DE19828592A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Vermessen einer aus einer Sprühdüse austretenden Sprühstrahls - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zum Vermessen eines aus einer Sprühdüse (4) austretenden, sich aufweitenden Sprühstrahls (6) enthält mehrere Lichtquellen (L¶1¶, L¶2¶, L¶3¶) zum Beleuchten des Sprühstrahls mit je einem etwa parallelen Lichtbündel, dessen Durchmesser im Vergleich zum Durchmesser des Sprühstrahls klein ist und den Lichtquellen zugeordnete Photodetektoren (P¶1¶, P¶2¶, P¶3¶) zum Erfassen der vom Sprühstrahl beeinflußten Lichtbündel und eine mit den Photodetektoren verbundene Auswerteeinheit (20, 22). Die Lichtquellen bzw. die von ihnen abgestrahlten Lichtbündel sind durch zeitlich versetzten Betrieb, durch Licht unterschiedlicher Wellenlänge und/oder durch unterschiedliche Modulation derart, daß eine Beeinflussung des Ausgangssignals einer der Photodetektoren durch das von einer diesem Photodetektor nicht zugeordneten Lichtquelle ausgehende Lichtbündel ausgeschlossen werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vermessen eines aus einer Sprühdüse austretenden Sprühstrahls.

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.

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 Photo­ detektor 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 Pho­ todetektors 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.

Aus der SU-620279 A, von der in den Oberbegriffen der beigefügten Patentansprüche aus­ gegangen wird, ist eine Vorrichtung zum Messen bzw. Überprüfen eines aus einer Sprüh­ düse austretenden, sich aufweitenden Sprühstrahls bekannt. Diese Vorrichtung weist eine Laserlichtquelle auf, deren Licht mittels einer Strahlenteilereinrichtung in vier zueinander parallele Strahlen aufgespalten wird. Die beiden inneren Strahlen durchdringen den Zerstäu­ bungskegel des Sprühstrahls, wenn dieser seine Sollgestalt hat, wohingegen sich die beiden äußeren Strahlen dann außerhalb des Sprühstrahls bzw. dessen Zerstäubungskegels befin­ den. Nach Durchstrahlen einer Trocknungskammer, innerhalb der sich der Sprühstrahl be­ findet, fallen die Strahlen auf vier Photodioden auf, deren Ausgangssignale durch Impuls­ erzeuger hindurch zu einem ODER-Glied gelangen. Die von den beiden äußeren Photodio­ den erzeugten Signale werden in Invertern invertiert. Bei normaler Gestalt des Sprühkegels empfangen die äußeren Photodioden viel Licht, so daß sie durchlässig geschaltet sind, und die inneren Photodioden empfangen nur wenig Licht, so daß sie gesperrt sind. Infolge der Inverter sind die dem ODER-Glied zugeführten Impulse einander gleich. Bei einer teilwei­ sen Verstopfung der Düse ändert sich die Form des Sprühstrahls, wodurch beispielsweise die auf eine innere Photodiode fallenden Lichtintensität vermindert wird und die auf eine äußere Photodiode fallende Lichtintensität sich vergrößert. Das ODER-Glied spricht darauf an und erzeugt ein Ausgangssignal zur Aktivierung eines Alarmsystems. Mit der beschrie­ benen Vorrichtung ist lediglich eine "digitale" Aussage dahingehend möglich, daß der Sprühstrahl von seiner Sollgestalt abweicht. Eine "analoge" bzw. detaillierte Aussage über die Art der Abweichung ist nicht möglich. Desweiteren können Abweichungen unerkannt bleiben, wenn sich beispielsweise der Öffnungswinkel des Sprühstrahls lediglich vermin­ dert, so daß die beiden inneren Lichtstrahlen weiterhin den Sprühstrahl durchdringen usw.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzuge­ ben, mit dem bzw. der Abweichungen eines aus einer Sprühdüse austretenden Sprühstrahls von einem Sollzustand zuverlässig und genau analysiert werden können.

Eine erste Lösung des das Verfahren betreffenden Teil der Erfindungsaufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dadurch, daß die vom Sprühstrahl beeinflußten Lichtbündel zeitlich versetzt in Funktion treten, ist keine wechselseitige Beeinflussung der Photodetektoren durch Streulicht gegeben, das von dem einen jeweils anderen Photodetek­ tor zugeordneten Lichtbündel herrührt. Die Ausgangssignale der Photodetektoren erhalten somit genaue Informationen über die Beeinflussung des zugehörigen Lichtbündels durch den Sprühstrahl. Durch Einzelauswertung der Ausgangssignale der Photodetektoren und durch gegenseitiges in Beziehung setzen der Ausgangssignale läßt sich eine genaue Infor­ mation über Abweichungen des Sprühstrahls vom Sollzustand erhalten.

Eine zweite Lösung des das Verfahren betreffende Teils der Erfindungsaufgabe ist im An­ spruch 2 angegeben. Wenn mit Lichtbündeln unterschiedlicher Wellenlänge gearbeitet wird, ist ebenfalls gewährleistet, daß die jeweiligen Photodetektoren nur Licht von dem ih­ nen zugeordneten Lichtbündel empfangen. Auf diese Weise lassen sich ahnliche Vorteile erzielen wie mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren.

Der Anspruch 3 kennzeichnet eine dritte Lösung des das Verfahren betreffende Teil der Er­ findungsaufgabe. Gemäß dieser Lösung wird mit unterschiedlich modulierten Lichtbündeln gearbeitet, wobei durch eine der Modulation entsprechende Filterung erreicht wird, daß sich etwaiges Streulicht, das von dem einem jeweils anderen Photodetektor zugeordneten Lichtbündel herrührt, nicht schädlich bemerkbar macht.

Die Ansprüche 4 bis 6 kennzeichnen die Lösung der auf die Vorrichtung gerichteten Teil der Erfindungsaufgabe.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert, wobei die Figuren identisch mit den entsprechenden Figuren der Stammanmeldung 197 27 484.6-52 sind.

Es stellen dar:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines einen Sprühstrahl durchstrahlenden Lichtbün­ dels zur Erläuterung der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 eine mit der Anordnung gemäß Fig. 1 aufgenommene Meßkurve,

Fig. 3 drei unterschiedliche Ebenen, in denen das Lichtbündel den Sprühstrahl abtas­ tet,

Fig. 4 zwei unterschiedliche, in gleicher Ebene abgetastete Sprühstrahlen mit zugehö­ rigen Meßergebnissen,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Meßvorrichtung,

Fig. 6 perspektivische Ansichten dreier unterschiedlicher Sprühstrahlen mit zugehöri­ gen Lichtquellen und

Fig. 7 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

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.

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.

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.

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 Brei­ te der Signalkurve an der Stelle bezeichnet, an der der Signalwert genau zwischen dem Ma­ ximum und dem Minimum liegt.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß an Stelle des Lasers als Lichtquelle 10 jedwel­ che Lichtquelle verwendet werden kann, deren Licht mit einer Optik zu einem parallelen 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, insbe­ sondere wenn der Querschnitt des Lichtbündels 12 gegenüber dem des Sprühstrahls 6 in dessen vermessenem Bereich klein ist.

Fig. 3 zeigt ein gegenüber dem Experiment der Fig. 1 abgeändertes Experiment. Das Licht­ bündel 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 grö­ ßerem Abstand zur Sprühdüse 4. Wie ersichtlich, nimmt die Halbwertsbreite H mit stei­ gendem Abstand von der Sprühdüse 4 zu. Zusätzlich ist die Schwächung des Lichtbündels weniger ausgeprägt. Beides ist verständlich, da sich das Lichtbündel mit zunehmender Nähe zur Sprühdüse 4 durch einen zunehmend dichten Sprühstrahl 6 bewegt.

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. 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 La­ sern L₁, L₂ und L₃ ausgehenden Lichtbündel 12 ₁, 12 ₂, 12 ₃ gelangen in drei Photodetektoren P₁, P₂ und P₃, die zusammen mit einer Empfangsoptik, Vorverstärkern usw. in einem Ge­ häuse 18 untergebracht sind.

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. Dies kann dadurch erreicht werden, daß unter Steuerung mittels einer Elektronikeinheit 20 und eines daran angeschlossenen Computers 22 mit ei­ nem Bildschirm 24 die Laser L₁, L₂ und L₃ sequentiell und zeitlich zueinander versetzt be­ trieben werden, und daß die Ausgangssignale der drei Photodetektoren P₁, P₂ und P₃ je­ weils entsprechend zeitlich zueinander versetzt ausgewertet und zur weiteren Verarbeitung gespeichert werden. Alternativ oder zusätzlich können die Laser L₁, L₂ und L₃ derart aus­ gebildet sein, daß sie Licht unterschiedlicher Wellenlänge senden und die Photodetektoren können beispielsweise durch Vorschaltung geeigneter Filter jeweils auf die Wellenlänge des zugehörigen Lasers abgestimmt sein. Auch auf diese Weise wird erreicht, daß der je­ weilige Photodetektor nur das von dem ihm zugehörigen Laser ausgesandte, vom Sprüh­ strahl 6 beeinflußte Lichtbündel aufnimmt bzw. erfaßt.

Die drei Laser L₁, L₂, L₃ und Photodetektoren P₁, P₂, P₃ sind in den Ecken eines gleich­ schenkligen Dreiecks derart angeordnet, daß die Verbindungslinie zwischen L₁ und P₁ bzw. die Mittellinie des Lichtbündels 12 ₁ die Achse des Sprühstrahls 6 schneidet und die Mittel­ linien 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. Es versteht sich, daß der Mantel des Sprüh­ strahls nicht streng im Sinne eines scharfen Übergangs definiert ist, sondern die Sprühin­ tensität im Bereich des Mantels von einer vorgegebenen Intensität innerhalb des Sprüh­ strahls auf Null außerhalb des Sprühstrahls zurückgeht.

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.

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. Dabei arbeiten die Laser und die zugehörigen Photodetektoren, wie erläutert, zeitlich versetzt und/oder mit unter­ schiedlichen Wellenlängen. Die Signale werden in der Elektronikeinheit 20 gespeichert. Anschließend werden bei aktivierter Sprühdüse 4 Meßsignale 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 Erzeugung von Auswertesignalen eine Quotientenbildung:

SA₁= SM₁/SK₁
SA₂= SM₂/SK₂ und
SA₃= SM₃/SK₃.

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.

Auf diese Weise kann der Sprühstrahl 6 rasch vermessen werden, so daß eine wirksame Qualitätssicherung möglich ist.

Fig. 7 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung. Den drei Lichtquellen L₁, L₂ und L₃ sind Modulatoren 40 ₁, 40 ₂ und 40 ₃ vorgeschaltet, die zu einer Modulationseinrichtung 40 gehören.

Entsprechend sind den drei Photodetektoren P₁, P₂ und P₃ Filter 42 ₁, 42 ₂ und 42 ₃ nachge­ schaltet, die zu einer Filtereinrichtung 42 gehören und denen zur Signalauswertung der Computer 22 nachgeschaltet ist.

Die Funktion der Modulationseinrichtung 40 ist derart, daß die von den Lichtquellen L₁, L₂ und L₃ abgestrahlten Lichtbündel in unterschiedlicher Weise moduliert sind. Die Modu­ lation kann beispielsweise eine Amplitudenmodulation oder eine Frequenzmodulation, je­ weils mit unterschiedlicher Modulationsfrequenz sein. Entsprechend sind die den Photode­ tektoren nachgeschalteten Filter 42 ₁, 42 ₂ und 42 ₃ derart abgestimmt, daß sie nur Signale der jeweiligen Frequenz durchlassen, so daß ihre Ausgangssignale jeweils nur die Intensität bzw. das Verhalten des jeweils zugehörigen Lichtbündels wiedergeben und etwaige Streu­ lichteinflüsse der anderen Lichtbündel unterdrückt sind. In dem Computer 22 kann somit eine Auswertung der den einzelnen Lichtquellen zugeordneten Lichtbündel vorgenommen werden und können die entsprechenden Auswertungen in gegenseitige Beziehung gesetzt werden.

Für den Aufbau der Modulationseinrichtung 40 und der Filtereinrichtung 42 gibt es zahl­ reiche Möglichkeiten, wobei alle Arten von Modulationen eingesetzt werden können, die nach Filterung ermöglichen, die einzelnen Lichtbündel auseinander zu halten. Eine Amplitudenmodulation kann beispielsweise auch dadurch erfolgen, daß den Lichtquellen L₁, L₂ und L₃ sich mit unterschiedlicher Frequenz verändernden Blenden nachgeschaltet werden, wobei den Photodetektoren entsprechende Blenden vorgeschaltet sein können. Es ist auch eine Modulation denkbar, bei der die Lichtquellen getaktet mit unterschiedlichen Taktfrequenzen betrieben werden. Auf diese Weise könnte das Verfahren, bei dem die Lichtbündel zeitlich versetzt abgestrahlt werden, so daß eine gegenseitige Beeinflussung grundsätzlich nicht möglich ist, und eine Filterung überflüssig ist, mit einer Modulations­ einrichtung entsprechend Einrichtung 40 durchgeführt werden.

Die beschriebene dreieckige Anordnung der Laser und der zugehörigen Photodetektoren ist lediglich beispielhaft. Die drei Photodetektoren könnten auch in einer gemeinsamen, die Achse des Sprühstrahls senkrecht schneidende Ebene symmetrisch zur Achse des Sprüh­ strahls angeordnet sein, wobei, wie aus den Fig. 1 bis 4 ersichtlich, der Öffnungswinkel des Sprühstrahls das Intensitätsverhältnis zwischen den Ausgangssignalen der jeweils äuße­ ren Photodetektoren zu dem des mittleren Photodetektors bestimmt. Bei einer Änderung nur des Öffnungswinkels ändern sich die Intensitätsverhältnisse der Ausgangssignale der jeweils äußeren Photodetektoren zu dem des mittleren Photodetektors. Bei einer Verkip­ pung der Achse oder einer Unsymmetrie des Sprühstrahls ändern sich alle Verhältnisse in vorbestimmter Weise. Bei einer Änderung der Sprühmenge ändern sich die Einzelwerte der Ausgangssignale. Die drei Lichtbündel können den Sprühkegel an irgendwelchen ande­ ren vorbestimmten Stellen bei Sollgestalt des Sprühkegels durchdringen, wobei dann die mathematischen Beziehungen, aus denen auf die Art der Abweichung von der Sollgestalt geschlossen werden kann, entsprechend komplizierter werden. Anstelle von drei Lichtbün­ deln kann auch mit zwei oder vier oder mehr Lichtbündeln gearbeitet werden.

Die Lichtquellen müssen nicht Laser sein. Es können auch konventionelle Lichtquellen mit geeigneten Abbildungssystemen verwendet werden. Ebenso kann für bestimmte Anwendun­ gen mit einer Lichtquelle gearbeitet werden, deren Licht mittels Glasfasern auf drei Aus­ trittsfenster verteilt wird. Es versteht sich, daß die Photodetektoren mit Eingangsblenden derart versehen sein können, daß sie nach den Gesetzen geometrischer Optik weitgehend nur das ihnen zugeordnete Lichtbündel empfangen.

Claims (6)

1. Verfahren zum Vermessen eines aus einer Sprühdüse (4) austretenden, sich auf­ weitenden Sprühstrahls (6),
bei welchem Verfahren der Sprühstrahl an unterschiedlichen Stellen von mehre­ ren, parallelen Lichtbündeln (12 ₁, 12 ₂, 12 ₃) beleuchtet wird, deren Durchmesser im Ver­ gleich zum Durchmesser des Sprühstrahls kleiner ist, und
die vom Sprühstrahl beeinflußten Lichtbündel von je einem Photodetektor (P₁, P₂, P₃) erfaßt werden, welche Photodetektoren an eine Auswerteeinheit (20, 22) ange­ schlossen sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Sprühstrahl (6) zeitlich versetzt von den Lichtbündeln (12 ₁, 12 ₂, 12 ₃) be­ leuchtet wird,
die Ausgangssignale der zugehörigen Photodetektoren (P₁, P₂, P₃) synchron mit der Beleuchtung durch die Lichtbündel erfaßt werden, und
die Ausgangssignale der Photodetektoren einzeln ausgewertet und in gegenseiti­ ge Beziehung gesetzt werden.

2. Verfahren zum Vermessen eines aus einer Sprühdüse (4) austretenden, sich auf­ weitenden Sprühstrahls (6),
bei welchem Verfahren der Sprühstrahl an unterschiedlichen Stellen von mehre­ ren, parallelen Lichtbündeln (12 ₁, 12 ₂, 12 ₃) beleuchtet wird, deren Durchmesser im Ver­ gleich zum Durchmesser des Sprühstrahls klein ist, und
die vom Sprühstrahl beeinflußten Lichtbündel von je einem Photodetektor (P₁, P₂, P₃) erfaßt werden, welche Photodetektoren an eine Auswerteeinheit (20, 22) ange­ schlossen sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Lichtbündel unterschiedliche Wellenlängen haben, die Photodetektoren se­ lektiv für die Wellenlängen der ihnen zugeordneten Lichtbündel sind und die Ausgangssig­ nale der Photodetektoren einzeln ausgewertet und in gegenseitige Beziehung gesetzt wer­ den.

3. Verfahren zum Vermessen eines aus einer Sprühdüse (4) austretenden, sich auf­ weitenden Sprühstrahls (6),
bei welchem Verfahren der Sprühstrahl an unterschiedlichen Stellen von mehre­ ren, parallelen Lichtbündeln (12 ₁, 12 ₂, 12 ₃) beleuchtet wird, deren Durchmesser im Ver­ gleich zum Durchmesser des Sprühstrahls klein ist, und
die vom Sprühstrahl beeinflußten Lichtbündel von je einem Photodetektor (P₁, P₂, P₃) erfaßt werden, welche Photodetektoren an eine Auswerteeinheit (20, 22) ange­ schlossen sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Lichtbündel unterschiedlich moduliert sind und die Ausgangssignale der Photodetektoren entsprechend der Modulation der zugehörigen Lichtbündel gefiltert werden und anschließend einzeln ausgewertet und in gegenseitige Beziehung gesetzt werden.

4. Vorrichtung zum Vermessen eines aus einer Sprühdüse (4) austretenden, sich aufweitenden Sprühstrahls (6), enthaltend
mehrere Lichtquellen (L₁, L₂ L₃) zum Beleuchten des Sprühstrahls (6) mit je einem etwa- parallelen Lichtbündel, dessen Durchmesser im Vergleich zum Durchmesser des Sprühstrahls klein ist,
Photodetektoren (P₁, P₂, P₃) zum Erfassen der vom Sprühstrahl beeinflußten Lichtbündel, und
eine mit den Photodetektoren verbundenen Auswerteeinheit (20, 22),
dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens drei Lichtquellen (L₁, L₂, L₃) mit zugehörigen Photodetektoren (P₁, P₂, P₃) derart angeordnet sind, daß ihre Verbindungslinien den Sprühstrahl (6) in dessen Sollgestalt an vorbestimmten Stellen schneiden,
eine Einrichtung (20, 22) derart vorgesehen ist, daß die Lichtquellen (L₁, L₂, L₃) die zugehörigen Lichtstrahlen zeitlich versetzt aussenden, die Ausgangssignale der zu­ gehörigen Photodetektoren (P₁, P₂ P₃) entsprechend zeitlich versetzt erfaßt werden, und
die Auswerteeinheit (20, 22) die Ausgangssignale der Photodetektoren (P₁, P₂, P₃) einzeln auswertet in gegenseitige Beziehung setzt.

5. Vorrichtung zum Vermessen eines aus einer Sprühdüse (4) austretenden, sich aufweitenden Sprühstrahls (6), enthaltend
mehrere Lichtquellen (L₁, L₂, L₃) zum Beleuchten des Sprühstrahls (6) mit je einem etwa parallelen Lichtbündel, dessen Durchmesser im Vergleich zum Durchmesser des Sprühstrahls klein ist,
Photodetektoren (P₁, P₂, P₃) zum Erfassen der vom Sprühstrahl beeinflußten Lichtbündel, und
eine mit den Photodetektoren verbundenen Auswerteeinheit (20, 22), dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens drei Lichtquellen (L₁, L₂, L₃), die Licht unterschiedlicher Wellen­ länge ausstrahlen, mit zugehörigen wellenlängenselektiven Photodetektoren (P₁, P₂, P₃) derart angeordnet sind, daß ihre Verbindungslinien den Sprühstrahl (6) in dessen Sollge­ stalt an vorbestimmten Stellen schneiden, und die Auswerteeinheit (20, 22) die Ausgangs­ signale der Photodetektoren (P₁, P₂, P₃) einzeln auswertet und in gegenseitige Beziehung setzt.

6. Vorrichtung zum Vermessen eines aus einer Sprühdüse (4) austretenden, sich aufweitenden Sprühstrahls (6), enthaltend
mehrere Lichtquellen (L₁, L₂, L₃) zum Beleuchten des Sprühstrahls (6) mit je einem etwa parallelen Lichtbündel, dessen Durchmesser im Vergleich zum Durchmesser des Sprühstrahls klein ist,
Photodetektoren (P₁, P₂, P₃) zum Erfassen der vom Sprühstrahl beeinflußten Lichtbündel, und
eine mit den Photodetektoren verbundenen Auswerteeinheit (20, 22),
dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens drei Lichtquellen (L₁, L₂, L₃) mit zugehörigen Photodetektoren (P₁, P₂, P₃) derart angeordnet sind, daß ihre Verbindungslinien den Sprühstrahl (6) in dessen Sollgestalt an vorbestimmten Stellen schneiden,
eine Modulationseinrichtung (40) vorgesehen ist, die die von den Lichtquellen ausgestrahlten Lichtbündel in unterschiedlicher Weise moduliert,
eine Filtereinrichtung (42) vorgesehen ist, die das auf den jeweiligen Photode­ tektor fallende Licht oder das Ausgangssignal des Photodetektors entsprechend der Modu­ lation des jeweiligen zugehörigen Lichtbündels filtert, und
die Auswerteeinheit (20, 22) die Ausgangssignale der Photodetektoren (P₁, P₂, P₃) einzeln auswertet in gegenseitige Beziehung setzt.