DE19843335A1 - Lichttechnisches Verfahren zur Winkelmessung - Google Patents

Abstract

Die Grundlage des Verfahrens bildet eine Luftblase, die sich in einem geraden oder gekrümmten, teilweise lichtdurchlässigem Rohr befindet, das zum Teil mit einer möglichst lichtundurchlässigen Flüssigkeit gefüllt ist. Die Luftblase ist zwischen einer Lichtquelle und einem lichtempfindlichen Sensor plaziert und dient als Lichtfenster zwischen Lichtquelle und Sensor. Bei Bewegung der Meßeinrichtung aus der horizontalen Ebene, verschiebt sich die Luftblase gegenüber dem Gehäuse mit der Folge, daß sich die Lichtfenster vergrößern bzw. verkleinern, wodurch die Lichtstärke vor den Sensoren und damit ihre Leitfähigkeit verändert wird.

Description

Es ist bekannt, Winkelmessungen durchzuführen, in dem in einem verschlossenen System ein Lichtspalt zwischen Lichtquelle und lichtempfindlichem Sensor mittels mechanischer Ein­ richtungen, z. B. unter Ausnutzung der Schwerkraft, verändert wird.

Dabei bewirkt eine Vergrößerung bzw. Verkleinerung des Lichtspaltes, daß sich die Licht­ stärke vor dem Sensor und damit verbunden, z. B. die Leitfähigkeit des Sensors verändert. Nachteile in dem Verfahren sind darin zu sehen, daß neben den hohen Fertigungskosten für die mechanischen Teile, ständig Wartungskosten anfallen und daß die Gefahr besteht, daß sich die Reibung zwischen den mechanischen Teilen unkontrolliert verändert, was zu Meß­ fehlern führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein einfaches, hochempfindliches Verfahren bereitzustellen, das ohne sich bewegende mechanische Teile funktioniert.

Für die Lösung dieser Aufgabe eignet sich eine Luftblase, die nach dem Prinzip der Wasser­ waage in einem geeigneten Rohr (Libelle) vorhanden ist.

Eingesetzt werden kann das Verfahren z. B. in Verbindung mit einer Entfernungsmessung bei der horizontalen Lagebestimmung im Erdreich verlegter Rohrleitungen.

Die Luftblase 3 befindet sich zwischen Lichtquellen 1 und den Sensoren 2 in einem geraden oder gekrümmten Rohr 10, das teilweise mit einer lichtundurchlässigen Flüssigkeit 6 gefüllt ist. In waagerechter Stellung befindet sich die Luftblase 3 zwischen den Ausschnitten 11, wobei die Lichtfenster 4 und 5 nahezu geschlossen sind.

Bei Lageänderung der Meßeinrichtung aus der horizontalen Ebene verschiebt sich die Luftblase 3 gegenüber den Ausschnitten 11, wodurch sich die Lichtfenster 4 und 5 ver­ kleinern bzw. vergrößern. Durch das freigegebene Lichtfenster tritt das von der Lichtquelle 1 ausgestrahlte Licht durch die Ausschnitte 11, die Scheiben 8 und die Luftblase 3 und trifft auf den Sensor 2, der entsprechend der vorhandenen Lichtstärke z. B. seinen Widerstand verändert.

Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß es keine bewegliche mechanische Teile besitzt, daß nur Flüssigkeitsreibung auftritt, daß es verhältnismäßig klein gebaut werden kann und daß es im wesentlichen nur aus 3 Teilen, nämlich der Lichtquelle 1, dem Rohr 10 und dem Sensor 2 mit evtl. elektrischem Verstärker, besteht. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß sich die Flüssigkeitsreibung unter Beachtung der Temperatur nicht oder nur unwesentlich verändert, daß das Trägheitsverhalten der Meßeinrichtung mit der Konsistenz der Flüssigkeit und den Ansprechzeiten der Sensoren 2 und die Empfindlichkeit durch die Rohrform beeinflußt werden kann.

Bezugszeichen

1

Lichtquelle

2

Sensor

3

Luftblase

4

Lichtfenster

5

Lichtfenster

6

Flüssigkeit

7

Gehäuse

8

Glas

9

Trennwand

10

Rohr

11

Ausschnitt

Claims (5)

1. Lichttechnisches Verfahren zur Winkelmessung, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen Lichtquellen 1 und optischen Sensoren 2 in einem geraden oder gekrümmten, in Richtung Lichtquelle-Sensor lichtdurchlässigen Rohr 10, das teilweise mit einer möglichst lichtundurchlässigen Flüssigkeit 6 gefüllt ist, eine Luftblase 3 befindet, durch die der Lichtdurchtritt erfolgt, wobei eine Lageänderung der Meß­ einrichtung aus der horizontalen Ebene eine Verschiebung der Luftblase 3 gegenüber den Ausschnitten 11 zur Folge hat, was eine Verkleinerung bzw. Vergrößerung der Lichtfenster 4 bzw. 5 bewirkt, in deren Folge sich die Lichtstärke vor den Sensoren 2 und damit z. B. deren Widerstand verändert.

2. Meßverfahren zur Winkelmessung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Einsatz einer Flüssigkeit 6 mit definierter Konsistenz das Träg­ heitsverhalten der Luftblase 3 und damit der Meßeinrichtung beeinflußt werden kann.

3. Meßverfahren zur Winkelmessung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Ansprechzeiten der Sensoren 2 das Trägheitsverhalten der Meßeinrichtung beeinflußt werden kann.

4. Meßeinrichtung zur Winkelmessung, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einem lichtundurchlässigen Gehäuse 7 untergebracht ist und daß sie mit mehreren Lichtquellen bzw. Sensoren ausgerüstet sein kann.

5. Meßeinrichtung zur Winkelmessung, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Empfindlichkeit durch die Form des Rohres 10 beeinflußt werden kann.