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Flächensicherung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flöchensicherung, bei der
die von einer Quelle ausgehende Strahlung die zu sichernde Fläche überdeckt und
die einen Sensor aufweist, der bei Beeinflußung der Strahlung im Bereich der Fläche
Alarm auslöst.
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In der Literotur sind schon mehrere solcher, mit Licht als Strahlung
arbeitende Flöchensicherungen beschrieben worden. So ist es bekannt entlang einer
Seite der zu überwachenden Flöche eine Reihe von Lichtquellen anzuordnen, denen
auf der anderen Seite jeweils ein Photoempfönger zugeordnet ist. Abgesehen von dem
großen aperotiven Aufwand bringt diese Sicherung große Justierprobleme mit, da jedes
Paar Lichtquelle/ Empfönger gesondert justiert werden muß.
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Aus der DE-PS 765 353 ist eine Flöchensicherung bekannt, bei der auf
beiden Seiten der zu überwachenden Fläche reflektierende Leisten angeordnet sind
und das von einer, auf einer Seite der Fläche vorgesehenen Lichtquelle ausgehende
Licht nach mehreren Reflexionen an diesen Leisten einem, auf der anderen Flächenseite
vorgesehenen Empfänger zugeführt wird. Diese Einrichtung ist aufwendig und ist schwer
zu justieren, da dozu eine exakte Einstellung von zwei Spiegeln erforderlich ist;
diese optischen Elemente machen die Einrichtung auch erschütterungsoempfindlich.
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Aus der GB-PS 715 444 ist eine Flächensicherung bekannt, bei der ein
Lichtstrahl mittels eines rotierenden Spiegels über eine lichtreflektierende Leiste
bewegt wird, die auf einer Seite der zu überwachenden Flöche angeordnet ist. Von
dieser Leiste wird der Lichtstrahl einer zweiten Reflexionsleiste auf der anderen
Flächenseite zugeführt und gelangt nach Reflexion zurück zum rotierenden Spiegel
und von dort zu einem Empfönger. Diese Einrichtung ist sehr aufwendig und zudem
sehr schwer zu justieren.
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Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde eine Flächensicherung
der beschriebenen Art zu schaffen, die bei einfachem Aufbau justier- und erschütterungsunempfindlich
ist und die sich durch ein sehr dichtes Strahlungsfeld und demzufolge durch eine
hohe Ansprechempfindlichkeit auszeichnet.
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Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Flöchensicherung nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß entlang einer Seite der abzusichernden
Flöche eine über ihre gesamte Lönge Strahlung emittierende Quelle und entlang der
anderen Seite eine reflektierende Leiste angeordnet ist, und daß an beiden Enden
der Strahlungsquelle jeweils ein Strahlungsdetektor vorgesehen und mit einer Auswerteschaltung
verbunden ist.
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Die Strahlungsquelle hat die Form eines langgestreckten, schmalen
Rechtecks, das über seine gesamte Flöche gleichmäßig Strahlung emittiert.
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Diesen Strahler kann man gedanklich als ein Kontinuum von beliebig
vielen, beliebig schmalen Teilquellen betrachten, wobei die von jeder dieser Teilquellen
ausgehende Strahlung jeweils nach einer einzigen Reflexion an der gegenüberliegenden
reflektierenden Leiste zu den auf den Schmalseiten der Strahlungsquelle angeordneten
Detektoren gelongt.
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Wie ohne weiteres einzusehen ist, ist diese Oberwochende Fläche vollständig
von einem Strohlungsvorhong erfüllt, so daß keine toten Zonen, d.h. nicht überwachte
Bereiche vorhanden sind.
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Als Strahlung kann beispielsweise Licht verwendet werden, wobei es
vorteilhaft ist, die Lichtquelle als Leuchtstofflampe auszubilden. Soll infrorotes
Licht zur Uberwachung verwendet werden, so kann die Strchlungsquelle aus mehreren
nebeneinander angeordneten, Infrarotstrahlung emittierenden Dioden gebildet sein,
wobei Elemente zur Auffächerung der Strahlung der diskreten Dioden bis zur gegenseitigen
Überlappung vorgesehen sind. Die Infrarot-Strehlquelle emittiert also auch bei dieser
Ausbildung von jedem Punkt ihrer Flöche Licht.
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Um die Flöchensicherung von irgendwelcher Streustrahlung aus der Umgebung
unabhängig zu machen, wird die von der Strahlungsquelle ausgehende Strahlung moduliert.
Es können alle Modulationsarten, z.B. Amplituden-und/oder Frequenzmodulation zur
Anwendung kommen, die geeignet sind einen störungsfreien Betrieb zu sichern. Es
ist in manchen Fällen auch ausreichend, beispielsweise durch einen Reflektor in
oder hinter der Strahlungsquelle die Strahlung so zu richten, daß die zu schützende
Flöche nur in einer vorgegebenen Dicke von Strahlung erfüllt ist. Die Empfänger
sind dann vorteilhaft so gestaltet, z.B. durch eine vorgeschaltete Optik oder Blende,
daß nur Strahlung aus diesem Raum zur Anzeige kommt.
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Um die Flächensicherung justierfreundlich und erschütterungsunempfindlich
zu gestalten ist die reflektierende Leiste vorteilhaft aus prismenförmigen Elementen
gebildet, die einen von der Strahlungsquelle kommenden Strahl in einem gewissen
Winkelbereich unabhängig von seiner Ein fallsrichtung in der durch Strohlungsquelle
und Reflexionsleiste aufgespannten Ebene reflektieren.
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Da die von der Strahlungsquelle ausgehende Strahlung über jeweils
nur eine Reflexion an der Reflexionsleiste auf die Empfänger gelangt, wirkt sich
eine Verringerung des Reflexionskoeffizienten dieser Leiste auf die einzelnen Lichtstrahlen
in gleicher Weise aus. Infolge dieser Einfachreflexion wirken sich zudem Winkel
fehler der Reflexionsleiste wenig aus und es wird möglich mit der neuen Flächensicherung
einen bedeutend größeren Abstand abzusichern als dies bei bekannten, mit Vielfachreflexion
arbeitenden Flöchensicherungen möglich wäre.
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Da bei der Flöchensicherung nach der Erfindung Schwankungen des Lichtstromes
zur Anzeige eines Störfalles führen, ist es notwendig die an der Strahlungsquelle
liegende Betriebsspannung zu stabilisieren. Vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang
einen zusätzlichen Empfänger im Strohlungsfeld der Quelle vorzusehen, mit diesem
den Strahlungsstrom zu messen und die Meßspannung zur Konstant-Regelung der Betriebsspannung
und damit des Strchlungsstromes zu verwenden.
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Zweckmäßige Ausgestaltungen der den Empföngern nachgeordneten Auswerteschaltungen
ergeben sich aus den Untersnsprüchen 9-12.
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Die dort beschriebenen Auswerteschaltungen ermöglichen es die Ansprechempfindlichkeit
der Flächensicherung entsprechend dem Anwendungsfall optimal einzustellen. So wird
es möglich die Flächensicherung als Durchgriffsicherung einzustellen, die auch noch
Gegenstände mit einer tinimal-Dimension mit 0,5-2 cm sicher nachweist; andererseits
kann die Fldchensicherung auch als Durchgangssicherung eingestellt werden, wobei
es genügt Gegenstände einer Minimal-Dimension von 10-20 cm nachzuweisen.
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Ein wichtiges Anwendungsfeld der neuen Flöchensicherung liegt in ihrer
Ausbildung als Maschinensicherung. Weitere Anwendungsgebiete sind in den Ansprüchen
14 und 15 beschrieben.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren 1-16 der beigefügten
Zeichnungen in ihrem Aufbau, ihrer Wirkung und Anwendung näher erläutert. Dabei
zeigen im einzelnen: Fig. t eir Ausführungsbeispiel der Flächensicherung; Fig. 2
einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1; Fig. 3 eine Skizze zur Erläuterung
der Wirkungsweise der Flöchensicherung; Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV
der Fig. 3; Fig. 5 einen Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel einer Flöchensicherung;
Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel mit automatischer Regelung des Strahlungsstromes;
Fig. 7 einen Teilschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Lichtqueile, die hier
aus einer Reihe von diskreten Dioden gebildet ist;
Fig. 8 einen
Schnitt entlang der Linie VIII-VIII dieser Fig. 7; Fig. 9 ein Ausführungsbeispiel
einer Flächensicherung zur Überwachung einer großen Fläche; Fig. 10 ein Ausführungsbeispiel
einer elektrischen Schaltung zur Auswertung eines Empföngersignoles; Fig. 11 den
zeitlichen Verlauf des Strahlungsstromes und der Spannungen a-e an verschiedenen
Punkten der Schaltung nach Fig. 10, für den Störfall; Fig. 12 ein anderes Ausführungsbeispiel
einer Schaltung zur Auswertung des Signals eines Empföngers; Fig. 13 den zeitlichen
Verlauf des Strchlungsstromes der Spannungen an a-e verschiedenen Punkten der Schaltung
nach Fig. 12 für den Störfoll; Fig. 14 ein Anwendungsbeispiel der Flöchensicherung
als Durchgriffssicherung; Fig. 15 ein Anwendungsbeispiel der Flöchensicherung als
Maschinensicherung; Fig. 16 ein Anwendungsbeispiel der Flöchensicherung zur Wege-
oder Geschwindigkeitsmessung.
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In Fig. 1 ist mit 1 eine Strahlungsquelle bezeichnet, welche im dargestellten
Beispiel als Leuchtstofflampe ausgebildet ist. Diese Leuchtstofflcmpe ist auf einer
Seite der zu überwachenden Fläche angeordnet, wöhrend auf der anderen Seite eine
Reflexionsleiste 2 angeordnet ist, deren Querschnitt aus Fig. 2 ersichtlich ist.
Seitlich von der Lichtquelle 1 sind zwei Detektoren 3 und 4 angeordnet. Wie Fig.
2 zeigt besteht jeder Detektor aus einer vorgeschalteten Zylinderlinse 5, in deren
Brennlinie der eigentliche Photoempfänger 6 angeordnet ist. Zur Stromversorgung
der
Lichtquelle 1 dient ein Netzspannungsgeröt 7, dem ein Stsbilisierungsgerät 8 nachgeschaltet
ist. Mit 9 ist ein Modulator bezeichnet, dessen Hilfe die Lampenspannung und damit
der von der Quelle 1 ausgehende Lichtstrom moduliert wird.
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Zur Verdeutlichung der Strahlerfüllung der zu überwachenden Fläche
sind in Fig. t in die Darstellung der Lichtquelle 1 drei gedachte Teilquellen la,tb
und 1c eingezeichnet. Wie man erkennt erreicht die von diesen Teilquellen ausgehende
Strahlung nach jeweils einer Reflexion an der Leiste 2 die Empfönger 3 und 4. Es
ist ohne weiteres einzusehen, daß infolge der kontinuierlichen Lichtemission der
Lichtquelle 1 über ihre gesamte Flöche die zu überwachende Fläche zwischen 1 und
2 vollstöndig von Strahlung erfüllt ist.
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Das vom Empfönger 3 erzeugte Signal wird einem Auswertekanal 10 zugeführt,
dessen schaltungsmößige Ausbildung aus Fig. 10 ersichtlich ist.
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Das Signal des Empföngers 4 gelongt zum Auswertekanal 11. Die Ausgangssignale
der Auswertekonöle 10 und 11 gelongen zur Auswertelogik 12, welche im wesentlichen
als Oder-Glied ausgebildet ist. Stellt die Auswertelogik in einem oder in beiden
der Kanöle 10 und 11 ein Störsignal fest, so löst sie über die Einrichtung 14 Alarm
aus.
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Bei der dorgestellten Flöchensicherung können sowohl Alterungsprozesse
der Bauelemente als auch eine langsam eintretende Verschmutzung der optischen Bauelemente
in einem weiten Bereich kompensiert werden, ohne daß die Funktionsfähigkeit der
Flöchensicherung gestört ist. Haben diese Alterungs- oder Verschmutzungsprozesse
jedoch eine Abschwöchung der Signale von den Empfänger 3 und 4 wirkt, welche über
eine bestimmte in der Auswertelogik 12 eingestellte Toleranzschwelle hinausgehen,
so erfolgt die Meldung einer Störung über die Einrichtung 13.
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Auch wenn eine Störung angezeigt wird, bleibt die Flöchensicherung
weiterhin wirksam. Es ist jedoch donn notwendig möglichst bald eine Beseitigung
der Störung vorzunehmen um Fehlalarm auszuschließen. Durch die aus Fig. 2 ersichtliche
Ausbildung der Reflexionsleiste 2 ist dafür gesorgt, daß die auftreffenden Lichtstrahlen
in der durch die Elemente 1
und 2 aufgespannten Ebene reflektiert
werden. Dies ist auch dann gewährleistet, wenn die Reflexionsleiste 2 nicht ganz
sauber justiert ist und eine gewisse Verkantung aufweist. Da jeder Lichtstrahl an
der Leiste 2 nur ein einziges Mal reflektiert und dann zum zugeordneten Empfönger
löuft, spielt ein eventueller Winkelfehler der Leiste 2 nur eine sehr kleine Rolle.
Dadurch bedingt kann der Abstond zwischen Lichtquelle 1 und Leiste 2 sehr groß gewöhlt
werden ohne daß an die Justierung der Elemente unzulässig hohe Forderungen gestellt
werden müssen. Beispielsweise ist es möglich den Abstand zwischen Lampe 1 und Leiste
2 bis auf 20 Meter auszudehnen.
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Die Wirkungsweise der Flöchensicherung nach Fig. 1 beim Einbringen
eines Gegenstandes 15 in die zu überwachende Flöche wird anhand der Fig. 3 und 4
nöher erlöutert. Die Lönge der Lichtquelle 1 ist hier mit B bezeichnet; der Durchmesser
des eingebrachten Teils 15 mit a. Der Bereich der Lichtquelle 1, der beim Einbringen
des Gegenstandes 15 in die zu überwachende Fläche zum Signal am Empfänger 4 nichts
mehr beitrögt ist mit b1 bezeichnet, wöhrend der Bereich der Lichtquelle 1, der
zum Signal am Empfänger 3 nichts mehr beiträgt mit b2 bezeichnet ist. Die relative
Intensitötsänderung an den Empfängern 3 und 4 durch den eingebrachten Ge9enstond
15 ist durch das Verhältnis b2 bzw. bl. nöherungsweise festge-B 8 legt. Diese Betrachtung
gilt unabhängig vom Abstand L zwischen Lichtquelle 1 und Reflexionsleiste 2. Wird
der Gegenstand 15 direkt an der Lichtquelle 1 in die Fläche eingebracht, so ist
die Intensitötsönderung der Signale an den Empföngern 3 und 4 durch das Verhältnis
B gegeben.
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8 Wird der Gegenstand 15 direkt an der Reflexionsleiste 2 eingebracht,
so erreicht dieses Verhöltnis den Wert 2Q. Es ist aus diesen Ausführungen 8 und
aus den Skizzen der Figuren 3 und 4 ohne weiteres ersichtlich, daß bei der neuen
Flächensicherung in Abhängigkeit vom jeweiligen Anwendungsfall eine elektronische
Schwelle für die Auslösung des Störsignales so eingestellt werden konn, daß Gegenstände
ab einer bestimmten gewöhlten Ausdehnung a sicher zur Anzeige gelongen.
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Die Ausdehnung der Lichtquelle 1 und der Reflexionsleiste 2 bestimmen
die Dicke d der Flöchensicherung, d.h. den sensitiven Bereich. Die Dicke
d
kann beispielsweise 20-30 mm betragen. Durch diese Dicke des sensitiven Bereiches
wird sichergestellt, daß lokale optische Störungen wie sie z.B. durch hindurchfliegende
Insekten hervorgerufen werden nicht zur Anzeige gelangen und zwar selbst bei einer
sehr empfindlich eingestellten Auswerteschaltung nicht.
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Im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 ist hinter der Lichtquelle 1 ein
Reflektor 16 vorgesehen, welcher dafür sorgt, daß alles von der Lichtquelle ausgehende
Licht zur Reflexionsleiste 17 gelangt. Anstelle des externen Reflektors 16 ist-es
auch möglich eine Lichtquelle mit einem intern angeordneten Reflektor zu verwenden.
In jedem Falle bestimmt die Geometrie des Reflektors die Dicke d des sensitiven
Bereiches. Die Reflexionsleiste 17 ist im Beispiel der Fig. 5 aus eine partiell
diffus streuenden Reflexionsfolie gebildet. Diese Folie hat eine Reflexionscharakteristik,
wie sie in Fig. 5 gestrichelt angedeutet ist. Reflexionsfolien 17 können z.B. aus
Kunststoff gefertigt sein und durch Streckung und/oder eine spezielle Oberflöche
z.B. Prögen oder durch das Aufbringen von reflektierenden und/oder streuenden Körpern
aus Kunststoff, Glas oder tfletoll die gewünschten optischen Eigenschaften erholten.
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Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist vor dem Photodetektor 6 eine
Zylinderlinse 5 angeordnet, welche das von der Leiste 2 reflektierte Licht in einer
Linie sammelt, welche auf dem Detektor 6 liegt. Durch diese Ausbildung ist dafür
gesorgt, daß Streustrahlung von außerhalb des überwachten Bereiches zur Anzeige
nichts beiträgt. Anstelle der Zylinderlinse 5 kann auch eine schlitzförmige Blende
vorgesehen sein. Diese Maßnahmen im Zusammenhang mit der Modulotion des Lichtes
sorgen für eine absolute Unempfindlichkeit der Flächensicherung gegen Streustrohlung.
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Im Ausführungsbeispiel der Fig. 6 ist im Strahlungsbereich der Lichtquelle
1 ein zusötzlicher Empfänger 18 angeordnet, welcher zur Überwachung des Lichtstromes
dient. Das Signal von diesem Empfänger wird einer Regelanordnung 19 zugeführt, welche
dafür sorgt, daß der von der Lichtquelle 1 ausgehende Lichtstrom immer konstant
bleibt.
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In den Fig. 7 und 8 ist eine Lichtquelle dargestellt, welche eine
Reihe
von diskreten lichtemittierenden Dioden 20 enthölt. Diese
Lichtquelle findet besonders dann Anwendung, wenn es sich dorum handelt die zu überwachsende
Flöche mit Infrarot-Strahlung auszufüllen. Vor den Dioden 20 ist eine Zylinderlinse
21 angeordnet, welche sich über die gesamte Lönge der Lichtquelle erstreckt. Diese
Zylinderlinse sorgt dafür, daß das von den Dioden 20 ausgehende Licht als Parallelstrahl
die zu überwachende Flöche durchlöuft, wie dies Fig. 8 zeigt. Zum anderen wird erreicht,
daß die Strahlung der Dioden in der in Fig. 7 gezeigten Weise sich ungehindert bis
zur gegenseitigen Überloppung aufföchern kann. Rechts von der Zylinderlinse 21 wirkt
die Strahlungsquelle der Fig. 7 als eine Quelle, welche über ihre gesomte Fläche
einheitlich Infrarot-Strahlung abstrahlt.
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In Fig. 9 ist eine Flächensicherung dargestellt, welche aus mehreren
der in Fig. 1 gezeigten Elemente besteht. Diese Elemente sind so zusommengesetzt,
daß die Breite B der zu überwachenden Flöche wesentlich größer gestaltet werden
kann als dies mit einer einzigen Flöchensicherung nach Fig. 1 möglich wöre. Es sind
hier mehrere Strahlungsquellen, beispielsweise Leuchtstofflampen 22-26 in einer
Reihe angeordnet und miteinander verbunden. Der Quelle 22 sind die beiden Empfönger
28 und 29 zugeordnet, während den nachgeordneten Quellen 23-26 jeweils nur noch
ein Empfönger 30-33 zugeordnet werden muß. Die Reflexionsleiste 27 kann aus mehreren
zusammengesetzten Leisten oder aus einer einzigen langen Leiste bestehen.
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In Fig. 9 sind von einer gedachten Teilquelle 22a ausgehende Strahlen
dargestellt die zu den Empfängern 28-33 gelangen. Es ist ohne weiteres ersichtlich,
daß auch in dem hier dargestellten Beispiel eine tjberloppung der von den einzelnen
Strahlungsquellen 22-26 ausgehenden Strahlen eintritt, so daß keine toten Zonen
d.h. nicht überwachte Bereiche vorhanden sind.
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Jedem der Empfönger 18-23 ist ein Auswertekanal 34-39 zugeordnet und
die von diesen Auswertekanölen erzeugten Signale gelangen zu einer Auswertelogik
40. Stellt diese das Eindringen eines Gegenstandes in die Flöche fest, so löst sie
über die Einrichtung 41 Alarm aus. Wird nur eine Störung
durch
Alterungs- bzw. Verschmutzungsfolgen festgestellt, so wird dies über 42 angezeigt.
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Fig. 10 zeigt die Ausbildung des in Fig. 1 mit 10 bezeichneten Auswertekanals.
Das vom Empfänger 3 kommende Signal hat beispielsweise die mit 43 bezeichnete Signolform.
Dieses Signal wird einem Verstärker 44 zugeführt, welcher zugleich Filtereigenschoften
hat, d.h. das Signal demoduliert. Hinter dem Verstärker 44 hot das Signal die Form
45 und gelangt zum Gleichrichter 46. An dessen Ausgang entsteht das Signal 47, welches
zwei Integratoren 48 und 49 zugeführt wird. Die beiden Integrotoren 48 und 49 haben
verschiedene Zeitkonstanten, die sehr unterschiedlich gewöhlt sind. Peispielsweise
dient der Integrator 48 einer Kurzzeitintegration mit einer Zeitkonstanten von 20-200
msec, wöhrend der Integrator 49 zur Langzeitintegretion mit einer Zeitkonstanten
von beispielsweise 2-200 sec. dient. Die Signale an den Ausgängen der Integrotoren
48 und 49 sind für den Ruhezustand mit 50 und 51 bezeichnet. Diese Signale werden
einem Komparator 52 zugeleitet. Zwischen dem Langzeit-Integrator 49 und dem Komperotor
52 ist eine Anordnung 53 angeordnet, welche dazu dient die Auswerteschwelle festzulegen.
Der eingestellte Schwellwert wird automatisch proportionol zum Signalwert der Langzeit-Integrotion
nachgeführt. Die Nachführung des Schwellwertes ist in Fig. 10 durch den Pfeil 54
angedeutet.
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Fig. 11a zeigt den mittleren Wert des zum Empfänger 3 gelangenden
Lichtstromes. Dieser mittlere Wert öndert sich zum Zeitpunkt t1 durch Eindringen
eines Gegenstandes 15 in den zu überwachenden Bereich. Damit sinkt die Signalamplitude
im Verhältnis b2/B und das Signal am Kurzzeit-Integrator 48 zeigt den in Fig. 11b
dargestellten zeitlichen Verlauf.
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Der Spannungsverlauf am Ausgang des Langzeit-Integrators 48 ist in
Fig.
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11c dargestellt. Im Komperator 52 wird nun die Differenz der Signale
gemäß Fig. 11b und 11c gebildet, welche den in Fig. 11d dargestellten zeitlichen
Verlauf hat. Die über 53 angestellte Schwelle 55 im Komperator wird vom Signal der
Fig. lid zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 überschritten, so daß der Komperotor
52 an seinem Ausgang 56, welcher zur Auswertelogik 12 führt das in Fig. 11e dargestellte
Alarmsignal zeigt.
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Die Schwelle 55 kann so eingestellt werden, daß Gegenstände einer
gewünschten Minimal-Dimension a mit Sicherheit nachgewiesen werden können, d.h.
ein Alarmsignal auslösen.
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Sobold der Auswertelogik 12 entweder vom Auswertekanol 10. oder von
dem ebenso aufgebauten Auswertekanal 11 ein Alarmsignal zugeführt wird, wird über
die Einrichtung 14 Alarm ausgelöst.
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In Fig. 12 ist ein anderes Ausführungsbeispiel für die Ausbildung
eines Auswertekanales dargestellt. Ein Auswertekanal vom dargestellten Aufbau wird
verwendet wenn eine Flächensicherung vom prinzipiellen Aufbau der Fig. 1 als Maschinensicherung
Verwendung findet. Ein Ausführungsbeispiel für eine solche Maschinensicherung ist
in Fig. 15 dargestellt. Diese Fig. zeigt schematisch eine Stanzmoschine 58 mit-dem
Stanzwerkzeug 59.
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Die Öffnung zur Eingobe der Werkstücke ist mit 60 bezeichnet. Diese
Öffnung ist durch eine Flächensicherung gegen unbeabsichtigtes Durchgreifen gesichert,
welche aus einer Lichtleiste 61 und einer gegenüberangeordneten Reflexionsleiste
62 besteht. Den beiden, seitlich der Lichtleiste 61 angeordneten Empföngern 63 und
64 ist eine Auswerteschaltung nachgeordnet, deren prinzipieller Aufbau derjenigen
der Fig. 1 entspricht. Der Aufbau der Auswertekanäle 10 und 11 ist in Fig. 12 gezeigt.
In dieser sind für übereinstimmende Bauelemente dieselben Bezugszeichen verwendet
wie in Fig. 10. Der Unterschied zum Aufbau des Auswertekanales nach Fig. 10 besteht
darin, daß zwischen dem Ausgang des Gleichrichters 46 und dem Eingang des Langzeit-Integrators
49 ein Schalter 56 angeordnet ist, zu dessen Betötigung ein Relais 57 dient. Dieses
Relais wird über die Auswertelogik 12 betätigt.
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Die Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 12 ist in den Fig. 13a-e
dargestellt. Fig. 13a zeigt wieder den mittleren Lichtstrom der beispielsweise auf
den Empfänger 63 trifft. Zum Zeitpunkt t1 wird durch unbeabsichtigtes Eingreifen
der Bedienungsperson in die Öffnung 60 der Lichtstrom vermindert. Den zeitlichen
Signalverlauf am Ausgang des Kurzzeit-Integrators 48 zeigt Fig. 13b. Fig 13c zeigt
den zeitlichen Signalverlauf am Ausgang des Langzeit-Integrators 49. Sobald die
in Fig. 13d
dargestellte Differenzspannung im Komparator 52 den
eingestellten Schwellwert 55 übersteigt, d.h. zum Zeitpunkt t4 wird huber die Auswertelogik
12 das Relais 57 betätigt und der Schalter 56 geöffnet. Damit wird die Langzeit-Integration
zum Zeitpunkt t4 unterbrochen und der momentane Wert am Integratorausgang 49 gespeichert.
Damit wird sichergestellt1 daß das gemäß Fig. 13e ausgelöste Alarmsignal solange
die Bewegung des Stanzwerkzeuges 59 sperrt wie sich der störende Gegenstand im Strahlengang
zwischen 61 und 62 befindet.
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Durch die Schaltung nach Fig. 12 ist zugleich auch sichergestellt,
daß Alterungsprozeße der Bauelemente, Verschmutzungsprozeße und Langzeitdriften
in einem weiten Bereich kompensiert werden. Diese Kompensation kann jedoch nur dann
erfolgen, wenn keine unzulössige Beeinflußung des Strahlenfeldes der Flächensicherung
vorhanden ist, d.h. solange die Langzeit-Integration nicht unterbrochen ist.
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Im Ausführungsbeispiel der Fig. 12 und 13 genügt es die Schwelle 55
im Komperotor 52 nur einer Richtung vorzusehen, da stets eine Abschwöchung des Signoles
im Alarmfall erfolgt. Im Ausführungsheispiel der Fig. 10 und 11 ist es denkbar,
daß in die zu überwachenue Fläche eine Störlichtquelle eingebracht werden korn,
welche zur Umgehung der Flöchensicherung dienen soll. Auch in diesem Fall paßt sich
der Wert der Kurzzeit-Integration sehr schnell an die neue Situation an,'wöhrend
der Wert der Langzeit-Integration nur langsam dieser Signaländerung folgen kann.
Um auch in diesem Fall die Auslösung eines Alarmsignales zu gewährleisten wird zwecksmäßig
der aus Fig. 11d ersichtliche Schwellwert 55 auch unterhalb der Nullinie angesetzt,
so daß also bei Unterschreiten dieses Schwellwertes ebenfalls ein Alarmsignal ausgelöst
wird.
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Es ist auch möglich eine Auswerteschaltung in der Art zu bauen, daß
die Signale von den beiden Empfängern der Flächensicherung einzeln und/oder parallel
einem Differenzierglied zugeführt werden. Die Auswertung geschieht dann in der Art,
daß ab einer bestimmten Änderungsgeschwindigkeit
der Signale eine
Alarmauslösung erfolgt.
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In Fig. 15 ist die Anwendung der erfindungsgemäßen Flöchensicherung
als Durchgriffsicherung bei einer Vitrine 65 dargestellt. Es handelt sich hier beispielsweise
um die Vitrine eines Juwelliers, die nach oben offen ist, wobei diese offene Fläche
66 zu überwachten ist. Dazu ist eine Flöchensicherung vorgesehen, welche aus einer
Lichtleiste 67 mit zugeordnetem Empföngern und einer Reflexionsleiste 68 besteht.
Die Auswerteelektronik ist in der Vitrine 65 untergebracht. Die Vitrine ist mit
einem Fußschalter 69 versehen über den die Flöchensicherung von der berechtigten
Person ausgeschaltet werden kann. Nach Loslassen dieses Fußschalters ist die Flöchensicherung
sofort wieder intakt. Die Anzeigeschwelle der Flöchensicherung ist hier zweckmäßig
so eingestellt, daß diese auf kleinste Gegenstönde reogiert, z.B. schon auf Gegenstönde
mit Abmessungen kleiner als 1 cm.
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Es ist ohne weiteres einzusehen, daß die Flöchensicherung auch als
Durchgangssicherung beispielsweise in gefährdeten Bereichen oder zur Absicherung
von Tresoren oder Räumen verwendet werden kann.
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Es ist auch möglich die neue Flöchensicherung als transportable Einheit
auszubilden. So kann beispielsweise die Lichtquelle und die zugeordneten Empfänger
in einem Stab 70 angeordnet werden, dem in der Darstellung der Fig. 16 eine, ebenfalls
in einem Stab untergebrachte Reflexleiste 71 gegenübersteht. Zwischen den Stöben
70 und 71 ist ein Lichtvorhang oufgebout, bei dessen Unterbrechung ein Signal ausgelöst
wird. Dieses konn beispielsweise zur Zeitmessung Verwendung finden. Ordnet man in
einem vorbekannten Abstand von den beiden Stäben 70, 71 zwei weitere Stöbe 72,73
an, welche zwischen sich ebenfalls einen Lichtvorhang aufbauen, so kann diese Vorrichtung
dazu verwendet werden die Geschwindigkeit von irgendwelchen Gegenständen zu messen,
die sich auf den Weg 74 bewegen.
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man Sorgt'tdafür daß sich Werkstücke stets in derselben Ebene durch
eine Flöchensicherung der beschriebenen Bauart bewegen, so können die Signale analog
ausgewertet und dazu verwendet werden die Werkstücke nach Größe zu zöhlen und/oder
zu sortieren.