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Die vorliegende Erfindung betrifft ein T-Stück zur Verbindung zweier Distanzsensoren mit einer Steuereinheit, ein System zur Dicken- oder zur Differenzmessung von Gegenständen, etwa im Rahmen einer industriellen Fertigung, welches eine Steuereinheit, zwei Distanzsensoren und ein solches T-Stück umfasst, und ein Verfahren zur Dicken- oder Differenzmessung unter Verwendung eines solchen Systems.
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Grundsätzlich ist eine Verbindung von Sensoren mit einem T-Stück im Stand der Technik bekannt. So betrifft die
DE 100 65 048 C2 ein Verfahren zur Minimierung des Verdrahtungsaufwands eines Sicherheitssystems, sieht aber neben diesem rein baulichen Effekt keine Vereinfachung der Konfiguration eines Sensors vor.
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Mit Abstandssensoren können Abstände präzise gemessen werden. Die Messwertausgabe kann dabei analog oder digital über eine Schnittstelle erfolgen. Es gibt unterschiedliche Messverfahren, wie etwa die Lasertriangulation, die konfokale Abstandsmessung, die Laser-Laufzeitmessung, die Ultraschall-Laufzeitmessung oder die induktive Abstandsmessung. Entsprechende Sensoren sind in der Regel über ein Display mit Tasteneigabe oder auch über Sensorschnittstellen wie IO-Link konfigurierbar.
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Sonderformen der Abstandsmessung sind die Dicken- und die Differenzmessung.
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Bei der Dickenmessung sind zwei Abstandssensoren einander gegenüberliegend angeordnet, wobei ein zu messendes Objekt sich dazwischen befindet. Ein solcher erster Versuchsaufbau ist in 1 dargestellt. Zu ermitteln ist hierbei die Dicke eines Objektes, wie etwa eines Blechs, das zwischen den beiden Distanzsensoren hindurchgeführt wird. Bei der Dickenmessung ist es erforderlich, in einer Kalibrierung mit einer bekannten Blechdicke das Messsystem auf den richtigen Wert zu einzustellen. Bei dem zu messenden Blech ergibt sich dann die Dicke, indem von einem zuvor kalibrierten Referenzwert, nämlich die Summe der Abstandswerte der beiden Distanzsensoren zuzüglich der Dicke des Referenzblechs, die beiden in der eigentlichen Messung ermittelten Abstände abgezogen werden.
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Bei der Differenzmessung hingegen, wie sie etwa aus der 2 hervorgeht, erfolgt die Messung von der gleichen Seite. Ein Sensor blickt auf das zu messende Objekt, der andere auf eine Referenzfläche. Bei der Differenzmessung entspricht der Ergebniswert folglich einer Differenz der beiden Messergebnisse der beiden Sensoren.
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Bisher haben Abstandssensoren keinen speziellen Modus für solche Funktionen. Soll eine Differenz- oder Dickenmessung durchgeführt werden, müssen die Sensoren an einer Steuerung oder an einer speziellen Auswerteeinheit angeschlossen werden. Diese Auswerteeinheit muss für die jeweils angeschlossenen Sensoren und für die genaue Anwendung aufwändig konfiguriert werden. Das Ergebnis steht dem Anwender wiederum als Dicken- oder Differenzsignal analog oder digital zur weiteren Verwendung zur Verfügung.
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Die Kosten für eine solche Auswerteeinheit sind hoch, da diese wiederum zur Messwertausgabe eine analoge bzw. digitale Schnittstelle in Richtung zu den Abstandssensoren und zusätzlich auch in Richtung zur nachfolgenden Maschinensteuerung erforderlich macht, mit einem Prozessor, einer Stromversorgung, sowie gegebenenfalls mit einem Display zur einfacheren Bedienung und einem entsprechenden Gehäuse mit Anschlusssteckern. Nachteilig ist auch eine höhere Störanfälligkeit. Viele Möglichkeiten einer Fehlkonfiguration erschweren die Inbetriebnahme.
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Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Dicken- und eine Differenzmessung zu ermöglichen, ohne dass eine Auswerteeinheit für die Berechnung der Dicke oder der Differenz eingesetzt werden muss und die in einfacher Weise zur Verwendung mit den Distanzsensoren konfiguriert und auf diese eingestellt werden kann.
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Gelöst wird dies durch ein T-Stück zur Verbindung zweier Distanzsensoren mit einer Steuereinheit gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1, durch ein System aus den genannten Bestandteilen gemäß dem nebengeordneten Anspruch 4, sowie durch ein Verfahren zur Dicken- oder Differenzmessung unter Einbezug der genannten Bestandteile gemäß dem ebenfalls nebengeordneten Anspruch 7. Sinnvolle Weiterbildungen des T-Stücks, des Systems und des Verfahrens können den sich jeweils anschließenden abhängigen Ansprüchen entnommen werden.
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Erfindungsgemäß vorgesehen ist ein T-Stück zur Verbindung zweier Distanzsensoren mit einer Steuereinheit, umfassend ein Gehäuse mit einem ersten Sensoranschluss zum Anschluss eines ersten Distanzsensors und einen zweiten Sensoranschluss zum Anschluss eines zweiten Distanzsensors, sowie einem Steueranschluss zur Verbindung des ersten Distanzsensors und des zweiten Distanzsensors mit der Steuereinheit, wobei der Steueranschluss den Sensoranschlüssen eine Versorgungsspannung zwischen einer Zuleitung und einer Ableitung bereitstellt, wobei zwischen der Zuleitung und der Ableitung in dem Gehäuse ein Spannungsteiler mit wenigstens zwei Widerständen gebildet ist, zwischen denen ein Abgriff für eine Mittelspannung mit einer zweiten Eingangsleitung des zweiten Sensoranschlusses verbunden ist, wobei eine zweite Ausgangsleitung des zweiten Sensoranschlusses mit einer ersten Eingangsleitung des ersten Sensoranschlusses und eine erste Ausgangsleitung des ersten Sensoranschlusses mit einer Steuereingangsleitung des Steueranschlusses verbunden ist.
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Dadurch, dass der zweite Distanzsensor folglich über das T-Stück mit einem Dauersignal beschickt wird, das mithilfe eines Spannungsteilers von der Versorgungsspannung abgeleitet ist, kann dieser ohne eine händische Kalibrierung oder Einstellung allein durch die korrekte Verbindung mit dem zweiten Sensoranschluss als zweiter Distanzsensor eingerichtet werden, und nimmt aufgrund des hierbei empfangenen Signals die Arbeit auf. Dies ist ein großer Kostenvorteil für den Anwender und vereinfacht auch die Inbetriebnahme erheblich.
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In konkreter Weiterbildung kann weiter vorgesehen sein, dass dem ersten Sensoranschluss ein erster Fehlerausgang zugeordnet ist, welcher mit einem ersten Fehlereingang des Steueranschlusses verbunden ist, und/oder dem zweiten Sensoranschluss ein zweiter Fehlerausgang zugeordnet ist, welcher mit einem zweiten Fehlereingang des Steueranschlusses verbunden ist. Trotzdem die Steuereinheit lediglich mit dem für sie einzig relevanten Ausgang des ersten Distanzsensors verbunden ist, kann ein Fehler in beiden Sensoren auftreten. Es kann daher mit einigem Vorteil vorgesehen sein, für jeden der beiden Sensoren eine eigene Fehlerleitung bereitzuhalten um einen möglichen Hardwareschaden oder eine sonstige Fehlfunktion leicht identifizieren und beheben zu können.
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In konkreter Ausgestaltung können die Sensoranschlüsse und/oder der Steueranschluss als 5-poliger M12-Stecker ausgebildet sein. Hierbei handelt es sich um verbreitete und robust handhabbare Stecker, die mit ihren fünf Polen eine ausreichende Bandbreite für die Kommunikation zwischen den Sensoren und der Steuereinheit bereithalten. Selbstverständlich ist aber auch eine andere Steckerkonfiguration möglich, mit mehr oder weniger Leitungen, letzteres insbesondere wenn auf die Fehlerleitungen verzichtet wird.
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In der konkreten Anwendung des T-Stücks kann neben diesem ein System zur Dicken- oder Differenzmessung zum Einsatz kommen, umfassend eine Steuereinheit und zwei Distanzsensoren, welche unter Zwischenschaltung eines T-Stücks gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche miteinander datenverbunden sind, wobei die Distanzsensoren an einem Eingang Mittel zur Detektion einer Mittelspannung unterhalb einer Versorgungsspannung und zum Empfang eines digitalen Signals, sowie an einem Ausgang Mittel zur Übertragung eines Abstandssignals und zur Berechnung einer Objektdicke, vorzugsweise nach einem Dicken- oder einem Differenzverfahren, unter Einbezug eigener Messwerte des jeweiligen Distanzsensors und an dem Eingang anliegender weiterer Messwerte, aufweisen.
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Die ermittelten Abstandswerte liefert der zweite Distanzsensor hierbei an den ersten Distanzsensor, welcher die beiden Abstandswerte miteinander in Korrelation setzt. Sofern die Distanzsensoren so eingestellt sind, dass eine Differenzmessung erfolgen soll, kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der kleinere Abstandswert von dem größeren Abstandswert abgezogen wird. Erst dieses wird dann der Steuereinheit bereitgestellt, die damit für das benötigte Ergebnis nur einen Anschluss belegt und direkt auf den Wert für die Differenz der betrachteten Höhenlagen zurückgreifen kann. Bei einer Ermittlung eines Dickenwerts kann vorher aufgrund einer Referenzmessung ein Referenzwert ermittelt werden, von dem dann beide Abstandswerte abgezogen werden um die tatsächliche Dicke des betrachteten Gegenstands, etwa eines zwischen den Distanzsensoren hindurchgeführten Blechs, zu erhalten.
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Eine komplexe Messung kann somit direkt in der Hardware des Sensors erledigt werden, welcher lediglich über Kabel mit dem T-Stück, und dieses mit der Steuereinheit, verbunden werden muss um diese Messung durchführen zu können. Eine fehlerhafte Konfiguration kann hierdurch nahezu sicher verhindert werden.
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Ein erfindungsgemäßes System kann konkret so ausgestaltet sein, dass die Distanzsensoren und die Steuereinheit mithilfe des T-Stücks derart verbunden sind, dass ein zweiter Ausgang eines zweiten Distanzsensors nur mit dem ersten Distanzsensor und ein erster Ausgang des ersten Distanzsensors nur mit der Steuereinheit verbunden ist. Die Steuereinheit erhält durch diese Kette nur die Daten, die sie letztlich zur Auswertung benötigt. Das T-Stück mit den beiden Distanzsensoren stellt für die Steuereinheit ein abgeschlossenes Differenz- und Dickenmessystem dar.
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Weiter kann mit einigem Vorteil vorgesehen sein, dass die Distanzsensoren über eine Zuleitung und eine Ableitung mit elektrischer Energie versorgt sind und an einem zweiten Eingang des zweiten Distanzsensors eine Mittelspannung anliegt, welche an einem Spannungsteiler zwischen der Zuleitung und der Ableitung abgegriffen ist. Diese Mittelspannung ergibt sich in Abhängigkeit von einem verwendeten Spannungsteiler. Dieser besteht im einfachsten Fall aus zwei gleichen Widerständen, zwischen denen ein Abgriff eingerichtet ist, an dem das Mittelsignal abgegriffen und an den Eingang des zweiten Distanzsensor übertragen wird.
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Durch die Verwendung von mehreren, vorzugsweise wenigstens vier, Widerständen in dem Spannungsteiler kann die Spannungsfestigkeit erhöht werden. Auch innerhalb des zweiten Distanzsensors vorgehaltene Widerstände können bedarfsweise in den Spannungsteiler einbezogen werden, wenn diese zwischen dem betroffenen Eingang und der Zuleitung oder der Ableitung vorgesehen sind. Aber auch eine Aufteilung mit gleichen Widerständen ist nicht erforderlich, je nach Vorgabe kann das Mittelsignal auch weiter oberhalb oder unterhalb der halben Versorgungsspannung liegen. Mit einigem Vorteil kann vorgesehen sein, dass das Signal der Versorgungsspannung und das Mittelsignal miteinander verglichen werden. Auf diese Weise können durch Schwankungen des Versorgungssignals eintretende Schwankungen auch des Mittelsignals richtig interpretiert und bedarfsweise auch kompensiert werden.
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Schließlich ist erfindungsgemäß auch ein Verfahren zur Dicken- oder Differenzmessung vorgesehen, bei dem zwei Distanzsensoren unter Zwischenschaltung eines eingangs beschriebenen T-Stücks mit einer Steuereinheit verbunden werden, wobei ein zweiter Distanzsensor an einem zweiten Eingang eine konstante Mittelspannung detektiert, welche geringer ist als eine Versorgungsspannung, vorzugsweise halb so groß wie die Versorgungsspannung, und daraufhin als Sekundärsensor konfiguriert wird, welcher an einem zweiten Ausgang als serielles Signal abwechselnd ein Startsignal und ein zweites Abstandssignal ausgibt, und wobei ein erster Distanzsensor an einem ersten Eingang das Startsignal empfängt und daraufhin als Primärsensor konfiguriert wird, welcher das abwechselnd anliegende zweite Abstandssignal empfängt, mit einem selbst ermittelten ersten Abstandssignal verrechnet und einen so ermittelten Ergebniswert über einen ersten Ausgang an einen Eingang der Steuereinheit übermittelt.
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Die Reihenfolge sieht insoweit zunächst logisch den Anschluss des zweiten Distanzsensors vor, wenngleich diese Reihenfolge für die Funktion nicht erforderlich ist. Durch den Anschluss des zweiten Distanzsensors an die Steuereinheit wird an den Versorgungsleitungen, hier der Zuleitung und der Ableitung, eine Versorgungsspannung angelegt. Die angeschlossenen Distanzsensoren nehmen daraufhin ihren Betrieb auf. Unmittelbar liegt aufgrund des vorgesehenen Spannungsteilers auch das Mittelsignal an dem Eingang des zweiten Distanzsensors an und dieser kann daraus ableiten, dass er als Sekundärsensor dient und lediglich ein Startsignal und seine Abstandswerte als Ausgangssignal an einen anderen Distanzsensor, nämlich den Primärsensor, übermitteln soll.
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Hierzu ist dann ein erster Distanzsensor vorgesehen, welcher als Eingangssignal das von dem zweiten Distanzsensor ausgesandte Ausgangssignal empfängt. Dieser enthält als serielles Signal abwechselnd die ermittelten Abstandswerte und das Startsignal für den Primärsensor. Aufgrund dieses Startsignals wird der erste Distanzsensor sich entsprechend als Primärsensor konfigurieren, die Abstandswerte des zweiten Distanzssensors, hier also des Sekundärsensors, entgegennehmen und mit von dem ersten Distanzsensor selbst ermittelten Abstandswerten verrechnen. Die sich aufgrund dieser Verrechnung ergebenden Ergebniswerte liefert der erste Distanzsensor schließlich an die Steuereinheit.
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Mit einigem Vorteil kann die Erfindung dadurch weitergebildet werden, dass die Distanzsensoren mithilfe einer weiteren digitalen Schnittstelle, vorzugsweise über Bluetooth oder IO-Link, kalibriert und eingestellt werden, insbesondere über die weitere digitale Schnittstelle vorgegeben wird, ob eine Dickenmessung oder eine Differenzmessung durchgeführt wird. Je nachdem erfolgt im Rahmen der weiteren Bearbeitung der ermittelten Abstandswerte die Bestimmung des Ergebniswerts, welcher der Steuereinheit bereitgestellt wird.
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Konkret kann hierfür vorgesehen sein, dass der erste Distanzsensor im Fall einer Differenzmessung das von ihm empfangene zweite Abstandssignal von seinem selbst ermittelten ersten Abstandssignal abzieht oder umgekehrt, und im Fall einer Dickenmessung das von ihm empfangene zweite Abstandssignal und sein selbst ermitteltes erstes Abstandssignal von einem Referenzwert, welcher im Vorfeld aus einer Referenzkalibrierung gewonnen wird, abzieht. Die Erstellung einer Referenzkalibrierung kann insbesondere dadurch erfolgen, dass der erste Distanzsensor vorab mittels einer Einlerntaste am Gehäuse des Distanzsensors oder über eine Softwarefunktion in einen Einlernzustand versetzt wird, in welchem eine Referenzkalibrierung zur Durchführung einer Dickenmessung durchführbar ist. Sodann wird ein Referenzgegenstand, etwa ein Referenzblech, zwischen den beiden Distanzsensoren hindurchbewegt und die hierbei aufgenommenen Messungen der Sensoren als Referenz hinterlegt. Der Referenzwert ergibt sich dann als Summe aus den Abstandswerten beider Distanzsensoren und der Dicke des Referenzgegenstands, welcher zwischen den beiden Distanzsensoren hindurchgeführt wurde.
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Die vorstehend beschriebene Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Es zeigen
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- 1 das bereits eingangs beschriebene Verfahren zur Dickenmessung mithilfe zweier einander gegenüberliegender Distanzsensoren,
- 2 das bereits eingangs beschriebene Verfahren zu Differenzmessung mithilfe zweier gleichsinnig ausgerichteter, benachbarter Distanzsensoren,
- 3 ein erfindungsgemäßes T-Stück in einer Draufsicht, sowie
- 4 ein systematisches Schaltbild zur Verdrahtung des T-Stücks gemäß 3.
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1 zeigt ein System bestehend aus zwei einander gegenüberliegend angeordneten Distanzsensoren 2 und 3, welche einander gegenüberliegend an einem Förderband 26 angeordnet sind. Hierbei kann ein unten liegender erster Distanzsensor 2 zwischen den Walzen des Förderbands 26 hindurch bis zu einem Blech 25 blicken, welches auf dem Förderband 26 bewegt und hierbei im Hinblick auf die Dicke vermessen werden soll. Ihm gegenüber liegt oberhalb des Förderbands 26 ein zweiter Distanzsensor 3. Beide Distanzsensoren 2 und 3 sind, zumindest mittelbar, mit einer Steuereinheit 1 verbunden, welche die ermittelte Dicke des Blechs 25 als Messwert verarbeiten soll.
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In einem vorgelagerten Schritt wird nunmehr eine Referenzmessung durchgeführt. Hierzu wird eine Einlerntaste an dem ersten Distanzsensor 2 betätigt, so dass dieser weiß, dass es sich um eine Referenzmessung handelt. Der erste Distanzsensor 2 misst also seinen Abstand zu einem im Strahlengang der beiden Distanzsensoren liegenden Referenzblech, erhält den entsprechenden Abstandswert von dem zweiten Distanzsensor 3 übermittelt und addiert diese, sowie eine händisch vorgegebene Dicke des Referenzblechs, welche etwa über eine weitere digitale Schnittstelle, wie etwa über IO-Link, bereitgestellt wird. Der sich aus dieser Bestimmung ergebende Referenzwert wird im ersten Distanzsensor gespeichert und liegt den künftigen Messungen zugrunde.
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Entsprechend wird im Rahmen einer Messung im Normalbetrieb der zweite Distanzsensor 3 wiederum einen Abstandswert ermitteln und an den ersten Distanzsensor weiterleiten, während der erste Distanzsensor 2 den zuvor gespeicherten Referenzwert heranzieht und den Abstandswert des zweiten Distanzsensors 3 sowie den von dem ersten Distanzsensor 2 selbst ermittelten Abstandswert von dem Referenzwert abzieht. Die sich hieraus ergebende Differenz wird der Steuereinheit 1 als Dicke des Blechs 25 übermittelt.
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2 zeigt den ersten Distanzsensor 2 und den zweiten Distanzsensor 3 in einem anderen Aufbau, bei dem eine Höhendifferenz und damit eine Schichtdicke an einem Gegenstand 24 bestimmt werden kann. Entsprechend befinden sich die Distanzsensoren 2 und 3 auf derselben Seite eines Förderbands 26. Eine Schichtdicke errechnet der erste Distanzsensor 2 auch hier dadurch, dass er den größeren Abstandswert 22 heranzieht und den kleineren Abstandswert 23 davon subtrahiert.
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Die Verbindung der beiden Distanzsensoren 2 und 3 mit der Steuereinheit 1 erfolgt hierbei über ein T-Stück 4. Ein T-Stück 4 ist ein spezieller Steckverbinder mit einem Gehäuse 5 mit drei Steckern, von denen zwei Stecker als Sensoranschlüsse 6 und 10 in Richtung der Distanzsensoren 2 und 3, ein Stecker als Steueranschluss 14 in Richtung zu der übergeordneten Steuereinheit weisen. Die Distanzsensoren 2 und 3 besitzen in der Regel einen Steckverbinder, vorzugsweise einen 5-poligen M 12 Stecker. Der Anschluss an dem T-Stück 4 erfolgt dann mit einem Verbindungskabel passender Länge. Alternativ kann auch der jeweilige Distanzsensor 2 oder 3 einen Kabelanschluss haben, mit einem passenden Steckverbinder am Kabelende.
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4 zeigt die Verschaltung innerhalb des Gehäuses 5 im T-Stück 4. Jeder Distanzsensor 2 und 3 beinhaltet ein Abstandsmesssystem und eine analoge und/oder digitale Schnittstelle zur Übertragung des Messergebnisses zu einer übergeordneten Steuereinheit, etwa einer Maschinensteuerung. Für eine Dicken- bzw. Differenzmessung muss einer der beiden Distanzsensoren 2 oder 3 die Funktion als Primärsensor und der andere als Sekundärsensor annehmen. Dies erfolgt direkt mit dem Anschluss an das T-Stück 4. Werden die beiden Distanzsensoren 2 und 3 an dem T-Stück 4 angeschlossen, so wird der erste Distanzsensor 2 an dem ersten Sensoranschluss 6 angeschlossen, der zweite Distanzsensor 3 an dem zweiten Sensoranschluss 10 und die Steuereinheit 1 an dem Steueranschluss 14.
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Um die Distanzsensoren 2 und 3 mit elektrischer Spannung zu versorgen, sind als Versorgungsleitungen eine Zuleitung 18 und eine Ableitung 19 vorgesehen, welche von dem Steueranschluss 14 zu beiden Sensoranschlüssen 6 und 10 durchgeleitet werden. Über die Versorgungsleitungen hinaus sind Leitungen für die Kommunikation der Distanzsensoren mit der Steuereinheit 1 vorgesehen, nämlich zum Einen ein erster Fehlerausgang 8, welcher Fehlermeldungen des ersten Distanzsensors 2 an einen ersten Fehlereingang 16 der Steuereinheit 1 meldet, sowie ein zweiter Fehlerausgang 13, welcher Fehlermeldungen des zweiten Distanzsensors 3 an einen zweiten Fehlereingang 17 der Steuereinheit 1 übermittelt. Hierdurch können Fehlermeldungen der Distanzsensoren 2 und 3 unmittelbar und direkt an die Steuereinheit weitergegeben werden.
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Weiter weisen die Sensoranschlüsse 6 und 10 jeweils eine Eingangsleitung 7 bzw. 11 und eine Ausgangsleitung 8 bzw. 12 auf. Über diese läuft die Konfiguration der Distanzsensoren 2 und 3 und gleichzeitig deren Konfiguration als Primär- und Sekundärsensor. An einer zweiten Eingangsleitung 11, welche zu dem zweiten Sensoranschluss 10 geführt ist, wird über einen Spannungsteiler 20 ein Mittelsignal erzeugt und ein Abgriff 21 zwischen mehreren Widerständen des Spannungsteilers 20 mit der zweiten Eingangsleitung 11 verbunden. Im Fall gleich großer Widerstände in dem Spannungsteiler 20 ergibt sich damit am Abgriff 21 und somit an der zweiten Eingangsleitung 11 des zweiten Sensoranschlusses 10 eine Mittelspannung, die halb so groß ist wie die Versorgungsspannung. Durch Überwachung der Versorgungsspannung und Vergleich mit der Mittelspannung kann diese zudem bereinigt werden. Aufgrund dieses spezifischen Signals, welches aber rein hardwaremäßig generiert wird, erkennt der angeschlossene zweite Distanzsensor 3, obgleich er mit dem ersten Distanzsensor 2 baugleich und identisch konfiguriert sein kann, dass er an dem T-Stück 4 als Sekundärsensor angehängt ist. Er reagiert darauf, indem er seinerseits das ermittelte Abstandssignal über eine zweite Ausgangsleitung 12 an den ersten Distanzsensor 2 weiterleitet.
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Sobald der erste Distanzsensor 2 das Signal des zweiten Distanzsensors 3 an seiner ersten Eingangsleitung 7 erhält, welches sich mit einem Startsignal abwechselt, erkennt der erste Distanzsensor 2, dass er als Primärsensor konfiguriert sein soll und dass er das an seiner Eingangsleitung 7 eingehende Signal weiterverarbeiten soll.
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Das Abstandssignal des zweiten Distanzsensors 3 verrechnet der erste Distanzsensor 2 dann mithilfe einer internen Auswerteschaltung in der Art wie zur 1 und der 2 beschrieben, je nachdem ob eine Dicken- oder eine Differenzmessung erfolgen soll. Der hieraus bestimmte Ergebniswert wird dann jeweils über eine erste Ausgangsleitung 9 an eine Steuereingangsleitung 15 des Steuergeräts 1 übermittelt. Diese kann den Ergebniswert als Differenz bzw. Dicke des zu messenden Gegenstands weiter verwenden.
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Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem mit einer teuren Auswerteeinheit gearbeitet werden muss, wird bei der vorliegenden Lösung nur ein T-Stück 4 mit einer einfachen Innenschaltung benötigt. Durch Anschluss der beiden Distanzsensoren 2 und 3 am T-Stück 4 erfolgt sofort ein Wechsel in die Funktion Dickenmessung und die Kalibrierung auf eine bestimmte Referenzdicke erfolgt per Einlernfunktion. Für eine weitergehende Konfiguration, etwa für eine Differenzmessung, wird nur eine Inbetriebnahme mit einer standardmäßig vorhanden Bediensoftware über IO-Link, Bluetooth oder einer anderen digitalen Schnittstelle benötigt. Ein Vorteil ist der volle Erhalt der Messgeschwindigkeit und die Vermeidung von Asynchronitätsfehlern. Ein störsicherer Betrieb wird gewährleistet, da die Daten zwischen den Sensoren digital übertragen werden. Zum weitergehenden Konfigurieren der Dicken- bzw. Differenzmessung ist nur ein Schnittstellenanschluss am jeweiligen Primärsensor erforderlich.
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Vorstehend beschriebene ist somit eine Dicken- und eine Differenzmessung, für die keine Auswerteeinheit für die Berechnung der Dicke oder der Differenz eingesetzt werden muss, da die Distanzsensoren mithilfe eines T-Stücks in einfacher Weise zur Verwendung mit einer Steuereinheit konfiguriert und auf diese eingestellt werden können.
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BEZUGSZEICHENLISTE
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- 1
- Steuereinheit
- 2
- erster Distanzsensor
- 3
- zweiter Distanzsensor
- 4
- T-Stück
- 5
- Gehäuse
- 6
- erster Sensoranschluss
- 7
- erste Eingangsleitung
- 8
- erster Fehlerausgang
- 9
- erste Ausgangsleitung
- 10
- zweiter Sensoranschluss
- 11
- zweite Eingangsleitung
- 12
- zweite Ausgangsleitung
- 13
- zweiter Fehlerausgang
- 14
- Steueranschluss
- 15
- Steuereingangsleitung
- 16
- erster Fehlereingang
- 17
- zweiter Fehlereingang
- 18
- Zuleitung
- 19
- Ableitung
- 20
- Spannungsteiler
- 21
- Abgriff
- 22
- größerer Abstandswert
- 23
- kleinerer Abstandswert
- 24
- Gegenstand
- 25
- Blech
- 26
- Förderband
