DE2329937A1 - Strahlenschranke - Google Patents

Description

VISOMAT-Geräte-GmbH. Mainz, den 21.5.1973

B/Ju - BK 21o

Strahlenschranke

Zur Überwachung des Eindringens von festen Körpern in einen Strahlengang werden Lichtschranken verwendet, die aus einem Sender und einem Empfänger bestehen, dessen Eingangssignal registriert wird. Wenn die eindringenden Gegenstände sehr klein oder dünn sind und wenn sie sehr kurzzeitig eindringen, ist diese Art der Messung nicht mehr anwendbar, weil der Empfänger nicht mehr in ausreichendem Maße anspricht.

Oftmals ist aber auch die Überwachung des Eindringens von Körpern in solchen Fällen erwünscht, z.B. in Textilmaschinen, wie Flyer- oder Raschelmaschinen zur Überwachung der Fäden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, auch für diesen Fall die Anwendung von Lichtschranken zu ermöglichen. Sie bedient sich dazu insbesondere der an sich bekannten Sender, die mit Lumineszenzdioden arbeiten (Gallium-Arsenid-Dioden) und bei denen Fremdlichteinflüsse keine Rolle spielen. Die Erfindungsaufgabe wird dadurch gelöst, daß vom empfangenen Impuls (Signalimpuls) eine Zeitmeßeinrichtung nach Maßgabe der Beeinträchtigung des Impulses durch den eingedrungenen Körper geschaltet wird. Dies geschieht in der Weise, daß bei Erreichung eines gewissen Schwellenwertes des Impulses eine Zextmeßexnrxchtung ausgelöst wird, welche durch die Abschaltung des Senders oder die dadurch hervorgerufene Unterschreitung der Schaltschwelle wieder stillgesetzt wird und deren Meßergebnisse mit einem Vergleichsmaß, z.B. einer einstellbaren Norm verglichen werden kann. Ist eine Abweichung von der Norm eingetreten, so ist dies ein Zeichen dafür, daß ein Körper den Strahlengang beeinträchtigt hat.

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Es wird also der Umstand ausgenutzt, daß ein sehr kurzzeitig im Strahlengang auftretender und/oder ein sehr kleiner Körper im Strahlengang zwar keine Unterbrechung des im Empfänger ankommenden Signales verursacht, wohl aber eine Verminderung der im Empfänger eintretenden Intensität bzw. Energie eines Strahlimpülses bewirkt.

Vorzugsweise wird das Meßergebnis gespeichert und nicht mit einer festen Norm, sondern mit dem Ergebnis des folgenden Impulses verglichen. Ergibt sich keine Differenz, so ist dies ein Zeichen dafür, daß keine Einwirkung durch einen in den Strahlengang eingedrungenen Körper erfolgt ist. Ergibt sich eine wesentliche Differenz, so ist dies ein Signal für das Eindringen oder auch des Ausfalles eines Fadens oder eines anderen Körpers.

Diese Art des Vergleiches hat den Vorteil, daß ein allmähliches Absinken bzw. Ansteigen der Impulsintensiät durch Schwankungen im Sender oder durch Toleranzen in der Wirkung anderer Bauteile kein falsches Signal ausgelöst wird, da solche Schwankungen in der Regel sehr langsam im. Vergleich zum Eindringen von Körpern in den Strahlengang verlaufen.

Die Impulsdauer des Senders liegt etwa in der Größenordnung von 2o ms. Die zu messende Zeitdauer zwischen Erreichung und Unterschreitung des Schwellwertes ist entsprechend kürzer. Um eine solche Zeitmessung genau durchzuführen, werden gemäß der Erfindung Impulse von wesentlich kürzerer Dauer als die Impulsdauer im Sender verwendet, die von einem entsprechenden Impulsgenerator erzeugt und einer Motorschaltung zugeleitet werden, die während der Dauer des vom Empfänger hergegebenen Signals zwischen den Schwellwerten geöffnet ist, so daß die vom Generator erzeugten Impulse in dieser Dauer durchtreten können und in einem Zählwerk registriert werden. Das Ergebnis wird einem Speicher zugeführt, so daß es mit dem Zählergebnis des folgenden Impulses im Empfänger verglichen werden kann.

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In der» Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung dargestellt:

Figur 1 zeigt bei 1 die Sendeimpulse und bei 2 die Empfangsimpulse. Die Senkrechte gibt die Intensität an, in der Waagerechten ist die Zeit oder die Zahl der kurzen Meßimpulse aufgetragen. Wenn der Strahlengang frei ist, so ergibt sich ein Impuls mit dem Verlauf 2a. Die IntensiSt ist durch die Höhe H gekennzeichnet. Bei Eintritt eines Körpers in den Strahlengang wird die Intensität des Impulses am Empfänger gemindert. Es ergibt sich ein Verlauf nach 2b, entsprechend ist die Intensität h geringer.

Legt man für die Betätigung der Zeitmeßeinrichtung einen gewissen Schwellwert zu Grunde, so ergibt sich beim Verlauf 2a eine frühere Einschaltung der Zeitmeßeinrichtung als beim Verlauf 2b. Die Abschaltung der Zeitmeßeinrichtung kann entweder direkt durch den Sendeimpuls erfolgen oder durch die Unterschreitung des Schwellwertes. Da beim Verlauf 2b der Schwellwert später erreicht wird als beim Verlauf 2a, ergibt sich eine kürzere Einschaltdauer t, der Zeitmeßeinrichtung als der Wert t, beim Verlauf 2a. Dies ergibt sich aus den Diagrammen bei 3.

Die Zeitmeßeinrichtung nach Figur 2 weist einen Impulsgenerator 4 auf, der Meßimpulse von wesentlich kürzerer Dauer erzeugt, als die vom Sender ausgestrahlten Impulse 1. Sie können beispielsweise in der Größenordnung von o,l ms liegen. Diese Meßimpulse werden auf eine Torschaltung 5 geleitet, die von der Lichtschranke nach dem Zeitdiagramm 3 gesteuert wird. Die in dem jeweiligen Zeitraum durchgelaufenen Meßimpulse werden im Zähler 7 registriert und in dem Speicher 8 aufbewahrt.

Die beim nächsten Lichtschrankenimpuls durch die Torschaltung durchgeleiteten und im Zähler 7 registrierten Meßimpulse werden zahlenmäßig im Komparator 9 mit dem gespeicherten Ergebnis des ersten Signalimpulses verglichen. Ist keine Differenz

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vorhanden, so ist dies ein sicheres Zeichen dafür, daß kein Körper in den Strahlengang eingedrungen ist. Ist eine Differenz vorhanden, so ist dies ein Zeichen für das Eindringen eines Körpers in den Strahlengang.

Eine etwaige Veränderung in einem Teil der Anlage, welche etwa ein Absinken oder Ansteigen der Intensität des Signalimpulses in der Lichtschranke bewirkt, erstreckt sich erfahrungsgemäß im Verhältnis zur Pulsfrequenz über einen so großen Zeitraum , daß sie sich nicht als Differenz der Zählergebnisse zweier aufeinanderfolgender Impulse bemerkbar machen.

Die Beeinträchtigung der Lichtintensität eines Lichtschrankenimpulses durch selbst einen sehr dünnen Körper, wie z.B. ein Faden, ist einwandfrei durch die neue Vorrichtung zu messen, so daß diese als Überwachungseinrichtung für Flyer-, Wirk-, Raschel-j Schär-, Zettel- und ähnliche Textilmaschinen geeignet ist. Darüber hinaus ist die Erfindung zur Überwachung aller Einrichtungen und Maschinen geeignet, in denen kurzzeitig kleine oder dünne Objekte festgestellt werden sollen.

Mit der neuen Einrichtung läßt sich über die Messung der Intensität des empfangenen Impulses sogar die Dimension des in den Strahlengang eingedrungenen Körpers messen. Es ist dazu erforderlich, die Differenz der aufeinanderfolgenden Zählergebnisse zu registrieren. Aus dieser Differenz läßt sich ein Schluß auf beispielsweise die Stärke eines Fadens ziehen. Die Größe der im Komparator festgestellten Differenz ist ein Maß für die Dimension des eingedrungenen Körpers, also z.B. bei gleichbleibender Länge ein Maß für die Dicke und dergleichen.

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Claims (4)

1. Patentansprüche

   »)Strahlenschranke mit Sender, insbesondere Gallium-Arsenid-Dioden-Sender, und Überwachung der im Empfänger eintreffenden Impulse, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichung einer definierten Intensitäts-und Schaltschwelle des empfangenden Impulses ein Zeitmeßwerk eingeschaltet wird, das bei Abschaltung des Senders oder dem dadurch hervorgerufenen Unterschreiten der Schaltschwelle stillgesetzt wird und dessen Meßergebnis (Zeitspanne Meßimpulszahl) mit einem Vefrgleichsmaß, z.B. einer Norm, vorzugsweise nach Speicherung mit dem Meßergebnis des nächsten Impulses, mit Hilfe eines !Comparators verglichen wird.
2. 2. Strahlenschranke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitmeßwerk aus einem Impulsgenerator mit wesentlich höherer Pulsfrequenz als der des Sendergenerators, ferner einer vom Empfängerimpuls gesteuerten Torschaltung, einem Impulszähler und gegebenenfalls einem Speicher für die ermittelte Pulszahl besteht.
3. 3. Strahlenschranke nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine Meß- und Anzeigevorrichtungifür die Zeit- oder Impulszahldifferenz zweier aufeinanderfolgender Signalimpulse als Maß für die Dimension des in den Strahlengang eingedrungenen Körpers.
4. 4. Anwendung der Strahlenschranke nach einem der vorangegangenen Ansprüche als Überwachungseinrichtung für Textilmaschinen, z.B. Flyer- und Raschelmaschinen und dergleichen.

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