DE19727484A1 - Method for measuring spray jet leaving spray nozzle - Google Patents

Method for measuring spray jet leaving spray nozzle

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Abstract

The method involves illuminating the spray jet leaving with parallel light beams. A photodetector measures the light transmitted through the spray jet (6). The photodetectors produce at least two output signals, which arise from light detected that has passed through different parts of the spray jet. OPTICS - Preferably, the optical system includes three laser beams (L1,L2,L3), which are arranged lying opposite three photodetectors (P1,P2,P3). The system measures absorption rather than reflection.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vermessen eines aus einer Sprühdüse austretenden Sprühstrahls.The invention relates to a method and an apparatus for measuring one from a Spray nozzle emerging spray jet.

In neuerer Zeit werden Beschichtungen zunehmend automatisiert aufgebracht, indem eine an einem Roboter befindliche Sprühdüse über ein zu beschichtendes Werkstück geführt wird oder das Werkstück an der Sprühdüse entlang geführt wird. Dabei stellt sich häufig das Problem, die Qualität des Sprühstrahls hinsichtlich Geometrie und Menge zu kontrol­ lieren, damit eine wohldefinierte Beschichtung, beispielsweise Lackierung, erreicht wird. Bei einem weiteren Anwendungsgebiet wird beispielsweise mittels eines Sprühstrahls längs des Umfangs eines Werkstücks, beispielsweise der Innenseite einer Türinnenverkleidung, eine Beschichtung aufgebracht, die im eingebauten Zustand der Türverkleidung ein Quietschen oder Knarzen verhindern soll. Eine solche Beschichtung besteht beispielsweise aus Teflonpartikeln, die mittels eines zunächst lösungsmittelhaltigen Sprühstrahls aufge­ bracht werden und nach Verdampfen des Lösungsmittels als "Raupe" zurückbleiben. Dabei muß ebenfalls die Qualität des Sprühstrahls genau kontrolliert werden, damit einerseits eine sichere Ausbildung der Raupe erfolgt und andererseits die Raupe nicht zu breit ist, damit sie keinesfalls in den Sichtbereich gelangt.In recent times, coatings have been applied increasingly automatically by a spray nozzle located on a robot guided over a workpiece to be coated or the workpiece is guided along the spray nozzle. This often arises the problem of controlling the quality of the spray jet in terms of geometry and quantity gieren so that a well-defined coating, such as painting, is achieved. In a further area of application, for example, a spray jet is used for longitudinal the circumference of a workpiece, for example the inside of a door lining, a coating applied to the door panel when installed To prevent squeaking or creaking. Such a coating exists, for example made of Teflon particles, which are sprayed on with an initially solvent-containing spray be brought and remain as a "bead" after evaporation of the solvent. Here the quality of the spray jet must also be precisely controlled so that on the one hand safe training of the caterpillar takes place and on the other hand the caterpillar is not too wide so it never comes into view.

Bekannt ist es, die Qualität eines Sprühstrahls dadurch zu überwachen, daß der Sprühstrahl von der Seite her beleuchtet wird und das von Sprühstrahl gestreute Licht über eine Optik auf einen optoelektronischen Empfänger bzw. einen Photodetektor abgebildet wird. Als Be­ leuchtungseinrichtung kann dabei eine Halogenlampe dienen, deren Licht mittels eines Glasfaserbündels auf die Austrittsfläche des Glasfaserbündels übertragen wird. Als Photode­ tektor dient ein Zeilenelement, das über seine Erstreckung ein intensitätsabhängiges Signal liefert. Die Meßeinrichtung wird bei einwandfreiem Sprühstrahl kalibriert. Ändert der Sprühstrahl seine Gestalt oder seine Menge, so ergeben sich Änderungen des aufgenom­ menen Signals. Eine Eigenart der bekannten Meßanordnung liegt darin, daß der Durchmes­ ser des divergierten Lichtbündels im Meßbereich etwa so groß sein sollte wie der des Sprühstrahls und daß das Austrittsfenster der Lichtquelle und das Eintrittsfenster des Photodetektors sehr nahe am Sprühstrahl angeordnet sind. Dadurch neigen die genannten Fenster stark zum Verschmutzen, wodurch nur kurze Betriebszeiten erzielt werden und die Meßergebnisse nachteilig beeinflußt werden.It is known to monitor the quality of a spray jet in that the spray jet is illuminated from the side and the light scattered by the spray jet via an optical system is imaged on an optoelectronic receiver or a photodetector. As Be lighting device can serve a halogen lamp, the light by means of a  Glass fiber bundle is transferred to the exit surface of the glass fiber bundle. As a photode tector serves a line element, which over its extension is an intensity-dependent signal delivers. The measuring device is calibrated if the spray jet is faultless. Changes the Spray jet its shape or quantity, so there are changes in the recorded my signal. A peculiarity of the known measuring arrangement is that the diam water of the divergent light beam in the measuring range should be approximately as large as that of the Spray jet and that the exit window of the light source and the entrance window of the Photodetectors are arranged very close to the spray jet. As a result, the aforementioned tend Windows heavily soiled, which means that only short operating times are achieved Measurement results are adversely affected.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein auch über lange Betriebszeiten problemlos arbeitendes Verfahren zum Vermessen eines aus einer Sprühdüse austretenden Sprühstrahls sowie einer Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens anzugeben.The invention is based, without any problems even over long operating times Working method for measuring a spray jet emerging from a spray nozzle and to provide a device for performing the method.

Der das Verfahren betreffende Teil der Erfindungsaufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird im Durchlicht gemessen, d. h. es wird nicht die Reflexion des Sprühstrahls, sondern dessen Extinktion bzw. Schwächung beim Hindurch­ treten durch den Sprühstrahl gemessen. Das Verfahren kann in vielfältiger Weise durchge­ führt werden, beispielsweise, indem der Sprühstrahl abgetastet wird, wobei das Lichtbün­ del relativ zum Sprühstrahl oder der Sprühstrahl relativ zum Lichtbündel bewegt wird und die Intensität des vom Sprühstrahl geschwächten Lichtbündels in Abhängigkeit von der re­ lativen Stellung zwischen Lichtbündel und Sprühstrahl erfaßt wird, oder, indem mit mehre­ ren Lichtbündeln gearbeitet wird, die den Sprühstrahl durchdringen und deren Intensität einzeln gemessen wird. Dadurch, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit paralle­ lem Licht gearbeitet wird, können das Austrittsfenster der Lichtquelle und das Eintritts­ fenster des Photodetektors in großem Abstand von dem Sprühstrahl angeordnet werden, so daß keine Verschmutzungsgefahr besteht. Der große Abstand zwischen Eintrittsfenster und Sprühstrahl ist von Vorteil, da Effekte durch Streustrahlung dadurch vermindert werden. The part of the object of the invention relating to the method is characterized by the features of Claim 1 solved. According to the invention, measurements are carried out in transmitted light, i.e. H. it won't be the Reflection of the spray jet, but its extinction or weakening as it passes through kick measured by the spray. The process can be carried out in a variety of ways are performed, for example, by scanning the spray, the light beam del is moved relative to the spray jet or the spray jet is moved relative to the light beam and the intensity of the light beam weakened by the spray depending on the right latent position between the light beam and spray is detected, or by using several beams of light that penetrate the spray jet and their intensity is measured individually. The fact that in the method according to the invention with parallel lem light is worked, the exit window of the light source and the entrance Window of the photodetector can be arranged at a large distance from the spray, so that there is no risk of contamination. The large distance between the entrance window and Spray jet is an advantage because it reduces the effects of scattered radiation.  

Mit Vorteil ist der Durchmesser des Lichtbündels klein im Vergleich zum Durchmesser des Sprühstrahls. Dadurch lassen sich differenziertere Aussagen gewinnen.The diameter of the light beam is advantageously small compared to the diameter of the spray jet. This enables more differentiated statements to be made.

Der Anspruch 5 ist auf eine besonders vorteilhafte Durchführungsform des erfindungsge­ mäßen Verfahrens gerichtet, mit dem bei kurzer Meßzeit aussagekräftige Resultate gewon­ nen werden.The claim 5 is a particularly advantageous implementation of the fiction, ge directed procedure with which meaningful results won with short measuring time be.

Der Anspruch 6 kennzeichnet eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zum Durch­ führen des Verfahrens, bei dem der Sprühstrahl von dem Lichtbündel abgetastet wird. In der Auswerteeinheit kann dann ein jeweiliges Meßergebnis mit einer Sollkonfiguration ver­ glichen werden und auf die Qualität des Sprühstrahls geschlossen werden.The claim 6 characterizes a first embodiment of a device for through perform the method in which the spray is scanned by the light beam. In the evaluation unit can then ver a respective measurement result with a target configuration be compared and the quality of the spray jet can be concluded.

Der Anspruch 7 ist auf eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung zum Vermessen ei­ nes Sprühstrahls gerichtet, das sich durch rasche Durchführbarkeit und genaue Meßergeb­ nisse auszeichnet.Claim 7 is a further embodiment of the device for measuring egg nes spray jet, which is characterized by rapid feasibility and accurate measurement results distinguishes nisse.

Mit den Merkmalen der Ansprüche 8 bis 12 wird die erfindungsgemäße Vorrichtung in vorteilhafter Weise weiter gebildet.With the features of claims 8 to 12, the inventive device in advantageously further educated.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.The invention is described below with reference to schematic drawings, for example and explained with further details.

Es stellen dar:They represent:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines einen Sprühstrahl durchstrahlenden Lichtbün­ dels zur Erläuterung der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 1 is a schematic view of a spray by radiant Lichtbün trade for explaining the operation of the inventive method,

Fig. 2 eine mit der Anordnung gemäß Fig. 1 aufgenommene Meßkurve, Fig. 2 is a recorded with the arrangement of FIG. 1 trace,

Fig. 3 drei unterschiedliche Ebenen, in denen das Lichtbündel den Sprühstrahl abtas­ tet, Fig. 3 three different planes in which the light beam tet the spray abtas,

Fig. 4 zwei unterschiedliche, in gleicher Ebene abgetastete Sprühstrahlen mit zugehö­ rigen Meßergebnissen, Fig. 4, two different sampled in the same plane with spray jets zugehö membered measurement results,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Meßvorrichtung, Fig. 5 is a perspective view of a measuring device according to the invention,

Fig. 6 perspektivische Ansichten dreier unterschiedlicher Sprühstrahlen mit zugehöri­ gen Lichtquellen, Fig. 6 are perspective views of three different sprays with related contractual light sources,

Fig. 7 eine schematische Ansicht einer gegenüber Fig. 5 abgeänderten Meßvorrich­ tung, und Fig. 7 is a schematic view of a device modified compared to Fig. 5, and

Fig. 8 eine abgeänderte Ausführungsform einer die Lichtquelle enthaltenden Vorrich­ tung. Fig. 8 shows a modified embodiment of a Vorrich device containing the light source.

Gemäß Fig. 1 weist ein Sprühkopf 2, der an einem nicht dargestellten Roboter anbringbar ist, eine Sprühdüse 4 auf, die einen im dargestellten Beispiel sich kegelig aufweitenden Sprühstrahl 6 versprüht. An dem Sprühkopf 2 ist eine Einstellschraube 8 vorgesehen, mit der eine Nadel der Sprühdüse verstellbar ist, wodurch sich der Kegelwinkel und/oder die Menge des Sprühstrahls verstellen läßt. Nicht dargestellt ist auch die Versorgung des Sprühstrahls 6 mit zu versprühender Flüssigkeit bzw. zusätzlich mit Luft, falls dem Sprüh­ strahl Luft beigemengt wird.Referring to FIG. 1, a spray head 2 which is attached to a not shown robot, a spray nozzle 4, which dispenses a conically widening in the illustrated example spray. 6 An adjustment screw 8 is provided on the spray head 2 , with which a needle of the spray nozzle can be adjusted, as a result of which the cone angle and / or the amount of the spray jet can be adjusted. Also not shown is the supply of the spray jet 6 with liquid to be sprayed or additionally with air if air is added to the spray jet.

Senkrecht zur Achse A des Sprühstrahls 6 ist eine Lichtquelle 10 derart angeordnet, daß ein von der Lichtquelle 10 abgegebenes Lichtbündel 12 den Sprühstrahl 6 senkrecht zu dessen Achse durchdringt und auf einen Photodetektor 14 auftrifft. Im dargestellten Bei­ spiel ist die Lichtquelle 10 ein Laser mit rechteckigem Austrittsquerschnitt. Das parallele Lichtbündel 12, dessen Querschnitt vorteilhafterweise deutlich kleiner als der des Sprüh­ strahls 6 in dessen durchdrungenem Bereich ist, trifft auf den Sprühstrahl 6 und wird von im Sprühstrahl enthaltenen Partikeln oder zerstäubten Tröpfchen gestreut und/oder absor­ biert, so daß das durch den Lichtstrahl 6 hindurchgetretene Lichtbündel geschwächt ist.A light source 10 is arranged perpendicular to the axis A of the spray jet 6 such that a light beam 12 emitted by the light source 10 penetrates the spray jet 6 perpendicular to its axis and strikes a photodetector 14 . In the example shown, the light source 10 is a laser with a rectangular exit cross section. The parallel light beam 12 , the cross section of which is advantageously significantly smaller than that of the spray jet 6 in its penetrated area, strikes the spray jet 6 and is scattered and / or absorbed by particles or atomized droplets contained in the spray jet, so that this is caused by the light beam 6 light beam that has passed through is weakened.

Für das Fig. 2 dargestellte Experiment sei angenommen, daß das Lichtbündel 12 durch Verschieben der Lichtquelle 10 in Y-Richtung (senkrecht zur Achse A) sich von außerhalb des Sprühstrahls 6 durch den Sprühstrahl hindurch auf dessen andere Seite bewegt. Die Bewegung kann dadurch entstehen, daß die Lichtquelle 10 insgesamt bewegt wird oder das Lichtbündel durch geeignete Ablenkvorrichtungen abgelenkt wird. Der Photodetektor 14 kann mitbewegt werden, so daß das Lichtbündel 12 ständig auf dessen nicht dargestelltes Eintrittsfenster trifft oder aber der Photodetektor 14 kann in Y-Richtung mehrere nebenein­ ander angeordnete Photoelemente aufweisen, deren Gesamtintensität in einer Auswertein­ heit erfaßt wird.For the experiment shown in FIG. 2, it is assumed that the light beam 12 moves from outside the spray jet 6 through the spray jet to the other side thereof by displacing the light source 10 in the Y direction (perpendicular to the axis A). The movement can result from the fact that the light source 10 is moved as a whole or the light beam is deflected by suitable deflection devices. The photodetector 14 can be moved so that the light bundle 12 constantly strikes its entrance window, not shown, or the photodetector 14 can have several adjacent photo elements in the Y direction, the total intensity of which is detected in an evaluation unit.

Wie ersichtlich weist die Gesamtintensität S des vom Photodetektor 14 aufgenommenen Lichts einen konstanten Maximalwert auf, solange sich das Lichtbündel 12 voll außerhalb des Sprühstrahls 6 befindet und durchläuft während seiner Bewegung durch den Sprüh­ strahl 6 hindurch ein Minimum, das mit einer Position M zusammenfällt, bei der die Mitte des Lichtbündels 12 die Achse A des Sprühstrahls 6 schneidet. Mit H ist in Fig. 2 die Breite der Signalkurve an der Stelle bezeichnet, an der der Signalwert genau zwischen dem Maximum und dem Minimum liegt.As can be seen, the total intensity S of the captured by the photodetector 14 light a constant maximum value, as long as the light beam 12 is fully outside of the spray jet 6 and passes through during its movement through the spray jet 6 therethrough which coincides with a position M is a minimum, at which intersects the center of the light beam 12 with the axis A of the spray jet 6 . H in FIG. 2 denotes the width of the signal curve at the point at which the signal value lies exactly between the maximum and the minimum.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß an Stelle des Lasers als Lichtquelle 10 jed­ welche Lichtquelle verwendet werden kann, deren Licht mit einer Optik zu einem paralle­ len Bündel gesammelt wird. Auf diese Weise trifft auf den Photodetektor 14 genügend Licht auf und wird die auftreffende Lichtmenge durch den Sprühstrahl 6 stark beeinflußt, insbesondere wenn der Querschnitt des Lichtbündels 12 gegenüber dem des Sprühstrahls 6 in dessen vermessenem Bereich klein ist. At this point it should be pointed out that instead of the laser as light source 10 any light source can be used, the light of which is collected with optics to form a parallel bundle. In this way, enough light strikes the photodetector 14 and the incident light quantity is strongly influenced by the spray jet 6 , in particular if the cross section of the light beam 12 is small compared to that of the spray jet 6 in its measured area.

Fig. 3 zeigt ein gegenüber dem Experiment der Fig. 1 abgeändertes Experiment. Das Lichtbündel wird hier in drei hinsichtlich ihrer Z-Koordinaten verschiedenen Ebenen durch den Sprühstrahl bewegt, nämlich in einer Position 1 mit geringem Abstand zur Sprühdüse, in einer Position 2 mit größerem Abstand zur Sprühdüse und in einer Position 3 mit noch größerem Abstand zur Sprühdüse 4. Wie ersichtlich, nimmt die Halbwertsbreite H mit steigendem Abstand von der Sprühdüse 4 zu. Zusätzlich ist die Schwächung des Lichtbün­ dels weniger ausgeprägt. Beides ist verständlich, da sich das Lichtbündel mit zunehmender Nähe zur Sprühdüse 4 durch einen zunehmend dichten Sprühstrahl 6 bewegt. Fig. 3 shows an experiment modified from the experiment of Fig. 1. The light beam is moved through the spray jet in three different planes with respect to its Z coordinates, namely in a position 1 at a short distance from the spray nozzle, in a position 2 at a greater distance from the spray nozzle and in a position 3 at an even greater distance from the spray nozzle 4 . As can be seen, the half-width H increases with increasing distance from the spray nozzle 4 . In addition, the weakening of the light beam is less pronounced. Both are understandable since the light beam moves with increasing proximity to the spray nozzle 4 through an increasingly dense spray jet 6 .

Fig. 4 zeigt ein wiederum abgeändertes Experiment. Dargestellt sind zwei Sprühstrahlen mit unterschiedlichem Öffnungswinkel. Wie ersichtlich, nimmt die Halbwertsbreite mit zu­ nehmendem Öffnungswinkel bei konstantem Abstand von der Sprühdüse zu. Fig. 4 shows a modified experiment again. Two spray jets with different opening angles are shown. As can be seen, the full width at half maximum increases with increasing opening angle at a constant distance from the spray nozzle.

Fig. 5 zeigt ein praktisches Ausführungsbeispiel einer Meßvorrichtung. Als Lichtquellen sind drei Laser L1, L2 und L3 vorgesehen, die einschließlich einer Kollimatoroptik und der Lasertreiberelektronik in einem Gehäuse 16 untergebracht sind. Die parallelen, von den Lasern L1, L2 und L3 ausgehenden Lichtbündel 12 1, 12 2, 12 3 gelangen in drei Photodetekto­ ren P1, P2 und P3, die zusammen mit einer Empfangsoptik, Vorverstärkern usw. in einem Gehäuse 18 untergebracht sind. Fig. 5 shows a practical embodiment of a measuring device. Three lasers L 1 , L 2 and L 3 are provided as light sources, which are accommodated in a housing 16 , including collimator optics and the laser driver electronics. The parallel, from the lasers L 1 , L 2 and L 3 outgoing light beams 12 1 , 12 2 , 12 3 arrive in three photodetectors P 1 , P 2 and P 3 , which together with a receiving optics, preamplifiers etc. in a housing 18 are housed.

Die Laser und die zugehörigen Photodetektoren sind so ausgebildet, daß das von einem Laser ausgesandte Lichtbündel nur auf den zugehörigen Photodetektor fällt und die anderen Photodetektoren nicht beeinflußt. Weiter sind die drei Laser und Photodetektoren in den Ecken eines gleichschenkligen Dreiecks derart angeordnet, daß die Verbindungslinie zwi­ schen L1 und P1 bzw. die Mittellinie des Lichtbündels 12 1 die Achse des Sprühstrahls 6 schneidet und die Mittellinien der Lichtbündel 12 2 und 12 3 jeweils in gleichem Abstand von der Mittellinie des Lichtbündels 12 1 eine Mantellinie des Sprühstrahls 6 berühren, d. h. den Sprühstrahl an sich gegenüberliegenden Stellen tangieren. The lasers and the associated photodetectors are designed such that the light beam emitted by a laser only falls on the associated photodetector and does not affect the other photodetectors. Furthermore, the three lasers and photodetectors are arranged in the corners of an isosceles triangle such that the connecting line between L 1 and P 1 or the center line of the light beam 12 1 intersects the axis of the spray jet 6 and the center lines of the light beams 12 2 and 12 3 each touch the surface line of the spray jet 6 at the same distance from the center line of the light beam 12 1 , ie touch the spray jet at opposite locations.

Es versteht sich, daß das Kriterium der gegenseitigen Nichtbeeinflussung der Lichtbündel umso besser erfüllt ist, je weiter die Photodetektoren vom Sprühstrahl entfernt sind, da die Intensität des die Lichtbündel aufweitenden, vom Sprühstrahl 6 verursachten Streulichts dann abnimmt.It goes without saying that the further the photodetectors are from the spray jet, the better the criterion of the mutual non-influencing of the light bundles is met, since the intensity of the scattered light caused by the spray beam 6 , which widens the light bundles, then decreases.

Zur Stromversorgung und Signalauswertung ist eine Elektronikeinheit 20 vorgesehen, die an einen Computer 22 mit einem Bildschirm 24 angeschlossen ist.For power supply and signal evaluation, an electronics unit 20 is provided, which is connected to a computer 22 with a screen 24 .

Wenn der Sprühstrahl 6 seine Sollform hat und die Sollmenge an zu versprühender Flüs­ sigkeit enthält, werden die von den Lasern ausgehenden Lichtstrahlen entsprechend ihrem unterschiedlichen Abstand von der Sprühdüse 4 und ihren unterschiedlichen Positionen in­ nerhalb des Sprühstrahls unterschiedlich geschwächt (vgl. Fig. 3). Wenn der Sprühstrahl gemäß Fig. 6b nach links verkippt ist, ändern sich die Schwächungen, die die drei Licht­ bündel 12 erleiden in charakteristischer Weise. Das gleiche ist der Fall, wenn der Öff­ nungswinkel des Sprühstrahls nicht dem Sollwert entspricht, wie in Fig. 6c dargestellt.If the spray jet 6 has its desired shape and contains the desired amount of liquid to be sprayed, the light beams emanating from the lasers are weakened differently according to their different distance from the spray nozzle 4 and their different positions within the spray jet (see FIG. 3). If the spray is tilted in accordance with Fig. 6b to the left, the weakenings, the three light suffer bundle 12 characteristically change. The same is the case if the opening angle of the spray jet does not correspond to the desired value, as shown in FIG. 6c.

Eine Vermessung des Sprühstrahls erfolgt beispielsweise nach folgendem Schema:
Der Sprühkopf 2 wird zur Vermessung in eine vorbestimmten Position zwischen den Ge­ häusen 16 und 18 gebracht. Der Sprühvorgang wird zunächst nicht aktiviert. Die Laser L1, L2 und L3 werden eingeschaltet und die Ausgangssignale der Photodetektoren P1, P2 und P3 werden als Kalibrierungssignale SK1, SK2 und SK3 gemessen. Die Signale werden in der Elektronikeinheit 20 gespeichert. Anschließend werden bei aktivierter Sprühdüse 4 Meßsig­ nale SM1, SM2 und SM3 gemessen und in der Elektronikeinheit 20 gespeichert. Die Signale können alternativ im Rechner 22 gespeichert werden. Im Rechner erfolgt dann zur Erzeu­ gung von Auswertesignalen eine Quotientenbildung:
The spray jet is measured, for example, according to the following scheme:
The spray head 2 is placed for measurement in a predetermined position between the housings 16 and 18 . The spraying process is initially not activated. The lasers L 1 , L 2 and L 3 are switched on and the output signals of the photodetectors P 1 , P 2 and P 3 are measured as calibration signals SK 1 , SK 2 and SK 3 . The signals are stored in the electronics unit 20 . Then, with the spray nozzle activated, 4 measuring signals SM 1 , SM 2 and SM 3 are measured and stored in the electronics unit 20 . Alternatively, the signals can be stored in the computer 22 . The computer then generates a quotient to generate evaluation signals:

SA1 = SM1/SK1
SA2 = SM2/SK2 und
SA3 = SM3/SK3. SA 1 = SM 1 / SK 1
SA 2 = SM 2 / SK 2 and
SA 3 = SM 3 / SK 3 .

Der Quotient SA2/SA1 bzw. SA3/SA1 gibt Auskunft über den Öffnungswinkel des Sprüh­ strahls. Der Quotient SA2/SA3 gibt Auskunft über die Sprühstrahlsymmetrie. Die Absolut­ werte aller drei Auswertesignale geben zusätzlich Auskunft über die Intensität bzw. Stärke des Sprühstrahls.The quotient SA 2 / SA 1 or SA 3 / SA 1 provides information about the opening angle of the spray jet. The quotient SA 2 / SA 3 provides information about the spray jet symmetry. The absolute values of all three evaluation signals also provide information about the intensity or strength of the spray jet.

Auf diese Weise kann der Sprühstrahl 6 rasch vermessen werden, so daß eine wirksame Qualitätssicherung möglich ist.In this way, the spray jet 6 can be measured quickly, so that effective quality assurance is possible.

Fig. 7 zeigt eine der Fig. 1 ähnliche Anordnung für ein abgeändertes Meßverfahren:
Innerhalb des Gehäuses 26 ist ein nicht dargestellter Laser angeordnet, dessen im Quer­ schnitt etwa quadratisches Lichtbündel 12 in Richtung des Doppelpfeils, d. h. in Y-Rich­ tung, abgelenkt werden kann. Dies kann mit Hilfe eines Polygonscanners oder eines Gal­ voscanners erfolgen oder auch dadurch, daß das Gehäuse 26 insgesamt in Y-Richtung hin- und herbewegt wird. Das Lichtbündel 12 wird auf diese Weise in einer Ebene mit konstan­ tem Y quer durch den Sprühstrahl 6 bewegt und gelangt auf einen innerhalb eines Gehäu­ ses 28 angeordneten, nicht dargestellten Photodetektor P. Das Eintrittsfenster des Photode­ tektors P wird entweder zusammen mit dem Lichtbündel 12 bzw. Laserstrahl abgelenkt, so daß der Laserstrahl immer genau auf das Eintrittsfenster trifft. Alternativ kann das Ge­ häuse 28 synchron mit dem Gehäuse 26 bewegt werden, indem beispielsweise beide auf ei­ nem gemeinsamen Gestell montiert. Das Gehäuse 28 kann auch eine Reihe nebeneinander angeordneter einzelner Photodetektoren enthalten, mit denen die Auswertung des Laser­ strahls nach Durchdringen des Sprühstrahls erfolgt. In Fig. 7 oben ist der Signalverlauf dargestellt. Wie weiter oben anhand Fig. 1 bis 4 erläutert, kann aus dem Signalverlauf un­ mittelbar auf den Öffnungswinkel, die Symmetrie und die Intensität des Sprühstrahls 6 ge­ schlossen werden. FIG. 7 shows an arrangement similar to FIG. 1 for a modified measuring method:
Within the housing 26 , a laser, not shown, is arranged, the cross section of approximately square light bundle 12 in the direction of the double arrow, ie in the Y-Rich direction, can be deflected. This can be done with the aid of a polygon scanner or a gal voscanner or by moving the housing 26 back and forth in the Y direction. The light beam 12 is moved in this way in a plane with constant Y across the spray jet 6 and arrives at a 28 arranged within a housing ses, not shown photodetector P. The entrance window of the photodetector P is either together with the light beam 12 or Laser beam deflected so that the laser beam always hits the entrance window exactly. Alternatively, the housing 28 can be moved synchronously with the housing 26 , for example by mounting both on a common frame. The housing 28 can also contain a series of individual photodetectors arranged next to one another, with which the evaluation of the laser beam takes place after penetration of the spray jet. The signal curve is shown in FIG. 7 above. As explained above with reference to FIGS. 1 to 4, can be inferred from the signal course un directly on the opening angle, the symmetry and the intensity of the spray jet 6 ge.

Fig. 8 zeigt eine vorteilhafte Weiterbildung des Gehäuses 26. Dabei ist über dem Gehäuse 26 ein weiteres Gehäuse 30 mit einer Öffnung 32 angeordnet, durch die das Lichtbündel 12 austritt. Mittels einer nichtdargestellten Luftpumpe wird das Innere des Gehäuses 30 unter Überdruck gehalten, so daß aus der Öffnung 32 Luft austritt, die ein Eindringen von vernebelten Teilchen des Sprühstrahls 6 (Fig. 7) verhindert. Auf diese Weise ist gewähr­ leistet, daß das oder die Austrittsfenster der Laser bzw. Lichtquellen über lange Zeit frei von jedwelcher Verunreinigung bleiben. Eine ähnliche Technik kann angewandt werden, um die Eintrittsfenster des oder der Photodetektoren freizuhalten. Fig. 8 shows an advantageous development of the housing 26. A further housing 30 with an opening 32 through which the light bundle 12 exits is arranged above the housing 26 . The interior of the housing 30 is kept under excess pressure by means of an air pump (not shown), so that air emerges from the opening 32 , which prevents the entry of atomized particles of the spray jet 6 ( FIG. 7). This ensures that the exit window or windows of the laser or light sources remain free of any contamination for a long time. A similar technique can be used to keep the entry windows of the photodetector (s) clear.

Es versteht sich, daß die beschriebenen Vorrichtungen in vielfältiger Weise abgeändert bzw. ausgebildet sein können. Die effektiven Austrittsöffnungen der Lichtquelle(n) können durch Linsen, Blenden, Glasfaserenden usw. gebildet sein. Ähnlich kann die oder Eintritts­ öffnung des oder der Photodetektor(en) durch Blenden, Linsen, Glasfaserenden usw. aus­ gebildet sein. Die Meßverfahren (mehrere ortsfeste Lichtquellen, abtastende Lichtquellen) können miteinander kombiniert werden oder es können zwei in Z-Richtung voneinander ent­ fernte Lichtquellen abtasten. Die Abtastung muß nicht senkrecht zur Achse des Sprüh­ strahls erfolgen.It is understood that the devices described are modified in many ways or can be trained. The effective outlet openings of the light source (s) can be formed by lenses, diaphragms, fiber optic ends, etc. Similarly, the or entry Opening of the photo detector (s) through apertures, lenses, fiber optic ends, etc. be educated. The measuring methods (several stationary light sources, scanning light sources) can be combined with one another or two can be separated from one another in the Z direction scan distant light sources. The scan need not be perpendicular to the axis of the spray beam.

Claims (12)

1. Verfahren zum Vermessen eines aus einer Sprühdüse (4) austretenden Sprüh­ strahls (6),
bei welchem Verfahren der Sprühstrahl von einer Lichtquelle (L; L1, L2, L3) mit einem Lichtbündel (12; 12 1, 12 2, 12 3) beleuchtet wird, und
ein vom Sprühstrahl beeinflußter Teil des Lichtbündels von einem Photodetek­ tor (P; P1, P2, P3) erfaßt wird, der an eine Auswerteeinheit (20, 22) angeschlossen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
das den Sprühstrahl (4) beleuchtende Lichtbündel (12; 12 1, 12 2, 12 3) etwa parallel ist,
der Photodetektor (P; P1, P2, P3) den den Sprühstrahl (4) durchdringenden Teil des Lichtbündels erfaßt, und
daß zum Vermessen des Sprühstrahls (4) in der Auswerteeinheit (20, 22) we­ nigstens zwei Ausgangssignale des Photodetektors verwendet werden, die von den Sprüh­ strahl an unterschiedlichen Stellen treffenden, parallelen Lichtbündeln herrühren.1. A method for measuring a spray jet ( 6 ) emerging from a spray nozzle ( 4 ),
in which method the spray jet is illuminated by a light source (L; L 1 , L 2 , L 3 ) with a light beam ( 12 ; 12 1 , 12 2 , 12 3 ), and
a part of the light beam influenced by the spray beam is detected by a photodetector (P; P 1 , P 2 , P 3 ) which is connected to an evaluation unit ( 20 , 22 ),
characterized in that
the light beam ( 12 ; 12 1 , 12 2 , 12 3 ) illuminating the spray jet ( 4 ) is approximately parallel,
the photodetector (P; P 1 , P 2 , P 3 ) detects the part of the light beam penetrating the spray jet ( 4 ), and
that for measuring the spray jet ( 4 ) in the evaluation unit ( 20 , 22 ) we at least two output signals of the photodetector are used, which originate from the spray beam hitting at different points, parallel light beams. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Lichtbündels (12; 12 1, 12 2, 12 3) klein ist im Vergleich zum Durchmesser des Sprühstrahls (6).2. The method according to claim 1, characterized in that the diameter of the light beam ( 12 ; 12 1 , 12 2 , 12 3 ) is small compared to the diameter of the spray jet ( 6 ). 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vermes­ sung erfolgt, indem das Lichtbündel (12) relativ zum Sprühstrahl (6) bewegt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the measurement is carried out by the light beam ( 12 ) is moved relative to the spray jet ( 6 ). 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, je ein paralleles Lichtbündel (12 1, 12 2, 12 3) aussendende Lichtquellen (L1, L2, L3) und mehre­ re Photodetektoren (P1, P2, P3) verwendet werden.4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that several, each a parallel light beam ( 12 1 , 12 2 , 12 3 ) emitting light sources (L 1 , L 2 , L 3 ) and several re photodetectors (P 1 , P 2 , P 3 ) can be used. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß drei, in den Ecken eines gleichschenkligen Dreiecks angeordnete Lichtquellen (L1, L2, L3) und drei Photode­ tektoren (P1, P2, P3) zur Vermessung eines sich kegelförmigen aufweitenden Sprühstrahls (6) verwendet werden, wobei das Lichtbündel (12 1) einer Lichtquelle (L1) die Achse (A) des Sprühstrahls durchschneidet und die beiden anderen, von dem einen Lichtbündel senk­ recht und waagrecht gleich weit beabstandeten Lichtbündel (12 2, 12 3) eine Mantellinie des Sprühstrahls (6) berühren, wenn der Sprühstrahl entsprechend einem Sollprofil ausgebildet ist.5. The method according to claim 4, characterized in that three, arranged in the corners of an isosceles triangle light sources (L 1 , L 2 , L 3 ) and three photodetectors (P 1 , P 2 , P 3 ) for measuring a conical widening spray beam ( 6 ) are used, the light bundle ( 12 1 ) of a light source (L 1 ) intersecting the axis (A) of the spray beam and the other two light bundles ( 12 2 , vertically and horizontally equally spaced from the one light bundle ) 12 3 ) touch a surface line of the spray jet ( 6 ) when the spray jet is designed according to a desired profile. 6. Vorrichtung zum Vermessen eines aus einer Sprühdüse (4) austretenden Sprüh­ strahls (6), enthaltend
eine Lichtquelle (L; L1, L2, L3) zum Beleuchten des Sprühstrahls mit einem etwa parallelen Lichtbündels (12; 12 1, 12 2, 12 3),
einen Photodetektor (P; P1, P2, P3) zum Erfassen eines vom Sprühstrahl beein­ flußten Teils des Lichtbündels, und
eine mit dem Photodetektor verbundene Auswerteeinheit (20, 22),
dadurch gekennzeichnet, daß
die Lichtquelle (L; L1, L2, L3) und der Photodetektor (P; P1, P2, P3) derart an­ geordnet sind, daß das Lichtbündel (12) nach Durchdringen des Sprühstrahls (6) auf den Photodetektor gelangt und daß die Lichtquelle und der Sprühstrahl senkrecht zur Achse (A) des Sprühstrahls relativ zueinander beweglich sind.6. Device for measuring a spray jet ( 6 ) emerging from a spray nozzle ( 4 ), containing
a light source (L; L 1 , L 2 , L 3 ) for illuminating the spray jet with an approximately parallel light beam ( 12 ; 12 1 , 12 2 , 12 3 ),
a photodetector (P; P 1 , P 2 , P 3 ) for detecting a part of the light beam influenced by the spray, and
an evaluation unit ( 20 , 22 ) connected to the photodetector,
characterized in that
the light source (L; L 1 , L 2 , L 3 ) and the photodetector (P; P 1 , P 2 , P 3 ) are arranged in such a way that the light beam ( 12 ) after penetration of the spray beam ( 6 ) onto the photodetector arrives and that the light source and the spray jet are movable relative to each other perpendicular to the axis (A) of the spray jet. 7. Vorrichtung zum Vermessen eines aus einer Sprühdüse (4) austretenden Sprüh­ strahls (6), enthaltend
eine Lichtquelle (L1, L2, L3) zum Beleuchten des Sprühstrahls mit einem Licht­ bündel (12 1, 12 2, 12 3), einen Photodetektor (P1, P2, P3) zum Erfassen eines vom Sprüh­ strahl beeinflußten Teil des Lichtbündels, und
eine mit dem Photodetektor verbundene Auswerteeinheit (20, 22),
dadurch gekennzeichnet, daß
mehrere Lichtquellen (L1, L2, L3) mit zugehörigen Photodetektoren (P1, P2, P3) jeweils axial zueinander ausgerichtet derart angeordnet sind, daß ihre Verbindungslinien den Sprühstrahl (6) schneiden.7. Device for measuring a spray jet ( 6 ) emerging from a spray nozzle ( 4 ), containing
a light source (L 1 , L 2 , L 3 ) for illuminating the spray beam with a light bundle ( 12 1 , 12 2 , 12 3 ), a photodetector (P 1 , P 2 , P 3 ) for detecting a spray jet Part of the light beam, and
an evaluation unit ( 20 , 22 ) connected to the photodetector,
characterized in that
a plurality of light sources (L 1 , L 2 , L 3 ) with associated photodetectors (P 1 , P 2 , P 3 ) are each arranged axially to one another in such a way that their connecting lines intersect the spray jet ( 6 ). 8. Vorrichtung nach Anspruch 6, daß die Sprühdüse (4) derart ausgebildet ist, daß sie einen sich kegelig aufweitenden Sprühstrahl (6) abgibt, und daß drei Lichtquellen (L1, L2, L3) mit zugehörigen Photodetektoren (P1, P2, P3) derart angeordnet sind, daß ihre Ver­ bindungslinien parallel zueinander sind und eine die Achse (A) des Sprühstrahls enthalten­ de Ebene in den Punkten eines gleichschenkeligen Dreiecks schneiden, dessen eines Eck in der Achse des Sprühstrahls und dessen andere beiden Ecken auf sich gegenüberliegen­ den Mantellinien des Sprühstrahls liegen, wenn der Sprühstrahl seine Sollgestalt hat.8. The device according to claim 6, that the spray nozzle ( 4 ) is designed such that it emits a conically widening spray jet ( 6 ), and that three light sources (L 1 , L 2 , L 3 ) with associated photodetectors (P 1 , P 2 , P 3 ) are arranged in such a way that their connecting lines are parallel to one another and intersect a plane containing the axis (A) of the spray jet at the points of an isosceles triangle, one corner of which is in the axis of the spray jet and the other two corners of which lie opposite each other on the generatrices of the spray jet when the spray jet has its desired shape. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem oder den Austrittsfenster(n) der Lichtquelle(n) (L; L1, L2, L3) und/oder dem oder dem Eintrittsfenster(n) des Photodetektors (P) oder der Photodetektoren (P1, P2, P3) eine Gehäuseöffnung (32) ausgebildet ist und der Raum zwischen der Gehäuseöffnung und dem jeweiligen Austrittsfenster mit Überdruck beaufschlagt ist.9. Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that in front of the exit window (s) of the light source (s) (L; L 1 , L 2 , L 3 ) and / or the entry window (s) of the photodetector (P) or of the photodetectors (P 1 , P 2 , P 3 ) a housing opening ( 32 ) is formed and the space between the housing opening and the respective exit window is pressurized. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Lichtquellen als Laser (L1, L2, L3) ausgebildet sind.10. Device according to one of claims 6 to 9, characterized in that light sources are designed as lasers (L 1 , L 2 , L 3 ). 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen durch die Endflächen von mit einem gemeinsamen oder je einem Laser verbundenen Glas­ fasern gebildet sind.11. The device according to claim 10, characterized in that the light sources through the end faces of glass connected to a common or a laser fibers are formed. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen (L; L1, L2, L3) und die Photodetektoren (P; P1, P2, P3) derart ausgebildet sind, daß die jeweiligen Lichtbündel die Eintrittsfenster der Photodetektoren nicht über­ strahlen.12. Device according to one of claims 6 to 11, characterized in that the light sources (L; L 1 , L 2 , L 3 ) and the photodetectors (P; P 1 , P 2 , P 3 ) are designed such that the respective light bundles do not shine the entrance windows of the photodetectors.
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