DE19615548A1 - Ultraschall-Bereichsüberwachungsanlage - Google Patents
Ultraschall-BereichsüberwachungsanlageInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Ultraschall-Bereichsüber
wachungsanlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Anlagen dieser Art werden bislang beispielsweise zur Fahr
zeugumgebungsüberwachung zwecks Detektieren von auftretenden
Hindernissen oder zur Fahrzeuginnenraumüberwachung zwecks
Diebstahlschutz eingesetzt.
Bei einer in der Offenlegungsschrift EP 0 326 623 A1 be
schriebenen Bereichsüberwachungsanlage dieser Art sind über
die Vorderfront eines unbemannten Fahrzeugs verteilt vier Ul
traschall-Wandlereinheiten in einer geradlinigen Reihe mit
merklichem Abstand voneinander angeordnet, deren gerichtet
abgestrahlte Ultraschallwellenfelder einen sich keulenförmig
nach vorn erstreckenden Erfassungsbereich ergeben, mit dem
primär vor dem Fahrzeug auftretende Hindernisse detektiert
werden können. Die Abstrahlrichtungen der verschiedenen Wand
lereinheiten sind dabei im wesentlichen parallel zueinander,
was zur Folge hat, daß die Breite des keulenförmigen Erfas
sungsbereichs nicht viel größer als der Abstand der äußeren
Wandlereinheiten voneinander ist.
Es ist bekannt, für Anwendungsfälle, in denen ein etwa halb
kreisförmiger Bereich überwacht werden soll, eine Laser
strahl-Bereichsüberwachungsanlage einzusetzen, die den ge
wünschten Erfassungsbereich mittels eines rotierenden Laser
strahls abtastet. Eine derartige Anlage wird z. B. von der
Firma Leuze electronic unter der Typenbezeichnung rotoScan RS
3 vertrieben.
Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstel
lung einer Ultraschall-Bereichsüberwachungsanlage der ein
gangs genannten Art zugrunde, mit der sich insbesondere auch
ein etwa halbkreisförmiger Bereich mit vergleichweise gerin
gem Aufwand möglichst gleichmäßig und lückenlos überwachen
läßt.
Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung
einer Ultraschall-Bereichsüberwachungsanlage mit den Merkma
len des Anspruchs 1. Die Ultraschall-Wandlereinheiten sind
bei dieser Anlage eng benachbart so angeordnet, daß ihre Ab
strahlrichtungen fächerförmig nach außen verlaufen. Dabei ist
typischerweise die maximale Breite des von den abgestrahlten
Ultraschallwellenfeldern überstrichenen Erfassungsbereichs um
ein Mehrfaches größer als der Abstand benachbarter Wand
lereinheiten und noch immer viel größer als der Abstand der
äußeren Wandlereinheiten voneinander. Mit der Anlage läßt
sich auch ein halbkreisförmiger Bereich zuverlässig überwa
chen, ohne daß hierfür rotierende Teile notwendig sind. Die
Ultraschall-Wandlereinheiten können dabei sehr kompakt ange
ordnet sein, wobei zur Realisierung der fächerförmigen Ab
strahlrichtungen die einzelnen Wandlereinheiten gegeneinander
verkippt und/oder längs einer gebogen vorgewölbten Linie an
geordnet sind.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 ist we
nigstens ein Teil der Ultraschall-Wandlereinheiten in einer
Ebene längs einer kreisbogenförmigen Linie, z. B. längs einer
Halbkreislinie, angeordnet, so daß ein entsprechender Kreis
sektorbereich überwacht werden kann.
Bei einer nach Anspruch 3 weitergebildeten Anlage sind Ultra
schall-Wandlereinheiten in zwei übereinanderliegenden Ebenen
dergestalt vorgesehen, daß das Ultraschallwellenfeld einer
jeweiligen Wandlereinheit der einen Ebene zwischen den Ultra
schallwellenfeldern zweier benachbarter Wandlereinheiten der
anderen Ebene liegt und mit denselben teilweise überlappt.
Mit einer derartigen Anordnung läßt sich ein kreissektorför
miger Bereich vergleichsweise homogen und lückenlos von den
gerichtet abgestrahlten Ultraschallwellenfeldern der einzel
nen Wandlereinheiten überstreichen. Es versteht sich, daß der
Abstand zwischen benachbarten, auf verschiedenen Ebenen lie
genden Wandlereinheiten zweckmäßigerweise vergleichbar gering
ist wie der Abstand benachbarter Wandlereinheiten auf dersel
ben Ebene.
Bei einer konstruktiv günstigen Anordnung gemäß Anspruch 4
ist jede Wandlereinheit der einen Ebene gegenüber einer zuge
hörigen Wandlereinheit der anderen Ebene um eine Hochachse
verkippt und bei Bedarf ohne Versetzung so positioniert, daß
ihre Abstrahlrichtung jeweils mittig zwischen den Abstrahl
richtungen zweier benachbarter Wandlereinheiten der anderen
Ebene liegt, wodurch sich eine sehr homogene und lückenlose
Ultraschallwellenbedeckung des Erfassungsbereichs ergibt.
Bei einer nach Anspruch 5 weitergebildeten Anlage ist jeder
Wandlereinheit ein Referenzdraht zwecks Durchführung von
Funktionstests in einem vergleichsweise geringen Abstand zu
geordnet. Die Auswerteeinheit ist zur Erkennung von Ultra
schallwellen eingerichtet, die von dem jeweiligen Referenz
draht reflektiert werden. Sie vermag dabei insbesondere diese
Referenzdrahtreflexionen von unvermeidlichen Nachschwingungen
der Wandlereinheiten nach Aussenden eines jeweiligen Ultra
schallimpulses zu unterscheiden. Das Vorhandensein der Refe
renzdrahtreflexionen wertet sie als Voraussetzung eines stö
rungsfreien Anlagenbetriebs. Auf diese Weise wird einem miß
bräuchlichen Außerkraftsetzen der Anlage beispielsweise durch
Zustopfen der Austrittsbereiche der Wandlereinheiten vorge
beugt.
Mit einer nach Anspruch 6 weitergebildeten Anlage lassen sich
sehr einfach unterschiedliche, gewünschte Überwachungsentfer
nungen, d. h. unterschiedlich große Überwachungsbereiche, bei
gleichbleibender Ultraschallwellenabstrahlung durch die Wand
lereinheiten dadurch realisieren, daß in der Auswerteeinheit
eine jeweilige Maximallaufzeit reflektierter Ultraschallwel
len variabel vorgegeben werden kann. Reflektierte Ultra
schallwellen, deren Laufzeit nach Absenden eines Ultraschal
limpulses durch die Wandlereinheiten größer als die zugehöri
ge, variabel vorgebbare Maximallaufzeit ist, bleiben für die
Bereichsüberwachung unberücksichtigt oder werden jedenfalls
anders behandelt als solche, deren Laufzeit geringer als die
gewählte Maximallaufzeit ist. Bei Bedarf lassen sich damit
mehrere Überwachungsbereiche mit unterschiedlicher Überwa
chungs- bzw. Warnintensität definieren, z. B. ein Nahfeldbe
reich mit hoher Warn- oder Schutzintensität und ein daran
nach außen anschließender Fernfeldbereich mit geringerer
Warnintensität.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in den
Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
Hierbei zeigen:
Fig. 1 eine Ultraschall-Bereichsüberwachungsanlage mit zwölf
halbkreisförmig auf zwei Ebenen verteilt angeordneten
Wandlereinheiten zur Bereitstellung eines halbkreis
förmigen Erfassungsbereichs in einer schematischen
Draufsicht,
Fig. 2 eine schematische, ausschnittweise Seitenansicht ei
ner zu derjenigen von Fig. 1 variierten Anordnung von
Ultraschall-Wandlereinheiten und
Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf das von der Anlage
von Fig. 1 insgesamt abgestrahlte Ultraschallwellen
feld.
Die in Fig. 1 dargestellte Ultraschall-Bereichsüberwachungs
anlage beinhaltet eine Auswerteeinrichtung (1) und einen Auf
bau (2) von zwölf Ultraschall-Wandlereinheiten (W₁ bis W₁₂),
die in zwei Ebenen halbkreisförmig angeordnet sind. Speziell
ist diese Anordnung so gewählt, daß sechs Wandlereinheiten
(W₁, W₃, W₅, W₇, W₉, W₁₁) in einer unteren Ebene entlang einer
Halbkreislinie praktisch lückenlos direkt nebeneinander posi
tioniert sind, während die übrigen sechs Wandlereinheiten
(W₂, W₄, W₆, W₈, W₁₀, W₁₂) ohne Versetzung direkt über einer
zugehörigen Wandlereinheit der unteren Ebene entlang einer
entsprechenden Halbkreislinie in einer darüberliegenden, obe
ren Ebene plaziert sind. Der Aufbau (2) mit den Ultraschall-
Wandlereinheiten (W₁ bis W₁₂) ist auf diese Weise sehr kompakt
auf einer Seite einer zugehörigen Durchmesserebene (d) lie
gend realisiert. Der Durchmesser des halbkreisförmigen Wand
leraufbaus (2) kann beispielsweise zwischen lediglich 140 mm
bis 170 mm betragen. Jede Wandlereinheit (W₁ bis W₁₂) ist in
herkömmlicher Weise zur gerichteten Abstrahlung eines keulen
förmigen Ultraschallwellenfeldes und zum Empfang reflektier
ter Ultraschallwellen ausgelegt. Über Verbindungsleitungen,
von denen in Fig. 1 nur diejenigen (3a, 3b) für zwei Wand
lereinheiten (W₇, W₈) stellvertretend gezeigt sind, ist jede
Ultraschall-Wandlereinheit mit der Auswerteeinrichtung (1)
verbunden. Über diese Verbindung erfolgt die Ansteuerung der
betreffenden Ultraschall-Wandlereinheit (W₁ bis W₁₂) zur Emis
sion eines jeweiligen Ultraschallwellenimpulses sowie die
Übertragung der von der Wandlereinheit empfangenen Ultra
schallwellen zur Auswerteeinrichtung (1).
Die Ultraschall-Wandlereinheiten (W₁ bis W₁₂) sind so positio
niert, daß ihre Abstrahlrichtungen fächerförmig mit radialer
Hauptkomponente nach außen laufen. Um einen halbkreisförmigen
Erfassungsbereich möglichst gleichmäßig und lückenlos mit Ul
traschallwellen abdecken zu können, sind je zwei übereinan
derliegende Wandlereinheiten um eine zu den beiden Ebenen der
Wandlereinheiten (W₁ bis W₁₂) senkrechte, gemeinsame Hochachse
in entgegengesetzten Drehrichtungen gegeneinander und bezüg
lich der gemeinsamen Tangentenebene an die Halbkreislinie
verkippt. Wie in Fig. 1 stellvertretend für zwei Wandlerein
heiten (W₅, W₆) gezeigt, schließen somit die Austrittsebenen
der Wandlereinheiten der unteren Ebene einen Winkel (α)
kleiner als 90° und analog die Austrittsebenen der Wand
lereinheiten der oberen Ebene einen Winkel (β) kleiner als
90° mit dem jeweiligen, gemeinsamen Radiusstrahl (R) ein. Die
Austrittsebenen je zweier übereinanderliegender Wandlerein
heiten schließen somit einen Kippwinkel von 180°-α-β ein.
Beispielhaft kann dieser Kippwinkel ungefähr 15° betragen.
Diese Positionierung hat zur Folge, daß das von einer Ultra
schall-Wandlereinheit der oberen Ebene abgestrahlte Ultra
schallwellenfeld zwischen den Ultraschallwellenfeldern liegt,
die von der darunterliegenden Wandlereinheit und einer dieser
auf der unteren Ebene benachbarten Wandlereinheit abgestrahlt
werden. Damit füllen die von den oberen Wandlereinheiten ab
gestrahlten Ultraschallwellenfelder Lückengebiete der von den
Wandlereinheiten der unteren Ebene allein abgestrahlten Ul
traschallwellenfelder aus, die sich für diese in größeren
Entfernungen aufgrund der divergierenden Abstrahlrichtungen
der Wandlereinheiten einer Ebene und der keulenartigen Ge
stalt des von jeder Wandlereinheit emittierten Ultraschall
wellenfeldes in größeren Entfernungen ergeben. Soweit die Ul
traschallwellenfelder der Wandlereinheiten der unteren Ebene
einerseits und diejenigen der Wandlereinheiten der oberen
Ebene andererseits einen gewissen Nahfeldbereich doppelt ab
decken, liegt eine Redundanz vor, welche die Zuverlässigkeit
und die Sicherheit der Anlage bezüglich der Objekterkennung
in diesem Nahfeldbereich erhöht. Alternativ oder zusätzlich
zur gezeigten Verkippung je zweier übereinanderliegender Ul
traschall-Wandlereinheiten kann vorgesehen sein, die Wand
lereinheiten der einen Ebene längs des Halbkreises mittig ge
genüber den Wandlereinheiten der anderen Ebene versetzt anzu
ordnen und auf diese Weise zu bewirken, daß jedes keulenför
mige Ultraschallwellenfeld der Wandlereinheiten der einen
Ebene etwa mittig zwischen zwei Ultraschallwellenfeldern
zweier Wandlereinheiten der anderen Ebene liegt und mit die
sen jedenfalls bis zu einer gewissen Entfernung teilweise
überlappt, so daß der Erfassungsbereich innerhalb dieser Ent
fernung lückenlos mit Ultraschallwellen abgedeckt wird.
Mittels eines herkömmlichen Lernprozesses lernt die Anlage in
einem anfänglichen Betriebsstadium die von ihrer Umgebung
verursachten, nicht auf zu detektierende Objekte hinweisenden
Ultraschallreflexionen und speichert diese in der Auswerte
einrichtung (1) als Untergrund ab, mit dem die im nachfolgen
den Betrieb empfangenen Ultraschallwellenreflexionen zwecks
Objekterkennung verglichen werden.
Jeder Wandlereinheit (W₁ bis W₁₂) ist ein Referenzdraht zuge
ordnet, von denen stellvertretend einer (4) gezeigt ist. Die
ser Referenzdraht (4) befindet sich jeweils in einem Abstand
(a) von weniger als 50 mm, z. B. zwischen 30 mm und 35 mm, vor
der Austrittsebene der zugehörigen Ultraschall-Wandlerein
heit. Durch die Wahl eines derart geringen Abstandes, der we
sentlich kleiner als der Durchmesser des Wandleraufbaus (2)
ist, wird deren kompakter Aufbau beeinträchtigt. Die Auswer
teeinrichtung (1) führt jeweils beim Einschalten der Anlage
einen Funktionstest durch, bei dem jede Ultraschall-Wandler
einheit (W₁ bis W₁₂) einen Ultraschallimpuls erzeugt und von
der Auswerteeinrichtung (1) festgestellt wird, ob von jedem
Referenzdraht (4) ein entsprechendes Reflexionssignal empfan
gen wird. Ist dies nicht der Fall, weil z. B. unbefugterweise
die Austrittsebenen einer oder mehrerer Ultraschall-
Wandlereinheiten (W₁ bis W₁₂) abgeschirmt wurden oder eine der
Wandlereinheiten (W₁ bis W₁₂) defekt ist, schließt die Auswer
teeinrichtung (1) auf eine Funktionsstörung und gibt eine
entsprechende Störungsinformation ab.
Wegen des geringen Abstands (a) des jeweiligen Referenzdrah
tes (4) zur zugehörigen Ultraschall-Wandlereinheit (W₁ bis
W₁₂) wird gegebenenfalls das erwartete Referenzdraht-Ultra
schallecho vom Empfängerteil der Wandlereinheiten schon inner
halb eines Zeitbereichs empfangen, in welchem noch Nach
schwingungen des vom Senderteil zuvor emittierten Ultra
schallwellenimpulses vorhanden sind. Durch einen Vergleich
der Fläche des innerhalb des vorgebbaren Zeitfensters empfan
genen Ultraschallechos mit einem vorab empirisch ermittelten
Flächensollwert vermag die Auswerteeinrichtung (1) dennoch
das Vorhandensein oder Fehlen des Referenzdraht-Ultraschall
echos zu erkennen. Alternativ zu diesem Echoflächenvergleich
kann ein punktueller Vergleich der empfangenen Echohüllkurve
mit einer abgelegten, empirisch bei störungsfreiem Betrieb
ermittelten Referenz-Echohüllkurve zu mehreren, über das
Zeitfenster verteilten Zeitpunkten angewendet werden.
In Fig. 2 ist ausschnittweise eine mögliche Modifikation des
Wandleraufbaus (2) von Fig. 2 dargestellt. Bei dieser Modifi
kation sind ebenso wie beim Aufbau (2) von Fig. 1 Ultra
schall-Wandlereinheiten, von denen vier (W₁₃ bis W₁₆) stell
vertretend gezeigt sind, in zwei Ebenen unversetzt und ver
kippt übereinanderliegend und in jeder Ebene vorzugsweise
längs einer vorgewölbten Linie angeordnet. Jedoch sind bei
dieser modifizierten Wandleranordnung benachbarte Paare über
einanderliegender Wandlereinheiten (W₁₃, W₁₄; W₁₅, W₁₆) entge
gengesetzt gegenüber ihrer zugehörigen Tangentenebene ver
kippt. Dies führt dazu, daß die Austrittsebenen der beiden
unteren gezeigten Wandlereinheiten (W₁₃, W₁₅) einen stumpfen
Winkel einschließen, wie dies in Fig. 1 der Fall ist, während
im Gegensatz dazu die Austrittsebenen der beiden oberen Wand
lereinheiten (W₁₄, W₁₆) einen spitzen Winkel einschließen. Da
durch decken die Ultraschallwellenfelder der beiden oberen
Wandlereinheiten (W₁₄, W₁₆) einen mittleren Teil und die Ul
traschallwellenfelder der beiden unteren Wandlereinheiten
(W₁₃, W₁₅) die seitlichen Teile des von diesen vier Wand
lereinheiten erfaßten Bereiches ab.
In Fig. 3 ist das von dem Wandleraufbau (2) gemäß Fig. 1 er
zeugbare Ultraschallwellenfeld zur Bereichsüberwachung wie
dergegeben. Wie daraus ersichtlich, strahlt jede Wandlerein
heit keulenförmige Ultraschallwellenfelder (U₁ bis U₁₂) ab,
die in Fig. 3 schematisch durch einen linksseitigen Begren
zungsstrahl (LL) und einen rechtsseitigen Begrenzungsstrahl
(LR) eingefaßt sind, wobei ein mittiger Längsstrahl (LM) die
jeweilige Abstrahlrichtung charakterisiert. Dabei korrespon
diert die Numerierung der Ultraschallwellenkeulen (U₁ bis U₁₂)
mit derjenigen der Wandlereinheiten (W₁ bis W₁₂) von Fig. 1.
Dies bedeutet, daß benachbarte Ultraschallwellenkeulen von
benachbarten Wandlereinheiten stammen, von denen die eine in
der einen Ebene und die andere in der anderen Ebene des Wand
leraufbaus (2) positioniert sind. Die Keulenform der gerich
tet abgestrahlten Ultraschallwellenfelder (U₁ bis U₁₂) wird
durch nicht näher gezeigte, trichterförmige Reflektorvorsätze
erzielt, die sich vor den Austrittsebenen der Wandlereinhei
ten befinden. Es versteht sich, daß die Ausdehnung der Ultra
schallwellenkeulen (U₁ bis U₁₂) in der zur Zeichenebene von
Fig. 3 senkrechten Hochachsenrichtung ebenfalls abhängig von
der gewählten Reflektortrichterform in gewünschter Weise ein
gestellt werden kann. Wie aus Fig. 3 zu erkennen, überlappt
innerhalb eines Nahfeldbereichs, der sich bis zu einer Halb
kreisgrenzlinie (KG) erstreckt, jede Ultraschallwellenkeule
mit ihrer linken Hälfte vollständig mit der rechten Hälfte
der links anschließenden Ultraschallwellenkeule und mit ihrer
rechten Hälfte vollständig mit der linken Hälfte einer rechts
anschließenden Ultraschallwellenkeule. Somit wird dieser Nah
feldbereich vollständig redundant mit überwachenden Ultra
schallwellen belegt, so daß eine Objekterkennung dort lücken
los auch dann noch möglich ist, wenn eine der Wandlereinhei
ten nicht ordnungsgemäß arbeitet.
Der Nahfeldbereich stellt vorzugsweise ein Schutzfeld mit ho
her Warnintensität dar, d. h. bei Erkennung eines Objektes in
nerhalb dieses Nahfeldbereiches erfolgt eine entsprechend
prioritätshohe Warnmeldung. Wenn die Anlage in Verbindung mit
der Ansteuerung einer zugehörigen Maschine eingesetzt wird,
kann durch die prioritätshohe Warnmeldung beispielsweise über
ein Sicherheits-Schaltgerät eine Sicherheitsabschaltung die
ser Maschine erfolgen. Innerhalb eines an das Nahfeld an
schließenden, halbringförmigen Fernfeldbereiches nimmt die
gegenseitige Überlappung benachbarter Ultraschallwellenkeulen
radial nach außen sukzessive ab, bis auf Höhe einer Fernfeld
abschlußlinie (KA) keine Überlappung mehr vorliegt. Eine dar
über hinausgehende Erstreckung des überwachten Bereichs ist
meist nicht mehr zweckmäßig, da dann Lücken zwischen benach
barten Ultraschallwellenkeulen auftreten. Bei Erkennung eines
Objektes in diesem ringförmigen Fernfeldbereich erfolgt eine
prioritätsniedrigere Warnmeldung, die z. B. nicht zu einer Ma
schinenschutzabschaltung führt.
Die Auswerteeinrichtung ist daran angepaßt so ausgelegt, daß
sie nur diejenigen, von den Wandlereinheiten empfangenen, re
flektierten Ultraschallwellen objekterkennend auswertet, die
innerhalb einer jeweils vorgegebenen Maximallaufzeit nach Er
zeugung eines jeweiligen Ultraschallimpulses durch die Wand
lereinheiten eintreffen. Die Maximallaufzeiten für den Nah
feld- und den Fernfeldbereich sind so gewählt, daß gerade
noch diejenigen Objekte erkannt werden, die sich innerhalb
des betreffenden Bereichs befinden. Die Fernfeld-Maximal
laufzeit kann vom Benutzer variabel der Auswerteeinrichtung
vorgegeben werden, so daß bei Bedarf die Objekterkennung auf
einen kleineren, zu überwachenden Halbkreisbereich beschränkt
oder unter Inkaufnahme gewisser Überwachungslücken auf einen
weiter nach außen reichenden Überwachungsbereich ausgedehnt
werden kann. In gleicher Weise kann die Grenze zwischen prio
ritätshöher überwachtem Nahfeld und prioritätsniedriger über
wachtem Fernfeld mittels entsprechender Veränderung der zuge
hörigen Nahfeld-Maximallaufzeit auf Wunsch variabel einge
stellt werden. Alternativ zu dieser Maßnahme kann eine Ände
rung des überwachten Bereichs auch dadurch vorgesehen werden,
daß die Ultraschall-Wandlereinheiten von der Auswerteeinrich
tung zur Abstrahlung von Ultraschallwellenkeulen mit varia
bler Reichweite angesteuert werden oder daß die Abstrahlcha
rakteristik der Ultraschall-Wandlereinheiten durch verschie
dene Abstrahltrichtervorsätze verändert wird.
Wie in Fig. 3 angedeutet, beträgt die radiale Ausdehnung des
aus Nahfeld und Fernfeld bestehenden Erfassungsbereiches ein
Vielfaches derjenigen des Wandleraufbaus (2). Typischerweise
wird z. B. durch den Wandleraufbau (2) mit einem Durchmesser
zwischen etwa 140 mm bis 170 mm ein halbkreisförmiger Flächen
bereich mit einem Durchmesser von etwa 8 m erfaßt. Neben der
kompakten Bauform der Anlage sind als weitere Vorteile her
vorzuheben, daß keinerlei mechanisch beweglichen Teile erfor
derlich sind und die Anlage sehr einfach zur Definition va
riabler Schutz- bzw. Warnfeldbereiche programmiert werden
kann.
Claims (6)
1. Ultraschall-Bereichsüberwachungsanlage, mit
- - mehreren Ultraschall-Wandlereinheiten (W₁ bis W₁₂), von de nen jede zur gerichteten Abstrahlung eines Ultraschallwellen feldes (U₁ bis U₁₂) und zum Empfang reflektierter Ultraschall wellen eingerichtet ist, und
- - einer Auswerteeinrichtung (1), welche die von den Ultra schall-Wandlereinheiten empfangenen, reflektierten Ultra schallwellen zur Detektion von innerhalb eines vorgebbaren Überwachungsbereichs befindlichen Objekten auswertet, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Ultraschall-Wandlereinheiten (W₁ bis W₁₂) eng benachbart so angeordnet sind, daß ihre Abstrahlrichtungen (LM) fächer förmig nach außen verlaufen.
2. Ultraschall-Bereichsüberwachungsanlage nach Anspruch 1,
weiter dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil (W₁,
W₃, W₅, W₇, W₉, W₁₁) der Ultraschall-Wandlereinheiten (W₁ bis
W₁₂) in einer Ebene entlang einer vorgewölbten, kreisbogen
förmigen Linie angeordnet ist.
3. Ultraschall-Bereichsüberwachungsanlage nach Anspruch 2,
weiter dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Teil (W₁, W₃,
W₅, W₇, W₉, W₁₁) der Ultraschall-Wandlereinheiten (W₁ bis W₁₂)
in einer ersten Ebene und ein zweiter Teil (W₂, W₄, W₆, W₈,
W₁₀, W₁₂) der Ultraschall-Wandlereinheiten in einer über der
ersten liegenden zweiten Ebene entlang einer entsprechend
vorgewölbten, kreisbogenförmigen Linie so angeordnet sind,
daß das von einer jeweiligen Ultraschall-Wandlereinheit der
zweiten Ebene gerichtet abgestrahlte Ultraschallwellenfeld
zwischen den von zwei benachbarten Ultraschall-Wandlerein
heiten der ersten Ebene gerichtet abgestrahlten Ultraschall
wellenfeldern liegt und mit diesen teilweise überlappt.
4. Ultraschall-Bereichsüberwachungsanlage nach Anspruch 3,
weiter dadurch gekennzeichnet, daß je eine Ultraschall-
Wandlereinheit der zweiten Ebene über je einer Ultraschall-
Wandlereinheit der ersten Ebene so angeordnet ist, daß ihre
Abstrahlrichtung gegenüber derjenigen der darunterliegenden
Ultraschall-Wandlereinheit der ersten Ebene um einen vorgeb
baren Winkel bezüglich einer zu den beiden Ebenen senkrechten
Hochachse verkippt ist.
5. Ultraschall-Bereichsüberwachungsanlage nach einem der An
sprüche 1 bis 4, weiter dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ul
traschall-Wandlereinheit (W₁ bis W₁₂) ein Referenzdraht (4)
zugeordnet ist, der sich in einem Abstand von weniger als
50 mm vor der zugehörigen Wandleraustrittsebene befindet, wo
bei die von dem Referenzdraht reflektierten Ultraschallwellen
von der Auswerteeinrichtung (1) innerhalb eines Funktions
tests erkannt und als Voraussetzung eines störungsfreien An
lagenbetriebs gewertet werden.
6. Ultraschall-Bereichsüberwachungsanlage nach einem der An
sprüche 1 bis 5, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Aus
werteeinrichtung (1) zur variablen Einstellung der Ausdehnung
eines oder mehrerer überwachter Bereiche durch variable Vor
gabe einer jeweiligen Maximallaufzeit für reflektierte Ultra
schallwellen ausgelegt ist, die zur Objekterkennung für den
betreffenden Bereich herangezogen werden.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19615548A DE19615548A1 (de) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | Ultraschall-Bereichsüberwachungsanlage |
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