DE102015014293A1

DE102015014293A1 - Stroboskopverfahren und Stroboskopgerät

Info

Publication number: DE102015014293A1
Application number: DE102015014293.3A
Authority: DE
Inventors: Elmar Lachermaier
Original assignee: Rheintacho Messtechnik GmbH
Current assignee: Rheintacho Messtechnik GmbH
Priority date: 2015-11-06
Filing date: 2015-11-06
Publication date: 2016-01-21

Abstract

Bei einem Stroboskopgerät (1) wird vorgeschlagen, einen reflektierten Anteil (8) eines auf ein zyklisch bewegtes Objekt (3) gesendeten Laser-Lichtstrahls (5) mit einem Sensor (7) zu erfassen und ein Detektionssignal (9) des Sensors (7) zur Abstimmung von Stroboskopblitzen (6) auf eine Wiederholungsfrequenz des Objekts (3) zu verwenden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Stroboskopverfahren, wobei mit einer Stroboskoplampe Stroboskopblitze auf ein zyklisch bewegtes, insbesondere rotierendes Objekt geworfen werden.
Die Erfindung betrifft weiter ein Stroboskopgerät mit einer Stroboskoplampe.
Es ist bekannt, schnell ablaufende Bewegungsvorgänge mit Hilfe von Stroboskoplampen für das menschliche Auge wahrnehmbar zu machen.
Insbesondere werden Stroboskopgeräte eingesetzt, um Objekte, die mit hohen Drehzahlen rotieren oder allgemein eine zyklische Bewegung mit hoher Wiederholungsfrequenz ausführen, für das Auge sichtbar als stillstehendes oder langsam veränderliches Bild darzustellen. Hierbei ist es üblich geworden, die Stroboskoplampe auf die Drehzahl, Rotationsfrequenz oder allgemein die Wiederholungsfrequenz des jeweils betrachteten Objektes zu synchronisieren. Für diese Synchronisation werden häufig Drehzahlmessungen verwendet, die auf unterschiedliche Weise ausgestaltet sein können. Es sind beispielsweise magnetische oder elektrische oder optische Drehzahlsensoren bekannt. Die zyklische Bewegung kann beispielsweise eine linear, elliptisch, kreisförmig oder allgemein entlang einer geschlossen Kurve ausgeführte Bewegung sein.
Die Erfindung beschäftigt sich damit, ein kompaktes Handgerät bereitzustellen, mit dem eine Stroboskopmessung oder Stroboskopdarstellung ohne zusätzliche Drehzahlmessung durchgeführt werden kann.
Hierzu sind erfindungsgemäß bei einem Stroboskopverfahren die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Somit wird erfindungsgemäß zur Lösung der genannten Aufgabe bei einem Stroboskopverfahren der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, dass ein Lichtstrahl, insbesondere ein Laser-Lichtstrahl, auf das Objekt gesendet und ein von dem Objekt reflektierter Anteil des Lichtstahls, insbesondere des Laser-Lichtstrahls, erfasst wird, dass ein Detektionssignal zu dem erfassten reflektierten Anteil erzeugt wird und dass die Stroboskopblitze zeitlich auf das Detektionssignal abgestimmt werden. Von Vorteil ist dabei, dass eine Drehzahlmessung durch eine separate Vorrichtung verzichtbar ist und dass die Synchronisation des Blitzes einfach auf die Drehgeschwindigkeit oder eine Wiederholungsfrequenz einer zyklischen Bewegung des angestrahlten Objektes abgestimmt werden kann.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass auf dem zyklisch bewegten Objekt ein Marker mit einem charakteristischen Reflexionsverhalten exzentrisch angeordnet und mit dem Lichtstrahl, insbesondere mit dem Laser-Lichtstrahl, beleuchtet wird. Von Vorteil ist dabei, dass eine Wiederholungsfrequenz oder die Umlaufgeschwindigkeit oder Drehzahl des rotierenden Objektes einfach erfassbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass ein Stroboskopblitz ausgelöst wird, wenn das Detektionssignal einen vorgegebenen Pegel überschreitet. Von Vorteil ist dabei, dass eine Ermittlung der Drehzahl oder der Wiederholungsfrequenz der zyklischen Bewegung vollständig verzichtbar ist und dass eine automatische Synchronisation des Stroboskopblitzes auf die Geschwindigkeit der zyklischen Bewegung des zyklisch bewegten Objektes einstellbar ist.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Stroboskoplampe nach dem Auslösen eines Stroboskopblitzes für eine vorgegebene Zeitspanne deaktiviert wird. Von Vorteil ist dabei, dass eine erneute Auslösung von Stroboskopblitzen in einer Rückkopplungsschleife auf Grund eines durch den Stroboskopblitz selbst erzeugten Detektionssignals auf einfache Weise verhinderbar ist.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zu dem Detektionssignal ein Fourier-transformiertes Signal erzeugt wird. Von Vorteil ist dabei, dass eine Verwendung von speziellen reflektierenden Bereichen durch Marker oder andere Vorkehrungen an dem zyklisch bewegten Objekt verzichtbar ist. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass aus dem Fourier-transformierten Signal – ggf. durch eine vorgeschaltete Filterung, um Fremdeinflüsse zu eliminieren – die Bewegungsgeschwindigkeit, insbesondere Rotationsgeschwindigkeit, des angestrahlten Objektes berechnet werden kann. Bevorzugt ist hierbei vorgesehen, dass das Fourier-transformierte Signal mit einer schnellen Fourier-Transformation berechnet wird. Hierbei ist Rechenkapazität einsparbar.
Die Berechnung des Fourier-transformierten Signals kann alternativ zu der Triggerung eines Stroboskopblitzes bei vorgegebenen Pegel vorgesehen sein. Es kann an dem Handgerät auch eine manuelle Umstellung zwischen einer Triggerung des Stroboskopblitzes bei Überschreitung eines Pegels und einer Ansteuerung der Stroboskopblitze nach Ermittelung einer Widerholungsfrequenz des zyklisch bewegten Objektes aus dem Fourier-transformierten Signal ausführbar sein und ausgeführt werden. Besonders günstig ist es, wenn die Auswahl des Verfahrens automatisch erfolgt. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Fourier-transformierte Signal erzeugt wird, nachdem das Detektionssignal über eine vorgegebene Zeitspanne nicht einen vorgegebenen Pegel, insbesondere den bereits erwähnten Pegel, überschritten hat. Von Vorteil ist dabei, dass die einfachere Triggerung der Stroboskopblitze durch Pegelüberschreitung dann ausführbar ist, wenn das Detektionssignal brauchbare Pegel aufweist. Ist dies über eine vorgegebenen Zeitspanne nicht der Fall, wird statt der Triggerung der Stroboskopblitze durch die Pegelüberschreitung bei dieser Ausgestaltung automatisch einer Fouriertransformiertes Signal erzeugt, aus dem die Rotationsfrequenz des rotierenden Objektes ableitbar ist und abgeleitet wird.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass aus dem Fourier-transformierten Signal eine mit einer Wiederholungsfrequenz des zyklisch bewegten Objektes korrelierende Größe ermittelt wird. Dies kann beispielsweise die Wiederholungsfrequenz selbst, insbesondere die Rotationsfrequenz, oder eine physikalische oder mathematisch davon abhängige Größe sein. Von Vorteil ist dabei, dass natürliche Unebenheiten oder Inhomogenitäten an dem zyklisch bewegten Objekt verwendbar sind, um die Wiederholungsfrequenz zu ermitteln. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Ermittlung der Wiederholungsfrequenz durch Ermittlung einer Frequenz zu einem Peak, also einem Spitzenwert oder lokalen Extremwert, im Fourier-transformierten Signal mit der niedrigsten Frequenz ausgeführt wird. Die Erfindung hat hier erkannt, dass die Reihe der Peaks in einem Fourier-transformierten Signal durch die Reihe der harmonischen Anregungen zu einer Grundfrequenz gegeben ist. Die Erfindung benutzt, dass die Wiederholungsfrequenz des zyklisch bewegten Objektes gleich der Grundfrequenz ist, da praktisch alle Objekte in Umfangsrichtung in Bezug auf die zyklische Bewegung Inhomogenitäten aufweisen, die einzelne Stellen auszeichnen.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine mit einer Wiederholungsfrequenz, insbesondere der bereits erwähnten Wiederholungsfrequenz, des zyklisch bewegtenObjektes korrelierende Größe zur Abstimmung der Stroboskopblitze auf das Detektionssignal ermittelt und/oder verwendet wird. Von Vorteil ist dabei, dass eine automatische Synchronisation erreichbar ist.
Beispielsweise kann hierbei oder allgemein vorgesehen sein, dass die Stroboskopfrequenz gleich einer Wiederholungsfrequenz, insbesondere der bereits erwähnten Wiederholungsfrequenz des zyklisch bewegten Objektes, beispielsweise der bereits erwähnten Rotationsfrequenz des rotierenden Objektes, gewählt wird. Von Vorteil ist dabei, dass stillstehende Bilder des zyklisch bewegten Objektes erzeugbar sind. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Stroboskopfrequenz zu einer Wiederholungsfrequenz, insbesondere der bereits erwähnten Wiederholungsfrequenz des zyklisch bewegten Objektes, um einen vorgegebenen Betrag verstimmt oder verschoben, insbesondere vermindert oder vergrößert, gewählt wird. Somit ist aus der schnellen Bewegung des Objektes eine langsame Bewegung generierbar.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Stroboskoplampe abgeschaltet wird, während der reflektierte Anteil erfasst wird. Von Vorteil ist dabei, dass eine Beeinträchtigung der Drehzahlmessung durch die Stroboskoplampe verhinderbar ist. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Synchronisation der Stroboskopblitze zu dem zyklisch bewegten Objekt mittels der beschriebenen Fourier-Transformation des Detektionssignales erfolgt. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass eine Erfassung des reflektierten Anteils unterbrochen wird, während die Stroboskoplampe betrieben wird. Somit ist eine Beeinflussung eines Messergebnisses für die Wiederholungsfrequenz durch die Stroboskopblitze der Stroboskoplampe vermeidbar oder zumindest reduzierbar.
Zur Lösung der genannten Aufgabe sind erfindungsgemäß bei einem Stroboskopgerät die Merkmale des nebengeordneten, auf ein Stroboskop gerichteten, Anspruchs vorgesehen. Insbesondere wird somit erfindungsgemäß zur Lösung der genannten Aufgabe bei einem Stroboskopgerät der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, dass eine Lichtquelle, insbesondere eine Laserlichtquelle, vorhanden und bevorzugt in Richtung einer Abstrahlrichtung der Stroboskoplampe ausgerichtet ist, dass ein Sensor angeordnet ist, mit welchem ein reflektierter Anteil eines von der Lichtquelle ausgesendeten Lichtstrahls, insbesondere Laser-Lichtstrahls, optisch detektierbar und ein zugehöriges Detektionssignal erzeugbar ist, und dass eine Abstimmeinrichtung ausgebildet ist, mit welcher ein Stroboskopblitz der Stroboskoplampe auf das Detektionssignal abstimmbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine separate Einrichtung zur Drehzahlmessung verzichtbar ist. Von Vorteil ist weiter, dass das erfindungsgemäße Stroboskopverfahren mit einem kompakten, vorzugsweise als Handgerät ausgebildeten, Gerät ausführbar ist.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Abstimmeinrichtung mit einer Auslöseeinrichtung der Stroboskoplampe gekoppelt ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine Synchronisierung von Stroboskopblitzen mit der Drehzahl des rotierten Objekts einfach durchführbar ist.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Abstimmeinrichtung mit einer Frequenzvorgabeeinrichtung der Stroboskoplampe gekoppelt ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine Abstimmung der Stroboskopblitze auf das zyklisch bewegte Objekt ohne Pegeltriggerung ausführbar ist.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Abstimmeinrichtung eine Fourier-Transformationseinheit aufweist, die zur Fourier-Transformation des Detektionssignals in ein Fourier-transformiertes Signal eingerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein Fourier-transformiertes Signal Informationen über die Wiederholnungsfrequenz, insbesondere die Rotationsfrequenz, eines betrachteten Objektes enthält, da ein reales Objekt immer ausreichend Unregelmäßigkeiten oder Inhomogenitäten aufweist, die in dem Fourier-transformierten Signal als Indikator der Wiederholungsfrequenz einer zyklisch wiederkehrenden Bewegung identifizierbar sind. Die Erfindung hat hier erkannt, dass die Inhomogenitäten einen reflektierten Anteil erzeugen, der einer Periode wiederkehrend zeitlich variiert, die durch die Umlaufzeit des Objekts oder allgemein die Wiederkehrzeit der zyklischen Bewegung gegeben ist. Besonders günstig ist es, wenn die Fourier-Transformationseinheit zur schnellen Fourier-Transformation des Detektionssignals eingerichtet ist. Somit ist nur eine geringe Rechenkapazität erforderlich, um das erfindungsgemäße Verfahren ausführen zu können.
Hierbei kann vorgesehen sein, dass eine Frequenzermittlungseinrichtung zur Ermittlung einer Frequenz zu einem Peak im Fourier-transformierten Signal mit der niedrigsten Frequenz eingerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Wiederholungsfrequenz des zyklisch bewegten Objekts als Grundfrequenz in dem Fourier-transformierten Signal identifizierbar und weiterverarbeitbar ist.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Abstimmeinrichtung mit einer Deaktivierungseinrichtung der Stroboskoplampe gekoppelt ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein störender Einfluss der Stroboskoplampe reduzierbar oder beseitigbar ist, während die Stroboskopblitze zu der Rotation oder Bewegung des Objektes synchronisiert werden.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine Frequenzvorgabeeinrichtung, insbesondere die bereits erwähnte Frequenzvorgabeeinrichtung, ein Mittel zum Verstimmen einer Stroboskopfrequenz aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass nicht nur stillstehende Bilder des zyklisch bewegten Objektes, sondern auch langsame Bewegungsabläufe erzeugt werden können.
Allgemein ist es günstig, wenn die Frequenzvorgabeeinrichtung eine Frequenzvorgabeeinrichtung, hier einen Frequenzgenerator aufweist, der eine Ansteuerungsfrequenz oder Folge von Ansteuerungsimpulsen der Stroboskoplampe anhand eines Vorgabewertes, insbesondere eines durch Fourier-Transformation und bevorzugt nachgeschaltete Auswahl eines Peaks mit der niedrigsten Frequenz berechneten Vorgabewerts, eingerichtet ist. Somit ist auf einfache Weise eine Abstimmung der Stroboskopblitze auf das zyklisch bewegte Objekt erreichbar. Die Verwendung einer Frequenzvorgabeeinrichtung hat den weiteren Vorteil, dass die Frequenz der Stroboskopblitze einfach gegenüber der Wiederholungsfrequenz des zyklisch bewegten Objektes verstimmbar ist, um beispielsweise langsame Bewegungsabläufe zu erzeugen.
Besonders günstig ist es, wenn das Stroboskopgerät als Handgerät ausgebildet ist. Somit ist eine kompakte, handliche Einheit zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bereitstellbar.
Allgemein ist es günstig, wenn bei einem erfindungsgemäßen Stroboskopgerät, insbesondere wie zuvor beschrieben, Mittel zum Ausführen eines erfindungsgemäßen Stroboskopverfahrens, insbesondere wie zuvor beschrieben und/oder nach einem der auf ein Stroboskopverfahren gerichteten Ansprüche, ausgebildet sind. Umgekehrt kann vorteilhaft bei einem erfindungsgemäßen Stroboskopverfahren, insbesondere wie zuvor beschrieben und/oder nach einem der auf ein Stroboskopverfahren gerichteten Ansprüche, vorgesehen sein, dass ein erfindungsgemäßes Stroboskopgerät, insbesondere wie zuvor beschrieben und/oder nach einem der auf ein Stroboskopgerät gerichteten Ansprüche, verwendet wird.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispieles beschrieben, ist jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt.
Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch Kombination der Merkmale einzelner oder mehrerer Ansprüche untereinander und/oder mit einzelnen oder mehreren Merkmalen des Ausführungsbeispiels.
Es zeigt die einzige
1 in einer stark schematisierten Darstellung ein im Ganzen mit 1 bezeichnetes erfindungsgemäßes Stroboskopgerät.
Das Stroboskopgerät 1 hat eine Stroboskoplampe 2, die in an sich bekannter Weise zur Erzeugung von Stroboskopblitzen 6 zur Beleuchtung eines zyklisch bewegten Objekts 3 eingerichtet ist. Die zyklische Bewegung ist im Ausführungsbeispiel der Einfachheit halber eine Rotationsbewegung. Bei weiteren Ausführungsbeispielen ist die zyklische Bewegung eine andere Bewegung längs einer geschlossenen Kurve.
Das Stroboskopgerät 1 in 1 hat weiter eine Laserlichtquelle 4, mit welcher ein Laser-Lichtstrahl 5 auf das Objekt 3 richtbar ist. Bei weiteren Ausführungsbeispielen ist statt der Laserlichquelle 4 eine sonstige Lichtquelle vorhanden. An die Stelle des Laser-Lichtstrahls 5 tritt in diesem Fall ein Lichtstrahl.
In 1 ist die Laserlichtquelle 4 auf eine Abstrahlrichtung der Stroboskopblitze 6 ausgerichtet, so dass der Laserlichtstrahl 5 und die Stroboskopblitze 6 gleichzeitig auf das rotierende Objekt 3 richtbar sind. Die Stroboskoplampe 2 kann jedoch auch in einer anderen Richtung als die Laserlichtquelle 4 ausstrahlen. Beispielsweise kann die Stroboskoplampe 2 allseitig abstrahlen oder das Objekt 3 indirekt anstrahlen.
An dem Stroboskopgerät 1 ist weiter ein Sensor 7 ausgebildet, der derart ausgerichtet ist, dass ein reflektierter Anteil 8 von dem Objekt 3 des Laserlichtstrahls 5 detektierbar ist. Mit dem Sensor 7 ist somit ein Detektionssignal 9 erzeugbar, welches von dem reflektierten Anteil 8, insbesondere von dessen Intensität und/oder Zeitabhängigkeit, abhängt.
Das Detektionssignal 9 wird – ggf. in noch genauer zu beschreibender Weise weiterverarbeitet – eine Abstimmeinrichtung 10 zugeführt, welche die Stroboskoplampe 2 ansteuert.
Mit der Abstimmeinrichtung 10 werden die Stroboskopblitze 6 somit auf das Detektionssignal 9 abgestimmt.
In einer ersten Variante wird das Detektionssignal 9 als ein Pegelsignal 11 erzeugt, welches von der Intensität des reflektierten Anteils 8 abhängt.
Dieses Pegelsignal 11 wird der Abstimmeinrichtung 10 zugeführt, die eine Auslöseeinrichtung 12 aufweist.
Die Auslöseeinrichtung 12 ist in an sich bekannter Weise so eingestellt, dass an der Stroboskoplampe 2 ein Stroboskopblitz 6 ausgelöst wird, wenn das Pegelsignal 11 einen vorgegebenen Pegel überschreitet.
Das Stroboskopgerät 1 weist weiter eine Deaktivierungseinrichtung 13 auf, mit welcher ein Signalfluss aus dem Sensor 7 unterbrechbar ist und unterbrochen wird, wenn ein Stroboskopblitz 6 ausgelöst wird. Die Deaktivierungseinrichtung 13 trennt die Datenübertragung für eine vorgegebene Zeitspanne, um zu verhindern, dass die Stroboskopblitze 6 der Stroboskoplampe 2 am Sensor 7 eine erneute Pegelüberschreitung erzeugen.
Bei einer zweiten Variante wird das Detektionssignal 9 einer Fourier-Transformationseinheit 14 zugeführt, in welcher aus dem Detektionssignal 9 durch eine schnelle Fourier-Transformation ein Fourier-transformiertes Signal 15 berechnet wird.
Eine Frequenzermittlungseinrichtung 16 identifiziert in dem Fourier-transformierten Signal 15 den Peak 17 mit der niedrigsten Frequenz und gibt dieser Frequenz zur Ansteuerung der Stroboskoplampe 2 durch die Abstimmeinrichtung 10 weiter.
In dieser Variante erzeugt die Abstimmeinrichtung 10 somit eine Serie von Ansteuerungspulsen, deren Frequenz durch die erwähnte Frequenz vorgegeben ist.
Die Deaktivierungseinrichtung 13 ist in dieser Variante verzichtbar.
Zur Verstärkung der zeitlichen Variation des reflektierten Anteils 8 ist auf das Objekt 3 ein Marker 18 mit einem charakteristischen Reflexionsverhalten für den Laser-Lichtstrahl 5 aufgebracht. Beispielsweise kann dies durch einen speziellen Aufkleber oder auf andere Weise erreicht werden.
Durch den exzentrischen Marker 18 ist eine möglicherweise vorhandene Rotationssymmetrie des Objektes 3 unterbrochen, wodurch bei jeder Umdrehung des Objektes 3 ein Pegel in dem Pegelsignal 11 erzeugbar ist.
Bei der zweiten Variante ist der Marker 18 nicht zwingend erforderlich.
Vielmehr hat sich herausgestellt, dass sich bereits die minimalen Unterschiede in dem Objekt 3 zu einem ausreichenden Detektionssignal 9 führen, welches nach Fourier-Transformation den benötigten Peak 17 aufweist.
Die Frequenzvorgabeneinrichtung 16 weist zusätzlich ein Mittel 19 zum Verstimmen der Stroboskopfrequenz auf.
Hierdurch ist es möglich, die Frequenz der Stroboskopblitze 6 geringfügig größer oder geringfügig kleiner als die Wiederholungsfrequenz der zyklischen Bewegung, hier also die Rotationsfrequenz, des Objektes 3 zu wählen. Es sind so langsam bewegte Bilder des Objektes 3 erzeugbar.
Das Stroboskopgerät 1 ist als Handgerät ausgebildet, und die bereits beschriebenen Bestandteile des Stroboskopgerätes 1 bilden Mittel zum Ausführen eines erfindungsgemäßen Stroboskopverfahrens, welches im Folgenden näher beschrieben wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Stroboskopverfahren werden mit der Stroboskoplampe zwei Stroboskopblitze 6 auf das rotierende Objekt 3 geworfen, wobei die Stroboskopblitze 6 auf die Rotationsfrequenz des Objekts 3 als die Wiederholungsfrequenz der zyklischen Bewegung abgestimmt sind.
Hierzu wird ein Laser-Lichtstrahl 5 mit einer Laserquelle 4 erfolgt und auf das Objekt 3 gesendet. Ein reflektierter Anteil 8 des Laser-Lichtstrahls 5 wird mit dem Sensor 7 erfasst, und es wird ein Detektionssignal 9 erzeugt. welches zu dem reflektierten Anteil 8 korreliert.
Dieses Detektionssignal 9 wird in dem Stroboskopgerät 1 verarbeitet und zur Ansteuerung der Stroboskoplampe 2 derart verwendet, dass die Stroboskopblitze 6 zeitlich auf das Detektionssignal 9 abgestimmt werden.
In einer ersten Variante wird auf dem rotierenden Objekt 3 hierzu der bereits erwähnte Marker 18 aufgebracht.
Der Marker 18 wird hierbei exzentrisch in Bezug auf eine Rotationsachse 20 des Objektes 3 angeordnet, so dass sich der reflektierte Anteil 8 stark mit jedem Umlauf des Objekts 3 ändert. Hierzu ist der Marker 18 so angeordnet, dass der Laser-Lichtstrahl 5 in einer Winkelposition auf den Marker 18 fällt.
Mit der bereits beschriebenen Auslöseeinrichtung 12 wird demnach ein Stroboskopblitz 6 ausgelöst, wenn das Detektionssignal 9 einen vorgegebenen Pegel überschreitet.
In dieser Variante wird die Stroboskoplampe 2 nach Auslösen eines Stroboskopblitzes 6 für eine vorgegebene Zeitspanne mit der Deaktivierungseinrichtung 13 deaktiviert. Durch die Deaktivierungseinrichtung 13 wird somit erreicht, dass keine neuen Auslösesignale an die Stroboskoplampe 2 weitergegeben werden, so dass sie deaktiv ist.
Bei der zweiten Variante wird das Detektionssignal 9 mit einer schnellen Fourier-Transformation in ein Fourier-transformiertes Signal 15 umgewandelt.
Bei der zweiten Variante wird die Stroboskoplampe 2 während der Erstellung des Detektionssignals 9 abgeschaltet sein, um Störungen zu vermeiden. Alternativ kann auch die Erstellung des Detektionssignals 9 abgeschaltet sein, solange die Stroboskoplampe 2 betrieben wird.
In diesem Fourier-transformierten Signal 15 wird derjenige Peak 17 identifiziert, der die niedrigste Frequenz aufweist.
Diese Frequenz wird an die Frequenzermittlungseinrichtung 16 weitergegeben, die in einer Frequenzvorgabeeinrichtung 21, hier ein Frequenzgenerator, ein Ansteuerungssignal an die Stroboskoplampe 2 erzeugt.
Nach Bedarf kann dieses Signal gegenüber der identifizierten Frequenz verstimmt werden.
Durch diese Verstimmung ergibt sich eine Stroboskopfrequenz der Stroboskoplampe 2, die zu der Wiederholungsfrequenz, hier also zu der Rotationsfrequenz, des Objekts 3 gleich oder um einen vorgegebenen Betrag verschoben gewählt ist.
In dem Sensor 7 wird somit die Intensität des reflektierten Anteils 8 als eine Größe erfasst, die mit der Wiederholungsfrequenz des zyklisch bewegten Objekts 3 korreliert. Diese Intensität wird in beschriebener Weise zur Abstimmung der Stroboskopblitze 6 auf das Detektionssignal 9 verwendet.
Mit der Deaktivierungseinrichtung 13 wird nach Auslösen eines Stroboskopblitzes 6 und somit während der Erfassung des reflektierten Anteils 8 im Sensor 7 die Stroboskoplampe 2 abgeschaltet.
Die beschriebene zweite Variante wird ausgeführt, wenn das Detektionssignal 9 über eine vorgegebene Zeitspanne nicht den vorgegebenen Pegel überschritten hat. Denn dies ist ein Zeichen dafür, dass das Objekt 3 so homogen ist, dass eine Auslösung eines einzelnen Pegels schwierig ist.
Zwischen der ersten Variante und der zweiten Variante kann der Benutzer auch zusätzlich manuell umschalten.
Bei dem Stroboskopgerät 1 wird vorgeschlagen, einen reflektierten Anteil 8 eines auf ein zyklisch bewegtes Objekt 3 gesendeten Laser-Lichtstrahls 5 mit einem Sensor 7 zu erfassen und ein Detektionssignal 9 des Sensors 7 zur Abstimmung von Stroboskopblitzen 6 auf eine Wiederholungsfrequenz des Objekts 3 zu verwenden.
Bezugszeichenliste

1: Stroboskopgerät
2: Stroboskoplampe
3: Objekt
4: Laserlichtquelle
5: Laser-Lichtstrahl
6: Stroboskopblitz
7: Sensor
8: reflektierter Anteil
9: Detektionssignal
10: Abstimmeinrichtung
11: Regelsignal
12: Auslöseeinrichtung
13: Deaktivierungseinrichtung
14: Fourier-Transformationseinheit
15: Fourier-transformiertes Signal
16: Frequenzermittlungseinrichtung
17: Peak
18: Marker
19: Mittel zum Verstimmen
20: Rotationsachse
21: Frequenzvorgabeeinrichtung

Claims

Stroboskopverfahren, wobei mit einer Stroboskoplampe (2) Stroboskopblitze (6) auf ein zyklisch bewegtes, insbesondere rotierendes, Objekt (3) geworfen werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lichtstrahl, insbesondere ein Laser-Lichtstrahl (5), auf das Objekt (3) gesendet und ein von dem Objekt (3) reflektierter Anteil (8) des Lichstrahls, insbesondere des Laser-Lichtstrahls (5), erfasst wird, dass ein Detektionssignal (9) zu dem erfassten reflektierten Anteil (8) erzeugt wird und dass die Stroboskopblitze (6) zeitlich auf das Detektionssignal (9) abgestimmt werden.
Stroboskopverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem zyklisch bewegten Objekt (3) ein Marker (18) mit einem charakteristischen Reflexionsverhalten exzentrisch angeordnet und mit dem Lichtstrahl, insbesondere mit dem Laser-Lichtstrahl (5), beleuchtet wird.
Stroboskopverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stroboskopblitz (6) ausgelöst wird, wenn das Detektionssignal (9) einen vorgegebenen Pegel überschreitet.
Stroboskopverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stroboskoplampe (2) nach Auslösen eines Stroboskopblitzes (6) für eine vorgegebene Zeitspanne deaktiviert wird.
Stroboskopverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zu dem Detektionssignal (9), vorzugsweise mit einer schnellen Fourier-Transformation, ein Fourier-transformiertes Signal (15) erzeugt wird, insbesondere nachdem das Detektionssignal (9) über eine vorgegebenen Zeitspanne nicht den oder einen vorgegebenen Pegel überschritten hat.
Stroboskopverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Fourier-transformierten Signal (15) eine mit einer Wiederholungsfrequenz, insbesondere Rotationsfrequenz, des zyklisch bewegten Objekts (3) korrelierende Größe ermittelt wird, insbesondere durch Ermittlung einer Frequenz zu einem Peak (17) im Fourier-transformierten Signal (15) mit der niedrigsten Frequenz.
Stroboskopverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit der oder einer Wiederholungsfrequenz, insbesondere Rotationsfrequenz, des zyklisch bewegten Objekts (3) korrelierende Größe zur Abstimmung der Stroboskopblitze (6) auf das Detektionssignal (9) ermittelt und/oder verwendet wird.
Stroboskopverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stroboskopfrequenz gleich einer oder der Wiederholungsfrequenz, insbesondere Rotationsfrequenz, oder zu einer oder der Wiederholungsfrequenz, insbesondere Rotationsfrequenz, um einen vorgegebenen Betrag verschoben gewählt wird.
Stroboskopverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stroboskoplampe (2) abgeschaltet wird, während der reflektierte Anteil erfasst wird und/oder dass eine Erfassung des reflektierten Anteils unterbrochen wird, während die Stroboskoplampe (2) betrieben wird.
Stroboskopgerät (1) mit einer Stroboskoplampe (2), dadurch gekennzeichnet, dass eine Lichtquelle, insbesondere eine Laserlichtquelle (4), vorhanden und bevorzugt in Richtung einer Abstrahlrichtung der Stroboskoplampe (2) ausgerichtet ist, dass ein Sensor (7) angeordnet ist, mit welchem ein reflektierter Anteil (8) eines von der Laserlichtquelle (4) ausgesendeten Lichtstrahls, insbesondere Laser-Lichtstrahls (5), optisch detektierbar und ein zugehöriges Detektionssignal (9) erzeugbar ist, und dass eine Abstimmeinrichtung (10) ausgebildet ist, mit welcher ein Stroboskopblitz (6) der Stroboskoplampe (2) auf das Detektionssignal (9) abstimmbar ist.
Stroboskopgerät (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstimmeinrichtung (10) mit einer Auslöseeinrichtung (12) und/oder mit einer Frequenzvorgabeeinrichtung (21) der Stroboskoplampe (2) gekoppelt ist.
Stroboskopgerät (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstimmeinrichtung (10) eine Fourier-Transformationseinheit (14) aufweist, die zur vorzugsweise schnellen Fourier-Transformation des Detektionssignals (9) in ein Fourier-transformiertes Signal (15) eingerichtet ist, insbesondere wobei eine Frequenzermittlungseinrichtung (16) zur Ermittlung einer Frequenz zu einem Peak im Fourier-transformierten Signal mit der niedrigsten Frequenz eingerichtet ist.
Stroboskopgerät nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstimmeinrichtung (10) mit einer Deaktivierungseinrichtung (13) der Stroboskoplampe (2) gekoppelt ist.
Stroboskopgerät nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die oder eine Frequenzvorgabeeinrichtung (21) ein Mittel zum Verstimmen einer Stroboskopfrequenz aufweist.
Stroboskopgerät (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Stroboskopgerät (1) als Handgerät ausgebildet ist.
Stroboskopgerät (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Ausführen eines Stroboskopverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet sind.