DE1816831A1

DE1816831A1 - Lichtkontaktmessinstrument

Info

Publication number: DE1816831A1
Application number: DE19681816831
Authority: DE
Inventors: Aleksejev Jurij A; Seliber Boris A; Usmanov Vladimir B
Original assignee: SELIBER BORIS A
Current assignee: SELIBER BORIS A
Priority date: 1968-01-22
Filing date: 1968-12-24
Publication date: 1969-09-18
Also published as: AT286436B; DE1816831B2; FR2000523A1

Description

Jurij A.Aleksejev . , ,

Boris A.Seliber Llrü^o ' 24.Dez.1968 Vladimir B.Usmanov ^{wei ruCi-e:}'^1s·¹⁰ 1 R 1 R Q Q 1

alle: Leningrad/ LIGHTEONTAEIMEßlNSTEÜMElH lOlDöOl UdSSR

Sie Erfindung betrifft Li<3htaeige-Meß instrumente, vorzugsweise Schal ttafel-Liohtkoiit aktmeß instrumente, die zur Messuage Überwachung und Steuerung bestimmt sind.

la sind Lichts@iger-Meßinstrumente bekannt, die ein Meßwerk mit Drehspiegel, eine Lichtquelle, ein optisches System zur Erzeugung des Lichtzeigers, eine geeichte Skala und ein oder mehrere an den äußeren Steuer- oder Signalkreis angeschlossene lichtempfindliche Elemente enthalten. Bei solchen Instrumenten wird der Lichtzeiger meist als Haupt- und Hilfszeiger ausgebildet, die sich beim Drehen des.Meßwerkspiegels, das durch Inderimg üob Meßwertes verursacht wird, synchron bewegen. Dabei verläuft der Haaptlichtzeiger längs der Skala und dieat zw? Ablesung der MeßgrSß®, während der Hilfslichtzeiger auf die lichtempfindlichen Elemente wirkt, wodurch ©in elektrisches Slgsel erzeugt wird, das zur Signalisierung oder Steuerung der zu überwachenden Größe ausgenutzt wird. Der Wert der Meßgröße, bei dem die beschriebene Lichtkontakteinrichtung anspricht (Regelbereich), wird durch die Lage des lichtempfindlichen Elementes in Bezug auf öle Skalenpunkte bestimmt. Die Änderung des Regelbereiches wird durch Verschiebung der lichtempfindlichen Elemente auf der Leitbahn längs der Skala erreicht. Das wird gewöhnlich von Hand zustande gebracht, ohne daß das Instrtment geöffnet wird (sieh z.B« die Patentschrift der BED H 1165564).

Sin Saehteil der bekannten Liehtkontaktmeßinstrumente feest@kfe in der Kompli2ierth©it d@r Eixsricshtuagaa zur Befestigung und Verschiebung- ä©r lic&tempf iadli©fe©a Eleaeat© der Skala bei Eiastelluag d©r g©win®<shten Rsgelbereiehe. ΈΙώ.

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steht in der Schwierigkeit der Entwicklung eines kontinuierlichen Ausgangesignals von der Lichtkontakteinrichtung. Bei Einstellung des Regelbereiches in einem beliebigen Skalenpunkt wurde ein Hilfslichtzeiger benutzt, dessen Länge ungefähr der Skalenlänge gleich ist· Bei solchen Instrumenten wird die Blende der Beleuchtungseinrichtung auf die Skala mit großem Vergrößerungsfaktor projiziert, was die Helligkeit des Lichtzeigers wesentlich vermindert oder die Verwendung der mit hoher Heizspannung arbeitenden Lampen von größerer Leistungsfähigkeit verlangt.

Sas erste erschwert die Überwachung des Lichtzeigers und vermindert die Zuverlässigkeit des Ansprechens der Lichtkontakt einrichtung wegen des Streulichteinflusses auf das Instrument, während das zweite die Lebensdauer der Lampen bedeutend vermindert, was einen häufigen Austausch der Lampen bedingt und die Zuverlässigkeit des Instrumentes wesentlich herabsetzt.

Die elektrische Verbindung der verschiebbaren lichtempfindlichen Elemente mit unbeweglichen Seilen wird in bekannten Instrumenten oft mit Hilfe eines über Leitbahnen gleitenden Kontaktes verwirklicht.

Der Nachteil einer derartigen Verbindung der verschiebbaren lichtempfindlichen Elemente mit ortsfesten Teilen der Meßinstrumente besteht in verhältnismäßig niedriger Zuverlässigkeit des elektrischen Kontakts, der infolge der Oxidation oder Abnutzung der anstoßenden süromieitenden Kontaktflächen brechen kann.

Es sind auch Meßinstrumente bekannt, in denen die Verbindung der lichtempfindlichen Elemente mit der elektrischen Schaltung durch dünne biegsame Stromzuleitungen, z.B. durch

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die in spiralförmig gewickelten Leitungen, zustande gebracht wird. Der Nachteil dieser Verbindungsart zeigt sich besonders in Instrumenten, die mehrere längs einer langen Skala verschiebbare lichtempfindliche Elemente haben. In diesem Fall werden die Stromzuleitungen oft umgebogen, was zu ihrem Bruch führen kann. Außerdem muß man relativ lange Zuleitungen verwenden, wodurch sie zufällig in die Lichtstrahlbahn gelangen können. Die ein und demselben oder verschiedenen lichtempf indr liehen Elementen Spiralzuleitungen können sich auch verwickeln.

Ziel der Erfindung ist es, ein Meßinstrument zu schaffen, in dem eine zuverlässige Befestigung der lichtempfindli- ä chen Elemente und deren einwandfreie Verschiebung längs der Skala sichergestellt ist, um gewünschte Hegelbereiche einzustellen.

Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Lichtzeiger-Lichtkontakt-Meßinstrument zu schaffen, dessen Zuverlässigkeit durch Verlängerung der Lebensdauer der Lichtquelle erreicht wird, ohne daß die Eigenschaften des Instrumentes im ganzen beeinträchtigt werden.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die einen festen elektrischen Kontakt zwi- M sehen einem verschiebbaren lichtempfindlichen Element und einem ortsfesten Teil der elektrischen Schaltung in einem Licht^i-rr-zeigermeßinstrument sicherstellt.

Andere Aufgaben und Besonderheiten der vorliegenden Erfindung werden aus einer ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.

ßie gestellten Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch

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gelöst, daß die lichtempfindlichen Elemente auf biegsamen Bändern angebracht sind, die mit den zum Verschieben der Bänder längs der Skala dienenden Triebwerken verbunden sind and Stromzuleitungen tragen, die längs der Bänder verlaufen und zum Anschluß der lichtempfindlichen Elemente .an den äusseren Steuerkreis dienen·

Die an den Bändern befestigten lichtempfindlichen Elemente sind weiterhin durch Stromzuleitungen parallelgeschaltet und in gleichen Abständen voneinander angeordnet, so daß jeder Hilf sucht zeiger gleichzeitig nicht mehr als auf zwei lichtempfindliche Elemente wirken kann.

Als Band kann ein biegsamer elastischer film aus Isolationsmaterial verwendet werden, der durch ein Zahnradtriebwerk verschoben wird.

Bei einer Variante der Ausführung bewegen sich die einen linden der Bänder während der Verschiebung der letzteren mittels der Triebwerke frei während die anderen Enden schleifenartig gebogen und an den ortsfesten Teilen der elektrischen Schaltung befestigt sind, wobei die Stromzuleitungen an den zweiten Enden dauernd an die stromleitenden Teile angeschlossen sind.

Bei der anderen Variante der Ausführung werden die Bänder gänzlich von den Triebwerken verschoben und sind mit den ortsfesten stromleitenden Teilen durch stromleitende Federn verbunden, die die Bänder spannen und an die Stromzuleitungen angeschlossen sind.

Im weiteren wird die Erfindung an Hand der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles und der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Pig. I ein Profil-Schalttafel-Meßinstrument mit Lichtzei-

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ger gemäß der Erfindung;

fig. 2 die vordere Paneel des Instrumentes in der Fig.l; Pig. 3 das Instrument nach Fig. I im Schnitt A-A ; Pig· 4 das Band mit lichtempfindlichen Elementen; Fig. 5 das Schema der elektrischen Verbindung der lichtempfindlichen Elemente mit den äußeren Steuerschaltungen; Big. 6 die Einwirkung der Lichtzeiger auf die lichtempfindlichen Elemente;

Fig. 7 ist eine Variante der Verbindung der lichtempfindlichen Elemente mit den ortsfesten {Feilen der elektrischen Schaltung des Instrumentes·

Das Instrument besteht aus einem Gehäuse I (Fig. 1, 2, 5) ■ einer Beleuchtungseinrichtung 2, einem optischen System zur Erzeugung des Lichtzeigers, das einen Kondensor 3, eine Blende 4, einen ortsfesten Spiegel 5 und ein Objektiv 6 enthält. Außerdem enthält das Instrument ein Meßwerk 7 mit einem beweglichen Spiegel 8. Die undurchsichtige Skala 9 weist einen halbdurchsichtigen matten Jfeschnitt 10 auf, wo sich der Hauptlichtzeiger II ausVbildet. Zwischen der Skala 9 und der undurchsichtigen Leitbahn 12 sind bewegliche elastische Bänder 13 und 14 mit in verschiedener Höhe daran befestigten Gruppen von lichtempfindlichen Elementen CPhotowiderständen) 15, 16, 1-7 bzw. 18, 19, 20 angebracht. Außer der zur Erzeugung des Hauptlichtzeiger« II dienenden Öffnung dl, weist die Blende Öffnungen 22 und 22 auf, die Hilfslicht zeiger 24 und 25 ausbilden. Bei Drehung des Meßwerkspiegels 8 werden die Hilf slichtzeiger 24, 25 längs der Skala 9 synchron mit dem Hauptlichtzeiger II verschoben.

Dabei wirkt der Lichtzeiger 24 auf die Gruppe von Photowiderständen 15, 16 und 17, und der Lichtzeiger 25 auf die

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Gruppe der Photowiderstände 18, 19 und 20.

Zur Verschiebung der elastischen Bänder 13 und 14 sind Triebwerke 26 und 27 vorgesehen, die Zahnräder 28 und 29 und die mit ihnen zusammenwirkenden Regelschrauben 30 bzw. 31 aufweisen. Die elastischen Bänder 13 und 14 sind mit der Lochung 32 zur Verzahnung mit den Zahnrädern 28 und 29 versehen.

Bei Verschiebung der elastischen Bänder 13 und 14 kann der Operateur ihre Lage in Beziehung auf die Skala 9 durch einen durchsichtigen Abschnitt 33 überwachen. (Fig. 2, 3).

An den seitlichen Wänden des Gehäuses I sind "Taschen" 34 £ und 35 vorgesehen, in denen die elastischen Bänder 13 und 14 schleifenartig gebogen und mit ihren Enden an den festen Leisten 36 und 37 befestigt sind.

Längs jedes der elastischen Bänder 13 und 14 sind Stromzuleitungen 2tf, 39 und 40, 41 (Fig. 1,4) isoliert voneinander angeordnet, z»B· Metallfoliestreifen· Es können auch andere Ausführungsarten der Bänder verwendet werden. Z.B. können die Stromzuleitungen 38, 39, 40 und 41 durch ein Metallspritzen auf die Flächen der elastischen und biegsamen Bänder aus Isolationsmaterial hergestellt werden.

" Die Photowiderstände 15, 16, 17, 18, 19 und 20 sind ungefähr in gleichen Abständen voneinander an den Bändern befestigt und mit ihren Kontakten an die Stromzuleitungen 38, 39, 40 und 41 elektrisch angeschlossen, so daß in jeder Gruppe die Photowiderstände 15» Ib, 17 und 18, 19, 20 parallelgeschaltet sind.

Die parallele Gruppe der Photowiderstände 15, 16 und 17 ist an die erste äußere Steuervorrichtung 42 (Fig. 5), und die parallele Gruppe der Photowiaex-stände 18, 19 und 20 - an die

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zweite äußere Steuervorrichtung 43 angeschlossen.

Erfindungsgemäß wird der Abstand £ (Fig. 4, 6, 8) zwischen den Photowiderständen der Länge der Hilfslichtzeiger 24 und 25 gleich gewählt, so daß bei Verschiebung der letzteren immer nicht mehr als zwei und nicht weniger als ein Pho*· towiderstand beleuchtet werden. Indem man den Abstand zwischen den Photowiderständen verkleinert (also die Anzahl der letzteren vergrößert), kann man die Länge der Hilfslichtzeiger klein genug machen, um die Helligkeit aller Lichtzeiger zu erhöhen, ohne die Leistung der Beleuchtungseinrichtung zu vergrößern. Infolgendessen kann man in einem Instrument mit einer Beleuchtungseinrichtung verhältnismäßig niedriger Leistung und hoher Lebensdauer einen hellen Lichtzeiger haben und ein exaktes Ansprechen der Lichtkontakteinrichtung sicherstellen.

Die Stromzuleitungen 38, 39/40 und 41 an den ortsfesten Enden der elastischen Bänder 13 und 14 werden an die festen Kontakte 44 und 45, 46 und 47 an»-gelötet oder angeschweißt, die an den Leisten 36 und 37 befestigt sind. Die Kontakte 44, 45, 46 und 47 werden in bekannter Weise, z.B. mit Hilfe von Leitungen (nicht gezeigt) an die äußeren Anlagen angeschlossen.

Um die Hegelbereiche einzustellen, dreht der Operateur die Schraube 30 oder 31> und durch Umdrehen der Zahnräder und 29 verschiebter die elastischen Bänder 13 und 14 längs der Skala. Auf den elastischen Bändern 13 und 14 sind Begrenzer 48 und 49 vorgesehen, die, indem sie sich gegen die Zahnräder 28 und 29 stutzen, die Verzahnung der Bänder sichern. Die Schleifen der Bänder 13 und 14 verschieben sich in den

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"Taschen" 34 und 35, ohne die mechanische Verbindung der Bandenden und elektrische Verbindung zwischen den. Enden der Stromzuleitungen 38, >y, 40 und den an den Leisten jS und 37 befestigten Kontakten 44, 45, 46 und 47 zu stören. Die vorliegende Erfindung gewährleistet also einen dauernden festen elektrischen Kontakt der beweglichen Photowiderstände mit ortsfesten Teilen der elektrischen Schaltung des Instrumentes ·

Bei Änderung der Meßgröße verschiebt sich der Lichtzeiger II längs der Skala. Gleichzeitig damit verschieben sich auch die Hilf sucht zeiger 24 und 25· Sie in der Fig. 6 gezeigte Lage der Lichtzeiger gilt für den Fall, wo die zu überwachende Größe in eingestellten Grenzen ist.

Wenn die Meßgröße zunimmt, verschieben sich die Lichtzeiger nach links in der Fig. 1,6 und nach rechts in der Fig« 2. Dabei beleuchtet der Lichtzeiger 24 zuerst den Photowiderstand 15, wodurch dessen Widerstandswerk verkleinert wird, und auf die Steuervorrichtung 42 kommt ein elektrisches Signal. Die Steuervorrichtung 42 setzt dieses Signal in ein Steuersignal des zu überwachenden Objektes um.

Wenn die Meßgröße sich so stark verändert, daß der Licht zeiger II bis zum Ende der Skala verschoben wird, so wird der Lichtzeiger 24J indem er die parallelgeschalteten Photowiderstände 15, 16 und 17 einen nach dem anderen ^Passiert, ife federn Augenblick wenigstens einen von ihnen beleuchten. Infolgedessen werden an die Steuervorrichtung 42 dauernd Signale ankommen.

Wenn die Meßgröße zu stark abnimmt, werden die Lichtzelgeifebenso nach rechts in der Fig. I, 6^AaCh links in der Fig« 2 verschoben, und der Lichtzeiger 25 wird die parallel-

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geschalteten Biotowiderstände 13, 19 und 20 einen nach dem anderen beleuchten, die Steuervorrichtung 43 bekommt eindauerndes Signal·

Die vorliegende Ausführung des Instrumentes stellt gleichzeitig visuelle Signalisierung sicher, wenn die Meßgröße die eingestellten Grenzen überschreitet. Deshalb sind die elastischen Bänder 1$ und 14 wenigstens teilweise (dort, wo sich der Hauptliehtzeiger 11 verschiebt) aus einem, transparenten farbigen Material hergestellt, so daß, wenn der Lichtzeiger bei seiner Verschiffung längs der Skala durch das Band 13 &der 14 durchgeht, er automatisch seine Farbe verändern wird. "

Die Bänder 13 und 14 können von verschiedener Farbe z.B. grün und rot sein. Dann wird der Lichtzeiger II seine Farbe von weiß (wenn die Meßgröße sich im eingestellten Bereich befindet) auf grün oder rot verändern (wenn die Meßgröße den zulässigen Bereich unter- bzw· überschreitet).

Die Erfindung kann auch in der in der Fig· 7 schematisch dargestellten Form realisiert werden. Hier kann das elastische Band 13, an dem die Fhotowiderstaxi.de 15, 16 und 17,'Stromzuleitungen 38, 39 und der Begrenzer 48 angebracht sind, g durch das mit der Lochung 32 verzahnte Zahnrad 28 de$ Triebwerkes 26 verschoben werden.

Am Ende des Bandes 13 ist eine bewegliche Isolationsleiste 50 mit Kontaktschienen 51 und 52 befestigt, an die die Enden der stromleitenden Spiralfeder^. 53 und-54 angeschlossen sind. Die anderen Enden der erwähnten Federn sind entsprechend mit den an der ortsfesten Isolationsleiste 5V befestigten Kontaktschienen 55 und 56 verbunden. Die ortsfesten Kontaktschienen 55 und 56 werden in bekannter feise, z.B. durch gewöhn-

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liehe Leitungen, mit äußeren Steuervorrichtungen verbunden. Die Federn 53 und 54· gewährleisten also gleichzeitig eine mechanische und elektrische Verbindung der beweglichen Elemente des elastischen Bandes mit ortsfesten Teilen des Instrumentes·

Beim Drehen des Zahnrades 23 des Triebwerkes 26 wird das Band IJ zusammen mit den daran befestigten Photowiderständen 15, 16 und 17 verschoben« wobei die letzteren dauernd mit der äußeren Schaltung elektrisch verbunden sind«

ü)s sei hier erwähnt, datt die in der Fig. 7 dargestellte ^ Ausführungsvariante sich am besten fur eine relativ kleine Veränderung der Regelbereiche eignet, wenn die Federn 54, 55 im Bereich der elastischen Verformung wirken.

Es muß berücksichtigt werden, daß die in den Zeichnungen gezeigte und obenbeschriebene Ausführungsform der Erfindung nur mögliche und bevorzugte Varianten ihrer Realisierung dar~- stellt. Es können aber auch andere Varianten in Beziehung auf die Form, Abmessungen und relative Anordnung der einzelnen Elemente ausgenutzt werden. Z.B. können die in den Zeichnungen gezeigten und obenbeschriebenen Teile durch ihre Äquivalente P ersetzt werden, die Anordnung der einzelnen Teile kann verändert werden, die einzelnen Elemente der Erfindung können unabhängig voneinander benutzt werden, aber alle diese Veränderungen dürfen nicht über den ßahmen des in den beigefügten Patentansprüchen formulierten Wesens und Umfanges der Erfindung hinausgehen.

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Claims

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1. Hin LichtkontaW-ffießinstrument mit eiaea optischen

- System, das einen Haupt- und mindestens einen Hilf sucht zeiger erzeugt, von denen der Hamptliehtzeiger sich auaf die Skala als Liehtmarke projiziert, und der Hilfsiiehtzeiger auf die liags der Skala verschiebbare lichtempfindlichen Elemente gelenkt wird, und einem Maßwerk mit beweglichem Spiegel, des· die Lichtzeiger läags der Skala je nach d©r Änderung der MsßgrÖB© verschiebt, dadurch gekennzeich net, daß die lichtempfindlichen Element© (15» 16, 1? und 18₉ 19, 20) auf den biegsamen Bändern (13 und 14) angebracht sind, di© mit den ssma Yers chi eben der Bänder längs ö@r Skala (9) dienenden Triebwerken (26, 27) verbunden sind und Stromzu·» leitungen (^S₅ 39 und 40, 41) tragen, die längs der Bänder verlaufen Had zxm. Anschluß der liohtempfinäliehen Elemente an den äußeren Steuerkreis dienen»

2. Meßinstrument nach Anspruch I, öaöarch gekennzeichnet;, daß die an den Bändern (13, 14) befestigten Xiehteapfinalichen Elemente (15, 16, 1? und 18, 19, 20) duren Stromauleitungen (38, 39 und 40, 41) parallelgeschaltet und in gleichen Abständen voneinander angeordnete sind, so daß mit o©öer Hilf sucht zeiger ^m- oder 25) gleichzeitig nicht mehr als auf zwei lichtempfindliche Elemente einwirken kann«,

3. Meßinstrument nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Bänder (13 und 14) ein biegsamer elastischer Ulm aus Isolatioasmmterial verwendet ist„ der durch

4* Meßinstrument nach Ansprach I bis 3_S dadursh gekennzeichnet,, daß die einen laden der Bänder (13 ta&d 14) währeaä der Verschiebung der Bänder mittels der irietoerke (26 oxid 2?)

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sich frei bewegen, während die anderen Enden schleifenartig gebogen und an den ortsfesten Teilen (36,37) des Instrumentes befestigt sind, wobei die Stromzuleitungen (38, 39 und 40, 41) an den letztgenannten Enden dauernd an die stromleitenden (Teile (44, 45, 46 und 47) angeschlossen sind.

5. Meßinstrument nach Anspruch I bis 3t dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder (13) durch die Triebwerke (26) gänzlich verschoben werden und mit den ortsfesten stromleitenden Teilen (55 und 56) durch an die Stromzuleitungen (38 und 39) angeschlossene und die Bänder (13) spannende stromleitende Federn (53 und 5⁴O verbunden sind.

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