DD300862A5 - Anordnung zur berührungslosen Geschwindigkeitsmessung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur berührungslosen Geschwindigkeitsmessung. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung ist es möglich, diskrete Geschwindigkeitswerte, vorzugsweise ungleichförmig beschleunigter Objekte, zu erfassen. Das Wesen der Erfindung liegt darin, daß am Objekt ein optisch wirksamer Reflexionssensor befestigt ist. Im Strahlengang des optischen Sensors sind entlang der Meßstrecke Reflexionsflächen anwendungsgemäßer Abstände aufgestellt. Passiert das Objekt eine Reflexionsflächenposition, wird der optische Sensor aktiviert und die Information kann telemetrisch an eine stationäre elektronsiche Zeitmeßanlage übermittelt werden. Die Auslösung der Meßaktivität erfolgt über einen am Objekt lösbar befestigten elektromechanischen Abrißkontakt.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft eine spezielle Anordnung zur Geschwindigkeitsmessung. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung ist es möglich, diskrete Geschwindigkeitswerte vorzugsweise ungleichförmig

beschleunigter Objekte, die sich in bekannter Bewegungsrichtung auf gbicHlinigen Bahnen bewegen, zu erfassen.

Ein Anwendungsfall der Erfindung ist gegeben, wenn dio Messung berührungslos und mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung erfolgen soll und aufgrund anwendungsspezifischer Anforderungen die Abschnitte der Teilzeitbereiche unkompliziert

variierbar sein müssen und die gesamte Meßanordnung einen hohen Grad an Mobilität aufweisen muß.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bei der Erfassung von Startteilleistungen im Bobsport besteht u.a. die Aufgabe, den Beschleunigungsverlauf der Sportgeräte, beginnend aus der Ruhelage bis zu signifikanten Punkten des Startabschnittes, kontinuierlich zu verfolgen. Die Erfassung ausgewählter Geschwindigkeitsworte im Startbereich der Bobbahnkörper erfolgt im Normalfall mit Hilfe einer bestimmten Anzahl im Bahnkörper fest installierter Lichtschrankenanordnungen.

Der hohe Aufwand an Installations-, Wartungs- und Materialkosten bildet das Kriterium für die Begrenzung der Anzahl möglicher Lichtschrankenanordnungen und steht damit im Gegensatz tu obengenannter Forderung, die Positionen und Abstände der Lichtschrankenanordnungon variabel zu gestalten, um damit die Erfassung der Beschleunigungswerte weitestgehend kontinuierlich voi zunehmen.

Ziel der Erfindung Ziel der Erfindung ist es, eine Meßanordnung vorzustellen, welche es ermöglicht, von wählbaren Streckenabschnitten Geschwindigkeitswerte berührungslos von Objekten, die sich mit vorzugsweise ungleichförmiger Beschleunigung geradlinig

bev.egen, zu ermitteln.

Der Vorteil gegenüber vergleichbaren Lösungen soll zum einen darin bestehen, daß die erfindungsgemäße Anordnung die Zielstellung mit einem minimalen technischen und ökonomischen Aufwand und zum anderen mit einem hohen Grad an Mobilität und Flexibilität in der Anwehdung erfüllen soll. Dieses soll dadurch erreicht werden, daß der Anwender den Streckenbereich für die Messung der Objektgeschwindigkeit selbst

jeweils unkompliziert festlegen kann und die Messung mit hoher Effektivität mittels lediglich einer optisch wirksamen

Sensoranordnung durchführen kann. Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßanordnung zur Erfassung von diskreten Geschwindigkeitswerten von verzugsweise ungleichförmig beschleunigten Objekten vorzustellen, deren ausgewählte Merkmale

- das berührungslose Meßprinzip;

- die unkomplizierte Festlegung relevanter Streckenabschnitte für die Geschwindigkeitsmessung;

- der hohe Grad an Mobilität;

- die einfache Anpassung an unterschiedliche Bahnbedingungen bzw.

- die Verwendung einer geringen Anzahl optisch wirksamer Sensoranordnungen

Erfindungsgemäß liegt der Grundgedanke darin, daß an geeigneter Stelle am sich bewegenden Objekt ein optisch wirksamer Reflexsensor befestigt ist. Entlang der Bewegungsrichtung sind in definierten Abständen und im Strahlungsbereich des

optischen Senders eine wählbare Anzahl beliebig örtlich veränderbarer Reflexionsflächen angebracht.

Gelangt das Objekt und damit de r Strahlungsbereich des optischen Sensors auf die Position einer diesor Reflexionsflächen, wird

der Empfänger des Reflexsensors aktiviert und erzeugt mittels einer elektronischen Schaltungsanordnung einen elektrischen

Impuls. Dieser wird über einen entsprechenden Sender telemetrisch an einen empfangsbereiten Empfänger, der sich Im Bereich

des Meßortes befindet, übertragen. Mittels einschlägiger Zeitmeßtechnik lassen sich Teilzeiten zwischen empfangenen

Impulsen messen und damit Geschwindigkeitswerte für bekannte Streckenlängen ermitteln. Ausführungsbeispiel Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. Die angefügte Abbildung (Fi'j. 1: schematische Darstellung) zeigt in schematisierter Form einen Teil der erfindungsgemäßen Anordnung. Im Ausführungsbeispiel soll die erfindungsgemäße Anordnung als komplexe Meßanordnung zur Geschwindigkeitsmessung

von Bobsportgeräten beschrieben werden.

Entsprechend der Sportartspezifik soll sich das rahrzeug 1 unmittelbar vor Startbeginn in definierter Nähe des sogenannten Startbalkens befinden. An geeigneter Stelle wird am zunächst stehenden Fahrzeug eine elektromechanisch wirkende Kontakteinrichtung 2 lösbar befestigt. Mögliche Befestigungsarten sind durch Klammer-, Magnet- bzw. Saugeffekte erreichbar. Zur Realisierung der Schaltfunktion ist an der Kontakteinrichtung eine flexibel wirkend» Abrißeinrichtung 3 in Form eines Seiles

definierter Länge befestigt. Die Abrißeinrichtung vereinigt in sich einen flexiblen Veil 4, der dem Fahrzeug einen definierten

Bewegungsspielraum ohne Kontaktauslösung gestattet, und eine mechanische Längeneinstelleinrichtung 5, die das Kriterium

für den Abriß der Kontakteinrichtung vom Fahrzeug bestimmt.

Nach Lösen der Kontakteinrichtung vom Fahrzeug aktiviert dieser seine Schaltfunktion und löst über den impulsformer 6 den Start der elektronischen Zeitmeßtechnik 7 eus. Gleichzeitig wirdder Telei.ietrieempfänger 8 aktiviert. Am Fahrzeug wurde ein

optisch wirksamer Reflexsensor gekoppelt mit einem Impulsformer und einem Telemetriesender befestigt.

Entlang der Startstrecke ist im definierten Abstand zueinander und im Strahlungsbereich des optischen Senders der Reflexsensoranordnung eine Anzahl Reflexionsflächen angebracht. Entsprechend der speziellen Anwendungsfälle werden lineare bzw. nichtlineare Abstände der Reflexionsflächen realisiert. Erreicht das Fahrzeug und damit der Strahlungsbereich des optischen Sensors die Position der ersten Reflexionsfläche, wird

der Fotoempfänger des Reflexsensors aktiviert und löst mittels einer elektronischen Schaltungsanordnung (Impulsformer) einenelektrischen Impuls aus. Dieser wird über den Telemetriesender an den empfangsbereiteten Telemetrieempfänger übertragen,gelangt an die Zeitmeßtechnik und markiert so die erste Zwischenzeit. Aus der Kenntnis des Abstandes zwischen Startbalken underster Reflexionsfläche wird mitteis Rechentechnik 9 und entsprechender Anzeigetechnik 10 die Geschwindigkeit des

Fahrzeuges ermittelt und angezeigt. Entsprechend der Bewegungsvorrichtung des Fahrzeuges können dann sämtliche positionierte Reflexionsflächen passiert und

die Meßwerte entsprechend verarbeitet werden.

Mit einem Impulszähler 11 werden sämtliche empfangene Impulse als Zählkriterien registriert. Der letzte erwartete Impuls bildet

das Kriterium für die Stopp-Funktion der elektronischen Zeitmessung.

Claims (4)

1. Anordnung zur berührungslosen Geschwindigkeitsmessung von vorzugsweise ungleichförmig beschleunigten Objekten (1), dadurch gekennzeichnet, daß am Objekt zum einen an geeigneter Stelle ein optisch wirksamer Reflexsensor, gekoppelt mit einem Impulsformer und einem Telemetriesender, befestigt ist und im Strahlungsbereich des optischen Senders eine Anzahl Reflexionsflächen entlang der Bewegungsrichtung des Objektes angebracht sind, deren Abstände nach linearen bzw. nichtlinearen Kriterien wahlweise verändert werden können, und daß zum anderen am zunächst unbewegten Objekt eine elektromechanisch wirkende Anordnung lösbar befestigt ist, die ein elektromechanisches Kontaktelement (2) und eine Abrißeinrichtung (3) enthält, und welche aktiviert wird, wenn der eingestellte Bewegungsspielraum (4) überschritten wird und mit einer Schaltfuhktion über einen Impulsformer (6) den Startimpuls für die elektronische Zeitmeßeinrichtung (7) erzeugt und gleichzeitig den Telemetrieempfänger (8) aktiviert und daß der am Objekt befestigte Reflexsensor, wenn er die Position einer Reflexionsfläche passiert, den internen Fotoempfänger aktiviert, der über den gekoppelten Telemetriesender Impulse an den in Meßortnäho positionierten Telemetrieempfänger übermittelt und damit die Messung von Zwischenzeiten zwischen Reflexionsflächen ermöglicht, die bei Kenntnis der Abstände zwischen den Reflexionsflächen mittels rechentechnischer Baugruppen (9) zu Geschwindigkeits- bzw. Beschleunigungswerten verarbeitet und mittels geeigneter Anzeigeordnungen (10) sichtbar gemacht werden können.

2. Anordnung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektromechanische Kontaktelement (2) zum einen eine lösbare Einrichtung zur Realisierung der Haftfunktion am Objekt aufweist, die je nach Wahl des Positionierungsortes und der dort vorhandenen Materialien und Oberflächen Magnet-, Saug- bzw. Klemmeigenschaften besitzt, und zum anderen eine elektrische Schaltfunktion realisiert, die bei Lösung der Hafteinrichtung vom Objekt aktiviert wird, wobei dieses auf direktem Wege durch mechanische Kontaktbetätigung bzw. auf indirektem Wege durch Änderung einer elektrischen Größe mittels Annäherungsschalteinrichtungen erfolgen kann.

3. Anordnung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abrißeinrichtung (3), dieaufderoinen Seite über das elektromechanische Kontaktelement mit dem Objekt verbunden ist, eine mechanisch wirkende Längeneinstelleinrichtung (5) enthält, mit deren Hilfe das Kriterium für die Auslösung des Schaltmechanismus variabel eingestellt werden kann, und ferner flexible Eigenschaften (4) aufweist in Form geeigneter dehnbarer Kunststoffseilmaterialien bzw. eingefügter federnder Elemente, die dem Objekt einen reproduzierbaren Spielraum zur Bewegungsausführung ohne Kontalctabriß gestatten.

4. Anordnung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Positionsbestimmung des Objektes innerhalb der Meßstrecke bzw. zur Realisierung der Stopp-Funktion der elektronischen Zeitmessung (7) am Ausgang des Telemetrieempfängers (8) eine Zähler- und Vergleicherbaugruppe (11) angeschaltet ist, die ein Stopp-Signal erzeugt, wenn die Anzahl der empfangenen Zwischenzeitimpulse mit voreingestellten Werten übereinstimmt, derart, daß der Ausgang des Zählers und der Voroinstellwert (12) auf eine UND-Schaltung gegeben werden, die bei Gleichheit der Eingangssignaleaktiviert wird und übereine Monoflopbaugruppe den Stopp-Impuls erzeugt.