DE10226286B3 - Einstichsensor - Google Patents

Abstract

Der Einstichsensor ist zum Einstechen in weichplastische Werkstoffe vorgesehen. Er erfaßt elektronisch Inhomogenitäten solcher Werkstoffe, insbesondere deren Grenzen und Mächtigkeit. Er besteht aus einem kanülenförmig ausgebildeten Körper und weist eine lichttransparente Scheibe auf, die mit einem optischen Sensor gekoppelt ist.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Einstichsensor zum elektronischen Erfassen von Inhomogenitäten in weichplastischen Werkstoffen, mit einem zylindrischen, mit einem Anschluss versehenen Einstechkörper, einem dem Anschluss gegenüberliegenden Einstichdorn, eine dem Einstichdorn benachbarten optischen Öffnung und Mitteln zum Aussenden und Empfangen von Licht.
• Ein derartiger, dort als Garprozeßfühler verwendeter Einstichsensor ist aus der DE 101 09 246 C1 bekannt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den vorbekannten Einstichsensor so weiter zu bilden, dass dieser störungsfrei arbeitet und somit auch für andere Anwendungsfälle Verwendung finden kann.
• Erfindungsmäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die optische Öffnung ein Farbglas ist und das Mittel zum Aussenden und Empfangen von Licht ein auf eine in dem Einsteckkörper montierte Leiterplatte im Bereich des Farbglases aufgebracht und durch einen optischen Sender und einen optischen Empfänger gebildeter Reflextaster ist.
• Erfindungsgemäß besteht die Scheibe aus Farbglas mit optisch-selektiven Eigenschaften, so dass der hinter der Scheibe aufgebaute Reflextaster nicht durch Störlicht beeinflussbar ist. Die Scheibe ist vorzugsweise gehärtet, was verhindert, dass sich ihre optischen Eigenschaften durch Kratzer im Verlaufe des Betriebes verändern. Das von dem optischen Reflextaster abgestrahlte infrarote Licht durchdringt nahezu ungedämpft die Scheibe und regt den an der Scheibe anliegenden Werkstoff zu einer Rückstrahlung an. Diese Rückstrahlung wird von dem optischen Reflextaster empfangen und elektronisch ausgewertet. Die Reflexionseigenschaften des Mediums sind sowohl abhängig von der Wellenlänge des ausgesendeten Lichtes wie auch von den optischen Absorbions- oder Reflexionseigenschaften des Werkstoffes. Auf diese Weise erzeugt der an der Scheibe wie an einem Fenster vorbeilaufende Werkstoff ein Reflexionsprofil, der; korreliert mit der Eintauchtiefe der Kanüle sowohl die Mächtigkeit einer Schicht wie auch ihrer Grenze z. B. durch ein Eichtauchtiefe-Strom-Diagramm darstellbar macht. Wird z. B. eine Käseprobe von der Sonde durchstochen, können Anzahl, Größe und Lage der Löcher im Produktionsdurchlauf systematisch erfasst werden, weil insbesondere im Lochbereich der nicht am Fenster anliegende Käse einen sehr scharf abgrenzbaren optischen Reflexionsbereich ergibt. Vergleichbare Anwendungen sind auch in der Backwaren- oder Fleischindustrie denkbar, wo es immer darum geht, eine Schichtgrenze oder eine Inhomogenität in Abhängigkeit von der Eintauchtiefe des invasiv wirkenden Einstichsensors zu bestimmen.
• Anhand von Anwendungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert.
• 1 zeigt einen Schnitt durch den Einstechsensor. Der kanülenförmig ausgebildete zylindrische Einstichkörper 1 ist anschlussseitig geöffnet und hat gegenüberliegend einen Einstichdorn 8. Dicht oberhalb des Einstichdornes 8 ist eine Bohrung in der Kanüle eingebracht in die eine lichttransparente Scheibe 3 eingesetzt ist. Hinter der Scheibe im Innenraum der Kanüle ist ein optischer Reflextaster bestehend aus einem optischen Sender 6 und einem optischen Empfänger 7, auf einer Leiterplatte 4, die Bauelemente 5 enthält, eingesetzt. Die Leiterplatte ist im Bereich der Spitze in eine Führungsnut 9 eingesetzt.
• 2 zeigt die Aufsicht des Einstichsensors 1 mit einer Bohrung 2 dicht oberhalb des Einstichdornes liegend. Die Scheibe ist als Zylinderscheibe ausgebildet, wobei ein Teil der Scheibe unbearbeitet ist 10 und nahezu mit der zylindrischen Oberfläche des Einstichkörpers 1 übereinstimmt. Zur Oberflächenanpassung sind die Bereiche 11 in Längsrichtung in der Weise abgeschliffen, dass die Oberfläche der Scheibe nahezu oberflächengleich mit derjenigen des zylindrischen Einstichkörpers ist.
• 3 zeigt die Seitenansicht des Scheiben-Bereiches. Der Oberflächenverlauf des Einstichkörpers 11 und derjenige der in die Bohrung 2 eingesetzten Scheibe 3 sind durch seitliches Beschleifen 11 einander angenähert. Das optische System 6, 7, auf einer Leiterplatte 4 aufgebracht, durchstrahlt den planparallelen Bereich der Scheibe. Anstelle einer beschliffenen Scheibe ist die Verwendung einer entsprechenden Zylinderlinse denkbar, jedoch sind solche Linsen kostenaufwendig und schwer verfügbar. Der Innenraum des Einstichkörpers ist mit einem druckaufnehmenden Harz gefüllt 13, so dass die Scheibe 3 durch den Außendruck weder gelockert noch verschoben werden kann.

Claims (4)

1. Einstichsensor zum elektronischen Erfassen von Inhomogenitäten in weichplastischen Werkstoffen, mit einem zylindrischen, mit einem Anschluss versehenen Einstechkörper (1 ), einem dem Anschluss gegenüberligenden Einstichdorn (8), einer dem Einstichdorn (8) benachbarten optischen Öffnung und Mitteln zum Aussenden und Empfangen von Licht, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Öffnung ein Farbglas (10) ist und das Mittel zum Aussenden und Empfangen von Lieht ein auf eine in dem Einsteckkörper (1) montierte Leiterplatte (4) im Bereich des Farbglases (10) aufgebrachter, durch einen optischen Sender (6) und einen optischen Empfänger (7) gebildeter Reflextaster ist.
2. Einstichsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Farbglas (10) eine plankonvexe Zylinderlinse ist, deren Krümmungsradius dem Radius des Einstechkörpers (1) entspricht.
3. Einstichkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Farbglas eine beidseitig beschliffene Zylinderscheibe ist.
4. Einstichsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Farbglas gehärtet ist.