DE2654726C2 - Einrichtung zur Überwachung einer Gasströmung auf in dieser vorhandene Partikel - Google Patents
Einrichtung zur Überwachung einer Gasströmung auf in dieser vorhandene PartikelInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Überwachung einer Gasströmung auf in dieser vorhandene
Partikeln.
Es gibt verschiedenste Anwendungsfälle, bei denen
festgestellt werden muß, ob in einer Gasströmung, z. B. einem Luftstrom, irgendwelche Partikel enthalten sind
Dies kann dann der Fall sein, wenn die Gasströmung gefiltert wird, um die Partikeln aus der Gasströmung zu
beseitigen. Hinter dem Filter kann eine Einrichtung zur Überwachung angeordnet werden, die überprüft ob das
Filter noch einwandfrei arbeitet
Ein Beispiel für einen solchen Anwendungsfall besteht bei einem nichtmechanischen Drucker, der nach
dem elektrostatischen Prinzip arbeitet Bei einem solchen Drucker wird auf bekannte Weise auf einem
Zwischenträger, z. B. auf einer Selentrommel, ein Ladungsbild der zu druckenden Zeichen erzeugt Das
Ladungsbild wird mit Hilfe von Toner entwickelt das in einer Umdruckstation auf eine Papierbahn umgedruckt
wird. Nach dem Umdruck bleibt jedoch noch Toner auf dem Zwischenträger zurück. Dieser Toner wird in einer
Reinigungsvorrichtung von dem Zwischenträger entfernt Dazu kann z. B. eine Bürste verwendet werden, die
den Toner von dem Zwischenträger abstreift Die Wirkung dieser Reinigungsbürste kann noch durch ein
Absaugsystem unterstützt werden, das den Toner aus dem Behälter für die Bürste absaugt Da das
Absaugsystem ein geschlossenes System ist, muß nach dem Absaugen des Toners aus dem Behälter für die
Reinigungsbürste der Toner aus der Gasströmung, in diesem Fall ein Luftstrom, entfernt werden. Dies
geschieht mit Hilfe eines Filters, das in der Leitung für die Gasströmung angeordnet ist
Es muß nun festgestellt werden, ob dieses Filter noch einwandfrei arbeitet. Wenn dies nämlich nicht der Fall
ist, ist nicht mehr gesichert, daß der Zwischenträger, also die Selentrommel, einwandfrei gereinigt wird. Dann
muß der auftretende Fehler untersucht werden. Es ist darum erforderlich, hinter dem Filter eine Vorrichtung
anzuordnen, die überprüft ob in der gefilterten Gasströmung noch Partikeln enthalten sind. Eine
Reinigungsvorrichtung nach dem oben beschriebenen Prinzip, allerdings ohne Überwachungseinrichtung,
ergibt sich z. B. aus der US-Patentschrift 31 90 198.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Einrichtung zur Überwachung einer Gasströmung
auf in dieser vorhandene Partikeln anzugeben. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine in der
Gasströmung angeordnete Sonde aus einem lichtdurchlässigen Hohlkörper, aus einer in dem Hohlkörper
angeordneten Lichtquelle, die den Hohlkörper auf derjenigen Wandseite beleuchtet, auf der die Gasströmung
auftrifft und sich dabei in der Gasströmung enthaltene Partikel absetzen, und aus einem in dem
Hohlkörper angeordneten Lichtdetektor, auf den das an dieser Wandseite reflektierte Licht auftrifft und der ein
der reflektierten Lichtstärke proportionales Signal abgibt.
Zweckmäßig ist es, daß die Sonde in einem Teil einer Leitung für die Gasströmung angeordnet ist, deren
Innenwand geschwärzt ist Dadurch wird das Licht, das
durch die Wand des Hohlkörpers hindurchtritt,
absorbiert und kann nicht zur Sonde reflektiert werden. Dabei ist es weiterhin zweckmäßig, wenn die Sonde
senkrecht in der Leitung zur Richtung der Gasströmung angeordnet ist.
Da Leitungsdrähte von der Lichtquelle und dem
Lichtdetektor zur Zuführung voa Strom und zur
Abgabe eines: elektrischen Signals von außen der Sonde zugeleitet werden müssen, ist es vorteilhaft, zumindest iq
ein Ende der Sonde aus der Leitung für die Gasströmung herausragen zu lassen. Dieses Ende ist
dann offen, die Drahtleitungen können ohne Schwierigkeiten der Lichtquelle und dem Lichtdetektor zugeführt
werden.
Ist die Lichtquelle und der Lichtdetektor in einem
Block, z. B. Hartgummi, angeordnet dann wird die
genaue Lage des Lichtdetektors und der Lichtquelle zueinander eindeutig festgelegt, außerdem ist ein
Austausch der Lichtquelle und des Lichtdetektors leicht möglich, da nur der Block aus dem Hohlkörper
herausgenommen werden muß oder in diesen hineingeschoben werden muß.
Zweckmäßig ist es auch, die Lichtquelle unter dem Winkel zum Lichtdetektor anzuordnen. Dabei kann der
Lichtdetektor in Richtung der Gasströmung liegen.
Das Signal vom Lichtdetektor wird zweckmäßigerweise einer Schwellwertschaltung zugeführt Diese
Schwellwertschaltung wertet das Signal vom Lichtdetektor aus und gibt an ihrem Ausgang ein Ausgangssi-
gnal ab, wenn das Signal vom Lichtdetektor einen bestimmten Schwellwert überschreitet Da die Siärke
des Signals vom Lichtdetektor davon abhängt, wieviel Partikeln in der Gasströmung sich an der Wand des
Hohlkörpers absetzen — diese bilden damit an dieser Wand einen Reflektor — ist die Stärke des Signals vom
Lichtdetektor auch ein Maß für die Anzahl der noch in der Gasströmung enthaltenen Partikeln. Die Schwellwertschaltung gibt ein Ausgangssignal ab, wenn der
durch die Ablagerung an der Wand der Sonde gebildete Reflektor zuviel Licht von der Lichtquelle auf den
Lichtdetektor zurückwirft.
Die Lichtquelle kann z. B. aus einer Gats-Luminiszenz-Diode bestehen. Der Lichtdetektor kann ein
Fototransistor sein. Der Hohlkörper kann ein Glasröhrchen sein, dessen Oberfläche vergütet ist
Bei Anordnung der erfindungsgemäßen Einrichtung hinter dem Filter in der Reinigungsvorrichtung für den
Zwischenträger eines nichtmechanischen Druckers kann immer überprüft werden, ob der Zwischenträger so
durch die Reinigungsvorrichtung noch einwandfrei gereinigt wird.
Anhand eines Ausführungsbeispiels, das in den Figuren dargestellt ist, wird die Erfindung weiter
erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine Sonde, angeordnet in einem Abschnitt einer Leitung für die Gasströmung,
Fig.2 eine Schwellwertschaltung zur Auswertung
des Signals vom Lichtdetektor.
In F i g. 1 ist nur ein Ausschnitt aus einer Leitung LA
für die Gasströmung gezeigt. Dabei soll die Gasströmung in der durch die Pfeile angedeuteten Richtung in
der Leitung LA strömen. Die Leitung LA kann ein Teil eines Saugsystems sein, durch die die Gasströmung, z. B.
Luft, in der angegebenen Richtung durch die Leitung LA bs
gesaugt wird. Die Leitung LA ist zumindest im Bereich der erfindungsgemäßen Einrichtung innen geschwärzt.
Die Leitung LA für die Gasströmung kann z. B. aus
einen Schlauch, Rohr oder Kasten bestehen.
In der Leitung LA für die. Gasströmung wird nun die Einrichtung zur Überwachung der Gasströmung auf in
dieser vorhandene Partikel angeordnet. Diese besteht aus einer Sonde SO, die im Äiisfühningsbeispiel
senkrecht zu der Gasströmung angeordnet ist Die Sende ist aufgebaut aus einem Hohlkörper GL, aus
einer Lichtquelle LQ und aus einem lichtdetektor FO.
Der Hohlkörper GL kann z. B. aus einem Glasröhrchen bestehen, er kann aber auch aus einem anderen
lichtdurchlässigen Kunststoff aufgebaut sein. Der Hohlkörper GL kann so in der Leitung LA angeordnet
sein, daß er teilweise aus der Leitung LA herausragt Sein eines in der Leitung LA liegendes Ende ist dann
geschlossen, während das andere Ende des Hohlkörpers GL offen ist Durch dieses offene Ende des Hohlkörpers
GL können dann Drahtleitungen DL zu der Lichtquelle LQ und dem Lichtdetektor FO zugeleitet werden. Diese
Drahtleitungen DL sind in F i g. 1 nur angedeutet
Die Lichtquelle LQ kann aus einer GaAs-Lumineszenzdiode bestehen, der Lichtdetektor FO aus einem
Fototransistor. Sowohl die Lichtquellen LQaIs auch der
Lichtdetektor FO können in einem Block HB, z. B. aus
Hartgummi, angeordnet sein. Durch den Block HB wird die Lage der Lichtquelle LQ und des Lichtdetektors FO
zueinander festgelegt Der Block HB kann auf einfache Weise aus dem Hohlkörper GL herausgenommen
werden und in diesen hineingeschoben werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, statt eines
Blockes aus Hartgummi einen Block aus einem anderen Material zu verwenden.
Der Lichtdetektor FO ist im Ausführungsbeispiel der F i g. 1 entgegengesetzt zur Richtung der Gasströmung
angeordnet Die Lichtquelle LQ liegt unter einem Winkel von z. B. 60° zum Lichtdetektor FO.
Die Funktion der Einrichtung nach Fig. 1 ist folgende: Die Lichtquelle LQ sendet unter dem Winkel
von z. B. 60° Licht auf die Innenwand IW des Hohlkörpers GL Auf der Innenwand IW des Hohlkörpers GL wird ein kleiner Teil des Lichtes reflektiert und
trifft auf den senkrecht angeordneten Lichtdetektor FO. Da davon ausgegangen worden ist, daß sich bisher keine
Partikeln an der Sonde SO abgesetzt haben, ist das Signal, das der Lichtdetektor abgibt klein, es wird
Dunkelsignal genannt Der größere Teil des ausgesandten Lichtes durchdringt den lichtdurchlässigen Hohlkörper GL und wird in der dunklen Umgebung der Sonde
■SO absorbiert
Befinden sich nun in der Gasströmung Partikeln, z. B.
Tonerpartikeln, die aus einer Reinigungseinrichtung bei einem nichtmechanischen Drucker stammen, dann
setzen sich diese in Windrichtung an der Außenwand A Wdes Hohlkörpers GL ab. Durch die Ablagerung der
Partikeln an der Außenwand A W des Hohlkörpers GL entsteht ein Reflektor. Dieser Reflektor verstärkt die
ausgesendete Strahlung der Lichtquelle LQ auf den Lichtdetektor FO. Damit ändert sich das Signal, das von
dem Lichtdetektor FO abgegeben wird. Das jetzt abgegebene Signal kann z. B. Hellsignal genannt
werden.
Das Signal vom Lichtdetektor FO wird einer
Schwellwertschaltung zugeführt, die über die Drahtleitungen DL mit dem Lichtdetektor FO verbunden ist. Ein
mögliches Ausführungsbeispiel einer derartigen Schwellwertschaltung ist in Fig.2 dargestellt. Sie
enthält einen Operationsverstärker OP, an dessen Eingang der Lichtdetektor FO, in diesem Falle ein
Fototransistor FT, angeschaltet ist. Dabei liegt die
Kollektoremitterstrecke des Fototransistors FT zwischen
einem Eingang 1 des Operationsverstärkers OP und einem Betriebspotential V2, z. B. 0 Volt. Der
Eingang 1 des Operationsverstärkers OP ist weiterhin über zwei Widerstände R 2 und R 3 mit einem weiteren
Betriebspotential VI, z. B. 5 Volt, verbunden. Mit Hilfe des veränderlichen Widerstandes R 3 kann die Schwelle
der Schwellwertschaltung eingestellt werden. Das vom Fototransistor FT abgegebene Signal wird also dem
Eingang 1 des Operationsverstärkers OP zugeführt und wenn dieses Signal den Schwellwert des Operationsverstärkers
OP überschreitet, erscheint am Ausgang 4 des
Operationsverstärkers OP ein Ausgangssignal, das ζ. Β
als Fehlersignal bezeichnet werden kann.
Weiterhin ist in F i g. 2 die Schaltung der Lichtquellt
LQ gezeigt. Diese Lichtquelle LQ, eine Lumineszenz diode, ist einerseits an das Betriebspotential VI unc
über einen weiteren Widerstand Λ 1 an dem Betriebspo
tential V2 angeschlossen. Mit Hilfe des Widerstände; Ri wird der Strom durch die Lumineszenzdiod«
festgelegt. Pfeile, die zwischen der Lichtquelle LQ um dem Fototransistor FT angeordnet sind, sollen andeu
ten, daß Licht von der Lichtquelle LQ auf dei Fototransistor FTfällt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (11)
1. Einrichtung zur Überwachung einer Gasströmung auf in dieser vorhandene Partikel, gekennzeichriet
durch eine in der Gasströmung angeordnete Sonde (SO) aus einem lichtdurchlässigen
Hohlkörper (GL), aus einer in dem Hohlkörper angeordneten Lichtquelle (LQ), die den Hohlkörper
auf derjenigen Wandseite beleuchtet, auf der die Gasströmung auf trifft und auf der sich dabei in der
Gasströmung enthaltene Partikel absetzen, und aus einem in dein Hohlkörper angeordneten lichtdetektor
(FO), auf den das an dieser Wandseite reflektierte licht auftrifft und der ein der reflektier- is
ten Lichtstärke proportionales Signal abgibt
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gasströmung in einer Leitung (LA) geführt ist, deren Innenwand geschwärzt ist und daß
die Sonde (SO) in der Leitung senkrecht zur Richtung der Gasströmung angeordnet ist
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der Hohlkörper (GL) zumindest
mit seinem einen Ende aus der Leitung (LA) für die Gasströmung herausragt und daß dieses Ende
offen ist durch das elektrische Drahtleitungen (DL) zu der Lichtquelle (LQ) und dem Lichtdetektor (FO)
geführt sind.
4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle
(LQ) bezogen auf die Richtung der Lichtstrahlung unter einem Winkel zu der Wandseite des
Hohlkörpers (GL) angeordnet ist, während der Lichtdetektor (FO) bezüglich der Lichtempfangsrichtung
senkrecht zu der Wandseite des Hohlkörpers angeordnet ist
5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Lichtquelle
(LQ) und der Lichtdetektor (FO) in einem in den Hohlkörper hineinschiebbaren Block (HB)
angeordnet ist
6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtdetektor
mit einer Schwellwertschaltung verbunden ist, die dann ein Ausgangssignal abgibt, wenn das
Signal des Lichtdetektors den Schwellwert überschreitet.
7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle
(LQ) aus einer GaAs-Lumineszenzdiode so besteht.
8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß der Lichtdetektor
(FO) aus einem Fototransistor (FT) besteht.
9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper
(GL) ein Glasrohr ist.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, gekennzeichnet durch eine Schwellwertschaltung
aus einem Operationsverstärker (OP), dessen Eingang
(1) einerseits über veränderbare Widerstände (R2, A3) mit einem ersten Betriebspotential (Vi)
und über die Kollektoremitterstrecke des Fototransistors (FT) mit einem zweiten Betriebspotential
(V2) verbunden ist und an dessen Ausgang (4) das μ
Ausgangspotential erscheint.
11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit dieser die von einer in einer Reinigungsvorrichtung für den
Zwischenträger eines nichtmechanischen Druckers angeordneten Filteranordnung kommende Luft auf
Tonerreste überwacht wird.
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