DE2231822A1 - REFLECTIVE LIGHT BARRIER - Google Patents

REFLECTIVE LIGHT BARRIER

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DE2231822A1
DE2231822A1 DE19722231822 DE2231822A DE2231822A1 DE 2231822 A1 DE2231822 A1 DE 2231822A1 DE 19722231822 DE19722231822 DE 19722231822 DE 2231822 A DE2231822 A DE 2231822A DE 2231822 A1 DE2231822 A1 DE 2231822A1
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mirror
lens
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auxiliary
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Winfried Euler
Felix Dipl Ing Lentze
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V8/00Prospecting or detecting by optical means
    • G01V8/10Detecting, e.g. by using light barriers
    • G01V8/12Detecting, e.g. by using light barriers using one transmitter and one receiver
    • G01V8/14Detecting, e.g. by using light barriers using one transmitter and one receiver using reflectors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/64Devices characterised by the determination of the time taken to traverse a fixed distance
    • G01P3/68Devices characterised by the determination of the time taken to traverse a fixed distance using optical means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light

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Description

Reflexionslichtschranke Die Erfindung bezieht sich auf eine Reflexionslichtschranke. Reflection light barrier The invention relates to a reflection light barrier.

Bei Reflexionslichtschranken wird die von einer Lichtquelle ausgesandte Strahlung an einem Gegenstand, z.B. einem Uripelspiegel, reflektiert und mittels Strahlenteilung einem Empfänger zugeleitet, der sich in unmittelbarer Nähe des Strahlers befinden kann. Wird ein Gegenstand zwischen Lichtquelle und Spiegel gebracht, dann ändert sich aufgrund der Unterbrechung er Strahlung das Ausgangssignal des Empfängers. Dieses Signal kann zum Zählen, überwachen und Steuern weiterverarbeitet werden.In the case of retro-reflective photoelectric sensors, the is sent out by a light source Radiation on an object, e.g. a Uripel mirror, is reflected and by means of Beam splitting fed to a receiver, which is in the immediate vicinity of the radiator can be located. If an object is brought between the light source and the mirror, then the output signal of the receiver changes due to the interruption of the radiation. This signal can be further processed for counting, monitoring and controlling.

Vielfach wird das Ausgangssignal eines Empfängers einer Reflexionslichtschranke benutzt, um die Abmessungen von Gegenständen, z.B.In many cases, the output signal of a receiver is a photoelectric reflex switch used to measure the dimensions of objects, e.g.

deren Breite oder Dicke, zu messen. Die Abmessungen sind dem Verhältnis der Ausgangssignale vor und nach der Unterbrechung des Strahlengangs durch den zu messenden Gegenstand proportional.their width or thickness. The dimensions are in proportion of the output signals before and after the interruption of the beam path by the measuring object proportionally.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegen Alterung von Bauelementpn und Umgebungseinflüsse möglichst unempfindliche Reflexionslichtschranke zu entwickeln, die eine unzulässige äderung der Helligkeitsverhältnisse infolge dieser Einwirkungen selbsttätig meldet Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß von dem durch eine Lichtquelle erzeugten Licht neben einem Hauptlichtbündel ein Hilfslichtbündel ausblendbar ist, das gegen einen Flächenabschnitt eines Spiegels gerichtet ist, und daß auf das Hilfslichtbündel zurückgehendes, reflektiertes Licht einem photoelektrischen Empfänger zuführbar ist, dem eine Schwellwertschaltung, die bei Unterschreitung eines einstellbaren Schwellwerts ein Steuersignal abgibt, und ggf. eine Regelschaltung nachgeschaltet ist, die mit dem Ausgangssignal des photoelektrischen Empfängers als Istwert die Energieversorgung der Lichtquelle regelt.The invention is based on the object of an anti-aging Component and environmental influences as insensitive as possible reflective light barrier to develop that an impermissible change in the brightness conditions as a result reports these effects automatically The object is according to the invention solved in that of the light generated by a light source in addition to a main light beam an auxiliary light beam can be faded out, which against a surface section of a mirror is directed, and that on the auxiliary light beam going back, reflected light can be fed to a photoelectric receiver, to which a threshold value circuit, which emits a control signal when the value falls below an adjustable threshold, and, if necessary, a control circuit is connected downstream which is connected to the output signal of the photoelectric receiver as the actual value regulates the energy supply of the light source.

Verschmutzungen des 0$egels, Staub- oder Raucheinwirkungen, die eine starke Verminderung der Helligkeit am Empfänger verursachen, führen zu einer Meldung. Die Lichtschranke kann gereinigt werden oder bei kurz zeitigen Einwirkungen während deren Dauer außer Betrieb gesetzt werden. Damit wird insbesondere bei Lichtschranken, die zur Messung der Abmessungen von Gegenständen dienen, gewihrleistnt, daß die für die Meßgenauigkeit vorgegebenen Toleranzen nicht überschritten werden.Soiling of the level, dust or smoke effects, the one cause a strong reduction in brightness at the receiver, lead to a message. The light barrier can be cleaned or in the event of short-term effects during whose duration will be put out of operation. This is particularly useful for light barriers, which are used to measure the dimensions of objects, ensures that the tolerances specified for the measurement accuracy are not exceeded.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß Hilfslichtbündel und Hauptlichtbündel über eine gemeinsame Linse auf den Spiegel gerichtet und daß zwischen Blende und Linse neben einem teildurchlässigen Spiegel für das Hauptlichtbündel ein teildurchlässiger Spiegel für das Hilfslichtbündel angeordnet ist. Mit dieser Ausführungsform wird auch das Linsensystem der Lichtschranke selbsttätig überwacht. Die Lichtschranke kann daher auch in staubhaltiger Umgebung eingesetzt werden.In a preferred embodiment it is provided that the auxiliary light beam and main light beam directed onto the mirror via a common lens and that between the diaphragm and the lens next to a partially transparent mirror for the main light beam a partially transparent mirror is arranged for the auxiliary light beam. With this Embodiment, the lens system of the light barrier is automatically monitored. The light barrier can therefore also be used in dusty environments.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert, aus denen weitere Einzelheiten sowie Vorteile hervorgehen.In the following the invention is illustrated in a drawing with reference to FIG Embodiments explained in more detail, from which further details and advantages emerge.

Es zeigen: Fig. 1 eine Reflexionslichtschranke im Schema, Fig. 2 eine andere Ausführungsform einer Reflexionslichtschranke im Schema, Fig. 3 einen sich auf die Erzeugung eines Hilfslichtbündels beziehenden Teil einer Reflexionslichtschranke im Schema.The figures show: FIG. 1 a reflection light barrier in the scheme, FIG. 2 a another embodiment of a reflective light barrier in the scheme, Fig. 3 shows a part of a reflection light barrier relating to the generation of an auxiliary light beam in the scheme.

Aus dem von einer Lichtquelle 1 ausgesandten Licht wird mittels eines Spalts 2 einer Blende 3 ein Lichtbundel 4 ausgeblendet, das über einen teildurchlässigen Spiegel 5 und eine gekrümmte Zylinderlinse 6 auf einen Tripelspiegel 7 geworfen wird. Vom Spiegel 7 reflektiertes Licht gelangt über die Linse 6 und den teildurchlässigen Spiegel zu einem photoelektrischen Empfänger 8. Die nicht näher dargestellten, von der Lichtschranke zu messenden Gegenstände werden in den Strahlengang des Licht bündels 4 zwischen Linse 6 und Spiegel 7 gebracht.From the light emitted by a light source 1, a Gap 2 of a diaphragm 3, a bundle of light 4 hidden, which is partially transparent Mirror 5 and a curved cylinder lens 6 thrown onto a cube corner mirror 7 will. Light reflected by the mirror 7 passes through the lens 6 and the partially transparent one Mirror to a photoelectric receiver 8. The not shown, of Objects to be measured by the light barrier are in the beam path of the light 4 brought bundle between lens 6 and mirror 7.

Mittels eines zweiten Spalts 9 in der Blende 3 wird ein Hilfslichtbündel 10 erzeugt, das über einen kleinen teildurchlässigen Spiegel 11 und eine Linse 12 über die Zylinderlinse 6 zum Tripelspiegel 7 gelangt. Die Linse 12 genügt auch alleine, um das Lichtbündel 10 auf den Gripelspiegel 7 zu richten. Der reflektierte Strahl wird dann über die Linse 12 auf dem Empfänger 13 abgebildet. Zwischen der Zylinderlinse 6 und dem Tripelspiegel 7 verläuft das Lichtbündel 10 etwa parallel zum Randstrahl des Lichtbündels 4. Die zu messenden Gegenstände unterbrechen nicht den Strahlengang des Lichtbündels 10. Auf das Lichtbündel 10 zurückgehendes Licht wird am Tripelspiegel 7 reflektiert.und gelangt über die Zylinderlinse 6 und die Linse 12 zum teildurchlässigen Spiegel 11, an dem ein Teil des Lichts reflektiert und einem photoelektrischen Empfänger 13 zugeführt wird. Der photoelektrische Empfänger 13, z.B. eine Photodiode, ein Phototransistor oder ein Photowiderstand, speist einen Verstärker 14, an den eine Schwellwertschaltung 15 und eine Regelschaltung 16 angeschlossen sind..An auxiliary light beam is created by means of a second gap 9 in the diaphragm 3 10 generated via a small partially transparent mirror 11 and a lens 12 reaches the cube-corner mirror 7 via the cylindrical lens 6. The lens 12 is also sufficient on its own, in order to direct the light beam 10 onto the Gripel mirror 7. The reflected beam is then imaged on the receiver 13 via the lens 12. Between the cylinder lens 6 and the cube-corner mirror 7, the light bundle 10 runs approximately parallel to the marginal ray of the light beam 4. The objects to be measured do not interrupt the beam path of the light bundle 10. The light going back to the light bundle 10 is at the cube-corner mirror 7 reflected.and arrives at the partially transparent lens via the cylindrical lens 6 and the lens 12 Mirror 11 on which part of the light is reflected and a photoelectric receiver 13 is supplied. The photoelectric receiver 13 such as a photodiode Phototransistor, or a photoresistor, feeds an amplifier 14 to which one Threshold value circuit 15 and a control circuit 16 are connected.

Das Ausgangssignal des Verstärkers 14 wird der Regelschaltung 16 als. Istwert zugeführt, die mit der Lichtquelle 1 verbunden ist.The output signal of the amplifier 14 is the control circuit 16 as. The actual value is supplied, which is connected to the light source 1.

Die Regelschaltung 16 hält über die Energiezufuhr zur Lichtquelle 1 die Helligkeit am Empfänger 13 und somit auch am Empfänger 8 konstant. Der Sollwert der Helligkeit wird in der Regelschaltung 1G über ein nicht dargestelltes Fotentiometer gewonnen.The control circuit 16 keeps the power supply to the light source 1 the brightness at the receiver 13 and thus also at the receiver 8 is constant. The setpoint the brightness is in the Control circuit 1G via a not shown Photentiometer won.

Die beiden photoelektrischen Empfänger 8, 1) sind auf einem gemeinsamen Kühlkörper 17 befestigt. Dadurch wirken Temperaturschwankungen auf die Ausgangssignale der photoelektrischen Empfänger 8, 13 in gleicher Weise ein.The two photoelectric receivers 8, 1) are on a common Heat sink 17 attached. This means that temperature fluctuations affect the output signals the photoelectric receiver 8, 13 in the same way.

Die Schwellwertschaltung 15 überwacht das Ausgangssignal des Verstärkers 14. Wird die eingestellte Schwelle unterschritter dann ändert sich die Spannung am Ausgang 18 der Schwellwertschaltung 15. Als Schwellwertschaltung 15 kann ein Schmitt-Trigger verwendet werden. Dessen Abfallschwelle bestimmt die untere Grenze der Helligkeit bei der ein Steuersignal am Ausgang 18 erscheint. Die Grenze läßt sich durch Einstellung der Schwelle der Schaltung 15 festlegen.The threshold circuit 15 monitors the output signal of the amplifier 14. If the set threshold is not reached, the voltage changes at the output 18 of the threshold value circuit 15. As the threshold value circuit 15, a Schmitt trigger can be used. Its fall-off threshold determines the lower limit the brightness at which a control signal appears at output 18. The limit leaves set by setting the threshold of the circuit 15.

Die Grenze der Helligkeit kann bei verschiedenen Bedingungen unterschritten werden. Durch Alterung einer als Lichtquelle 1 benutzten Glühlampe oder durch Alterung der photoelektrischen Empfänger 8, 13 wird unter Umständen die Regelung nicht mehr ausreichen, um eine gleichbleibende Helligkeit zu gewährleisten.The brightness can fall below the limit under various conditions will. By aging of an incandescent lamp used as light source 1 or by aging the photoelectric receiver 8, 13 is no longer the regulation under certain circumstances sufficient to ensure constant brightness.

Wenn sich auf dem Spiegel 7 oder der Linse 6 größere Mengen Scnmutz oder Staub ansammeln, wird die Regelung ebenfalls wirkungslos. Es können aber auch Staubverwirbelungen im Raum zwischen der Zylinderlinse 5 und dem Tripelapiegel 7 zur Unterbrechung der Regelung führen. In diesen Fällen sinkt die Helligkeit unter die von der Schaltung 15 vorgegebene Schwelle. Am Ausgang 18 erscheint ein entsprechendes Signal. Auf das Signal hin kann die Reflexionslichtschranke gereinigt und anschließend wieder in Betrieb genommen werden. Ist die Schwächung der Helligkeit nur von vorübergehender Dauer, dann wird das Signal am Ausgang 18 z.B. benutzt, um die Weitergabe des Signals am Ausgang des Empfängers 8 an eine nachgeschaltete Verarbeitungseinheit 19, z.E. einen Zähler oder ein Meßgerät, zu verhlndern.If there is a large amount of dirt on the mirror 7 or the lens 6 or collect dust, the control will also be ineffective. But it can also Dust turbulence in the space between the cylindrical lens 5 and the triple mirror 7 lead to the interruption of the regulation. In these cases the brightness drops below the threshold specified by the circuit 15. A corresponding appears at output 18 Signal. In response to the signal, the photoelectric retro-reflective sensor can be cleaned and then cleaned can be put back into operation. The weakening of the brightness is only temporary Duration, then the signal at output 18 is used, for example, to relay the signal at the output of the receiver 8 to a downstream processing unit 19, e.g. a counter or a measuring device.

Die Fig. 2 zeigt eine Reflexionslichtschranke, in der ein Hilf slichtbündel 20 abweichend von der in Fig. 1 dargestellten Art erzeugt wird, während das Hauptlichtbünde] 4 in Ubereinstimmung mit der in Fig. 1 gezeigten Art ausgeblendet wird. Gleichartige Elemente sind in den Figuren 1 und 2 mit den gleichen Bezugsziffern versehen.Fig. 2 shows a reflective light barrier in which an auxiliary light bundle 20 is generated differently from the type shown in Fig. 1, while the main light bundles] 4 is hidden in accordance with the type shown in FIG. Similar elements are provided with the same reference numerals in FIGS. 1 and 2.

Von der Lichtquelle 1 ausgesandte Strahlung wird über einen Umlenkspiegel -21 gegen einen Spalt 22 in einerBlende 23 geworfen. Der Spalt 22 erzeugt ein Lichtbündel 20, das über einen teildurchlässigen Spiegel 24 und die Zylinderlinse 6 zum ripelspiegel 7 gelangt. Am Tripelspiegel 7 wird Licht vom Lichtbündel 20 reflektiert und über die linse 6 auf den teildurchlässigen Spiegel 24 geworfen. Vom Spiegel 24 reflektiertes Licht trifft auf den photoelektrischen Empfänger 13 auf.Radiation emitted by the light source 1 is transmitted via a deflecting mirror -21 thrown against a gap 22 in a diaphragm 23. The gap 22 generates a light beam 20, via a partially transparent mirror 24 and the cylindrical lens 6 to the ripple mirror 7 arrives. At the triple mirror 7, light is reflected from the light bundle 20 and over the lens 6 thrown onto the partially transparent mirror 24. Reflected from the mirror 24 Light hits the photoelectric receiver 13.

Die Wirkungsweise der in Fig. 2 gezeigten Anordnung unterscheidet sich nicht von der oben in Verbindung mit der Anordnung gemäß Fig. 1 dargelegten Wirkungsweise.The mode of operation of the arrangement shown in FIG. 2 differs does not differ from that set out above in connection with the arrangement of FIG Mode of action.

In der Fig. 3 ist eine weitere Möglichkeit zur Herstellung eines Hilfslichtbündels 25 dargestellt. tibereinstimmende Elemente zwischen den Figuren 3 und 1 wurden mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Mit Hilfe von Lichtleitfasern 26 wird von der Lichtquelle 1 ausgesandtes Licht über einen teildurchlässigen Spiegel 27 einer Linse zugeführt, die das Lichtbündel 25 erzeugt.In Fig. 3 is a further possibility for producing an auxiliary light beam 25 shown. Corresponding elements between Figures 3 and 1 have been identified with are given the same reference numerals. With the help of optical fibers 26 is of the Light source 1 emitted light via a partially transparent mirror 27 of a lens supplied, which generates the light beam 25.

Reflektiertes licht gelangt über die Linse 25 und den Spiegel 27 zum photoelektrischen Empfänger 13. Da alle weiteren an die in Fig. 3 gezeigten Elemente anzuschließenden Teile die gleichen sein können, die in den Figuren 1 und 2 bereits dargestellt sind, wurden in Fig. 3 auf detailliertere Ausführungen verzichtet.Reflected light reaches the lens 25 and the mirror 27 photoelectric receiver 13. Since all other elements shown in FIG The parts to be connected can be the same as those in FIGS. 1 and 2 are shown, more detailed explanations have been dispensed with in FIG. 3.

Hinsichtlich der Virkungsweise besteht kein grundsätzlicher Unterschied zwischen den in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Anordnungen.There is no fundamental difference with regard to the mode of operation between the arrangements shown in Figures 1 to 3.

Claims (4)

Patentansprüche Claims O Reflexionslichtschranke, dadurch gekennzeichnet, daß von dem durch eine Lichtquelle () erzeugten Licht neben einem Hauptlichtbündel (4) ein Hilfsliohtbündol (10) ausblendbar ist, das gegen einen Flächenabschnit! eines Spiegels (7) gerichtet ist, und daß auf das Hilfslichtbündel (10) zurückgehendes, reflektiertes Licht einem photoelektrischen Empfänger (13) zuführbar ist, dem eine Schwellwertschaltung (15), die bei Unterschreitung eines einstellbaren Schwellwerts ein Steuersignal abgibt, und ggf. eine Regelschaltung (16) nachgeschaltet ist, die mit dem Ausgangssignal des photoelektrischen Empfängers (13) als Istwert die Energieversorgung der Lichtquelle (1) regelt.O reflective light barrier, characterized in that by the a light source () generated light in addition to a main light bundle (4) an auxiliary light bundle (10) can be hidden that against a surface section! a mirror (7) directed is, and that on the auxiliary light beam (10) going back, reflected light a photoelectric receiver (13) can be fed to which a threshold value circuit (15), which emits a control signal when the value falls below an adjustable threshold, and if necessary a control circuit (16) is connected downstream, which with the output signal of the photoelectric receiver (13) as the actual value is the energy supply of the light source (1) regulates. 2. Reflexionslichtschranke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der zwischen Lichtquelle (1) und Linsensystem (6) angeordnete Blende (23) ein Spalt (22) für das Hilfslichtbündel (20) vorgesehen ist, dem Licht über einen Umlenkspiegel (21) zuführbar ist. 2. Reflection light barrier according to claim 1, characterized in that that in the diaphragm (23) arranged between the light source (1) and the lens system (6) a gap (22) is provided for the auxiliary light bundle (20), the light via a Deflection mirror (21) can be fed. 3. Reflexionslichtschranke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der Lichtquelle (1) ausgesandtes Licht über Lichtleitfasern 26 einer Linse (28) zuführbar ist und daß zwischen dem einen Ende der Lichtleitfasern 26 und der Linse (28) ein teildurchlässiger Spiegel angeordnet ist, von dem reflektiertes Licht auf den photoelektrischen Empfänger (13) gerichtet ist. 3. Reflection light barrier according to claim 1, characterized in that that from the light source (1) emitted light via optical fibers 26 of a lens (28) can be fed and that between one end of the optical fibers 26 and the Lens (28) a partially transparent mirror is arranged, from which reflected light is directed to the photoelectric receiver (13). 4. Reflexionslichtschranke nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß Hilfslichtbündel (10) und Hauptlichtbündel (4) über eine gemeinsame Linse (6) auf den Spiegel (7) gerichtet sind und daß zwischen Blende (3, 25) und Linse (6) neben einem teildurchlässigen Spiegel (5) für das Hauptlichtbündel ein teildurchlässiger Spiegel (11, 24) für das Hilfslichtbündel angeordnet ist. 4. Reflective light barrier according to claim 1 or one of the following, characterized in that auxiliary light bundle (10) and main light bundle (4) over a common lens (6) are directed to the mirror (7) and that between the aperture (3, 25) and lens (6) next to a partially transparent mirror (5) for the main light beam a partially transparent mirror (11, 24) is arranged for the auxiliary light beam.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0022263A2 (en) * 1979-07-10 1981-01-14 Erwin Sick GmbH Optik-Elektronik Light curtain apparatus with provision for generating a cyclically varying scale signal

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EP0022263A3 (en) * 1979-07-10 1981-04-15 Erwin Sick Gmbh Optik-Elektronik Light curtain apparatus with provision for generating a cyclically varying scale signal

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