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Meßeinrichtung zum Feststellen bzw.
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überwachen einer Abmessung
Die Erfindung betrifft
eine Meßeinrichtung zum Feststellen bzw. überwachen der Abmessung bzw. Lage eines,
gegebenenfalls bewegten, Gegenstandes, insbesondere des Durchmessers eines Holzstammes,
mit einer optisch elektrischen Meßvorrichtung, die zwei voneinander distanzierte,
parallel zueinander ver laufende Meßflächen aufweist, von welchen eine einer Senderanordnung
und die andere einer Empfängeranordnun zugeordnet ist, mit Lichtsendern und Lichtempfängern,
die auf der Meßfläche der Sender- bzw. Empfängeranordnung angeordnet sind und mit
einer Auswerteeinheit zum Feststellen der Unterbrechung des Strahlenganges zwischen
einem Lichtsender und einem Lichtempfänger, die über eine dieser zugeordnete Steuervorrichtung
taktweise angesteuert werden.
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Bei einer bekannten Einrichtung zum Feststellen bzw. Überwachen des
Durchmessers eines Holzstanrnes - DE-AS 25 55 975 - weist eine optisch-elektrische
Meßvorrichtung, eine Abtasteinrichtung, mit meD.lreren auf einer Meßflache angeordneten
strahlungsempfindiichen Elementen auf, welchen eine Strahlungsquelle zur Erzeugung
eines Schattenbildes des Gegenstandes auf der Meßfläche zugeordnet ist. Um unabhängig
von der Entfernung bzw. Lage des Holzstammes relativ zur Meßfläche bzw. zur Strahlungsquelle
ein exaktes Meßergebnis zu erhalten, ist in einer senkrecht zur Meßfläche verlaufenden
Ebene oder in einem voreinstellbaren Abstand von der Meßfläche eine Distanzmeßvorrichtung
zur Feststellung der Distanz zwischen der Meßfläche und dem Gegenstand angeordnet.
Damit können Veränderungen des Abstandes zwischen dem zu messenden Gegenstand bzw.
der Meßfläche oder der dieser zugeordneten Strahlungsquelle erfaßt und somit äußerst
genaue Meßergebnisse erhalten werden. Diese Meßeinrichtung hat sich an sich in der
Praxis äußerst bewährt, es hat sich jedoch gezeigt, daß bei einigen Anwendungsfällen
auch init einer geringeren Meßgenauigkeit das Auslangen gefunden werden könnte.
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Es ist weiters aus der DE-OS 29 20 804 bereits eine Durchmesser-Meßeinrichtung
für Rundhölzer bekannt, die sich zur Ermittlung des Durchmessers eines Lichtvorhanges
bedient. Dieser Lichtvorhang wird durch in senkrechter Richtung übereinander angeordnete
Lichtsender- bzw. Lichtempfängerzeilen gebildet, wobei auf Infrarotlicht ansprechende
Halbleiterbauelemente als Lichtempfänger bzw. Lichtsender eingesetzt sind. Zhn eine
entsprechend hohe Genauigkeit bei der Verwendung eines solchen Parallellicht-Lichtvorhanges
zu erreichen, sind die einzelnen in senkrechter Richtung übereinander angeordneten
Lichtsender- bzw. Lichtempfängerzeilen derart schräg gegenüber der Horizontalen
geneigt, daß die Mittelpunkte benachbarter Zeilenelemente in senkrechter Richtung
einen vorgegebenen Abstand voneinander haben, nämlich den gleichen Abstand wie das
oberste Element einer Zeile von dem untersten
Element der nächsthöheren
Zeile. Weiters weist diese Meßeinrichtung eine Auswerteeinrichtung und Steuereinrichtung
auf, mit deren Hilfe die Lichtsender und die diesen Sendern gegenüberliegend zugeordneten
Lichtempfängern paarweise zyklisch ansteuerbar sind. Diese Meßeinrichtung erfordert
einen sehr hohen Aufwand an elektronischen Bauteilen und ist daher meist fur. die
damit erreichbaren Genauigkeiten in den Anschaffungs- und Erhaltungskosten zu teuer.
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Weiters sind bereits Meßanlagen für Holzstämme bekannt - US-PS 3 806
253 -die ebenfalls einen Lichtvorhang zum Feststellen der Durchmesser der Baumstämne
verwenden. Dieser Lichtvorhang besteht aus je einer Reihe gegenüberliegend angeordneten
Lichtsender und Lichtempfänger. Da dieser Einrichtung zwei um ca 90° zueinander
versetzte Meßvorrichtungen für die Festlegung des Stammittelpunktes eines Rundholzes
aufweist und somit die Entfernung des Stanmittelpunktes von den Lichtsendern bzw.
Lichtempfängern festgelegt wird, ist die erforderliche Genauigkeit der Meßvorrichtung
nicht sehr hoch.
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Andererseits bedingt jedoch diese bekannte Meßeinrichtung einen sehr
hohen Aufwand an Einzelteilen und ist somit in der Anschaffung sehr teuer.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßeinrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und bei einer
kostengünstigen Herstellung und Wartung eine eichfåige Feststellung bzw. Überwachung
von Abmessungen von Gegenständen ermöglicht.
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Diese Aufgabe der Erfindung wird dadurchgelöst, daß ein Lichtsender
aufeinanderfolgend mit zumindest zwei Lichtempfänge ueber die Auswerteeinheit und
deren Steuervorrichtung angesteuert und eine Unterbrechung des Strahlenganges durch
den zu messenden Gegenstand festgestellt wird. Der Vorteil dieser Erfindung liegt
nunmehr darin, daß durch die taktweise aufeinander folgende Abfrage des Strahlenganges
zwischen einem Lichtsender und mehreren.
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Lichtempfängern auch in den Bereichen zwischen zwei einander gegenUberliegender
und zugeordneter, aus einem. Lichtsender und Lichtempfänger bestehenden Meßgruppen,
festgestellt werden kann ob sich der Gegenstand, dessen Abmessung festzustellen
ist, bis in diesen Bereich erstreckt oder nicht.
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Vorteilhaft ist hierbei, daß durch die rnebrfche Verwendung der ohnehin
vorhandenen Lichtsender in Verbindung mit der aufeinanderfolgenden Zusamnenschaltung
der Lichtempfänger mit zumindest zwei verschiedenen Lichtsendern mit einem geringen
Mehraufwand eine erhebliche Erholung der Meßgenauigkeit erzielt werden kann. Dies
ennöglicht eine kosteng z tige Herstellung und wartung einer solchen E.£irichtung
und gleichzeitig die Ermittlung von eichfähigen Abmessungen.
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Gemaß einem weiteren sehr wesentlichen Merkmal der Erfindung ist vorgesehen,
daß der Lichtsender über die Steuervorrichtung jeweils mit dem diesem zugeordneten,
gegenüberliegenden Lichtempfänger sowie in einem weiteren, unabhängigen Abtastzyklus
mit dem einem unmittelbar benachbarten Lichtsender zugeordneten Lichtempfänger gemeinsam
angesteuert wird. Es kann ohne einen Mehraufwand an Lichtsendern bzw. -empfängen?
lediglich durch die doppelte Ansteuerung der vorhandenen Lichtempfänger fast eine
Verdopplung der Meßgenauigkeit erreicht werden.
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Im Rahmen der Erfindung ist es weiters möglich, daß zwischen zwei,
zwei unmittelbar benachbarten Lichtsendern gegenüberliegend zugeordneten Lichtempfängern
zumindest ein weiterer Lichtempfänger angeordnet ist, und daß einer und bzw. oder
beide benachbarte Lichtsender über die Steuervorrichtung in aufeinanderfolgenden
Abtastzyklen mit diesem weiteren Lichtempfänger gleichzeitig angesteuert werden.
Durch diese Ausbildung der Steuervorrichtung und die aufeinanderfolgende Ansteuerung
gleicher Lichtempänger mit verschiedenen Lichtsendern kann ein höherer Interpolationsgrad
bzw. eine höhere Auflösung bei der Feststellung der Lage des Gegenstandes oder seiner
Abmessung zwischen zwei einander unmittelbar benachbarten Lichtsendern ohne erheblichen
Mehraufwand erreicht werden.
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Nach einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen,
daß die weiteren Lichtempfänger in einer oder mehreren parallel zu der, durch die
den Lichtsendern gegenüberliegend zugeordneten Lichtempang.er gebildeten Reihe verlaufenden
Reihen angeordnet sind, wobei vorzugsweise die Distanz zwischen den Lichtempfängern
in Längsrichtung der Reihe einen vorbestimmten Teil der Distanz zwischen den gegenüberliegend
angeordneten Lichtsendern beträgt. Die Verwendung von in parallelen Reihen nebeneinander
angeordneten Lichtempfängem ermöglicht, ohne komplizierte Schaltungen eilze Auflösung
des Meßergebnisses, die kleiner ist, als der sich aus den physikalischen Abmessungen
der Lichtempfänger ergebende Mittenabstand zweier unmittelbar benachbarter Lichtempfänger
einer Reihe. Durch die spezielle Gestaltung der Steuervorrichtung wird jedoch in
diesem Fall erreicht, daß nur mit einer Mehrfachanordnung von Empfängern bei gleicher
Senderanzahl ein Vielfaches der Genauigkeit erreicht werden kann.
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Erfindungsgemäß ist dann auch vorgesehen, daß der Lichtsender ueber
die Steuervorrichtung in Abtastrichtung mit den in Richtung des vorgeordneten Lichtsenders
angeordneten Lichtempfängern und danach mit dem, dem Lichtsender gegenüberliegenden,
sowie gegebenenfalls nachgeordneten, Lichtempfängern aufeinanderfolgend zusammengeschaltet
wird. Die in gleicher Richtung aufeinander
folgende Zusammenschaltung
der Lichtempfanger mit den Lichtsendern ermöglicht den gleichzeitigen Abtastbeginn
von mehreren Lichtsendern, wodurch die Zeiteinheit für die Abtastung des gesamten
Meßfeldes sehr kurz gehalten werden kann.
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Schließlich ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, daß die Lichtsender
und bzw. oder die Lichtempfänger in vorbestimmten Distanzen voneinander, über die
Meßfläche der Sender- bzw. Empfängeranordnung verteilt angeordnet sind und daß jeder
Lichtsender rnit jeweils mehreren Lichtempfängem über eine Empfänge rkopp el stufe
aufeinanderfolgend mit dem Rechner zus ammenge -schaltet ist, wobei jeder Lichtempfänger
mit zumindest zwei verschiedenen Licthsendern beaufschlagt bzw. abgefragt sowie
mit dem Rechner wirkverbunden ist. Durch diese über die Meßflächen verteilte Anordnung
der Lichtsender bzw. Lichtempfänger wird ein räumlicher Abtastbereich geschaffen
der es ermöglicht, bei einem Neßvorgang zwei verschiedene Abmessungen gleichzeitig
zu ermitteln. So können beispielsweise die Länge und die in Abtastrichtung liegende
Hohe des Gegenstandes ermittelt werden. In Verbindung mit Entfernungsmeßeinrichtungen
ist weiters eine dreidimensionale Meßwertermittlung möglich.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese im nachfolgenden,
anhand der in den Zeichnungen dargestellten AusfUhungsbeispiele näher erläutert.
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Es zeigen Fig 1 eine Einrichtung zum Feststellen bzw. Überwachen der
Abmessung eines Gegenstandes mit der zugehörigen Auswerteeinheit i?i Seitenansicht
und stark vereinfachter Darstellung; Fig 2 eine andere Ausführungsform einer Einrschtung
zum Feststellen bzw. überwachen der Abmessung eines Gegenstandes, in Seitenansicht
und schematischer Darstellung; Fig 3 eine Stirnansicht der Empfängeranordnung der
Einrichtung zum Feststellen bzw. überwachen der Abmessung eines Gegenstandes, gemäß
Pfeil III in Fig 2; Fig 4 eine Ausf-whrungsvariante einer erfindunnsgemäf3en Einrichtung
in pelspektivischer Darstellung mit der dieser zugeordneten elektronischen Auswerteeinheit;
In Fig 1 ist eine Einrichtung 1 zum Feststellen bzw. überwachen der Abmessung 2
eines Gegenstandes 3 z. B. des Durchmessers eines Holæstammes 4, dargestellt. Die
Einrichtung 1 umfaßt eine Meßvorrichtung 5 und eine Auswerteeinheit 6.
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Die Meßvorrichtung 5 weist eine Senderanordnung 7 und eine Empfängeranordnung
8 auf, auf deren Meßflächen 9 bzw. 10 Lichtsender 11 bis 21 bzw. Lichtempfänger
22 bis 32 angeordnet sind. Die Senderanordnung 7 ist über eine Leitung 33 mit einem
Schaltglied 34 verbunden Das Schaltglied 34 ist mit einer zentralen Energieversorgungseinheit
35 sowie mit einer Steuervorrichtung 36 zusammengeschaltet. Entsprechend dem, von
der Steuervorrichtung 36 bzw. der Programmvorrichtung kommenden Impulsen wird ueber
das Schaltglied 34 einer der Lichtsender 11 bis 21 mit der Energieversorgungseinheit
35 zusammengeschaltet und aktiviert. Die Lichtsender 11 bis 21 sind beispielsweise
als Halbleiterbauelemente ausgebildet, die Infrarotlicht aussenden.
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Entsprechend der Vorgabe der Steuervorrichtung 36 wird ueber ein Schaltglied
37 und eine Leitung 38 einer der Lichtempfänger 22 bis 32 mit einem der Zähler 39
der Auswerteeinheit 6 zusammengeschaltet. Jeder der Zähler 39 dient dazu, um in
verschiedenen Längsbereichen des Holzstsmmes 4 die Abmessung 2 bzw. den Durchmesser
zu ermitteln.
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Die Lichtsender 11 bis 21 und die Lichtempfänger 22 bis 32 sind jeweils
in der exakt gleichen Distanz 40 in Abtastrichtung - Pfeil 41 - voneinander und
einander gegenüberliegend angeordnet.
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Das Ermitteln der Abmessung 2 geht nun derart vor sich, daß in Abtastrichtung
- Pfeil 41 - über die Steuervorrichtung 36 sowie die Schaltglieder 34 und 37 der
Lichtsender 11 aktiviert und der LichtempDanger 22 an den Eingang eines Zählers
39 angeschaltet wird. Ist ein Strahlengang 42 zwischen dem Lichtsender 11 und dem
Lichtempfänger 22 nicht unterbrochen, so erfolgt kein Weiterschalten des Zählers
39. Unmittelbar darauffolgend wird anstelle des Lichtsenders 11 über das Schaltglied
34 der Lichtsender 12 aktiviert und es wird festgestellt, ob ein Strahlengang 43
zwischen dem Lichtsender 12 und dem Lichtempfanger 22 unterbrochen ist oder nicht.
Da dies ebenfalls nicht der Fall ist, wird nun über das Schaltglied 37 anstelle
des Lichtempfängers 22 der Lichtempfänger 23 an den Eingang des Zählers 39 angelegt.
Da auch ein Strahlengang 44 nicht unterbrochen ist, wird ueber das Schaltglied 34
nun der Lichtsender 13 mit dem Lichtempfänger 23 gleichzeitig aktiviert und anschließend
der Lichtsender 13 mit dem LichtempRånger 24. Da auch die Strahlengänge zwischen
diesen Lichtsendern und Lichtempfiange m ungestoft verlaufen, erfolgt kein Weiterschalten
des Zählers 39. Erst bei Aktivierung des Lichtsenders 14 gemeinsam mit dem Lichtempfänger
24 wird, da ein Strahlengang 45 durch den Holzstamm 4 unterbrochen ist ein Zilimpuls
über das Schaltglied 37 an den Zähler 39 weitergegeben. Es werden nun aufeinanderfolgend
in der vorbeschriebenen Art die Lichtsender 14, 15, 16, 17, 18, 19 mit den Lichtempfängern
25, 26, 27, 28, und 29 zusammengeschaltet. Da in all diesen Fällen der Strahlengang
zwischen Lichtsendern und Lichtempfängern unterbrochen ist, wird bei jedem Schaltvorgang
eul Zählimpuls an den Zähler 39 weitergeleitet.
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Wird nun im Zuge des Abtastvorganges der Lichtsender 19 mit dem Lichtempfänger
30 gleichzeitig angesteuert, so wird festgestellt, daß nunmehr bei der Abtastung
in Abtastrichtung - Pfeil 41 - ein Strahlengang 46 nicht mehr unterbrochen ist.
Damit wird auch der Zål- und NeSvorgagg beendet. Es kann aus Sicherheitsgrdnden
jedoch entsprechend der Auslegung der Steuervorrichtung 36 auch noch eine Abfrage
der restlichen Lichtsender und Lichtempfänger 20, 21, bzw. 31, 32 erfolgen, um etwaige
Fehlmessungen mit Sicherheit auszuschalten.
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Die auf dem Zähler 39 erhaltene Anzahl der Impulse ist nun der Abmessung
2 direkt proportional. Da die Distanz 40 zwischen den einzelnen Sendern 11 bis 21
bzw. Lichtempfängern 22 bis 32 in Abtastrichtung - Pfeil 41 - exakt gleich
ist,
kann anhand der am Zähler 39 vorliegenden Ziffer durch Multiplikation der tatsächliche
Durchmesser 2 ermittelt werden. Dabei ist jedoch zu beachten, daß durch die doppelte
Abfrage der Lichtempfänger 22 bis 32 jeweils mit zwei aufeinanderfolgenden Lichtsendern
11, 12; 12, 13; 13, 14; und sofort, der Multiplikationsfaktor nicht der Distanz
40, sondern bei dieser Anprdhung nur der Hälfte der Distanz 40 entspricht. Durch
diese spezielle Ansteuerung der Lichtsender bzw. Lichtempfänger über die Steuervorrichtung
36 wird nämlich ohne einen Mehraufwand an Lichtsender bzw. Lichtempfängern die Meßgénauigkeit
der Einrichtung 1 verdoppelt. Dies deshalb, da der in Abtastrichtung - Pfeil 41
- nachfolgende Lichtsender mit dem, den in Abtastrichtung - Pfeil 41 - zuvor angeordneten
Lichtsender direkt gegenüberliegenden Lichtempfänger, gleichzeitig angesteuert wird
und somit eine Interpolation zwischen den Strahlengängen z. B. 42, 44 von 2 Paaren
einander gegenuberliegender Lichtsender bzw. Lichtempfänger 11, 22 bzw. 12, 23 erreicht.
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Die Mehrzahl der Zähler 39 dient dazu, um über die Lange eines Holzstammes
4 mehrmals den Durchmesser zur Volumsberechnung ermitteln zu können. Die Ergebnisse
dieser Zahler 39 können über weitere Leitungen und elektronische Datenverarbeitungsanlagen
mit den Längenmaßen kombiniert, zur eichfähigen Volumsberechnung des Holzstammes
4 herangezogen werden. Wichtig ist dabei, daß durch die ErhUhung der Genauigkeit
mittels der DoppeLabfrage der Lichtempfänger durch die Lichtsender ein eichfåiges
DurchnaQ3serergebnis für die Abmessung 2 erhalten werden kann.
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In Fig 2 ist eine Einrichtung 47 zum Feststellen bzw. Ubersachen einer
Abmessung 48 eines Gegenstandes 49 dargestellt. Der Gegenstand 49 kann beispielsweise
durch ein Walzstück, einem besäumten Holzstaim aber unter anderem auch durch Papierbahnen
oder dgl. gebildet werden. Dem besseren Verständnis des erfindungsgemäßen Meßprinzipes
wegen wird nur der Meßvorgang im Zusammenhang mit Lichtsendern 50, 51 einer Senderanordnung
52, sowie Lichtempfänge m 53 bis 62 einer Empfängeranordnung 63, näher beschrieben.
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Die Einrichtung 47 umfaßt jedoch, wie ersichtlich, wesentlich mehr
Lichtsender und Lichtempfänger, um auch Gegenstände mit größeren Abmessungen 48
vermessen zu können.
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Der Meßvorgang geht nun derart vor sich, daß der Lichtsender 50 aufeinander
folgend, gleichzeitig mit den Lichtempfängern 53 danach 54 danach 55 usw. in Abtastrichtung
- Pfeil 64 - angesteuert wird. Wie ersichtlich, ist ein Strahlengang 65 zwischen
Lichtsender 50 und Lichtempfänger 53 nicht unterbrochen, während die Strahlengänge
zwischen dem Lichtsender 50 und den Lichtempfängern
54 bis 58 unterbrochen
sind. Die Strahlengänge wurden zur besseren Über sichtlichkeit der Zeichnung mit
unterschiedlichen LinienfUhungen dargestellt, wobei die einander direkt gegenüberliegenden
Lichtsender bzw.
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Lichtempfanger 50, 56 bzw. 51, 59 mit dunnen vollen Linien und die
Verbindung zwischen Lichtsender 50 und den übrigen Lichtempfangern 53 bis 55 und
57, 58 mit strichlierten bzw. strich-punktierten Linien erfolgt. Um eine möglichst
hohe Meßauflösung bzw. Interpolation der Distanz 66 in Abtastrichtung - Pfeil 64
- zwischen den einander gegenüberliegenden Lichtsendern und Lichtempfängern 50,
56; 51, 59; zu erreichen, werden bei Fortschreiten des Meßvorganges die Lichtempfänger
56 bis 58 aufeinanderfolgend auch vom Lichtsender 51 bestrahlt und es wird in einzelnen
Meßschritten festgestellt, ob der Strahlengang zwischen diesen Lichtsendern und
den Lichtempfangern unterbrochen ist oder nicht. Im vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel
wird ein Strahlengang 67 zwischen dem Lichtsender 51 und dem Lichtempfänger 59 bei
fortschreitendem Abtasten in Richtung des Pfeiles 64 als erster nicht unterbrochen
und signalisiert eine Begrenzung der Abmessung.
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In Fig 3 ist ersichtlich, daß die in Stirnansicht dargestellten, Lichtempfiånger
53 bis 58 in drei zueinander parallel verlaufenden Reihen 68, 69, 70 angeordnet
sind, wobei die Distanz 71 in Abtastrichtung - Pfeil 64 - zwischen den einzelnen
Lichtempfängern 53 bis 59 jeweils gleich ist und nur einen Teil der Distanz 66 zwischen
den, zum besseren Verständnis in der selben Ebene wie die Lichtempfänger dargestellten,
Lichtsenders 50 und 51 - im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Drittel - beträgt,
Durch diese Anordnung der Lichtempfänger in mehreren nebeneinanderliegenden Reihen
68 bis 70 kann das Auflösungsvermögen unter das durch die physikalischen Abmessungen
gegebene Mindestdistanzmaß zwischen zwei Lichtempfängern herabgesetzt werden, wobei
aber durch die Anordnung der erfindungsgernäßen Steuervorrichtung und die entsprechende
Abtastung in Abtastrichtung - Pfeil 64 - diese Mehrfachanordnung nur im Bereich
der Empfängeranordnung 63 bei den Lichtempfängern 53 bis 59 und nicht auch bei der
Senderanordnung 52 erforderlich ist.
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Es ergeben sich zwar bei der zuletzt beschriebenen Ausführungsvariante
geringfugige Meßabweichungen durch den winkeligen Verlauf der einzelnen Strahlengänge,
wobei der t2LdXlelfehler beispielsweise beim Strahlengang 65 beim gleichzeitigen
Ansteuern des Lichtsendern 50 und des Lichtempfängers 53 auftritt. Ist jedoch die
Entfernung senkrecht zur Abtastrichtung nicht sehr groß, so kann dieser Meßfehler
vernachlässigt werden bzw. ist er aufgrund der bekannten Abstandsverhäitnisse uber
elektronische Kompensationsschaltungen, beispielsweise MiFroprozessoren und dgl.
sehr einfach korrigierbar. Der fur die Korrektur erforderliche Aufwand ist jedenfalls
wesentlich geringer,
als eine aliquote Mehrfachanordnung der Lichtsender,
entsprechend der Anzahl der Lichtempfänger, um jeweils einen exakt senkrechten Verlauf
des Strahlenganges zur Abtastrichtung - Pfeil 64 - bzw. der Meßfläche 72 bzw. 73
zu erreichen.
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In Fig 4 ist eine Einrichtung 74 zum Feststellen bzw. überwachen der
Abmessung bzw. Lage eines Gegenstandes dargestellt, die zwei Meßflächen 75, 76 aufweist,
welche parallel zueinander verlaufen. Um die Wirkung der erfindungsgemäßen Einrichtung
74 besser darzustellen und erläutern zu können, ist die Einrichtung 74 in perspektivischer
Darstellung gezeigt. Die Meßfläche 75 gehört zu einer Senderanordnung 77, während
die Meßfläche 76 einen Teil einer Empfängeranordnung 78 bildet. Auf der Meßfläche
75 der Senderanordnung 77 sind Lichtsender 79 bis 87 angeordnet. Auf der Meßfläche
76 der Empfängeranordnung 78 sind Lichtempfänger 88 bis 96 angeordnet. Die Lichtsender
79 bis 87 und die Lichtempfänger 88 bis 96 sind jeweils in einen gleichbleibenden
Raster auf der Meßfläche angeordnet, wobei der yeftikalabstand zwischen den einzelnen
Reihen der Lichtsender 79 bis 87 durch die Distanz 97 und der seitliche Abstand
der einzelnen Reihen durch die Distanz 98 vorgegeben ist. Die Distanzen zwischen
den übereinander angeordneten Lichtempfängerreihen und deren seitliche Distanz untereinander
entsprechen ebenso den Distanzen 97 und 98.
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Der Einrichtung 74 ist weiters eine Auswerteeinheit 99 zugeordnet
mit der, die Lage bzw. die genauen Abmessungen eines Gegenstandes 100 zwischen den
Meßflächen 75, 76 festgestellt werden kann. Diese Auswerteeinheit umfaßt eine Senderkoppelstufe
101, eine Empfängerkoppelstufe 102, einen Rechner 103 und eine Anzeige- und Bedieneinheit
104 Die Funktion der Einrichtung 74 ist nun derart, daß über die Senderkoppelstufe
101 der Auswerteeinheit 99 einer der Lichtsender z. B. 81 beaufschlagt wird.
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über die Empfängerkoppelstufe 102 wird von den Lichtempfängern 88
bis 96 nun einer nach dem anderen abgefragt um festzustellen, ob der Strahlengang
zwischen dem Lichtsender 81 und dem angesteuerten Lichtempfänger durch den Gegenstand
100 unterbrochen ist oder nicht. Die derart erhaltenen Signale werden im Rechner
103 gespeichert. Nachdem der Strahlengang zwischen dem Lichtsender 81 und den Lichtempfängern
88 bis 96 abgefragt wurde, wird von der Senderkoppelstufe 101 z. B. der Lichtsender
84 aktiviert. Danach wird ueber die EmpfängerkoppelstuSe 102 jeder der Lichtempfänger
88 bis 96 abgefragt, ob der Strahlengang durch den Gegenstand 100 unterbrochen ist
oder nicht.
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Der Vorgang wird danach so lange wiederholt bis die Strahlengänge
zwischen allen Lichtsendern und den vorhandenen Lichtempfängern jeweils abgefragt
sind.
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Wie in der Zeichnung schematisch angedeutet, ergibt sich damit eine
Bild über die Lage bzw. die Größe des Gegenstandes, da durch die Unterbrechung des
Strahlenganges zwischen dem Lichtsender 81 und den Lichtempfängern 93, 95 und 96
sowie dem Lichtsender 84 und den Lichtempf » m 88, 89, 90, 91, 92 ein Umriß des
Gegenstandes bzw. eine räumliche Abbildung erhalten wird.
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Die vom Gegenstand unterbrochenen Strahlengänge wurden zwischen dem
Lichtsender und dem Gegenstand entsprechend stark dargestellt.
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Durch die mit dem Rechner 103 gespeicherten Meßwerte bzw. die Aussagen,
ob der Strahlengang zwischen den einzelnen Lichtsendern bzw. Lichtempfängern unterbrochen
ist oder nicht, ermöglicht nunmehr aufgrund der jeweils genau bekannten Position
von Lichtsendern und Lichtempfängern ein Errechnung der Lage eines Gegenstandes
100 bzw. bei entsprechend dichter Anordnung zumindest der Lichtempfänger ein exaktes
Ermitteln einer abmessung beispielsweise der Länge, Breite und Dicke bzw. Höhe eines
Gegenstandes 100.
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Die Genauigkeit bei der Ermittlung dieser Meßwerte ist deaaalb so
hoch, da bei Aktivierung jedes Lichtsendern eine Vielzahl von Lichtempfängern abgefragt
wird. Damit wird bei einem relativ geringen Aufwand fur die Lichtsender eine extrem
hohe Abfragedichte im Meßbereich erreicht. Diese Dichte kann gegebenenfalls noch
dadurch erhöht werden, daß auf der Fläche 76 zusätzliche Lichtempfänger 105 zwischen
den Lichtempfängern 88 - 96 angeordnet werden. Durch Verwendung einer dem Rechner
103 zugeordneten Anzeige- und Bedieneinheit 104 ist es möglich, die jeweils gewunschten
Abmessungen des Gegenstandes bzw. die entsprechenden Lage signale in digitaler Form
oder dgl. anzuzeigen bzw auf entsprechenden Meßprotokollen auszudrucken.
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Selbstverständlich ist es aufgrund der Verwendung des Rechners 103
möglich, eine beliebig große Anzahl von Lichtsendern und LichtespNånge m einzusetzen
um eine entsprechend hohe Meßgenauigkeit bzw. Auswertegenuigkeit zu erreichen. Der
Vorteil dieses Meßsystems liegt jedoch in jedem Fall darin, daß mit jedem Lichtsender
jeweils mehrere Lichtempfianger zuvsammengeschaltet werden und somit durch die Vielfachausnützung
der vorhandenen Lichtempfänger bei einem geringeren gerätetechnischen Aufwand eine
sehr hohe Genauigkeit erzielbar ist.
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Die EmpfängerkoppelstuSen 102 und die Senderkoppelstufe 101 können
durch entsprechende elektronische Bauteile wie Schieberegister, integrierte Schaltkreise
oder
dgl. ausgebildet sein. Dergleichen ist es auch möglich, den Rechner 103 durch jedwede
beliebige Speicherschaltung bzw. Rechenschaltung auszubilden. Von Vorteil ist es
jedoch als Rechner 103 einen Mikroprozessor einzusetzen, um diesen Rechner gleichzeitig
zur Programmsteuerung für die Ansteuerung der entsprechenden Lichtsender bzw. Lichtempfänger
und zur Auswertung der erhaltenen Signale insbesondere zur Berechnung der einzelnen
Koordinatenpunkte für die Bestimmung der Abmessung des Gegenstandes bzw.
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der Lage desselben zu verwenden.
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Erfindungsgemäß kann die Einrichtung- gemäß Fig 4 selbstverständlich
auch pv Sicherung von Raumen bzw. Gegenständen oder dgl. ähnlichen Aufgaben herangezogen
werden.
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Die Ausbildung der Lichtsender und Lichtempfänger gemäß den vorstehenden
Ausfuhrungsbeispielen kann vorteilhafter Weise in Halbleiterelement-Bauweise erfolgen,
wobei es vorteilhaft ist, daß die entsprechend zum Einsatz kommendenden Elemente
nur auf Infrarotlicht ansprechen, sodaß sie durch andere Lichtquellen oder dgl.
nicht beeinflußt werden können.
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Im übrigen ist noch festzuhalten, daß die Distanzen 97, 98 zwischen
den einzelnen Lichtsendern bzw.. Lichtempfängem beliebig gewnhlt werden können,
und auch die bei der Anordnung der Lichtempfänger gewählten Distanzen von denen
bei den Lichtsendern völlig unterschiedlich sein können.
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Um die Genauigkeit der erhaltenen Meßergebnisse mit den vorstehend
beschriebenen Einrichtungen zu erhöhen, kann überdies zusätzlich eine Entfernungs
meßeinrichtung vorgesehen sein, mit welcher die Distanz zwischen den zu messenden
Gegenständen 3, 49, 100 und den jeweiligen Meßflächen beispielsweise durch Verwendung
der Lichtsender bzw. Lichtempfänger oder durch Anordnung zusätzlicher Entfernungsmeßorgane
wie mechanischer Fehler, Reflexlichtschranken, Ultraschallanordnungen und dgl. erfolgen.
Dadurch können insbesondere durch die unterschiedlichen Abstände zwischen Meßfläche
und Gegenstand bei schrägem Strahlenverlauf entstehenden Winkelabweichungen ueber
den Rechner bzw. Auswerteinheit entsprechend korrigiert werden.