DE2329937C3 - Strahlenschranke - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Strahlenschranke mit einem von einem Sendeimpulsgenerator gesteuerten, ein intensitätsmoduliertes Strahlenbündel emittieren· den Sender, insbesondere einer Gallium-Arsenid-Diode, βο mit einem dem Strahlenbündel zugeordneten Empfänger, dessen elektrische Ausgangsimpulse durch einen das Strahlenbündel lediglich teilweise unterbrechenden Körper hinsichtlich ihrer Amplitude, die auf eine Schaltschwelle beziehbar ist, veränderbar sind, sowie μ mit einer dem Empfänger nachgeschalteten und überdies von einem Bezugssignal gespeisten Vergleichseinrichtung.

Eine Strahlenschranke dieser Art, wie sie aus der GB-PS U 33 443 bekannt ist, ist jedoch ungeeignet für Anwendungsbereiche, wenn die zu erfassenden Gegenstände sehr klein oder dünn sind und nur sehr kurzzeitig in den Strahlengang eindringen. Weiterhin ist in der DE-PS 8 25 008 ein Gerät zur automatischen Registrierung von elektrischen und in solche umwandelbaren Schwankungserscheinungen, wie Feldstärkeschwankungen, Leistungsschwankungen bei Elektrizitätswerken o. dgl. beschrieben, bei dem mittels eines Zeitimpulsgebers und eines Zählwerkes das Zeitintervall gemessen wird, währenddessen eine elektrische Meßspannung einen bestimmten Pegel überschreitet.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Strahlenschranke der gattungsgemäßen Art derart auszubilden, daß sie auch beim Eindringen sehr kleiner oder dünner Gegenstände in den Kontrollraum oder bei sehr kurzzeitigem Eindringen anspricht und beispielsweise eine Verwendung zur Fadenüberwachung in Flyer-Raschel- oder ähnlichen Textilmaschinen erlaubt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Bezugssignal durch ein Bezugszeitintervallsignal gebildet ist, daß bei Oberschreiten der Schaltschwelle durch einen Ausgangsimpuls ein Zeitmeßwerk in Gang gesetzt und bei Unterschreiten dieser Schaltschwelle derart stillgesetzt wird, daß ein das Meßzeitintervall, welches durch die Zeitpunkte des Ober- und Unterschreitens der Schaltschwelle durch den Ausgangsimpuls begrenzt ist, festlegendes Meßzeitintervallsignal resultiert und daß das Bezugszeitintervallsignal und das Meßzeitintervallsignal der Vergleichseinrichtung zugeführt sind.

Durch diese Ausbildung wird vom empfangenen Impuls (Signalimpuls) eine Zeitmeßeinrichtung nach Maßgabe der Beeinträchtigung des Impulses durch den eingedrungenen Körper geschaltet Dies geschieht in der Weise, daß bei Erreichung eines gewissen Schwellwertes des Impulses eine Zeitmeßeinrichtung augelöst 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 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 Strahlenimpulses bewirkt

Vorzugsweise beaufschlagt das Bezugszeitintervall über einen Speicher die Vergleichseinrichtung und verkörpert dasjenige Bezugszeitintervall, währenddessen derjenige Ausgangsimpuls, welcher dem das Meßzeitintervallsignal definierenden Ausgangsimpuls vorangeht, die Schaltschwellc über- und unterschreitet. Hierbei 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 Ausfallens eines Fadens oder eines anderen Körpers.

Diese Art des Vergleiches hat den Vorteil, da3 durch ein allmähliches Absinken bzw. Ansteigen der Impulsintensität 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 20 ms. Die zu messende Zeitdauer zwischen Erreichung und Unterschreitung des Schwellwertes ist entsprechend kurzer. Um eine solche Zeitmessung genau durchführen zu können, enthält das Zeitmeßwerk einen Impulsgenerator mit wesentlich höherer Pulsfrequenz als der des Senderimpulsgenerators, eine vom Ausgangsimpuls des Empfängers gesteuerte Torschaltung und einen Impulszähler. Hierdurch werden Impulse von wesentlich kürzerer Dauer als die Impulsdauer im Sender verwendet, die von einem entsprechenden Impulsgenerator erzeugt und einer Torschaltung zugeleitet werden, welche während der Dauer des vom Empfänger hergegebenen Signals zwischen den Schwellwerten geöffnet ist, sei 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. Vorzugsweise ist eine Anzeigevorrichtung für die in der Vergleichseinrichtung gebildete Zeitdifferenz zwischen dem Bezugszeitintervall und dem Meßzeitintervall vorgesehen und ist die Vergleichseinrichtung durch einen Komparator gebildet

Anhand der Figuren wird die Erfindung erläutert:

Fig. 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 Intensität ist durch die Höhe //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 Λ geringer.

Legt man für die Betätigung der Zeitmeßeinrichtung einen gewissen Schwellwert 5 zugrunde, 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 Schvi jllwertes. Da beim Verlauf 2b der Schwellwert später erreicht wird als beim Verlauf 2a, ergibt sich eine kürzere Einschaltdauer h der Zeitmeßeinrichtung als der Wert t\ beim Verlauf 2a. Dies ergibt sich aus den Diagrammen bei 3.

Die Zeitmeßeinrichtung nach Fig.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 0,1 ms liegen. Diese Meßimpulse

ίο 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 Speichere aufbewahrt

Die beim nächsten Lichtschrankenimpuls durch die Torschaltung 5 durchgeleiteten und im Zähler 7 registrierten Meßimpulse werden zahlenmäßig im Komparator 9 mit dem gespeicherten Ergebnis des ersten Signalimpulses verglichen. Ist keine Differenz vorhanden, so ist dies ein sicheres Zc-ichen 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 macht

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

Mit der Strahlenschranke 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 regisirieren. Aus dieser Differenz laß: 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.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Strahlenschranke mit einem von einem Sendeimpulsgenerator gesteuerten, ein intensitätsmoduliertes Strahlenbündel emittierenden Sender, insbesondere einer Gallium-Arsenid-Diode, mit einem dem Strahlenbündel zugeordneten Empfänger, dessen elektrische Ausgangsimpulse durch einen das Strahlenbündel lediglich teilweise unterbrechenden Körper hinsichtlich ihrer Amplitude, die auf eine Schaltschwelle beziehbar ist, veränderbar sind, sowie mit einer dem Empfänger nachgeschalteten und überdies von einem Bezugssignal gespeisten Vergleichseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß das Bezugssignal durch ein Bezugszeitintervallsignal gebildet ist, daß bei Oberschreiten der Schaltschwelle (S) durch einen Ausgangsimpuls ein Zeitmeßwerk (4, 5, 7) in Gang gesetzt und bei Unterschreiten dieser Schaltschwelle (S) derart stillgesetzt wird, daß ein das Meßzeitintervall (ti), welches durch die Zeitpunkte des Ober- und Unterschreitens der Schaltschwelle durch den Ausgangsimpuls begrenzt ist, festlegendes Meßzeitintervallsignal resultiert und daß das Bezugszeitintervallsignal und das Maßzeitintervallsignal der Vergleichseinrichtung zugeführt sind.

2. Strahlenschranke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bezugszeitintervallsignal über einen Speicher (8) die Vergleichseinrichtung beaufschlagt und dasjenige Bezugszeitintervall (U) jo verkörpert, v/ährenddessen derjenige Ausgangsimpuls, welcher dem das Meßzeitintervallsignal definierenden Ausgangsimpuls vorangeht, die Schaltschwelle (S)über- und unterschreitet.

3. Strahlenschranke nach den .Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitmeßwerk einen Impulsgenerator (4) mit wesentlich höherer Pulsfrequenz als der des Senderimpulsgenerators, eine vom Ausgangsimpuls des Empfängers gesteuerte Torschaltung (5) und einen Impulszähler (7) enthält

4. Strahlenschranke nach den Ansprüchen I bis 3„ gekennzeichnet durch eine Anzeigevorrichtung für die in der Vergleichseinrichtung gebildete Zeitdifferenz zwischen dem Bezugszeitintervall (t\) und dem Meßzeitintervall (h).

5. Strahlenschranke nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtung durch einen Komparator (9) gebildet ist.

6. Anwendung der Strahlenschranke nach einem der vorangegangenen Ansprüche als Überwachungseinrichtung für Textilmaschinen.