CH621193A5 - Device for monitoring a gas flow for particles present therein - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Überwachung einer Gasströmung auf in dieser vorhandene Partikel. The invention relates to a device for monitoring a gas flow for particles present therein.
Es gibt verschiedenste Anwendungsfälle, bei denen festge- 60 stellt werden muss, ob in einer Gasströmung, z.B. einem Luftstrom, irgendwelche Partikel enthalten sind. Dies kann dann der Fall sein, wenn die Gasströmung gefiltert wird, um die Partikel aus der Gasströmung zu beseitigen. Hinter dem Filter kann eine Einrichtung zur Überwachung angeordnet werden, die über- 65 prüft, ob das Filter noch einwandfrei arbeitet. There are various applications in which it must be determined whether a gas flow, e.g. an air flow, any particles are contained. This can be the case if the gas flow is filtered to remove the particles from the gas flow. A monitoring device can be arranged behind the filter, which checks whether the filter is still working properly.
Ein Beispiel für einen solchen Anwendungsfall besteht bei einem nichtmechanischen Drucker, der nach dem elektrostatischen Prinzip arbeitet. Bei einem solchen Drucker wird auf bekannte Weise auf einem Zwischenträger, z.B. auf einer Selentrommel, ein Ladungsbild der zu druckenden Zeichen erzeugt. Das Ladungsbild wird mit Hilfe von Toner entwickelt, das in einer Umdruckstation auf eine Papierbahn umgedruckt wird. Nach dem Umdruck bleibt jedoch noch Toner auf dem Zwischenträger zurück. Dieser Toner wird in einer Reinigungsvorrichtung von dem Zwischenträger entfernt. Dazu kann z.B. eine Bürste verwendet werden, die den Toner von dem Zwischenträger abstreift. Die Wirkung dieser Reinigungsbürste kann noch durch ein Absaugsystem unterstützt werden, das den Toner aus dem Behälter für die Bürste absaugt. Da das Absaugsystem ein geschlossenes System ist, muss nach dem Absaugen des Toners aus dem Behälter für die Reinigungsbürste der Toner aus der Gasströmung, in diesem Fall ein Luftstrom, entfernt werden. Dies geschieht mit Hilfe eines Filters, das in der Leitung für die Gasströmung angeordnet ist. An example of such an application is a non-mechanical printer that works on the electrostatic principle. In such a printer, an intermediate carrier, e.g. on a selenium drum, a charge image of the characters to be printed is generated. The charge image is developed with the help of toner, which is transferred to a paper web in a transfer station. After the transfer printing, however, toner remains on the intermediate carrier. This toner is removed from the intermediate carrier in a cleaning device. For this, e.g. a brush can be used to wipe the toner from the intermediate carrier. The effect of this cleaning brush can be supported by a suction system that sucks the toner out of the container for the brush. Since the suction system is a closed system, after the toner has been sucked out of the container for the cleaning brush, the toner must be removed from the gas flow, in this case an air flow. This is done with the help of a filter which is arranged in the line for the gas flow.
Es muss nun festgestellt werden, ob dieses Filter noch einwandfrei arbeitet. Wenn dies nämlich nicht der Fall ist, ist nicht mehr gesichert, dass der Zwischenträger, also die Selentrommel, einwandfrei gereinigt wird. Dann muss der aufgetretene Fehler untersucht werden. Es ist darum erforderlich, hinter dem Filter eine Vorrichtung anzuordnen, die überprüft, ob in der gefilterten Gasströmung noch Partikel enthalten sind. Eine Reinigungsvorrichtung nach dem oben beschriebenen Prinzip, allerdings ohne Überwachungseinrichtung, ergibt sich z.B. aus der US-Patentschrift 3 190 198. It must now be determined whether this filter is still working properly. If this is not the case, it is no longer ensured that the intermediate carrier, i.e. the selenium drum, is cleaned properly. Then the error that has occurred must be examined. It is therefore necessary to arrange a device behind the filter that checks whether particles are still contained in the filtered gas flow. A cleaning device according to the principle described above, but without a monitoring device, results e.g. from U.S. Patent 3,190,198.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Einrichtung zur Überwachung einer Gasströmung auf in dieser vorhandene Partikel anzugeben. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine in der Gasströmung angeordnete Sonde aus einem lichtdurchlässigen Hohlkörper, aus einer in dem Hohlkörper angeordneten Lichtquelle, die den Hohlkörper auf derjenigen Wandseite beleuchtet, auf der die Gasströmung auftrifft und sich dabei in der Gasströmung enthaltene Partikel absetzen, und aus einem in dem Hohlkörper angeordneten Lichtdetektor, auf den das an dieser Wandseite reflektierte Licht auftrifft und der ein der reflektierten Lichtstärke proportionales Signal abgibt. The object on which the invention is based is to provide a device for monitoring a gas flow for particles present therein. This object is achieved by a probe arranged in the gas flow from a translucent hollow body, from a light source arranged in the hollow body and illuminating the hollow body on the side of the wall on which the gas flow impinges and particles contained in the gas flow settle, and from one arranged in the hollow body light detector, which is reflected by the light reflected on this wall side and which emits a signal proportional to the reflected light intensity.
Zweckmässig ist es, dass die Sonde in einem Teil einer Leitung für die Gasströmung angeordnet ist, deren Innenwand geschwärzt ist. Dadurch wird das Licht, das durch die Wand des Hohlkörpers hindurchtritt, absorbiert und kann nicht zur Sonde reflektiert werden. Dabei ist es weiterhin zweckmässig, wenn die Sonde senkrecht in der Leitung zur Richtung der Gasströmung angeordnet ist. It is expedient that the probe is arranged in part of a line for the gas flow, the inner wall of which is blackened. As a result, the light that passes through the wall of the hollow body is absorbed and cannot be reflected to the probe. It is furthermore expedient if the probe is arranged perpendicularly in the line to the direction of the gas flow.
Da Leitungsdrähte von der Lichtquelle und dem Lichtdetektor zur Zuführung von Strom und zur Abgabe eines elektrischen Signals von aussen der Sonde zugeleitet werden müssen, ist es vorteilhaft, zumindest ein Ende der Sonde aus der Leitung für die Gasströmung herausragen zu lassen. Dieses Ende ist dann offen, die Drahtleitungen können ohne Schwierigkeiten der Lichtquelle und dem Lichtdetektor zugeführt werden. Since lead wires must be fed from the light source and the light detector to supply current and to emit an electrical signal from the outside of the probe, it is advantageous to have at least one end of the probe protrude from the line for the gas flow. This end is then open, the wire lines can be fed to the light source and the light detector without difficulty.
Ist die Lichtquelle und der Lichtdetektor in einem Block, z.B. Hartgummi, angeordnet, dann wird die genaue Lage des Lichtdetektors und der Lichtquelle zueinander eindeutig festgelegt, ausserdem ist ein Austausch der Lichtquelle und des Lichtdetektors leicht möglich, da nur der Block aus dem Hohlkörper herausgenommen werden muss oder in diesen hineingeschoben werden muss. If the light source and the light detector are in one block, e.g. Hard rubber, arranged, then the exact position of the light detector and the light source to each other is clearly defined, in addition, an exchange of the light source and the light detector is easily possible, since only the block has to be removed from the hollow body or pushed into it.
Zweckmässig ist es auch, die Lichtquelle unter dem Winkel zum Lichtdetektor anzuordnen. Dabei kann der Lichtdetektor in Richtung der Gasströmung liegen. It is also expedient to arrange the light source at an angle to the light detector. The light detector can lie in the direction of the gas flow.
Das Signal vom Lichtdetektor wird zweckmässigerweise einer Schwellwertschaltung zugeführt. Diese Schwellwertschaltung wertet das Signal vom Lichtdetektor aus und gibt an ihrem Ausgang ein Ausgangssignal ab, wenn das Signal vom Lichtdetektor einen bestimmten Schwellwert überschreitet. Da die The signal from the light detector is expediently fed to a threshold circuit. This threshold value circuit evaluates the signal from the light detector and emits an output signal at its output when the signal from the light detector exceeds a certain threshold value. Since the
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Stärke des Signales vom Lichtdetektor davon abhängt, wieviel Partikel in der Gasströmung sich an der Wand des Hohlkörpers absetzen — diese bilden damit an dieser Wand einen Reflektor — ist die Stärke des Signales vom Lichtdetektor auch ein Mass für die Anzahl der noch in der Gasströmung enthaltenen Partikeln. ? Die Schwellwertschaltung gibt ein Ausgangssignal ab, wenn der durch die Ablagerung an der Wand der Sonde gebildete Reflektor zuviel Licht von der Lichtquelle auf den Lichtdetektor zurückwirft. The strength of the signal from the light detector depends on how much particles in the gas flow settle on the wall of the hollow body - these thus form a reflector on this wall - the strength of the signal from the light detector is also a measure of the number of particles still contained in the gas flow . ? The threshold circuit outputs an output signal if the reflector formed by the deposit on the wall of the probe reflects too much light from the light source onto the light detector.
Die Lichtquelle kann z.B. aus einer GaAs-Luminiszenz- m Diode bestehen. Der Lichtdetektor kann ein Fototransistor sein. Der Hohlkörper kann ein Glasröhrchen sein, dessen Oberfläche vergütet ist. The light source can e.g. consist of a GaAs luminance m diode. The light detector can be a photo transistor. The hollow body can be a glass tube, the surface of which is tempered.
Bei Anordnung der erfindungsgemässen Einrichtung hinter dem Filter in der Reinigungsvorrichtung für den Zwischenträger 15 eines nichtmechanischen Druckers kann immer überprüft werden, ob der Zwischenträger durch die Reinigungsvorrichtung noch einwandfrei gereinigt wird. If the device according to the invention is arranged behind the filter in the cleaning device for the intermediate carrier 15 of a non-mechanical printer, it can always be checked whether the intermediate carrier is still cleaned properly by the cleaning device.
Anhand eines Ausführungsbeispiels, das in den Figuren dargestellt ist, wird die Erfindung weiter erläutert. 20 The invention is further explained on the basis of an exemplary embodiment which is illustrated in the figures. 20th
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 eine Sonde, angeordnet in einem Abschnitt einer Leitung für die Gasströmung, 1 shows a probe arranged in a section of a line for the gas flow,
Fig. 2 eine Schwellwertschaltung zur Auswertung des Signals vom Lichtdetektor. 25 Fig. 2 shows a threshold circuit for evaluating the signal from the light detector. 25th
In Figur 1 ist nur ein Ausschnitt aus einer Leitung LA für die Gasströmung gezeigt. Dabei soll die Gasströmung in der durch die Pfeile angedeuteten Richtung in der Leitung LA strömen. Die Leitung LA kann ein Teil eines Saugsystems sein, durch die die Gasströmung, z.B. Luft, in der angegebenen 30 Richtung durch die Leitung LA gesaugt wird. Die Leitung LA ist zumindest im Bereich der erfindungsgemässen Einrichtung innen geschwärzt. Die Leitung LA für die Gasströmung kann z.B. aus einem Schlauch, Rohr oder Kasten bestehen. In Figure 1, only a section of a line LA for the gas flow is shown. The gas flow is to flow in the direction indicated by the arrows in the line LA. The line LA can be part of a suction system through which the gas flow, e.g. Air that is drawn through line LA in the specified direction. The line LA is blackened on the inside at least in the area of the device according to the invention. The line LA for the gas flow can e.g. consist of a hose, pipe or box.
In der Leitung LA für die Gasströmung wird nun die 35 In line LA for the gas flow, the 35th
Einrichtung zur Überwachung der Gasströmung auf in dieser vorhandene Partikel angeordnet. Diese besteht aus einer Sonde SO, die im Ausführungsbeispiel senkrecht zu der Gasströmung angeordnet ist. Die Sonde ist aufgebaut aus einem Hohlkörper GL, aus einer Lichtquelle LQ und aus einem Lichtdetektor FO. 40 Device for monitoring the gas flow for particles present in it. This consists of a probe SO, which in the exemplary embodiment is arranged perpendicular to the gas flow. The probe is made up of a hollow body GL, a light source LQ and a light detector FO. 40
Der Hohlkörper GL kann z.B. aus einem Glasröhrchen bestehen, er kann aber auch aus einem anderen lichtdurchlässigen Kunststoff aufgebaut sein. Der Hohlkörper GL kann so in der Leitung LA angeordnet sein, dass er teilweise aus der Leitung LA herausragt. Sein eines in der Leitung LA liegendes 45 Ende ist dann geschlossen, während das andere Ende des Hohlkörpers GL offen ist. Durch dieses offene Ende des Hohlkörpers GL können dann Drahtleitungen DL zu der Lichtquelle LQ und dem Lichtdetektor FO zugeleitet werden. Diese Drahtleitungen DL sind in Figur 1 nur angedeutet. 50 The hollow body GL can e.g. consist of a glass tube, but it can also be made of another translucent plastic. The hollow body GL can be arranged in the line LA such that it partially protrudes from the line LA. Its one end lying in the line LA is then closed, while the other end of the hollow body GL is open. Through this open end of the hollow body GL, wire lines DL can then be fed to the light source LQ and the light detector FO. These wire lines DL are only indicated in Figure 1. 50
Die Lichtquelle LQ kann aus einer GaAs-Lumineszenz-diode bestehen, der Lichtdetektor FO aus einem Fototransistor. Sowohl die Lichtquelle LQ als auch der Lichtdetektor FO können in einem Block HB, z.B. aus Hartgummi, angeordnet sein. Durch den Block HB wird die Lage der Lichtquelle LQ 55 und des Lichtdetektors FO zueinander festgelegt. Der Block HB kann auf einfache Weise aus dem Hohlkörper GL herausgenommen werden und in diesen hineingeschoben werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, statt eines Blockes aus Hartgummi einen Block aus einem anderen Material zu verwenden. The light source LQ can consist of a GaAs luminescence diode, the light detector FO can consist of a phototransistor. Both the light source LQ and the light detector FO can be in a block HB, e.g. made of hard rubber. The position of the light source LQ 55 and the light detector FO relative to one another is determined by the block HB. The block HB can be easily removed from the hollow body GL and pushed into it. Of course, it is also possible to use a block made of a different material instead of a block made of hard rubber.
Der Lichtdetektor FO ist im Ausführungsbeispiel der Figur 1 entgegengesetzt zur Richtung der Gasströmung angeordnet. Die Lichtquelle LQ liegt unter einem Winkel von z.B. 60° zum Lichtdetektor FO. In the exemplary embodiment in FIG. 1, the light detector FO is arranged opposite to the direction of the gas flow. The light source LQ is at an angle of e.g. 60 ° to the FO light detector.
Die Funktion der Einrichtung nach Figur 1 ist folgende: Die Lichtquelle LQ sendet unter dem Winkel von z.B. 60° Licht auf die Innenwand IW des Hohlkörpers GL. Auf der Innenwand IW des Hohlkörpers GL wird ein kleiner Teil des Lichtes reflektiert und trifft auf den senkrecht angeordneten Lichtdetektor FO. Da davon ausgegangen worden ist, dass sich bisher keine Partikel an der Sonde SO abgesetzt haben, ist das Signal, das der Lichtdetektor abgibt, klein, es wird Dunkelsignal genannt. Der grössere Teil des ausgesandten Lichtes durchdringt den lichtdurchlässigen Hohlkörper GL und wird in der dunklen Umgebung der Sonde SO absorbiert. The function of the device according to Figure 1 is as follows: The light source LQ sends at the angle of e.g. 60 ° light on the inner wall IW of the hollow body GL. A small part of the light is reflected on the inner wall IW of the hollow body GL and strikes the vertically arranged light detector FO. Since it has been assumed that no particles have so far deposited on the SO probe, the signal which the light detector emits is small, it is called the dark signal. The greater part of the emitted light penetrates the translucent hollow body GL and is absorbed in the dark environment of the probe SO.
Befinden sich nun in aer Gasströmung Partikel, z.B. Tonerpartikel, die aus einer Reinigungseinrichtung bei einem nichtmechanischen Drucker stammen, dann setzen sich diese in Windrichtung an der Aussenwand AW des Hohlkörpers GL ab. Durch die Ablagerung der Partikel an der Aussenwand AW des Hohlkörpers GL entsteht ein Reflektor. Dieser Reflektor verstärkt die ausgesendete Strahlung der Lichtquelle LQ auf den Lichtdetektor FO. Damit ändert sich das Signal, das von dem Lichtdetektor FO abgegeben wird. Das jetzt abgegebene Signal kann z.B. Hellsignal genannt werden. Now there are particles in the gas flow, e.g. Toner particles that come from a cleaning device in a non-mechanical printer then settle on the outer wall AW of the hollow body GL in the wind direction. A reflector is created by the deposition of the particles on the outer wall AW of the hollow body GL. This reflector amplifies the emitted radiation from the light source LQ onto the light detector FO. This changes the signal that is emitted by the light detector FO. The signal now emitted can e.g. Bright signal can be called.
Das Signal vom Lichtdetektor FO wird einer Schwellwertschaltung zugeführt, die über die Drahtleitungen DL mit dem Lichtdetektor FO verbunden ist. Ein mögliches Ausführungsbeispiel einer derartigen Schwellwertschaltung ist in Figur 2 dargestellt. Sie enthält einen Operationsverstärker OP, an dessen Eingang der Lichtdetektor FO, in diesem Falle ein Fototransistor FT, angeschaltet ist. Dabei liegt die Kollektoremitterstrecke des Fototransistors FT zwischen einem Eingang 1 des Operationsverstärkers OP und einem Betriebspotential V2, z.B. 0 Volt. Der Eingang 1 des Operationsverstärkers OP ist weiterhin über zwei Widerstände R2 und R3 mit einem weiteren Betriebspotential VI, z.B. 5 Volt, verbunden. Mit Hilfe des veränderlichen Widerstandes R3 kann die Schwelle der Schwellwertschaltung eingestellt werden. Das vom Fototransistor FT abgegebene Signal wird also dem Eingang 1 des Operationsverstärkers OP zugeführt und wenn dieses Signal den Schwellwert des Operationsverstärkers OP überschreitet, erscheint am Ausgang 4 des Operationsverstärkers OP ein Ausgangssignal, das z.B. als Fehlersignal bezeichnet werden kann. The signal from the light detector FO is fed to a threshold circuit which is connected to the light detector FO via the wire lines DL. A possible embodiment of such a threshold circuit is shown in Figure 2. It contains an operational amplifier OP, at the input of which the light detector FO, in this case a photo transistor FT, is connected. The collector-emitter path of the photo transistor FT lies between an input 1 of the operational amplifier OP and an operating potential V2, e.g. 0 volts. The input 1 of the operational amplifier OP is further connected via two resistors R2 and R3 with a further operating potential VI, e.g. 5 volts, connected. The threshold of the threshold circuit can be set using the variable resistor R3. The signal emitted by the phototransistor FT is thus fed to the input 1 of the operational amplifier OP and if this signal exceeds the threshold value of the operational amplifier OP, an output signal appears at the output 4 of the operational amplifier OP, which e.g. can be referred to as an error signal.
Weiterhin ist in Figur 2 die Schaltung der Lichtquelle LQ gezeigt. Diese Lichtquelle LQ, eine Lumineszenzdiode, ist einerseits an das Betriebspotential VI und über einen weiteren Widerstand R1 an dem Betriebspotential V2 angeschlossen. Mit Hilfe des Widerstandes R1 wird der Strom durch die Lumineszenzdiode festgelegt. Pfeile, die zwischen der Lichtquelle LQ und dem Fototransistor FT angeordnet sind, sollen andeuten, dass Licht von der Lichtquelle LQ auf den Fototransistor FT fällt. The circuit of the light source LQ is also shown in FIG. This light source LQ, a luminescent diode, is connected on the one hand to the operating potential VI and via a further resistor R1 to the operating potential V2. The current through the luminescence diode is determined with the aid of the resistor R1. Arrows, which are arranged between the light source LQ and the photo transistor FT, are intended to indicate that light from the light source LQ falls on the photo transistor FT.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PL | Patent ceased |