zwar gegeneinander schwenkbar ausgebildet sein, doch läßt sich hierdurch lediglich ein günstiger Reflexionswinkel einstellen.Also known is a probe for photoelectric speed measurement, onto which a housing part can be plugged is, in which a rotatably mounted reflector disc is arranged, which is guided by an outward Shaft is driven (DT-AS 11 75 895). The recording of the measured values is done mechanically Coupling of the test object with the help of the shaft. A photoelectric does not occur until inside the probe Transmission of the measured value. Even with a photoelectric converter for measuring movements on body surfaces for medical purposes in particular (DT-Gbm 18 12 856) there is a light source and a light receiver arranged in a common housing, special measures to avoid inaccessible Areas to be reached, however, were not hit. The axes of the light source and the photoelectric According to this state of the art, the element can indeed be designed to be pivotable against one another, however, this only allows a favorable angle of reflection to be set.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sonde der eingangs genannten Art durch eine zweckmäßige Konstruktion derart weiterzubilden, daß bei kleinem Bauvolumen auch schwer zugängliche Meßstellen gut erreichbar sind und daß man dadurch dicht an das Meßobjekt herangehen kann.The object of the invention is to provide a probe of the type mentioned at the beginning by means of an appropriate construction to be developed in such a way that even difficult-to-access measuring points can be easily reached with a small overall volume and that you can get close to the test object.

Diese Aufgabe wird bei einer Sonde der eingangs genannten Art durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.In the case of a probe of the type mentioned at the outset, this task is characterized by that which is defined in claim 1 Features solved. Further expedient refinements of the invention are set out in the subclaims marked.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der drehbare Meßkopf, der sich an der Spitze einer handlichen, stabförmigen Sonde befindet, in einem Winkel von über 180° drehbar ist und damit so eingestellt werden kann, daß der Lichtstrahl auch sehr schwer zugängliche Meßstellen erreicht. Daß der Meßkopf einen an einem drehbaren zylindrischen Teil angebrachten rohrähnlichen Ansatz aufweist, wirkt im gleichen Sinne vorteilhaft. Andererseits wirkt sich die Erfindung auch bei gut zugänglichen Meßstellen vorteilhaft aus, da sie dann der Wahl einer bequemen Handstellung einen sehr großen SpielraumThe advantages achieved by the invention are in particular that the rotatable measuring head, the is at the tip of a handy, rod-shaped probe that can be rotated at an angle of over 180 ° and can thus be adjusted so that the light beam also reaches measuring points that are difficult to access. That the measuring head has a tube-like attachment attached to a rotatable cylindrical part has, acts in the same sense advantageous. On the other hand, the invention also works with easily accessible Measuring points are advantageous because they give you a lot of leeway in choosing a comfortable hand position

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnungen im folgenden näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is described in more detail below with reference to the drawings. It indicates

F i g. 1 die Sonde von oben bei geschlossenem Gehäuse, F i g. 1 the probe from above with the housing closed,

F i g. 2 die Sonde von oben ohne die beiden Gehäuseabdeckschalen, F i g. 2 the probe from above without the two housing cover shells,

F i g. 3 die So-.ide von der Seite im Schnitt,F i g. 3 cut the so-.ide from the side,

Fig.4 die Sonde von unten ohne die Gehäuseabdeckschalen. Fig. 4 the probe from below without the housing cover shells.

Wie in F i g. 1 bis 4 erkennbar, besteht die Sonde im wesentlichen aus dem Meßkopf la, 16, einem Gehäusemittelteil 2 und den beiden Gehäuseabdeckschalen 3 und 4. Diese beiden Gehäuseabdeckschalen sind vollkommen gleich ausgeführt und somit gegeneinander austauschbar. Der zylindrische Teil IZ) und der /ohrähnliche Ansatz ta des Meßkopfes werden durch Stecken zusammengefügt. Innerhalb der rohrähnlichen Spitze bzw. des Ansatzes la sind eine Linse 5, ein Prismenring 6 sowie eine Mattscheibe 7 ebenfalls durch Stecken zusammengesetzt. Im Zentrum der Linse 5 ist ein fotoelektrischer Empfänger 8 in Form eines Fototransistors angeordnet, der sich wiederum innerhalb einer ihn umgebenden undurchsichtigen Hülse 9 befindet. Mit Hilfe von dem Prismenring 6 und der Mattscheibe 7 angeformten Abstandsrohren wird beim Zusammenstecken der Optik der richtige Abstand erzielt. Im Zentrum der Mattscheibe 7 ist eine Aussparung vorgesehen, in der die Kuppe des Glaskolbens einer Glühlampe 10 ruht, die damit gleichzeitig zentriert wird. Die Glühlampe 10 ist weiterhin auf einer innerhalb des zylinderförmigen Teils \b angeordneten Trägerplatte Ic mit Kontaktklemmen 11, 12 befestigt. Der zylinderförmige Teil Xb ist zwischen einer Ringplatte 2a, die Teil des Gehäuse mittel'eiles 2 ist, und der Gehäuseabdeckschale 3 drehbar gelagert. Mit Hilfe eines Rastwerks 13 kann der Meßkopf la, Xb in verschiedenen Nuten 14 rasten.As in Fig. 1 to 4, the probe consists essentially of the measuring head la, 16, a housing middle part 2 and the two housing cover shells 3 and 4. These two housing cover shells are completely identical and thus interchangeable. The cylindrical part IZ) and the / ear-like extension ta of the measuring head are put together by plugging. A lens 5, a prism ring 6 and a ground glass screen 7 are also put together within the tube-like tip or the attachment la. In the center of the lens 5, a photoelectric receiver 8 is arranged in the form of a phototransistor, which in turn is located within an opaque sleeve 9 surrounding it. With the help of the prism ring 6 and the ground glass 7, the correct spacing is achieved when the optics are plugged together. In the center of the ground glass 7 a recess is provided in which the tip of the glass bulb of an incandescent lamp 10 rests, which is thus centered at the same time. The incandescent lamp 10 is also fastened to a carrier plate Ic with contact terminals 11, 12 arranged within the cylindrical part \ b. The cylindrical part Xb is rotatably mounted between an annular plate 2a, which is part of the housing middle part 2, and the housing cover shell 3. By means of a locking drive 13 of the measuring head la, Xb can engage in different grooves fourteenth

In dem Raum zwischen dem Gehäusemittelteil 2 und der Gehäuseabdeckplatte 3 sind zwei Batterien 15, 16 untergebracht, die durch eine Feder 17 gegen den Kontakt 18 gedrückt werden. Auf der anderen Seite desIn the space between the housing middle part 2 and the housing cover plate 3 there are two batteries 15, 16 housed, which are pressed by a spring 17 against the contact 18. On the other side of the

ίο Gehäusemittelteiles 2 ist ein Verstärker 19 auf Zapfen 2b befestigt. Bei Betätigen eines Tastschalters 20 werden die Batterien 15, 16 über Kontakte 20a mit dem Verstärker und der Glühlampe verbunden. Wird gleichzeitig ein Batterieprüfschalter 21 betätigt, so werden die Batterien mit den Verbindungsleitungen 22, 23 verbunden, die zum Meßgerät führen und somit eine Überprüfung der Batteriespannung erlauben. Da die Gehäuseabdeckschale 4 nur durch eine Schraube 24 mit den übrigen Gehäuseteilen verbunden ist, kann sie leicht abgenommen werden und erlaubt damit ein bequemes Wechseln sowohl der Batterien 15, 16 als auch der Glühlampe 10.ίο housing middle part 2, an amplifier 19 is attached to pin 2b. When a pushbutton switch 20 is actuated, the batteries 15, 16 are connected to the amplifier and the incandescent lamp via contacts 20a. If a battery test switch 21 is actuated at the same time, the batteries are connected to the connecting lines 22, 23 which lead to the measuring device and thus allow the battery voltage to be checked. Since the housing cover shell 4 is only connected to the other housing parts by a screw 24, it can be easily removed and thus allows both the batteries 15, 16 and the incandescent lamp 10 to be changed conveniently.

Besondere Aufmerksamkeit wurde der Abschirmung des Verstärkers 19 geschenkt, um mit der Sonde Drehzahlen an Motoren messen zu können, bei denen gewöhnlich starke elektrische Störfelder auftreten. Die Anordnung der beiden Batterien 15, 16 bringt für den Verstärker 19 einseitig bereits eine gute Abschirmung. Die andere Seite wird, was hier nicht näher dargestellt ist, durch Anordnung einer Metallfolie gegebenenfalls auch durch die Kaschierung einer Hartpapierplatte, abgeschirmt. Particular attention was paid to the shielding of the amplifier 19 in order to speed with the probe to be able to measure on motors in which strong electrical interference fields usually occur. the The arrangement of the two batteries 15, 16 already provides good shielding for the amplifier 19 on one side. The other side, which is not shown in detail here, is optionally provided by the arrangement of a metal foil also shielded by the lamination of a hard paper plate.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. A probe for photoelectric pulse measurement, in particular for speed measurement, which has a photoelectric scanning device arranged at one end in a rod-shaped housing, comprising optics, a light source and a photoelectric receiver, and in which this one end simultaneously forms the light entry side and the light exit side, thereby characterized in that the photoelectric scanning device (5 to 10) is arranged in a measuring head (la, ib) which can be swiveled laterally by rotation and can be locked in various positions, and that this measuring head consists of a cylindrical part (ib) defining the pivot point and a through Extension of the optics (5, 6) in its longitudinal extent, which determines the scanning direction and is connected to the cylindrical part (ib) , tube-like approach (la) consists.

2. Probe according to claim 1, characterized in that in its rod-shaped housing (1 to 4) a electronic amplifier (19) is housed with the photoelectric receiver (8) of the scanning device (5 to 10) is electrically connected.

3. Probe according to claim 1 or 2, characterized in that the rod-shaped housing (1 to 4) also accommodates the batteries (15, 16) required for power supply, which are arranged so that Their sheet metal jackets together with other sheets or metal foils set the amplifier against electrical ones Shield interference fields, and that when a separate battery test switch (21) is operated, the Batteries (15, 16) must also be checked under load and the measuring instrument via a protective resistor is connected to the batteries (15,16).

4. Probe according to one of claims 1 to 3, characterized in that the tube-like extension (la) on the rotatable and lockable measuring head 4 <> (la, ib) with the cylindrical part (ib) is pluggable and that the photoelectric Scanning device (5 to 10) belonging, rotationally symmetrical parts (5 to 9) in the tube-like extension (la) are designed as a plug-in body.