DE19519659C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Elimination von Störsignalen bei einer Lichtschranke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Elimination von Störsignalen bei einer Lichtschranke.

Aus der DE-OS 36 05 885 ist eine Lichtschranke mit einem Lichtimpulse emittierenden Sender und einem Empfänger mit einer Auswerteschaltung bekannt. Zwischen dem Empfänger und der Auswerteschaltung ist eine Austastschaltung zur Elimination von Störsignalen vorgesehen, die ein NOR-Gatter, einen Komparator und ein Zeitglied aufweist. Der Ausgang des Empfängers und des Komparators sind dabei auf die Eingänge des NOR-Gatters geführt.

Ein auf den Empfänger auftreffender Lichtimpuls wird nur dann registriert, wenn er innerhalb einer vorgegebenen Tastphase, welche geringer als die Periode der vom Sender emittierten Lichtimpulse ist, auftritt. Die Dauer der Tastphase ist im wesentlichen durch das Zeitverhalten des Zeitglieds bestimmt.

Im Anschluß an die Tastphase folgt eine Austastphase. Während der Austastphase werden keine Lichtimpulse registriert. Auch die Dauer der Austastphase wird durch das Zeitglied bestimmt. Die Dauer der Tastphase sowie die Dauer Austastphase sind auf die Periodendauer der vom Sender emittierten Lichtimpulse abgestimmt.

Eine Aktivierung der Tastphase erfolgt nur dann, wenn an beiden Eingängen des NOR-Gatters der Pegelwert 0 anliegt. Bei fehlendem Empfangssignal liegt jedoch der Eingang des NOR- Gatters, auf den das Empfangssignal geführt ist, ständig auf dem Pegelwert 1. Somit kann die Tastphase nur dann aktiviert werden, wenn ein Lichtimpuls im Empfänger registriert wird.

Aus der DE-PS 43 23 910 ist eine Lichtschranke bekannt, deren Sender periodisch Lichtimpulse mit einer definierten Pulsdauer und einer darauffolgenden Sendepause aussendet.

Dem Empfänger ist ein Zähler nachgeschaltet, in dem die auf den Empfänger auftreffenden Lichtpulse gezählt werden. Der Zähler ist an eine mehrkanalige Auswerteeinheit ange­ schlossen. Jeder Kanal weist einen Ausgang auf, der auf eine Logikeinheit geführt ist.

In Abhängigkeit der Anzahl der registrierten Lichtimpulse erfolgen an den Ausgängen der Kanäle für definierte Zeitintervalle Signalwechsel, die in der Logikeinheit so verarbeitet werden, daß an deren Ausgang eine Signalfolge mit einem definierten Puls-Pausen-Verhältnis vorliegt. Diese Signalfolge kann in eindeutiger Weise der vom Sender emittierten Licht­ impulsfolge zugeordnet werden. Bei Auftreten von internen oder extemen Störungen wird das Puls-Pausen-Verhältnis der Signalfolge geändert, wodurch eine Störung erkannt werden kann.

Eine derartige mehrkanalige Auswertung von Empfangssignalen ist insbesondere geeignet, um mit großer Sicherheit eventuell intern auftretende Bauteilfehler zu erkennen. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn derartige Lichtschranken im Bereich des Personenschutzes eingesetzt werden sollen, wo sehr hohe Sicherheitsanforderungen gestellt werden. Die Auswerteeinheit, die die geforderte Sicherheit gewährleistet, ist entsprechend aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen störungsfreien Betrieb einer Lichtschranke zu gewährleisten.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale der Ansprüche 1 und 4 vorgesehen. Vorteil­ hafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 und 3 sowie 5 bis 9 beschrieben.

Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Auswertung der Empfangssignale synchron zu den vom Sender emittierten Lichtimpulse erfolgt.

Bei Lichtschranken stellen der Sender und der Empfänger getrennte Systeme dar, die in Abstand zueinander angeordnet sind. Zwischen diesen Systemen besteht keine Verbindung über Zuleitungen. Eine direkte Synchronisation von Sender und Empfänger über eine derartige Zuleitung ist daher prinzipiell nicht möglich.

Erfindungsgemäß ist daher eine Auswerteeinheit an den Empfänger angeschlossen, die nur innerhalb zeitlich begrenzter Aktivierungsintervalle die am Ausgang des Empfängers anstehenden Empfangssignale registriert. Bei störungsfreiem Betrieb und freiem Strahlengang der Lichtschranke erfolgt das Öffnen und Schließen eines der Aktivierungsintervalle synchron zu den vom Sender periodisch ausgesendeten Lichtimpulsen, wobei die Sendefrequenz bekannt ist und als Parameter in der Auswerteeinheit vorgegeben ist. Bei Fehlen einzelner Sendelichtimpulse, beispielsweise bei Eintritt eines Objektes in den Strahlengang der Lichtschranke oder bei Auftreten kurzer Störimpulse wird diese Betriebsart unterbrochen und es wird ein zweites Aktivierungsintervall, dessen maximale Dauer der Periodendauer Sendelichtimpulse entspricht, geöffnet.

Sobald innerhalb dieses Abtastintervalls ein Lichtimpuls in der Auswerteeinheit registriert wird, wird das zweite Aktivierungsintervall angeschlossen. Falls kein Lichtimpuls registriert wird, wird das zweite Aktivierungsintervall fortlaufend geöffnet und geschlossen, bis der nächste Lichtimpuls registriert wird. Danach wird periodisch das erste Aktivierungsintervall synchron zum Empfang der Lichtimpulse geöffnet.

Durch den synchronen Betrieb der Lichtschranke können sämtliche asynchron auftretenden Störimpulse auf einfache Weise ausgefiltert werden. Störungen des synchronen Betriebs können nur durch kurzzeitig auftretende Störimpulse auftre­ ten, die nahezu gleichzeitig mit den periodisch vom Sender emittierten Lichtim­ pulsen registriert werden.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Aktivierungsintervalle erfolgt je­ doch sehr schnell eine Neusynchronisation, wodurch der fehlerfreie Betrieb der Lichtschranke wieder hergestellt wird.

Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zei­ gen:

Fig. 1 Eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Licht­ schranke,

Fig. 2 Flußdiagramm des Ablaufs der Auswertung in der Auswerteein­ heit,

Fig. 3 Impulsdiagramm der vom Sender ermittierten Lichtimpulse und der in der Auswerteeinheit registrierten Lichtimpulse

• a) synchroner Betrieb bei freiem Strahlengang,
• b) Betrieb bei Unterbrechung des Strahlengangs,
• c) Betrieb bei Störung des synchronen Betriebs.

In Fig. 1 ist eine Lichtschranke 1 mit einem Sender 2 und einem Empfänger 3 dargestellt. Der Sender 2 und der Empfänger 3 sind jeweils in einem Gehäuse 4, 4′ integriert und in Abstand zueinander angeordnet. Der Sender 2, der bei­ spielsweise von einer Leuchtdiode gebildet ist, emittiert Sendelicht 5 in Form von Lichtimpulsen. Das Sendelicht 5 wird von einer dem Sender 2 nachgeord­ neten Sendeoptik 6 fokussiert und durchdringt ein Austrittsfenster 7, welches in einer Wand des Gehäuses 4 angeordnet ist.

Ist der Strahlengang zwischen Sender 2 und Empfänger 3 frei, so durchdringt das Sendelicht 5 ein Austrittsfenster 8 in der Wand des Gehäuses 4′ und wird über eine Empfangsoptik 9 auf den Empfänger 3 fokussiert.

Der Empfänger 3 ist beispielsweise als Photodiode ausgebildet und wandelt die auftreffenden Lichtimpulse in eine elektrische Signalfolge. Diese Empfangssig­ nale werden einem Komparator 10 zugeführt, der kleine Störsignale ausfiltert.

Der Ausgang des Komparators 10 ist auf eine Auswerteeinheit 11 geführt, die im vorliegenden Fall als Microcontroller ausgebildet ist.

Die am Ausgang des Komparators 10 anstehenden Empfangssignale werden über einen Eingang des Microcontrollers eingelesen. An einen Ausgang des Microcontrollers ist ein Störsignalgeber 12 angeschlossen.

Der Störsignalgeber 12 ist vorzugsweise als Leuchtdiode ausgebildet, welche in der Wand des Gehäuses 4′ integriert ist.

Der Sender 2 emittiert periodische Lichtimpulse mit einer vorgegebenen Dauer T_p. Die Periodendauer beträgt T_S. Der Empfänger 3 wird dagegen im Dauerbe­ trieb betrieben und wandelt fortlaufend die auftreffenden Lichtimpulse in elek­ trische Signalfolgen. In der Auswerteeinheit 11 werden die eingelesenen Emp­ fangssignale ausgewertet. Die entsprechende Auswertelogik ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als auf dem Microcontroller implementiertes Computer­ programm ausgebildet. Alternativ kann die Auswerteeinheit 11 von einer Hard­ ware-Schaltung gebildet sein.

Die Auswertung der Empfangssignale in der Auswerteeinheit 11 erfolgt derart, daß die Empfangssignale nicht fortlaufend registriert werden, sondern nur zeit­ lich begrenzt während definierter Aktivierungsintervalle. Ein derartiges Aktivie­ rungsintervall kann geöffnet oder geschlossen werden, indem einer bestimmten binären Variablen (Flag) der Wert eins oder null zugewiesen wird.

Jedem Aktivierungsintervall wird ein derartiges Flag zugeordnet. Das Aktivie­ rungsintervall ist im vorliegenden Beispiel immer dann geöffnet, wenn das ent­ sprechende Flag den Wert eins annimmt.

Die Auswertung der Empfangssignale ist aus dem Flußdiagramm in Fig. 2 er­ sichtlich. Die Lichtimpulse werden vom Sender 2 periodisch mit der Perioden­ dauer T_S emittiert. Die Pulsdauer eines Lichtimpulses beträgt T_p. Diese Parame­ ter sind bekannt und werden im Empfänger 3 zur Dimensionierung der einzel­ nen Aktivierungsintervalle verwendet.

Der Einschaltvorgang der Lichtschranke 1 ist im Flußdiagramm mit "Beginn" gekennzeichnet. Der Einschaltvorgang ist abgeschlossen, sobald ein erster Licht­ impuls in der Auswerteeinheit 11 registriert wird.

In einem ersten Schritt erfolgt eine Abfrage, ob die Synchronbedingung erfüllt ist. Nach Erkennen des ersten Lichtimpulses kann diese Bedingung noch nicht erfüllt sein, da hierzu wenigstens zwei aufeinanderfolgende Lichtimpulse regi­ striert werden müssen.

In Abhängigkeit von der Erfüllung dieser Synchronbedingung verzweigt das Flußdiagramm in zwei verschiedene Zweige.

Zuerst wird der Fall behandelt, wenn die Synchronbedingung erfüllt ist. Dann wird in der Auswerteeinheit 11 eine Pause mit definierter Dauer ausgelöst. Die Dauer der Pause ist konstant, d. h. von äußeren Einflüssen, wie z. B. dem Emp­ fang eines Lichtimpulses unabhängig. Innerhalb dieser Pause werden keine Lichtimpulse registriert.

Daran anschließend wird das Aktivierungsintervall I_A geöffnet. Die maximale Dauer dieses Aktivierungsintervalls I_A beträgt T_A, wobei T_A geringfügig größer als die Pulsdauer T_p ist. Die Dauer der vorangegangenen Pause beträgt T_E-T_A, wobei T_E die Periodendauer ist, mit der das Aktivierungsintervall I_A bei syn­ chronem Betrieb von Sender 2 und Empfänger 3 geöffnet bzw. geschlossen wird.

Das Ende des Aktivierungsintervalls I_A wird im Microcontroller abgefragt (Ende I_A ?) Anschließend erfolgt die Abfrage "Signal erkannt", d. h. es wird abgefragt, ob innerhalb des Aktivierungsintervalls I_A ein Lichtimpuls registriert wird.

Die Periodendauer T_E ist einerseits wesentlich größer als T_A. Andererseits ist die Periodendauer T_E gleich oder nur unwesentlich größer als die Periodendauer T_S, mit der der Sender 2 die Lichtimpulse periodisch aussendet.

Die Größe der Periodendauer T_E ist abhängig davon, ob das Aktivierungsinter­ vall I_A vollständig durchlaufen wird oder ob es nach Registrieren eines Lichtim­ pulses vorzeitig geschlossen wird. Im ersten Fall ist die Periodendauer T_E so ge­ wählt, daß T_E geringfügig größer als T_S ist. Die Differenz T_E-T_S beinhaltet im wesentlichen die internen Laufzeiten durch die Schalt- und Verzögerungszeiten der empfangsseitigen Bauelemente sowie einen geringen Zuschlag, der eventuell vorhandene Bauteilstreuungen berücksichtigt.

Wenn der Sender 2 und der Empfänger 3 synchron arbeiten, muß demzufolge innerhalb T_A ein Lichtimpuls registriert werden. Das Auftreten dieses Lichtim­ pulses wird durch den Rücksprung nach der Abfrage "Signal erkannt" fortlau­ fend abgefragt, bis das Aktivierungsintervall I_A geschlossen wird. Ist innerhalb dieses Aktivierungsintervalls I_A kein Lichtimpuls registriert worden, liegt kein synchroner Betrieb vor und es erfolgt eine Abzweigung zum rechten Zweig des Flußdiagramms.

Wird dagegen ein Lichtimpuls erkannt, so wird unmittelbar danach, also vor Ab­ lauf der Zeitspanne T_A, das Aktivierungsintervall I_A geschlossen (I_A schließen).

Das "System" (Fig. 2) bestehend aus Sender 2, Empfänger 3 und der Auswerte­ einheit 11 arbeitet somit synchron. Demzufolge wird der Wert eines Zählers um eins erhöht. Der Wert des Zählers gibt ein Maß für die Synchronität des Sy­ stems. Je höher der Zählerstand, desto mehr Lichtimpulse wurden bei synchro­ nem Betrieb registriert. Es hat sich als vorteilhaft und ausreichend erwiesen, als Sollwert für den Zählerstand den Wert zwei zu wählen. Dies bedeutet, daß be­ reits bei zwei Lichtimpulsen, die bei synchronem Betrieb nacheinander emp­ fangen werden, eine ausreichende Synchronisierung vorliegt.

Ist die Synchronbedingung erfüllt,wird eine entsprechende Kontrollvariable auf den Wert eins gesetzt. Die Kontrollvariable wird bei Beginn des nächsten Ab­ fragezyklus von neuem abgefragt. Solange die Kontrollvariable den Wert eins annimmt, wird der an den Microcontroller angeschlossene Störsignalgeber 12 im Aus-Zustand gehalten, d. h. es wird keine Störmeldung ausgegeben, da syn­ chroner Betrieb vorliegt.

Der rechte Zweig des Flußdiagramms wird durchlaufen, wenn das "System nicht synchron" arbeitet. Dies ist nach Inbetriebnahme der Lichtschranke 1 der Fall oder wenn innerhalb des Aktivierungsintervalls I_A kein Lichtimpuls registriert wird.

In diesem Fall wird ein zweites Aktivierungsintervall I_SYN geöffnet. Die Dauer dieses Aktivierungsintervalls T_SYN beträgt maximal T_S. Während dieses Zeit­ intervalls wird fortlaufend abgefragt, ob ein "Signal vorhanden" ist, d. h. ob ein Lichtimpuls registriert wurde. Sobald ein Lichtimpuls registriert wurde, wird das Aktivierungsintervall I_SYN geschlossen.

Mit der Erkennung dieses Lichtimpulses ist das System wieder synchron und es findet eine Verzweigung in dem linken Zweig des Flußdiagramms statt.

Wird innerhalb des Aktivierungsintervalls I_SYN kein Lichtimpuls registriert, so arbeitet das System nicht synchron. Demzufolge wird der Zähler auf seinen An­ fangswert gesetzt, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel eins beträgt.

Danach wird die Kontrollvariable für die Synchronbedingung auf den Wert null (kein synchroner Betrieb) gesetzt, was zu einer Störmeldung durch den Störsig­ nalgeber 12 führt.

Danach erfolgt ein Rücksprung an den Anfang des Flußdiagramms, wonach die Synchronbedingung abfragt wird. Da diese Bedingung nicht erfüllt ist, wird das Aktivierungsintervall I_SYN von neuem geöffnet.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Lichtschranke 1 ist insbesondere aus den in Fig. 3a, b, c dargestellten Impulsdiagrammen ersichtlich.

In Fig. 3a ist der synchrone, fehlerfreie Betrieb der Lichtschranke 1 bei freiem Strahlengang dargestellt. Die vom Sender 2 periodisch emittierten Lichtimpulse mit der Pulsdauer T_p und der Periodendauer T_S treffen fortlaufend auf den Emp­ fänger 3. Bei synchronem Betrieb wird in der Auswerteeinheit 11 fortlaufend der linke Zweig des in Fig. 2 dargestellten Flußdiagramms durchlaufen. Wäh­ rend einer Pause mit der konstanten Dauer T_E-T_A werden in der Auswerte­ einheit 11 keine Lichtimpulse registriert. Demzufolge werden asynchron auftre­ tende Störimpulse S in der Auswerteeinheit 11 ausgeblendet, wodurch die Stör­ anfälligkeit der Lichtschranke 1 beträchtlich reduziert wird.

Nach Ablauf der Pause wird das Aktivierungsintervall I_A geöffnet. Die Dauer des Aktivierungsintervalls beträgt T_A und ist geringfügig größer als die Pulsdau­ er T_p. Die Größe der Pause T_E-T_A ist so gewählt, daß die Periodendauer T_E ge­ ringfügig größer als die Periodendauer T_S ist, falls das Aktivierungsintervall I_A vollständig durchlaufen wird. Demzufolge fällt der vom Sender emittierte Lich­ timpuls mit Sicherheit in das Aktivierungsintervall I_A.

Sobald der Lichtimpuls registriert wurde, wird das Aktivierungsintervall I_A ge­ schlossen und von neuem eine Pause T_E-T_A aktiviert. Bei fehlerfreiem Betrieb der Lichtschranke 1 wiederholt sich dieser Vorgang fortlaufend. Dabei wird die Periodendauer T_E durch das vorzeitige Beenden des Aktivierungsintervalls I_A gleich der Periodendauer T_S des Senders 2. Dies bedeutet, daß Sender 2 und empfangsseitige Auswerteeinheit 11 vollkommen synchron arbeiten.

In Fig. 3b ist der Fall dargestellt, daß der Strahlengang der Lichtschranke 1 kurzzeitig durch einen Objekteingriff unterbrochen ist. Das Objekt unterbricht den Strahlengang nur kurzzeitig, so daß zwei aufeinanderfolgende, vom Sender 2 emittierte Lichtimpulse nicht auf den Empfänger 3 treffen.

Bei Auftreffen des ersten Lichtimpulses auf den Empfänger 3 arbeitet die Licht­ schranke 1 noch im synchronen Betrieb, wie er in Fig. 3a beschrieben wurde. Entsprechend wird der Lichtimpuls innerhalb des Aktivierungsintervalls I_A er­ kannt, wonach eine Pause der Länge T_E-T_A folgt. Danach wird das Aktivie­ rungsintervall I_A von neuem geöffnet. Jedoch wird innerhalb des Zeitintervalls T_A kein Lichtimpuls registriert.

Die Lichtschranke arbeitet somit nicht mehr synchron, worauf eine Abzweigung in den rechten Zweig des in Fig. 2 dargestellten Flußdiagramms erfolgt. Unmit­ telbar nach dem Schließen des Aktivierungsintervalls I_A wird ein zweites Akti­ vierungsintervall I_SYN geöffnet. Die Dauer des Aktivierungsintervalls I_SYN beträgt T_SYN, dessen maximale Dauer gleich der Periodendauer T_S ist.

Innerhalb dieses Aktivierungsintervalls I_SYN wird fortlaufend abgefragt, ob ein Lichtimpuls auf den Empfänger 3 aufgetroffen ist. Bei dem in Fig. 3b darge­ stellten Fall trifft innerhalb des ersten Aktivierungsintervalls I_SYN kein Lichtim­ puls auf den Empfänger 3. Demzufolge wird der Zähler in der Auswerteeinheit 11 auf seinen Anfangswert gesetzt und danach das Aktivierungsintervall I_SYN von neuem geöffnet.

Innerhalb des zweiten Aktivierungsintervalls I_SYN trifft ein vom Sender 2 emit­ tierter Lichtimpuls auf den Empfänger 3. Unmittelbar nachdem dieser Licht­ impuls in der Auswerteeinheit 11 registriert worden ist, wird das Aktivierungs­ intervall I_SYN vorzeitig geschlossen, der Zählerstand um eins erhöht, womit der Sollwert zwei des Zählers erreicht wird.

Somit liegt wieder ein synchroner Betrieb der Lichtschranke 1 vor. Demzufolge erfolgt die weitere Auswertung in der Auswerteeinheit 11 gemäß dem linken Zweig des Flußdiagramms in Fig. 2.

Entscheidend ist, daß die maximale Dauer T_SYN des Aktivierungsintervalls I_SYN gleich der Periodendauer T_S der vom Sender 2 emittierten Lichtimpulse ist. Ist der Strahlengang für mehrere Periodendauern T_S unterbrochen, so wird in der Auswerteeinheit 11 im Takt der vom Sender 2 emittierten Lichtimpulse nach dem Auftreffen weiterer Lichtimpulse auf den Empfänger 3 abgefragt. Dadurch wird eine anfangs vorliegende Synchronisierung in der Auswerteeinheit 11 als Parameter mitgeführt, so daß bei Erkennen von Lichtimpulsen des Senders 2 nach einer längeren Pause sofort wieder ein synchroner Betrieb vorliegt. Trifft nach einer längeren Pause jedoch ein asynchroner Störimpuls auf den Empfän­ ger 3, so wird eventuell auf diesen Störimpuls fälschlicherweise kurzzeitig syn­ chronisiert. Dieser Fehler wird jedoch sofort erkannt, da die nachfolgenden, vom Sender 2 emittierten Lichtimpulse nicht zu diesem Störimpuls synchron sind.

In Fig. 3c ist der Fall dargestellt, daß der Strahlengang durch einen Objektein­ griff kurzzeitig unterbrochen ist. Die Dauer der Unterbrechung beträgt wieder­ um das Doppelte der Periodendauer T_S. Innerhalb dieser Unterbrechungszeit treffen zwei kurzzeitige Störimpulse S₁, S₂ auf den Empfänger 3. Die Störimpul­ se S₁, S₂ treffen dabei nahezu im Gleichtakt mit den vom Sender 2 emittierten Lichtimpulsen auf den Empfänger 3, jedoch treffen sie etwas früher als ein re­ gulärer Lichtimpuls auf den Empfänger 3. Zudem ist ihre Pulsdauer erheblich kürzer als die Pulsdauer T_p eines vom Sender 2 emittierten Lichtimpulses.

Die beiden ersten Lichtimpulse, die gemäß Fig. 3c auf den Empfänger 3 auftref­ fen, sind reguläre, vom Sender 2 emittierte Lichtimpulse. Diese Lichtimpulse werden in der Auswerteeinheit 11 ausgewertet, wobei der linke Zweig des Flußdiagramms in Fig. 2 durchlaufen wird, d. h. es liegt ein synchroner Betrieb der Lichtschranke 1 vor.

Nach Registrieren des zweiten Lichtimpulses wird nach einer Pause der Dauer T_E-T_A das Aktivierungsintervall I_A von neuem geöffnet. In dieses Aktivie­ rungsintervall I_A fällt der erste Störimpuls S₁, der von der Auswerteeinheit 11 registriert wird. Obwohl der Störimpuls gegenüber einem vom Sender 2 emit­ tierten Lichtimpuls etwas früher auftritt und auch eine kürzere Pulsdauer als dieser aufweist, wird der Störimpuls S₁ nicht als Störung erkannt, da er entspre­ chend einem synchronen Betrieb der Lichtschranke 1 in das Aktivierungsinter­ vall I_A fällt. Demzufolge wird der synchrone Betrieb der Lichtschranke 1 auf­ recht erhalten und auf dieselbe Weise der zweite Lichtimpuls S₂ ausgewertet.

Durch den Empfang der Störimpulse wird das Aktivierungsintervalls I_A vorzeitig geschlossen und die Periodendauer T_E so weit verkürzt, daß nach Beenden der Strahlunterbrechung der vom Sender 2 zum Empfänger 3 gelangende Lichtim­ puls nicht mehr in das Aktivierungsintervall I_A, welches nach dem Registrieren von S₂ geöffnet wurde, fällt. Das Aktivierungsintervall I_A wird geschlossen be­ vor der Lichtimpuls auf den Empfänger 3 auftrifft. Durch das Auftreffen der na­ hezu resonant auftretenden Störimpulse S₁, S₂ wurde demzufolge die Synchroni­ sation der Lichtschranke 1 gestört.

In diesem Fall findet in der Auswerteeinheit 11 nach Schließen des Aktivie­ rungsintervalls I_A eine Abzweigung in den rechten Zweig des Flußdiagramms statt und das Aktivierungsintervall I_SYN wird geöffnet. Innerhalb dieses Interval­ les wird der vom Sender 2 emittierte Lichtimpuls erkannt, worauf der Zähler­ stand des Zählers um eins erhöht wird. Somit liegt wieder ein synchroner Betrieb vor, so daß der linke Zweig des Flußdiagramms durchlaufen wird. Der fehlerfreie Betrieb der Lichtschranke 1 ist somit wieder hergestellt.

Die in Fig. 3 dargestellten Anwendungsbeispiele zeigen, daß der synchrone Be­ trieb der Lichtschranke 1 auch bei Strahlenunterbrechungen und bei Störein­ strahlungen, die nahezu resonant zu den vom Sender emittierten Lichtimpulsen sind, aufrecht erhalten wird.

Asynchrone Störsignale werden von der erfindungsgemäßen Lichtschranke 1 vollkommen unterdrückt. Zudem kann sogar eine nahezu resonante Störeinstrah­ lung nahezu vollständig eliminiert werden.

Claims (9)

1. Verfahren zur Elimination von Störsignalen bei einer Lichtschranke (1) mit einem Sender (2), einem Empfänger (3) und einer an den Empfänger (3) angeschlossenen Auswerteein­ heit (11), welche vom Sender (2) elektrisch entkoppelt sind mit folgenden Ver­ fahrensschritten:
der Sender (2) emittiert periodisch Folgen von Lichtimpulsen mit einer definierten Pulsdauer T_p und einer definierten Periodendauer T_S,
die am Ausgang des Empfängers (3) anstehenden Empfangssignale werden in der Auswerteeinheit (11) während zeitlich begrenzter Aktivierungsintervalle I_A, I_SYN registriert,
das erste Aktivierungsintervall I_A wird periodisch mit einer Periodendauer T_E geöffnet, wobei für die maximale Dauer der Aktivierung T_A gilt: T_A < T_p und T_A < T_S und T_A < T_E,das Öffnen des Aktivierungsintervalls I_A wird fortlaufend wiederholt, solange während des Aktivierungsintervalls I_A ein Lichtimpuls registriert wird, wobei das Aktivierungs­ intervall I_A unmittelbar nach Registrieren des Lichtimpulses in der Auswerteeinheit (11) vorzeitig geschlossen wird, und wobei die Periodendauer T_E gleich der Periodendauer T_S oder geringfügig größer als diese ist,
bei Nichterkennen eines Lichtimpulses während des Aktivierungsintervalls I_A wird ein zweites Aktivierungsintervall I_SYN geöffnet, dessen Dauer T_SYN maximal T_S beträgt, wobei die Aktivierung des Aktivierungsintervalls I_SYN solange wiederholt wird bis ein Lichtimpuls registriert wird,
unmittelbar nach Registrieren eines Lichtimpulses während des Aktivierungsintervalls I_SYN wird dieses geschlossen, wonach innerhalb der Periodendauer T_E das Akti­ vierungsintervall I_A geöffnet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aktivierungsintervall I_A mit der Periodendauer T_E fortlaufend aktiviert wird, solange die Synchronbedingung erfüllt ist.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Aktivierungsintervall I_SYN unmittelbar nach Schließen des Aktivierungsintervalls I_A geöffnet wird.

4. Lichtschranke (1) mit einem Sender (2) und Empfänger (3), welche jeweils in einem separaten Gehäuse (4, 4′) ohne elektrische Verbindung zueinander integriert sind und mit einer im Gehäuse (4′) des Empfängers integrierten Auswerteeinheit (11), welche an den Empfänger (3) angeschlossen ist, wobei der Sender (2) periodisch Folgen von Lichtim­ pulsen mit einer definierten Pulsdauer T_p und einer definierten Periodendauer T_S emittiert, die am Ausgang des Empfängers (3) anstehenden Empfangssignale in die Aus­ werteeinheit (11) eingelesen werden und dort während zeitlich begrenzter Aktivierungsin­ tervalle I_A, I_SYN, welche in der Auswerteeinheit (11) geöffnet und geschlossen werden, registriert werden, wobei das erste Aktivierungsintervall I_A periodisch mit der Periodendauer T_E geöffnet wird, und für die maximale Dauer der Aktivierung T_A gilt: T_A < T_p und T_A < T_S und T_A < T_E,und die Periodendauer T_E gleich der Periodendauer T_S oder geringfügig größer als diese ist, wobei das Öffnen des Aktivierungsintervalls I_A fortlaufend wiederholt wird, solange während des Aktivierungsintervalls I_A ein Lichtimpuls registriert wird, und das Aktivierungsintervall I_A unmittelbar nach Registrieren des Lichtimpulses in der Auswerteeinheit (11) vorzeitig geschlossen wird, wogegen bei Nichterkennen eines Lichtimpulses während des Aktivierungsintervalls I_A ein zweites Aktivierungsintervall I_SYN geöffnet wird, dessen Dauer T_SYN maximal T_S beträgt, und die Aktivierung des Aktivierungsintervalls I_SYN solange wiederholt wird bis ein Lichtimpuls in der Auswerteeinheit (11) registriert wird und unmittelbar nach Registrieren eines Lichtimpul­ ses während des Aktivierungsintervalls I_SYN dieses geschlossen wird, wonach innerhalb der Periodendauer T_E das Aktivierungsintervall I_A geöffnet wird.

5. Lichtschranke nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (11) von einem Microcontroller gebildet ist.

6. Lichtschranke nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die am Ausgang des Empfängers (3) anstehenden Empfangssignale über einen Komparator (10) einem Eingang des Microcontrollers zugeführt werden.

7. Lichtschranke nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (11) einen Zähler aufweist, und daß nach Erkennen eines Lichtimpulses innerhalb einer der Aktivierungsintervalle I_A, I_SYN der Zählerstand des Zählers erhöht wird, und daß das Erreichen eines vorgegebenen Sollwertes des Zählerstandes die Synchronbedingung für den synchronen Betrieb des Senders (2) und der Auswertung der Empfangssignale in der Auswerteeinheit (11) darstellt.

8. Lichtschranke nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zählerstand jeweils um den Wert eins erhöht wird, und daß für den Sollwert der Wert zwei gewählt wird.

9. Lichtschranke nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (4′) des Empfängers (3) ein Störsignalgeber (12) vorgesehen ist, welcher ein Störsignal abgibt, sobald die Synchronbedingung nicht erfüllt ist.