DE3640891C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Steulichtmeßgerät zur Prüfung von Windschutzscheiben nach dem Durchsrahlungsprinzip mit einem Lichtstrahlensenderaggregat zur Erzeugung eines Lichtstrahlenbündels, einem photoelektrische Wandler aufweisenden Lichtstrahlenempfängeraggregat, einer zweiarmigen Gabel, bestehend aus einem Verbindungsarm und zwei Gabelarmen, an der das Lichtstrahlensender- und das Lichtstrahlenemfängeraggregat derart angeordnet sind, daß zur Durchstrahlung der Windschutzscheibe und zum Empfang des durch die Windschutzscheibe hindurchgegangenen Lichtes die Windschutzscheibe zwischen die zweiarmige Gabel bringbar ist, und mit einer elektronischen Schaltung zur Umformung und Auswertung der vom elektrischen Wandler kommenden Signale.

Über das Interesse und die Bedeutung der Messung von Streulicht an eingebauten Windschutzscheiben, das durch Oberflächenschäden an den Windschutzscheiben hervorgerufen wird, ist in der "Zeitschrift für Verkehrssicherheit", 1986, Seite 31 bis 35, eingehend berichtet worden. Aus dieser Druckschrift ist auch ein Streulichtmeßgerät mit den eingangs genannten Merkmalen bekannt. Ferner ist aus ihr bekannt, mit Hilfe von zwei Detektoren einerseits das direkte Licht und andererseits das Streulicht in Winkelabhängigkeit zu messen.

Ein Streulichtmeßgerät der eingangs genannten Art zur Durchführung von Streulichtmessung an Windschutzscheiben ist ferner in der nicht vorveröffentlichten DE 35 22 179 A1 vorgeschlagen worden. Bei diesem Streulichtmeßgerät ist der Lichtstrahlensender unter Zwischenschaltung einer Justiereinrichtung am vorderen Ende des einen Armes der Gabel, und der Lichtstrahlenempfänger am vorderen Ende des anderen Armes der Gabel angeordnet. Die Gabel selbst besteht aus einer biege- und torsionssteifen Konstruktion und ist in etwa horizontaler Ausrichtung höhenverstellbar an einem stabilen verfahrbaren Ständer angeordnet. Da bei diesem genannten Streulichtmeßgerät der Lichtstrahlensender und der Lichtstrahlenempfänger einschließlich der zugehörigen mechanischen und elektrischen Bauteile jeweils am Ende der Gabelarme angeordnet sind, und die Meßgabel in verschiedenen Richtungen verschiebbar an einem fahrbaren Stativ befestigt ist, ergibt sich insgesamt eine verhältnismäßig aufwendige und schwere Konstruktion, wodurch die Einsatzmglichkeiten des Gerätes beschränkt werden.

Es ist ferner ein einen Laserstrahl auf die Erdoberfläche richtendes Fahrzeug bekannt, bei dem der ein hohes Gewicht aufweisende Laser an einer günstigen Stelle im Fahrzeug angeordnet und der Laserstrahl nach oben auf einen auf dem Dach des Fahrzeugs angeordneten Umlenkspiegel gerichtet wird, der den Laserstrahl in Fahrtrichtung des Fahrzeugs schräg nach unten ablenkt (DE 35 08 193 A1).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sreulichtmeßgerät der eingangs genannten Art so weiterzuentwickeln, daß unter Beibehaltung der mechnischen Stabilität der Aufbau des Gerätes vereinfacht und Abmessungen und Gewicht des Gerätes so weit verringert werden, daß man auf einen fahrbaren Ständer verzichten kann und das Gerät problemlos von einer Person von Hand an den Meßort herangebracht werden und die Messung während der manuellen Abstützung des Gerätes durchgeführt werden kann, ohne daß die Zuverlässigkeit der Messung dadurch beeinträchtigt wird.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Lichtstrahlensenderaggregat und das Lichtstrahlenempfängeraggregat einschließlich der elektronischen Schaltung an der Schnittstelle von Verbindungsarm und Gabelarmen oder in dem Verbindungsarm selbst angeordnet sind, und daß zur rechtwinkligen Umlenkung der innerhalb der Gabelarme verlaufenden Lichtstrahlenbündel an den voderen Enden der Gabelarme oder an den vorderen und hinteren Enden der Gabelarme Umlenkspiegel oder Umlenkprismen in Gehäusen angeordnet sind.

Durch die erfindungsgemäße Verlagerung der mechanischen, optischen und elektrischen bzw. elektronischen Bauteile für den Lichtstrahlensender und den Lichtstrahlenempfänger von den Gabelenden jeweils zu der entgegengesetzten Seite der Gabel wird zum einen erreicht, daß die Bauweise des Gerätes insgesamt wesentlich vereinfacht werden kann. Notwendigerweise haben nämlich die Gabelarme eine verhältnsmäßig große Länge, weil sie von der Seite des Fahrzeugs so weit über die Windschutzscheibe geschoben werden, daß der Meßstrahl das kritische Feld vor den Augen des Fahrers durchstrahlt. Die Gabelarme können nun bei dem erfindungsgemäßen Aufbau eine verhältnismäßig leichte Konstruktion aufweisen, da an ihren Enden keine schweren Aggregate mehr angeordnet sind, sondern lediglich Umlenkspiegel oder Umlenkprismen und gegebenenfalls optische Sammellinsensysteme. Zum anderen ist die Gewichtsverteilung in dem erfindungsgemäßen Gerät unter ergonomischen Gesichtspunkten außerordentlich günstig, weil der Schwerpunkt des Gerätes nunmehr dort liegt, wo das Gerät von den Händen erfaßt und gehalten wird. Schließlich gestattet es die erfindungsgemäße Gestaltung des Gerätes, die Abmessungen des Gerätes in Richtung der Achse des Verbindungsarmes zwischen den Gabelarmen erheblich zu verkürzen, weil an den Gabelenden keine in Richtung auf die Windschutzscheibe vorstehenden Teile vorhanden sind. Aufgrund der erfindungsgemäßen Konstruktionsmerkmale wird also ein Meßgerät mit verhältnismäßig geringen Abmessungen, einem wesentlich verringerten Gewicht bei gleichbleibend hoher Stabilität und Präzision geschaffen, das sich in hervorragender Weise für den mobilen Einsatz bei manueller Betätigung beim Meßvorgang eignet.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung nachfolgend näher erläutert. Von den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 das Streulichtmeßgerät in einer perspektivischen Gesamtansicht,

Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch das Meßgerät, und

Fig. 3 das Meßgerät bei der Durchführung einer Messung an einer eingebauten Windschutzscheibe.

Das gabelförmige Streulichtmeßgerät weist die beiden parallel zueinander angeordneten Gabelarme 1 und 2 und den rechtwinklig hierzu verlaufenden und mit den beiden Gabelarmen 1 und 2 fest verbundenen Verbindungsarm 3 auf. Die Gabelarme 1, 2 und der Verbindungsarm 3 bestehen beispielsweise aus Leichtmetallrohren. Die mechanische Konstruktion ist ausreichend stabil und torsions- und biegesteif, so daß keine mechanischen Verbiegungen oder Schwingungen während einer Messung auftreten. Die Länge L der Gabelarme 1 und 2 ist so gewählt, daß, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, das Gerät von außen seitlich soweit über die Windschutzscheibe geschoben werden kann, daß das interesserierende Feld der Windschutzscheiben vor dem Kopf des Fahrers von den Enden der Gabelarme bequem erreicht wird. Die Länge L der Gabelarme 1 und 2 beträgt 40 bis 50 cm. Die Breite B des Gerätes, das heißt die durch die Länge des Verbindungsarmes 3 bestimmte äußere Querabmessung des Gerätes, beträgt etwa 60 bis 80 cm, so daß das Gerät bequem von einer Person erfaßt, an den Meßort verbracht und dort für die Dauer der Messung gehalten werden kann.

An dem dem Verbindungsarm 3 benachbarten Ende des Gabelarmes 1 ist in einem belüfteten Gehäuse 6 das Lichtstrahlensenderaggregat so untergebracht, daß seine optische Achse in Achsrichtung des Gabelarmes 1 verläuft. Es umfaßt im wesentlichen eine Halogenlampe 7, ein zur Kühlung der Halogenlampe dienendes Lüfterrad 8, das von einem Elektromotor 9 in Drehung versetzt wird, eine vor der Halogenlampe 7 angeordnete Lochblende 10, durch die ein schmales Lichtstrahlenbündel ausgeblendet wird, sowie ein von einem Elektromotor 11 angetriebenes Chopperrad 12. Das Chopperrad 12, bei dem es sich um eine mit Einschnitten versehene Scheibe handelt, zerhackt das ausgeblendete Lichtstrahlenbündel mit einer bestimmten Frequenz in einzelne Lichtimpulse.

Das Lichtstrahlenbündel trifft am Ende des Gabelarmes 1 auf ein Sammellinsensystem 14, dessen Brennweite so gewählt ist, daß die Öffnung 15 der Lochblende 10 sich im Brennpunkt des Sammellinsensystems 14 befindet, so daß aus dem Sammellinsensystem 14 ein paralleles Lichtstrahlenbündel mit einem Durchmesser von etwa 35 mm austritt. Dieses parallele Lichtstrahlenbündel trifft auf den unter einer Neigung von 45 Grad angeordneten Umlenkspiegel 16 auf und tritt durch das Fenster 17 unter einem rechten Winkel zu dem Gabelarm 1 aus dem den Gabelarm 1 abschließenden Gehäuse 4 aus und trifft als paralleles Licht auf die Glascheibe 20.

Der direkte Lichtstrahl und das an Oberflächenschäden der Glasscheibe 20 innerhalb eines bestimmten Polarwinkelbereichs gestreute Licht treffen durch das Fenster 21 in dem den Gabelarm 2 abschließenden Gehäuse 5 auf den wiederum unter 45 Grad angeordneten Umlenkspiegel 22 und von dort auf das Sammellinsensystem 23. Das Sammellinsensystem 23 fokussiert den direkten Lichtstrahl auf einen ersten fotoelektrischen Wandler 25 innerhalb des Gehäuses 26 an dem dem Verbindungsarm 3 benachbarten Ende des Gabelarmes 2. Das gestreute Licht wird in der Fokalebene des Sammellinsensystems 23 als Kreisring abgebildet. Es wird von einem zweiten fotoelektrischen Wandler 27 erfaßt. Der zweite fotoelektrische Wandler 27 ist auf einer rotierenden Scheibe 28 exzentrisch angeordnet. Die Scheibe 28 wird von dem Elektromotor 29 in Drehung versetzt, so daß der zweite fotoelektrische Wandler 27 entlang dem Kreisring bewegt wird, der die Abbildung des Streulichts darstellt. Das Chopperrad 12 in dem Lichtstrahlensenderaggregat und die rotierende Scheibe 28 sind derart miteinander synchronisiert, daß von dem zweiten fotoelektrischen Wandler 27 auf dem Kreisring das Streulicht in 250 diskreten Intervallen registriert wird. Auf diese Weise wird die Intensität des Streulichts in Abhängigkeit vom Azimutwinkel gemessen.

Die von dem ersten fotoelektrischen Wandler 25 gelieferten elektrischen Signale werden über die Leitung 30, und die von dem zweiten fotoelektrischen Wandler 27 gelieferten elektrischen Signale über einen geeigneten Schleifkontakt 31 und die Leitung 32 einer elektronischen Signalverarbeitungsschaltung 34 zugeführt. In der Signalverarbeitungsschaltung 34 werden die Intensitäten des Streulichts auf die Intensität des Nutzlichts bezogen. Die in der Signalverarbeitungsschaltung 34 verarbeiteten und aufbereiteten Signale werden über die Leitung 35 dem Kabel 36 zugeführt, über das sie einem elektronischen Anzeigegerät 38 und gegebenenfalls einem Drucker 39 zugeleitet werden, der die Meßwerte in Form eines Streulichtdiagramms unmittelbar ausdruckt.

Anstelle der Umlenkspiegel 16 und 22 in den die vorderen Enden der Gabelarme 1 und 2 bildenden Gehäusen 4 und 5 können auch Umlenkprismen eingesetzt werden, doch ist im Hinblick auf das Bestreben, den Schwerpunkt des gesamten Gerätes möglichst weit in Richtung auf den Verbindungsarm 3 zu verlegen, die Anordnung von leichten Umlenkspiegeln vorteilhafter.

Die Umlenkspiegel 16, 22 bzw. die statt dessen einsetzbaren Umlenkprismen sind innerhalb der Gehäuse 4, 5 justierbar angeordnet, und die Fenster 17, 21 in den Gehäusen 4, 5 sind zweckmäßigerweise durch Glasscheiben verschlossen.

Es ist auch möglich, das Lichtstrahlensenderaggregat und das Lichtstrahlenempfängeraggregat innerhalb des Verbindungsarmes 3 anzuordnen, so daß die optischen Achsen dieser beiden Aggregate beispielsweise mit der Mittelachse des Verbindungsarmes 3 zusammenfallen. In diesem Fall sind jedoch an den Kreuzungspunkten des Verbindungsarmes mit den Gabelarmen zusätzliche Umlenkspiegel anzuordnen, die das Lichtstrahlenbündel jeweils aus der Richtung der Gabelarme 1 und 2 in die Richtung des Verbindungsarmes 3 umlenken.

Wie im wesentlichen bereits aus der Beschreibung des Gerätes anhand der Fig. 2 hervorgeht, arbeitet das Gerät nach folgendem Meßprinzip: Die Windschutzscheibe 20 wird mit einem parallelen Lichtstrahlenbündel von etwa 3 bis 4 cm Durchmesser von innen nach außen durchstrahlt. Das nicht abgelenkte Licht wird als direkter Strahl oder Primärstahl von dem Sammellinsensystem 23 auf den in der optischen Achse des Sammellinsensystems 23 angeordneten ersten photoelektrischen Wandler 25 fokussiert. Das durch die Windschutzscheibe 20 abgelenkte Licht, das heißt das Streulicht, wird von dem Sammellinsensystem 23 in der Fokalebene als Kreisring abgebildet und dort von dem zweiten fotoelekrischen Wandler 27 in beispielsweise 250 Intervallen erfaßt, so daß die Intensität des Streulichts in Abhängigkeit von der Ablenkrichtung quantitativ festgestellt wird. Das Verhältnis des von dem zweiten fotoelektrischen Wandler 27 erfaßten Streulichts zu dem von dem ersten fotoelektrischen Wandler 25 erfaßten Primärstrahl ergibt die gewünschte Aussage über das Ausmaß des Streulichts.

An das Kabel 36 wird ein elektronisches Anzeigegerät 38 angeschlossen, das, wie Fig. 3 zeigt, separat in der Nähe der Meßgabel aufgestellt werden kann. Desgleichen kann an das Kabel 36 ein Drucker 39 angeschlossen werden, der die verabeiteten Meßwerte unmittelbar in Form eines Streulichtdiagramms ausdruckt.

Claims (7)

1. Streulichtmeßgerät zur Prüfung von Windschutzscheiben nach dem Durchstrahlungsprinzip mit einem Lichtstrahlensenderaggregat zur Erzeugung eines Lichtstrahlenbündels, einem photoelektrische Wandler aufweisenden Lichtstrahlenempfängeraggregat, einer zweiarmigen Gabel, bestehend aus einem Verbindungsarm und zwei Gabelarmen, an der das Lichtstrahlensender- und das Lichtstrahlenempfängeraggregat derart angeordnet sind, daß zur Durchstrahlung der Windschutzscheibe und zum Empfang des durch die Windschutzscheibe hindurchgegangenen Lichtes die Windschutzscheibe zwischen die zweiarmige Gabel bringbar ist, und mit einer elektronischen Schaltung zur Umformung und Auswertung der vom elektrischen Wandler kommenden Signale, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtstrahlensenderaggregat (7 bis 12) und das Lichtstrahlenempfängeraggregat (25, 27 bis 29) einschließlich der elektronischen Schaltung (34) an der Schnittstelle von Verbindungsarm (3) und Gabelarmen (1, 2) oder in dem Verbindungsarm (3) selbst angeordnet sind, und daß zur rechtwinkligen Umlenkung der innerhalb der Gabelarme (1, 2) verlaufenden Lichtstrahlenbündel an den vorderen Enden der Gabelarme (1, 2), oder an den vorderen und hinteren Enden der Gabelarme (1, 2), Umlenkspiegel (16, 22) oder Umlenkprismen in Gehäusen (4, 5) angeordnet sind.

2. Streulichtmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkspiegel (16, 22) bzw. Umlenkprismen in den die vorderen Enden der Gabelarme (1, 2) bildenden Gehäusen (4, 5) justierbar gelagert sind.

3. Streulichtmeßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gabelarme (1, 2) und der Verbindungsarm (3) aus Leichtmetallrohren bestehen.

4. Streulichtmeßgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den die vorderen Enden der Meßgabel bildenden Gehäusen (4, 5) jeweils ein Sammellinsensystem (14, 23) angeordnet ist, wobei im Lichtstrahlensenderaggregat die Lichtquelle (Blendenöffnung 15) sich im Brennpunkt des Sammellinsensystems (14) befindet, und im Lichtstrahlenempfängeraggregat ein erster fotoelektrischer Wandler (25) für die Erfassung des nicht abgelenkten Lichtes im Brennpunkt des Sammellinsensystems (23), und ein zweiter fotoelektrischer Wandler (27) für die Erfassung des Streulichts seitlich versetzt zu dem ersten fotoelektrischen Wandler (25) in der Fokalebene des Sammellinsensystems (23) angeordnet sind.

5. Streulichtmeßgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der den Streulichtanteil erfassende zweite fotoelektrische Wandler (27) auf einer durch einen Elektromotor (29) angetriebenen rotierenden Scheibe (28) angeordnet ist.

6. Streulichtmeßgerät nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Kreisringfläche, die von dem eine Kreisbewegung ausführenden zweiten fotoelektrischen Wandler (27) erfaßt wird, das Streulicht in einer Anzahl von diskreten Intervallen erfaßt, und damit die Intensität des Streulichts in Abhängigkeit von der Ablenkrichtung gemessen wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Lichtstrahlensenderaggregat ein Chopperrad (12) angeordnet ist, dessen Drehgeschwindigkeit mit der Drehgeschwindigkeit der den zweiten fotoelektrischen Wandler (27) tragenden Scheibe (28) derart synchronisiert ist, daß die Anzahl der von dem Lichtsenderaggregat gelieferten Lichtimpulse der gewählten Anzahl der diskreten Intervalle während eines Umlaufs des zweiten fotoelektrischen Wandlers (27) um 360 Grad entspricht.