DE1962054A1

DE1962054A1 - Hand-held photo-electric probe - for non-contact rotary speed measurement has cylindrical swivelling head

Info

Publication number: DE1962054A1
Application number: DE19691962054
Authority: DE
Inventors: Karl Hochrenther; Gerhard Zimmermann
Original assignee: Metrawatt GmbH
Current assignee: Metrawatt GmbH
Priority date: 1969-12-11
Filing date: 1969-12-11
Publication date: 1971-07-08
Also published as: DE1962054B2

Abstract

The cylindrical swivel head is incorporated at one end of the unit which can rotate through 180 degrees and is indexed to point in a variety of fixed directions. The rotation is coplanar with a cylindrical section and occurs about the same axis as the cylinder. In this way a sliding contact, feeding the light source and carrying the received signal, can move around the inner wall of the cylinder. A lens at the top produces a parallel beam from the light source, and through the centre is a small diameter photo detector. This feeds an amplifier in the body of the unit, which also houses the supply batteries.

Description

Sonde zur lichtelektrischen Impulsmessung Die Erindung betrifft eine Sonde zur lichtelektrischen Iinpulsmessung, die vorzugsweise zur Drehzahlmessung durch lichtelektrische Abtastung verwendet werden kann und di.e über elektrische Leitungen mit einer Anzeigegerät verbunden ist. Die von einer derartigen Sonde erfaßten Lichtimpulse können entweder von einer frenden Lichtquelle herriihren oder von einer in der Sonde eingebauten Lichtquelle ausgesehen, deren Licht impulsförmig reflektiert wird. Soll z.B. die Drehzahl einer Welle durch lichtelektrische Abtastung mit Hilfe einer eingebauten Lichtquelle gemessen werden, so ist jede fremde Lichtquelle störend. Ihr Einfluß muß also möglicht verhindert werden. Das kann dadurch erreicht werden, daß man- zur Abschattung mit der Abtasteinrichtung möglichst dicht an das zu untersuchende Objekt, als z.B. eine Welle, herangeht. Ebenso muß die Sonde auch an sehr kleine Meßobjekte möglichst nahe herar!-geführt werden, Sehr oft sind die Meßstellen jedoch nur schwer zugänglich, so daß es nicht möglich ist, dicht genug an sie heranzukommen, wenn die Abtasttoptik in ein ralativ großes Meßgerät eingebaut ist. Es gibt Geräte, bei denen deshalb die Abtastoptik als Sonde an der Spitze eines aus dem Meßgerät herausziehbaren Stabes angeordnet ist. Da ein solcher Stab jedoch häufig zu kurz und auch nicht flexibel ist, werden andere Geräte gebaut, bei denen die Sonde über ein belichig lange elektrische Leitung beweglich mit dem Meßgerät verbunden ist. Enthalten die Sonden nur die Abtastoptik, dann sind sie auf Grund der langen Leitungen bis zim Verstärker sehr Ç^llfällig gegenüber elektrischen Störfeldern: enthalten sie üagcgen neben der Abtastoptik noch den Verst0trker und ggf. aucii die Batterien zur Stromversorgung, so werden sie zwangsläufig wieder ziemlich groß und entsprechend unbel.Teglich, so daß die Meßstelle::i schlechter zu erreichensind. Probe for photoelectric pulse measurement The invention relates to a Probe for photoelectric pulse measurement, preferably used for speed measurement can be used by photoelectric scanning and di.e via electrical Lines connected to a display device. Those detected by such a probe Light pulses can either come from a fresh light source or from one The light source built into the probe, whose light is reflected in pulses will. Should e.g. the speed of a shaft through photoelectric scanning with the help a built-in light source are measured, any external light source is disruptive. Their influence must therefore be prevented as much as possible. This can be achieved by that you - for shading with the scanning device as close as possible to the area to be examined Object, such as a wave, is approaching. Likewise, the probe must also be used on very small ones Objects to be measured are guided as close as possible, but the measuring points are very often difficult to access so that it is not possible to get close enough to them, if the scanning optics is built into a relatively large measuring device. There are devices in which therefore the scanning optics as a probe at the tip of one of the measuring device extractable rod is arranged. However, such a rod is often too short and is also not flexible, other devices are built in which the probe is over a long electrical line movable with the Measuring device connected is. If the probes only contain the scanning optics, then they are aground of the long lines to the amplifier are very susceptible to electrical interference fields: they contain the amplifier and possibly aucii in addition to the scanning optics the batteries for the power supply, they inevitably become quite large again and accordingly unoccupied, so that the measuring point :: i are more difficult to reach.

Aufgabe der Erfindung ist es, durch Vereinigung der Abtastoptik und eines Verstärkers in einer Sonde die Beeinflussung der Messung durch elektrische Störfelder zu vermeiden, andererseits aber das dadurch vergrößerte Volumen der Sonde durch eine zweckmäßige Konstrultion so auszugleichen, daß auch schwer zugängliche Meßstellen gut erreichbar sind, und daß man dadurch entsprechend der aufgabenstallung des Hauntpatents (Patentanmeldung P 1 957 494.8) dicht an das Meßobjekt herangehen kann.The object of the invention is to combine the scanning optics and an amplifier in a probe, the influence of the measurement by electrical To avoid interference fields, but on the other hand the increased volume of the probe to compensate for even those that are difficult to access by means of an appropriate construltation Measuring points are easy to reach, and that you can thereby according to the task stables of the Haunt patent (patent application P 1 957 494.8) go close to the test object can.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Abtastoptik und ein Verstärker in einem stabförmigen Gehäuse derart vereinigt sind, daß die Abtastoptik in einen drehbaren Meßkopf am einen Ende des Gehäuses angeordnet ist, während die zum Anzeigegerät führenden Verbindungsleitungen am anderen Ende herausgeführt sind und der Verstärker in dem dazwischenliegenden Raum untergebracht ist. Von besonderem Vorteil ist es wenn außer der Abtastoptik und dem Verstärker auch noch die zur Stromversorgung erforderlichen Batterien in dem Gehäuse der Sonde untergebracht sind, denn dadurch wird die benötigte Zahl der Zuleitungen zum Meßgerät von 4- auf 2 verringert und außerdem können die Batterien zur Abschirmung des Verstärkers gegenüber elektrischen Störfeldern herangezogen werden. Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.This object is achieved according to the invention in that the scanning optics and an amplifier are combined in a rod-shaped housing such that the Scanning optics is arranged in a rotatable measuring head at one end of the housing, while the connecting lines leading to the display device are led out at the other end and the amplifier is housed in the space in between. Of special It is advantageous if, in addition to the scanning optics and the amplifier, also the power supply required batteries are housed in the housing of the probe, because thereby becomes the needed Number of leads to the measuring device from 4 to 2 and you can also use the batteries to shield the amplifier electrical interference fields are used. Further useful refinements of the invention are characterized in the subclaims.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der drehbare Meßkopf, der sich an der Spitze einer handlichen, stabförmigen Sonde befindet, in einem Winkel von über 1800 drehbar ist, und damit so eingestellt werden kann, daß der Lichtstrahl auch sehr schwer zugängliche Meßstellen erreicht. Die Gestaltung des Meßkopfes als eine rohrähnliche Spitze, die an einem drehbaren zylindrischen Teil angebracht ist, wirkt im gleichen Sinne vorteilhaft. Andererseits wirkt sich die Erfindung auch bei gut zugänglichen Meßstellen vorteilhaft aus, da sie dann der Wahl einer bequemen Randetellung einen sehr großen Spielraum läßt.The advantages achieved with the invention are in particular: that the rotatable measuring head, which is at the tip of a handy, rod-shaped Probe is located, can be rotated at an angle of more than 1800, and is thus adjusted can be that the light beam reaches measuring points that are very difficult to access. The design of the measuring head as a tube-like tip attached to a rotatable cylindrical part is attached, acts in the same sense advantageous. on the other hand the invention also has an advantageous effect in the case of easily accessible measuring points, since it then leaves a great deal of leeway for the choice of a comfortable position at the edge.

Ein Ausfuhrungsbeispriel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawings and is described in more detail below.

Es zeigen Fig. 1 die Sonde von oben bei geschlossenem Gehäuse Fig. 2 die Sonde von oben ohne die beiden Gehäuseabdeckschalen, Fig. 3 die Sonde von der Seite im Schnitt.1 shows the probe from above with the housing closed. 2 the probe from above without the two housing cover shells, FIG. 3 the probe from the page in cut.

Fig. 4 die Sonde von unten ohne die beiden Gehäuseschalen.4 shows the probe from below without the two housing shells.

Wie in Fig. 1 bis 4 erkennbar, besteht die Sonde im wesentlichen aus dem Meßkopf 1a, Ib, einem Gehäusemittelteil 2 und den beiden Gehäuseabdeckschalen 3 und 4. Diese beiden Gehäuseabdeckschalen sind vollkommen gleich au-geführt und somit gegeneinander austauschbar. Der zylindrische Teil Ib und die-rohrähnliche Spitze la des Meßkopfes werden durch Stecken zusammengefügt. Innerhalb der ro-lrähnlichen Spitze la sind eine Linse 5, ein Prismenring 6 sowie eine Mattscheibe 7 ebenfalls durch Stecken zusammengesetzt.As can be seen in FIGS. 1 to 4, the probe consists essentially of the measuring head 1a, Ib, a housing middle part 2 and the two housing cover shells 3 and 4. These two housing cover shells are designed and completely identical thus interchangeable with each other. The cylindrical part Ib and the pipe-like Tip la of the measuring head are joined together by plugging. Inside the ro-lähnlichen Tip la are a lens 5, a prism ring 6 and a ground glass 7 as well assembled by plugging.

Im Zentrum der Linse 5 ist ein Fototransistor 8 angeordnet, der sich wiederum innerhalb einer ihm umgebenden undurchsichtigen Hülse 9 befindet. Mit Hilfe von dem Prismenring 6 und der Mattscheibe 7 angeformten Abstandsrohren wird beim Zusammenstecken der Optik der richtige Abstand erzielt. Im Zentrum der Mattscheibe 7 ist eine Aussparung vorgesehen, in der die Kuppe des Glaskolbens einer Glühlampe 10 ruht, die damit gleichzeitig zentriert wird. Die Glühlampe 10 ist weiterhin auf einer innerhalb des zylinderförmigen Körpers Ib angeordneten Trägerplatte lc mit Kontaktklemmen 11,12 befestigt. Der zylinderförmige Teil Ib ist zwischen einer Ringplatte 2a, die Teil des Gehäusemittelteiles 2 ist, und der Gehäuseabdeckschale 3 drehbar gelagert. Mit Hilfe eines Rastwerks 13 kann der Meßkopf 1a, Ib in verschiedenen Nuten .14 rasten.In the center of the lens 5, a phototransistor 8 is arranged, which in turn located within an opaque sleeve 9 surrounding it. With help of the prism ring 6 and the ground glass 7 formed spacer tubes is when Put the optics together to achieve the correct distance. In the center of the screen 7 a recess is provided in which the tip of the glass bulb of an incandescent lamp 10 rests, which is centered at the same time. The light bulb 10 is still on a carrier plate lc arranged within the cylindrical body Ib Contact terminals 11,12 attached. The cylindrical part Ib is between an annular plate 2a, which is part of the housing middle part 2, and the housing cover shell 3 can be rotated stored. With the help of a locking mechanism 13, the measuring head 1a, Ib can be in different Locking grooves .14.

In dem Raum zwischen dem Gehäusemittelteil 2 und der Gehäuseabdeckplatte 4 sind zwei Batterien 15,16 untergebracht, die durch eine Feder 17 gegen den Kontakt 18 gedrückt werden. Auf der anderen Seite des Gehäusemittelteiles 2 ist ein Verstärker 19 auf Zapfen 2b befestigt. Bei Betätigen eines Tastschalters 20 werden die Batterien 15,16 über Kontakte 20a mit dem Verstärker und der Glühlampe verbunden. Wird gleichzeitig ein Prüfschalter 21 betätige, so werden die Batterien mit den Verbindungsleitungen 22,23 verbunden, die zum Meßgerät führen und somit eine Uberprüfung der Batteriespannung erlauben. Da die Gehäuseabdeckschale 4 nur durch eine Schraube 24 mit den übrigen Gehäuseteilen verbunden ist, kann sie leicht abgenommen werden und erlaubt damit ein bequemes Wechseln sowohl der Batterien 15,16 als auch der Glühlampe 10.In the space between the housing middle part 2 and the housing cover plate 4 two batteries 15,16 are housed, which by a spring 17 against the contact 18 must be pressed. On the other side of the housing middle part 2 is an amplifier 19 attached to pin 2b. When a pushbutton switch 20 is pressed, the batteries are 15,16 via contacts 20a with the amplifier and the Light bulb connected. If a test switch 21 is actuated at the same time, the batteries are charged with the Connecting lines 22,23 connected, which lead to the measuring device and thus a review allow the battery voltage. Since the housing cover shell 4 only by a screw 24 is connected to the other housing parts, it can be easily removed and thus allows both the batteries 15, 16 and the Light bulb 10.

Besondere Aufmerksamkeit wurde der Abschirmung des Verstärkers 19 geschenkt, da mit der Sonde Drehzahlen an Motoren gemessen werden sollen, bei denen gewöhnlich starke elektrische Störfelder auftreten. Die vorteilhafte Anordnung der beiden Batterien 15,16 bringt für den Verstärker 19 einseitig bereits eine gute Abschirmung. Die andere Seite wird, was hier nicht näher dargestellt ist, durch Anordnung einer Metallfolie, gegebenenfalls auch durch die Kaschierung einer Hartpapierplatte, abgeschirmt.Special attention was paid to the shielding of amplifier 19 for free, because the probe is to be used to measure speeds on motors where usually strong electrical interference fields occur. The advantageous arrangement of the two batteries 15, 16 already brings a good one for the amplifier 19 on one side Shielding. The other side is, what is not shown here, through Arrangement of a metal foil, if necessary also by the lamination of a hard paper plate, shielded.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Probe for photoelectric pulse measurement, preferably for speed measurement by photoelectric scanning via electrical lines with a display device connected, in particular according to the patent ........

(Patent application P 1 957 494.8), characterized in that the Scanning optics (5 to 9) and an amplifier (19) in a rod-shaped housing (1 to 4) are combined in such a way that the scanning optics (5 to 9) in a rotatable measuring head (la, 1b) is arranged at one end of the housing Ci to 4), while the display device leading connecting lines (22,23) are led out at the other end and the Amplifier (19) is housed in the space in between.

2. Probe according to claim 1, characterized in that in the rod-shaped Housing (1 to 4) apart from the amplifier (19) in the scanning optics (5 to 9) as well the batteries (15, 16) required for power supply are housed.

3. Probe according to claim 1 and 2, characterized in that the amplifier (19) is arranged in the rod-shaped housing (1 to 4) that it is on the one Side through the batteries (15,16) and on the other side by one or more metal foils is shielded from electrical interference fields.

4. Probe according to claim 3, characterized in that one of the copper foils a circuit board laminated on both sides is used for shielding and / or the copper foil a second laminated hard paper plate or one glued to the inner wall of the housing Metal foil serves this purpose.

5. Probe according to claim 1, characterized in that its measuring head (la, 1b) consists of a rotatably mounted cylindrical part (1b) through which Sheath a tube-like tip (ia) is brought out, in which the scanning optics (5 to 9) and behind the inside of the cylindrical part (1b) one Incandescent lamp is arranged pluggable.

6. Probe according to claim 1 and 5, characterized in that the raw-like Tip (la) of the measuring head (la, 1b) by plugging with the rotatable cylindrical Part ('db) is combined and the optics (5b is 93 of the measuring head (1a, Ib) as well by inserting rotationally symmetrical optical bodies (5 to 9) into the tube Tip (la) is joined.

7. Probe according to claim 1, 2 and 5, characterized in that the Amplifier (19) and the light bulb (OK) via a finger or hand pressure actuatable pushbutton switch (20) 'are connected to the batteries (15,16).

8. Probe according to Mlspruch 1, characterized in that the rod-shaped Housing (1 to 4) consists of an elongated middle piece (2) that holds the batteries (1; 16) and the amplifier (19) and through two identical housing shells (3, 4) is closed on both sides.

9. Probe according to claim 1 and 8, characterized in that the measuring head (1a, 1b) between an annular disc (2a) which is fixed to the housing center piece (2) is connected and the housing shell (3) covering the amplifier (19) is rotatable is mounted, and that the measuring head (1a, Ib) by a locking mechanism (13,14) in different Positions and is thus secured against unintentional rotation.

10. Probe according to claim 1 and 2, characterized in that a battery test switch (21) is provided, which with simultaneous actuation of the push button switch (20) the Batteries (15, 16) via a protective resistor to the connecting lines leading to the measuring device (22,23) connects and allows the battery voltage to be checked under load.

L e r s e i t e