<Desc/Clms Page number 1>
Photoelektrische Abtasteinrichtung zur Eichung von Elektrizitätszählern
Die Erfindung betrifft photoelektrische Abtasteinrichtungen zur Eichung von Elektrizitätszählern mit einer Lichtquelle zur Anleuchtung der rotierenden Ankerscheibe, einer Photozelle zur Auswertung des von dieser reflektierten Lichtes sowie mit einem optischen Sucher zur Distanz-und Höheneinstellung des Ge- rätes bezüglich der Ankerscheibe.
Bei stroboskopischer Eichung von Elektrizitätszählern werden photoelektrische Abtastgeräte - soge- nannte Abtastköpfe - verwendet, die eine Glühlampe, eine Photozelle und optische Linsen enthalten, deren eine oder mehrere das Glühlampcnlicht auf den Rand der Zählerankerscheibe fokusieren oder den Glühfaden abbilden und eine Linse das am Rand der Ankerscheibe reflektierte Lichtsammelt und auf die Photozelle fokusiert ;
da die Achsen von Photozelle und Lichtquelle einen festen Winkel miteinander einschliessen, muss das Abtastgerät in eine solche Stellung vor den Zähler gebracht werden, dass der Schnittpunkt der Achsen auf dem Rande der Ankerscheibe liegt, und ausserdem müssen die Achsen in der Ebene der Ankerscheibe und symmetrisch zum Lot des Scheibenrandes liegen, damit der maximale Lichtstrom auf die Photozelle reflektiert wird.
Eine richtige optische Einstellung des Abtastgerätes in bezug auf den Rand der Ankerscheibe auf maximalen Photozellenstrom ohne technische Hilfsmittel ist praktisch überhaupt nicht möglich, sondern kann mit blossem Auge nur ungefähr erfolgen. Deshalb wurde bereits vorgeschlagen, diese Lageneinstellung an Hand eines Milliamperemeters oder einer Abstimmanzeigeröhre, welche den maximalen Photozellenstrom anzeigt, vorzunehmen ; aber auch diese Lageneinstellung mittels elektrischer Anzeige- geräte ist umständlich, mühsam und zeitraubend, weil dieses Gerät nicht im Blickfeld von Abtastgerät und Ankerscheibe angeordnet werden kann und das Auge immer wieder von der normalen Beobachtung auf das Anzeigegerät abgelenkt werden muss.
Es ist daher naheliegend, am Abtastgerät einen optischen Sucher anzubringen wie bei Photoapparaten oder Fernrohren.
Bekannte optische Sucher sind wohl immer für einen Spezialzweck entwickelt und können nicht ohne weiteres sinnvoll an einem Abtastgerät angebracht werden. Es ist ein Abtastgerät mit auf der Winkelhalbierenden des von den Achsen der Lichtquelle und Photozelle gebildeten Winkels angeordnetem Sucher bekannt, der aus einer Sammellinse und einer Mattglasscheibe besteht und auf diese den Rand der Ankerscheibe abbildet ; dieser Sucher ermöglicht jedoch nur eine objektiv richtige Höheneinstellung, indem auf der Mattscheibe die richtige Höhenlage durch zwei Striche markiert ist ; eine objektive Feststellung von richtiger Seitenlage sowie Einfallwinkel ist aber damit nicht möglich, weil das Bild des Scheibenrandes auf der Mattscheibe beidseitig über deren Rand hinausläuft und bei starker Abweichung von der richtigen Lage höchstens unscharf wird.
Das Auffinden der optischen richtigen Lage, welche allein die maximale Lichtausbeutung und den maximalen Photozellenstrom liefert, ist daher auch mit einem solchen Sucher von der subjektiven Übung des Benützers abhängig.
Demgegenüber ist bei photoelektrischen Abtasteinrichtungen der eingangs beschriebenen Art mit einem optischen Sucher zur Distanz- und Höheneinstellung nach der Erfindung dieser Sucher derart angeordnet, dass sein Strahlengang durch die Objektivlinse der Photozelle geht, wobei zwischen diesen beiden Teilen ein Spiegel angeordnet ist, der aus dem Gesamtlichtstrom ein Bündel herausreflektiert, und ferner in der Brennebene dieses Lichtbündels eine mattierte Sucherfläche mit Fadenkreuz angeordnet ist.
<Desc/Clms Page number 2>
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der photoelektrisehen Abtasteinrichtung ist zwischen Objektivlinse und Photozelle eine aus zwei Teilen zusammengekittete planparallele Platte aus optischem Material angeordnet, deren Trennebene schräg zur Achse des Gesamtlichtbündels verläuft und einen Spiegelbelag aufweist ; zweckmässig liegt dabei die Photozelle an der Austrittsstelle des Gesamtlichtbündels aus der planparallelen Platte an der Stelle des dort entstehenden Brennpunktes an und ist der eine Plattenteil im Brennpunkt des herausreflektierten Lichtbündels normal zu dessen Achse abgeschnitten und diese Schnittfläche als Sucherfläche ausgebildet.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles einer photoelektrischen Abtasteinrichtung beschrieben. Es zeigen : Fig. 1 die Abtasteinrichtung mit aufgeschnittenem Gehäuse in verschiedenen Stellungen bezüglich des reflektierenden Randes einer Ankerscheibe ; Fig. 2 den optischen Sucher im Mittelschnitt A-A der Fig. 1 ver- grössert,
In der in Fig. 1 gezeigten Abtasteinrichtung ist in einem Rohr 1 eine Glühlampe 2 und eine Linse 3 angeordnet, welche das Glühlampenlicht auf den Rand 4 einer Ankerscheibe 5 fokusiert. An Stelle einer einfachen Linse 3 kann auch ein System aus mehreren Linsen angeordnet sein. In einem andern Rohr 6 ist eine Sammellinse 7 als Objektiv und eine Photozelle 8 angeordnet.
Die Achse der Objektivlinse 7 schneidet die Achse der Linse 3 im Brennpunkt 9 auf dem Rand 4 der Ankerscheibe 5, und die Objektivlinse 7 ist so bemessen, dass sie das reflektierte Licht auf die Photozelle 8 fokusiert. Die beiden Rohre 1 und 6 sind durch einen Steg 10 fest miteinander verbunden, und diese drei Teile bilden das Gehäuse der Abtasteinrichtung.
Zwischen der Objektivlinse 7 und der Fotozelle 8 ist eine Planparallelplatte aus optisch geeignetem Material normal zur optischen Achse angeordnet. Diese besteht aus zwei zusammengekitteten Teilen 11 undl2, wobei, wieausFig. 2ersicptlichist, dieTrennebene 13 schief zur optischen Achse verläuft. In der Trennebene 13 ist im Bereich der optischen Achse ein Spiegelbelag 14 angebracht, welcher ein achsnahes Lichtbündel von etwa 5 bis 10 % des Gesamtlichtstromes aus diesem herausreflektiert. Der obere Teil 12 der Planparallelplatte ist im Brennpunkt des reflektierten Lichtbündels normal zu dessen Achse abgeschnitten und die Schnittfläche 15 zur Sucherfläche aus gebildet, indem sie mattiert ist und ein Fadenkreuz aufweist.
Das reflektierte Lichtbündel erzeugt auf der Sucherfläche 15 einen Lichtpunkt, der bei richtiger Lage des Abtastgerätes bezüglich des Scheibenrandes 4 im Schnittpunkt des Fadenkreuzes liegt. Zur deutlichen Ablesung dieses Lichtpunktes und des Fadenkreuzes ist der Sucherfläche 15 bildseitig eine Sammellinse 16 als Lupe vorgesetzt. Die Photozelle 8 liegt direkt an der Austrittsfläche der Planparallelplatte, welche durch den Brennpunkt des Hauptlichtbündels geht. Die Planparallelplatte hat zudem die Eigenschaft, die sphärische Aberration der Objektivlinse 7 weitgehend aufzuheben.
In Fig. 1 ist im Rohr 6 der obere Teil 12 der Planparallelplatte mit dem Spiegelbelag 14 und der Suchexfläche 15 sichtbar. Das Fadenkreuz wird durch den Vertikalstrich 17 und den Horizontalstrich 18 gebildet.. Liegt der Schnittpunkt 9 der optischen Achsen der Linsen 3 und 7 auf dem Scheibenrand 4 und liegen diese beiden Achsen symmetrisch zum Scheibenrandlot, so bildet der Sucher den Punkt 9 als Lichtpunkt 19 im Schnittpunkt des Fadenkreuzes ab. Ist die eingestellte Distanz zum Scheibenrand zu kurz, wie durch den Scheibenrand 20 angedeutet, so erscheint der Lichtpunkt 21 in einer Lage 22 rechts des vertikalen Striches 17. Ist die Distanz zu gross, wie durch den Scheibenrand 23 angedeutet, so erscheint der Lichtpunkt 24 in einer Lage 25 links des vertikalen Striches 17.
Liegt der Scheibenrand zu hoch oder zu niedrig, so erscheint im Sucher der Lichtpunkt ober- oder unterhalb des horizontalen Striches 18. Aus der Lage des Lichtpunktes 19 bezüglich des Fadenkreuzes, kann objektiv die richtige Lage des Abtastgerätes bezüglich des Scheibenrandes ermittelt werden, d. h. diejenige Lage der Abtasteinrichtung, in welcher sich der maximale Photozellenstrom ergibt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Photoelektrische Abtasteinrichtung zur Eichung von Elektrizitätszählern, mit einer Lichtquelle zur Anleuchtung der rotierenden Ankerscheibe, einer Photozelle zur Auswertung des von dieser reflektierten Lichtes sowie mit einem optischen Sucher zur Distanz- und Höheneinstellung des Gerätes bezüglich der Ankerscheibe, gekennzeichnet durch derartige Anordnung des Suchers (15-16), dass sein Strahlengang durch die Objektivlinse (7) der Photozelle (8) geht, wobei zwischen diesen beiden Teilen ein Spiegel (14) angeordnet ist, der aus dem Gesamtlichtstrom ein Bündel herausreflektiert, und ferner in der Brennebene dieses Lichtbündels eine mattierte Sucherfläche (15) mit Fadenkreuz angeordnet ist.