-
Anordnung zum Abtasten von Kennzeichen mittels Ultraschall Die Erfindung
richtet sich auf eine Anordnung zum Abtasten von am Fördergut, Fördergutträger od.
dgl. angebrachten Kennzeichen mittels Ultraschall. Sie befaßt sich mit dem Problem
der Identifizierung beispielsweise von sich bewegenden Fahrzeugen oder von auf einem
Bandförderer befindlichen Gegenständen aus einer bestimmten Entfernung.
-
Es sind bereits foto elektrisch sowie mit elektromagnetischen Wellen
arbeitende Vorrichtungen hierfür bekanntgeworden, die zum Identifizieren von Kennzeichen
die Anwesenheit oder Abwesenheit einer von einer Kennzeichenplatte reflektierten
Welle verwenden. Die foto elektrischen Verfahren sind mit dem Mangel behaftet, daß
im Falle von Regen, Nebel oder Schnee nicht nur eine Zerstreuung und Dämpfung der
Lichtstrahlen auftritt, sondern auch eine Linse des optischen Systems bei Auftreten
höherer Feuchtigkeit beschlagen kann. Eine einwandfreie Identifizierung einer bewegten
Kennzeichenplatte ist unter diesen Umständen nicht mehr gewährleistet.
-
Bei der Verwendung elektromagnetischer Wellen wird die Antenne für
ausreichende Trennschärfe unverhältnismäßig groß. Um diesen Nachteilen zu entgehen,
werden Schallwellen verwendet, deren Wellenlänge größer ist als bei optischen Verfahren.
Im wesentlichen findet die gleiche Wellenlänge wie im Fall der Verwendung elektromagnetischer
Wellen Verwendung.
-
Eine vorbekannte Anordnung bedient sich des Ultraschalls zur Kennzeichensteuerung
in Förderanlagen. Dabei ist an der Abtaststelle ein Empfänger für die Schallwellen
vorgesehen, die von einer vom Fördergut mitgeführten Ultraschallquelle ausges endet
werden. Als Ultraschallquelle dient dabei eine übliche Schwingzunge, die beim Passieren
des Empfängers durch einen mechanischen Impuls, z. B. einen Luftstrom, oder ein
mechanisches Feld unter einer spezifischen Frequenz in Schwingung versetzt wird.
Diese Wellen werden vom Empfänger aufgenommen, und ein Relais spricht auf die entsprechende
Frequenz an. Nachteilig ist dabei, daß die Ultraschallquelle mit dem Fördergut bewegt
werden muß.
-
Demgegenüber sieht die Erfindung vor, daß an der Abtaststelle eine
Ultraschallquelle und ein Ultraschallempfänger angeordnet sind und das Fördergut
oder der Fördergutträger eine Wennzeichenplatte mit erhabenen und vertieften Stellen
trägt, die das entsprechend kodierte Kennzeichen darstellen, und daß der Empfänger
auf das Vorhandensein oder Fehlen
einer Interfrequenz bzw. einer Reflexion der Ultraschallwellen
anspricht.
-
Das Kennzeichen wird dabei durch das Zusammenwirken zweier von der
Kennzeichenplatte reflektierter Schallwellen identifiziert, ohne daß dabei die Mängel
der bekannten Verfahren überhaupt in Erscheinung treten können.
-
Es liegt im Rahmen der Erfindung, zwischen die Ultraschallquelle
und den Empfänger eine abschirmende Platte zu schalten. Diese Anordnung findet besonders
bei weniger starker Bündelung der Ultraschallwellen Verwendung.
-
Wenn mehrere Ultraschallquellen oder Empfänger untereinander oder
auch miteinander kombiniert werden, erhöht sich die Genauigkeit dadurch, daß der
Ultraschallstrahl gebündelt wird.
-
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie an Hand
der Zeichnung. Hierbei zeigt Fig. 1 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen
Anordnung, Fig. 2 eine Darstellung der Wellenform der von der Anordnung nach F i
g. 1 aufgenommenen Signale, F i g. 3 eine Prinzipdarstellung einer anderen Ausführungsform
der Erfindung und Fig. 4A und 4 B Darstellungen der Wellenformen der von der Anordnung
nach F i g. 3 aufgenommenen Signale.
-
Nach F i g. 1 geht eine Schallwelle von der Ultraschallquelle 1 aus
auf die Kennzeichenplatte2, die mit einer erhabenen Stelle 4 und einer vertieften
Stelle 3 versehen ist. Wenn in einem solchen Fall die Wellen3 von der vertieften
Stelle 3 der Kennzeichenplatte 2 und die Welle W 4 von der erhabenen Stelle 4 reflektiert
werden und auf einen Empfänger 5 gelangen, ergibt sich folgende Phasenverschiebung:
2 (2n - 1), wobei n eine ganze Zahl von 1, 2 oder 3 und 2 die Wellenlänge einer
Schallwelle ist.
-
Die reflektierten Wellen W3 und W4 heben sich gegenseitig auf, und
es wird keine Spannung im Empfänger 5 erzeugt. In F i g. 2 sind die beiden reflektierten
Wellen W3 und W4 dargestellt. Die Resultierende ist hierbei im Idealfall Null.
-
Dieses Prinzip wird zur Identifizierung von Kennzeichen angewendet.
Sind, wie in Fig. 3 dargestellt, beispielsweise erhabene Stellen a-b, c-d, e-J usf.
auf der Kennzeichenplatte 2 vorhanden, so ergibt sich aus der als Signal von der
Ultraschallquelle 1 ausgesandten Schallwelle auf der Kennzeichenplatte 2 an den
Stellen a, b, c usf. eine Interferenzwelle, und es wird in dem Empfänger 5 keinerlei
Spannung erzeugt. In dem Bereich zwischen a und b, b und c usf. tritt ein Signal
auf.
-
Fig. 4A zeigt eine Ausgangsspannung eO des Empfängers 5 für den Fall,
daß die Breiten a-b, c-d usf. nach F i g. 3 klein sind. F i g. 4 B zeigt eine Ausgangsspannung
eO des Empfängers für den Fall, daß die Breiten a-b, c-d usf. groß sind. Auf diese
Weise können die erhabenen und vertieften Stellen der Kennzeichenplatte 2 durch
die Größe der Ausgangsspannung des Empfängers 5 identifiziert werden.
-
In der vorstehenden Beschreibung ist die Frage der Richtwirkung bzw.
der Bündelung der Ultraschallquelle 1 und des Empfängers 5 im einzelnen nicht erläutert.
-
In F i g. 3 ist ferner mit 6 eine Platte bezeichnet, die die von
der Ultraschallquelle 1 unmittelbar zum EmpfängerS übertragenen Schallwellen abfängt.
Ist die Bündelung jedoch stark, ist eine solche Platte nicht erforderlich.
-
Die Kennzeichenplatte 2 kann mit breiten und schmalen erhabenen Stellen
in Hinblick auf die Wellenform nach den F i g. 4 A oder 4 B ausgestattet sein. Entsprechend
den optischen Verfahren sind Kennzeichenplatten, die mit zwei Sätzen der oben erläuterten
Anordnung versehen sind, übereinander angeordnet. Die eine Anordnung markiert regelmäßige
Intervalle, die andere wird zur Bildung von Kennzeichen verwendet. Beide Anordnungen
werden gleichzeitig betrieben, so daß der zeitliche Verlauf des Betätigungskennzeichens
durch regelmäßige Intervalle zwangläufig festgelegt ist. Selbstverständlich kann
die Länge der vertieften Stellen beliebig variiert werden.