DE2637195A1

DE2637195A1 - Verfahren zur messung sehr kleiner gegenstaende

Info

Publication number: DE2637195A1
Application number: DE19762637195
Authority: DE
Inventors: Guenther Dr Ing Hauser
Original assignee: JAEGER EMIL KG
Current assignee: JAEGER EMIL KG
Priority date: 1976-08-18
Filing date: 1976-08-18
Publication date: 1978-02-23

Description

Verfahren zur Messung sehr kleiner
Gegenstände Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung, die beliebige Materialien registriert, die eine unterschiedliche Dichte gegenüber Luft haben und größer sind als die Wellenlänge der ausgesendeten elektromagnetischen Schwingung.
Dieses Registrierprinzip beruht auf der Messung eines Anteils des Beugungsspektrums von Partikeln, wie z.B. Rauch, Ruß, Staub, Flüssigkeiten oder von festen Gegenständen aus beliebigem Material, wie Metall, Glas, Kunststoffe, Mineralstoffe usw.
Ein Anwendungsbeispiel ist der Einsatz dieser Einrichtung als Fadenrißwächter bei Metall, Kunststoff, Glasfasern, Textilfasern o.dgl. verarbeitenden Webeinrichtungen.
Als ausgesendete elektromagnetische Schwingung wird ein Helium-Neon-Gas-Laser kleiner Leistung verwendet. Der ca.
1 mm QI Lichtstrahl wird mit Hilfe einer Fokussieroptik auf der Empfängeroptik zu einem Punkt konverqiert.
Die Eigenschaft und Intensität dieses monochromatischen Lichtes mit nur sehr geringer Divergenz ermöglicht ein Aufspalten des Lichtstrahles in mehrere Teilstrahlen und das Umlenken der Strahlen durch Oberflächenspiegel, wobei die Spiegel auch gleichzeitig zum Nachfokusieren der Lichtstrahlen benutzt werden können.
Dadurch können auch in schwer zugänglichen Bereichen in Webstühlen gleichzeitig mehrere Überwachungsvorgänge durchgeführt werden.
In den ausgeführten Anwendungsbeispiel werden zwei Teilstrahlen erzeugt, wovon der eine durch das Fach und der andere unterhalb des Fachs geleitet wird. Der durch das Fach laufende Strahl darf während des Fachwechsels nicht registriert werden. Eine mit dem Bewegungsablauf gekoppelte Schalteinrichtung greift während dieser Zeit in das Smpfangssystem ein. Der unterhalb des Fachs laufende Teilstrahl wird in einem zweiten Empfangssystem ständig überwacht.
Der Unterschied gegenüber bekannten photooptischen Einrichtungen besteht darin, daß nicht die im Empfangssystem eintreffende Intensität für den Meldeeffekt benutzt wird, sondern im Gegensatz dazu der eintreffende Strahl auf der Empfängeroptik großflächig abgedeckt wird, so daß dieser nicht registriert werden kann.
Dieses Prinzip hat den Vorzug, daß der Lichtstrahl aufgrund von Vibrationen der Maschine innerhalb der abgedeckten Fläche beliebige Bewegungen ausführen kann,ohne eine Registrierung auszulösen.
Die Existenz des Lichtstrahles wird aus Gründen der Eigensicherheit der Einrichtung unabhängig von dem Meldeeffekt durch einen separaten Photoempfänger festgestellt.
Die Registrierung eines sehr kleinen Gegenstandes im Strahlengang des Lichtes erfolgt durch den Empfang eines Anteils seines Beugungsspektrums, daß den Gegenstand allseitig umgibt, und zwar wird der Anteil des Beugungsspektrums empfangen, der auf den nicht abgedeckten Teil der Empfängeroptik auftrifft.
Die Registrierzeit für das Beugungsspektrum soll möglichst kurz sein, um schnell bewegte Gegenstände aufnehmen zu können. Entsprechend dem heutigen Stand der Technik beträgt die Registrierzeit bei der ausgeführten Einrichtung o,ool msec.
Die Reg strierung wird elektronisch gespeichert und den Erfordernissen entsprechend verarbeitet (schreibende Meßgeräte, Zähler, Alarmgabe, Notbremsung von Maschinen).
In der beigefügten Zeichnung ist ein Schema der erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt.
In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 den Sender elektromagnetischer Wellen, in dieser Ausführung ein Helium-Neon-Gas-Laser mit Fokussieroptik, Fig. 2 halbdurchlässige Spiegel zur Aufspaltung in Teilstrahlen, Fig. 3 den zu registrierenden Gegenstand, Fig. 4 Oberflächenspiegel zur Ablenkung, Fig. 5 einen Ausschnitt aus dem Beugungsspektrum des Gegenstandes, Fig. 6 den Laserstrahl, Fig. 7 den durch die Abdeckung auf der Empfängeroptik erzeugten Kernschatten, Fig. 8 Empfängeroptik (Fokussierlinse) Fig. 9 lichtdicht abdeckende Fläche auf der Empfängeroptik, Fig. Io Empfänger für die ausgesendeten elektromagnetischen Wellen, in dieser Ausfuhrung Photoempfänger mit Kondensor.
Die ausgeführte Einrichtung kann eine Gewebebreite von 1o m ohne Zwischenfokussierung und Unlenkung durch Spiegel oder Hohlspiegel fiberwachen. Der Fadendurchmesser kann kleiner als o,ol mm sein.
Patentansprüche: L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Messung sehr kleiner Gegenstände mit Hilfe sehr kurzwelliger elektromagnetischer Schwingungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Beugungsspektren der Gegenstände registriert werden (z.B. Laser-Licht-Sender).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Abdecken eines Teils des Empfangs systems eine Registrierung der ungestörten sehr kurzwelligen elektromagnetischen Schwingungen nicht möglich ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche der Abdeckung so groß gewählt werden kann, daß Auslenkungen des gesendeten, gebündelten Strahls der elektromagnetischen Schwingung durch z.B. Vibrationen der Sendeanlage nicht zur Registrierung führen.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch Polarisation der elektromagnetischen Schwingung und durch empfängerseitige Schlitzmasken die Gegenstände nach Bewegungsrichtung relativ zur Senderstrahlung sortiert werden.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2, 3, und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der gesendete Strahl in Teilstrahlen aufgespalten wird, die entsprechend der Anzahl der Empfangssysteme zu unterschiedlichen Registrier- und Meldezwecken verwendet werden.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Registriergeschwindigkeit der Spektren von in den Strahlengang eintretender Gegenstände so kurz wie möglich ist und durch eine elektronische Speicherung für die Auswertung bereit gehalten wird.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der gesendete Strahl und die Teilstrahlen durch Reflektoren umgelenkt werden, um schwer zugängliche Bereiche zu untersuchen.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektoren für die Umlenkung des gesendeten Strahls und der Teilstrahlen zurwOkussierung des gesendeten Strahls und der Teilstrahlen benutzt werden.