DE3687212T2

DE3687212T2 - Laserausrichtsystem mit moduliertem feld.

Info

Publication number: DE3687212T2
Application number: DE8686113955T
Authority: DE
Inventors: Gary Lynn Cain; Sidney Barry Goren
Original assignee: Spectra Physics LaserPlane Inc
Current assignee: Trimble Inc
Priority date: 1985-10-18
Filing date: 1986-10-08
Publication date: 1993-06-17
Anticipated expiration: 2006-10-09
Also published as: JPS6295419A; DE3687212D1; JPH0588766B2; US4732471A; EP0219767A2; EP0219767B1; EP0452974B1; US4674870A; CA1265923A; EP0452974A3; DE3650200D1; EP0452975A2; US4756617A; EP0452975B1; EP0452975A3; DE3650462T2; EP0452974A2; AU587854B2; AU6205686A; DE3650462D1

Description

Hintergrund der Erfindung

Das Gebiet der Erfindung betrifft auf Laser basierende Ausrichteinrichtungen und insbesondere Systeme, die unter Verwendung eines Lasersenders ein Ausrichtfeld erzeugen und unter Verwendung von einem oder mehreren Empfängern das Feld erfassen und eine genaue Ausrichtanzeige bei Örtern vorsehen, die vom Lasersender entfernt sind.
Die US-A-3 588 249 beschreibt ein Laser-Ausrichtsystem mit einem Sender, der ein Ausrichtfeld in Form von Energie erzeugt, die von einem Laser ausgeht. Das Ausrichtfeld wird von einem säulengetragenen Laserstrahl erstellt, der über 360º um eine Achse gedreht wird. Fluidblasen-Nivellieranzeiger kann man verwenden, um anzuzeigen, wann der Laserstrahl in einer Horizontalebene ausgerichtet ist. Fernempfänger in der Nachbarschaft können den vorbeistreifenden Laserstrahl erfassen und eine sichtbare oder hörbare Anzeige vorsehen, wenn sie im Laserfeld ausgerichtet sind. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein Empfänger mit einem ersten und zweiten Photodetektor vorgesehen, die um eine kurze Strecke in senkrechter Richtung längs einer Stange voneinander beabstandet sind. Die Photodetektoren sind über Verstärkungseinrichtungen mit einem Detektormeßinstrument verbunden, das eine Anzeige darüber bereitstellen kann, welcher der Photodetektoren vom Laserstrahl getroffen wird, beispielsweise durch eine positive oder negative Anzeige auf dem Meßinstrument. Durch Anheben oder Absenken des Empfängers auf der Stange ist es möglich, den Empfänger in eine genaue Ausrichtung mit dem Laserstrahl zu bringen, was durch ein Nullsignal auf dem Meßinstrument angezeigt wird.
Obgleich die in der US-A-3 588 249 beschriebene Drehbakentechnik ausgezeichnete Ergebnisse über große Entfernungen liefert, sind die Kosten für den mechanischen und optischen Aufbau zum Ausführen dieser Technik mit der gewünschten Genauigkeit relativ hoch. Darüber hinaus ist das Feld schwierig zu orten, da der Empfänger durch das Feld bewegt werden muß, bevor der Strahl auf dem Empfängerdetektor auftreffen kann.
Eine weitere Technik zum Erzeugen eines Ausrichtfeldes mit einem Laser besteht darin, einen säulengetragenen Laserstrahl auf eine konische Oberfläche zu richten. Der Laserstrahl wird durch diese Oberfläche aufgeteilt, und jeder Anteil wird unmittelbar vom Konus unter einem Winkel von 90º reflektiert, so daß eine kontinuierliche Laserausrichtebene erzeugt wird, die sich von der konischen Oberfläche aus über 360º radial nach außen erstreckt. Obgleich bei dieser Technik die Notwendigkeit eines Drehmechanismus entfällt, ist die in jede einzelne Richtung gerichtete Laserenergie nur ein kleiner Bruchteil der gesamten Strahlenergie. Im Ergebnis wird daher der Entfernungsbereich dieses Geräts beträchtlich herabgesetzt, wenn es in Verbindung mit Empfängern verwendet wird, die dieselbe Empfindlichkeit haben. Um den Verlust an Empfindlichkeit auszugleichen, könnte man die Laserstrahlenergie erhöhen. Die höheren Kosten, die größeren Abmessungen und der erhöhte Energieverbrauch eines größeren Lasers wiegt jedoch den Kostenvorteil dieser Technik auf. Darüber hinaus ist im allgemeinen das Energieniveau für Laser, die an einem Arbeitsplatz verwendet werden, durch staatliche Verordnungen stark eingeschränkt.
Die US-A-3 808 429 beschreibt ein Lichtbakensystem, das von Amplitudenmodulation und Synchrondetektion Gebrauch macht. Die beschriebene Modulations-Demodulations- Technik wird zum Verbessern des Rauschabstands eingesetzt.
Die US-A-3 857 639 beschreibt ein elektronisches Ziel zum Erfassen einer Referenzebene, die durch einen abtastenden Laserstrahl definiert ist. Der optische Aufbau des Ziels enthält ein optisches Interferenzbanddurchlaßfilter, das so ausgelegt ist, daß es lediglich das Spektrum des Referenzlaserstrahls zu einem Photodetektor durchläßt. Da dieses optische Interferenzbanddurchlaßfilter Sonnenlicht nicht sperrt,ist ein Hochpaßfilter an den Ausgang des Photodetektors angeschlossen. Somit ist das Ausgangssignal des Hochpaßfilters das gewünschte Abtastsignal in der Form von Impulsen mit einer Wiederholungsfrequenz, die durch die Abtastgeschwindigkeit bestimmt ist.
Die US-A-4 040 738 beschreibt ein Eisenbahnschienenprofilabstands- und Ausrichtsystem, bei dem eine Laserstrahlquelle für jede einer Vielzahl von Entfernungssensoreinheiten moduliert wird, um Laserstrahlimpulse zu erzeugen, und bei dem eine Strahlpositionsanzeigevorrichtung vorgesehen ist, die ausschließlich auf die gewünschten Impulse anspricht, die von einer Photozellenanordnung erzeugt werden, und die die Strahlposition dadurch anzeigt, daß sie selektiv auf die besondere vom Strahl getroffene Photozelle anspricht. Der modulierte Laserstrahl beseitigt die Auswirkung von Hintergrundlicht während des Betriebes bei Tage. Weiterhin wird eine Diodenlaserlichtquelle eingesetzt, und zwar wegen deren Fähigkeit, sehr kurze Lichtimpulse auszusenden, und es wird ein entsprechendes optisches Schmalbandfilter vor den Photozellen verwendet. Signalverarbeitungsschaltungen mit Hochpaßfiltern sind an die Photozellen angeschlossen.
Wenn der Lasersender auf einem Baugelände eingesetzt wird, ist er typischerweise an einem Stativ oder einer anderen Vorrichtung befestigt, die genau eingestellt werden kann, um das vom Sender erzeugte Laserfeld niveaumäßig auszurichten. Die Empfänger können von Bauhandwerkern getragen werden oder auf Erdbewegungsmaschinen angebracht sein und über einen großen Bereich benutzt werden. Die Bauhandwerker oder Bediener der Maschinen müssen sofort gewarnt werden, wenn das Laserausrichtfeld nicht mehr auf Niveau ist. Dies kann beispielsweise an windigen Tagen der Fall sein oder wenn schwere Maschinen in der Nähe des Lasersenders betrieben werden.

Darlegung der Erfindung

Die beanspruchte Erfindung löst das Problem, wie man einen Sender und einen Empfänger für ein Laserausrichtsystem zu konstruieren hat, das eine Anzeige liefert, wenn der Sender nicht richtig ausnivelliert ist.
Die Erfindung bietet den Vorteil, daß die Benutzer bei allen Sendern sofort davon in Kenntnis gesetzt werden, wenn beim Sender ein Nicht-Nivelliert-Zustand auftritt. Dies wird dadurch erreicht, das der Nicht- Nivelliert-Zustand beim Sender erfaßt wird und die modulierte Laserenergie gepulst wird. Jeder Empfänger enthält eine Detektionsschaltung, die die Dauer der empfangenen Impulse modulierter Laserenergie mißt und, wenn die geforderte Impulsdauer gemessen wird, eine für den Benutzer oder Bediener sichtbare oder hörbare Anzeige erzeugt.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung empfängt ein Photodetektor, der innerhalb des Senders angebracht ist, reflektierte Energie vom Laser. Ist der Sender nicht nivelliert, trifft die reflektierte Laserenergie nicht auf dem Photodetektor auf und es wird ein Nicht-Nivelliert-Anzeigesignal erzeugt.
Die obigen und weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung hervor. In der Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die aus Gründen der Erläuterung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellen. Dieses Ausführungsbeispiel stellt notwendigerweise nicht den gesamten Schutzumfang der Erfindung dar. Bezüglich des Schutzumfangs der Erfindung wird vielmehr auf die Ansprüche verwiesen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Bilddarstellung eines Laserausrichtsystems, das von der Erfindung Gebrauch macht;
Fig. 2 ist eine Ansicht eines Empfängers, der in dem System nach Fig. 1 verwendet wird;
Fig. 3 ist ein elektrisches Schaltbild des im System nach Fig. 1 benutzten Senders;
Fig. 4 ist ein elektrisches Schaltbild des im System nach Fig. 1 benutzten Empfängers;
Fig. 5 sind graphische Darstellungen von Signalen, die im System nach Fig. 1 erzeugt werden;
Fig. 6 sind graphische Darstellungen von Signalen, die im Empfänger nach Fig. 4 erzeugt werden;
Fig. 7 ist ein elektrisches Schaltbild des Bandpaßfilters, das einen Teil des Empfängers nach Fig. 4 bildet;
Fig. 8 ist ein elektrisches Schaltbild der Verstärker- und AVR-Schaltungen, die einen Teil des Empfängers nach Fig. 4 bilden;
Fig. 9 ist ein elektrisches Schaltbild der Verhältnisvergleicher- und Elevationsdecoderschaltungen, die einen Teil des Empfängers nach Fig. 4 bilden; und
Fig. 10 ist ein elektrisches Schaltbild des Nicht-Nivelliert-Zustand-Detektors, der einen Teil des Empfängers nach Fig. 4 bildet.

Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Besonders bezugnehmend auf Fig. 1 und 2, enthält das Laserausrichtsystem nach der Erfindung einen Sender 1 und einen oder mehrere Empfänger 2. Der Sender 1 ist durch einen starren Aufbau, beispielsweise ein Stativ 3, abgestützt, und die Empfänger 2 befinden sich irgendwo im Baugelände, wo sie benötigt werden. Der Sender 1 enthält einen Laser, der ein Ausrichtfeld in der Form eines nicht ebenen Referenzkonus erzeugt, der dadurch gebildet ist, daß kohärente Strahlung vom Sender 1 aus in allen Richtungen radial nach außen abgestrahlt wird. Wenn der Sender auf Niveau oder nivelliert ist, hat dieser Referenzkonus gegenüber der Horizontalen eine derart hinreichende Neigung, daß unter Berücksichtigung der Krümmung der Erde jeder Punkt längs des Konus von der Erdoberfläche gleich weit entfernt ist. Er hat eine Dicke von etwa fünf Achtel einer 25,4 mm (1 Zoll) ausmachenden Maßeinheit. Eine genauere Beschreibung des mechanischen und optischen Aufbaus des Senders 1 findet man in einer gleichzeitig eingereichten europäischen Patentanmeldung Nr. 86 113 954.1 mit dem Titel "Selbstnivellierender Sender für Laserausrichtsysteme".
Besonders bezugnehmend auf Fig. 2, handelt es sich bei dem Empfänger 2 um ein relativ kleines, handgehaltenes Gerät, das ein formhergestelltes, beispielsweise spritzgegossenes, Kunststoffgehäuse 4 aufweist, das eine Flüssigkeitskristallanzeige (LCD) 5 und ein Photodetektormodul 6 trägt. Die LCD 5 enthält drei Segmente 7 bis 9, die separat aktiviert werden können, um dem Benutzer oder Anwender anzuzeigen, daß der Empfänger entweder oberhalb des Referenzkonus, im Referenzkonus oder unterhalb des Referenzkonus positioniert ist. Das Photodetektormodul 6 ist drehbar zwischen einem Paar Arme 10 und 11 gehaltert, so daß es in verschiedenen Positionen orientiert werden kann, um ein Paar Photozellen 12 und 13 auf den Sender 1 zu richten. Die Oberflächen der Photozellen 12 und 13 sind keilförmig in einer solchen Weise ausgebildet, daß dreieckförmige Bereiche zum Empfangen der vom Sender 1 erzeugten Energie gebildet sind. Wie es mit weiteren Einzelheiten unten beschrieben ist, haben die von den beiden Photozellen 12 und 13 erzeugten Signale den gleichen Betrag, wenn eine Kerbe 14 im Gehäuse 4 mit dem Referenzkonus genau ausgerichtet ist. Befindet sich der Empfänger 1 geringfügig unterhalb des Referenzkonus, ist das von der oberen Photozelle 12 erzeugte Signal größer als das von der unteren Photozelle 13 erzeugte Signal. Ist er geringfügig oberhalb des Referenzkonus angehoben, liefert die obere Zelle 12 das kleinere Signal. Der relative Betrag dieser beiden Signale wird verwendet, um festzulegen, welches der LCD-Segmente 7 bis 9 zu aktivieren ist.
Der Empfänger 2 enthält weitere Anzeigevorrichtungen. Er enthält einen Audiowandler 15, der einen Ton aus sendet, wenn der Empfänger 2 Energie im Referenzkonus abfühlt. Ein visueller Anzeiger 16 wird aktiviert, wenn der Sender anzeigt, daß der Referenzkonus nicht nivelliert ist. Und letztlich wird ein visueller Anzeiger 17 aktiviert, wenn der Empfänger eingeschaltet ist, und ein Anzeiger 18 wird aktiviert, wenn die Batteriespannung unter einen voreingestellten Wert abfällt.
Besonders bezugnehmend auf Fig. 3, liefert die Senderschaltung Strom an eine Laserdiode 20, die über eine Reihe von Linsen, Reflektoren und ein Dämpfungsfluid eine kohärente ultraviolette Strahlung aussendet, um den nicht ebenen Laser-Referenzkonus zu erzeugen. Die Laserdiode 20 ist zusammengepackt mit einer lichtsensitiven Diode 21, die so positioniert ist, daß sie das Niveau der von der Laserdiode 20 ausgestrahlten Energie abfühlt. Diese Energie wird von einem Stromregler 22 gesteuert, der an die Verbindungsstelle zwischen den Dioden 20 und 21 angeschlossen ist und der das Niveau des Stromes steuert, der in Abhängigkeit von einem Stromsollsignal, das an einen Steueranschluß 23 angelegt ist, durch die Laserdiode 20 fließt.
Der Stromregler 22 bildet einen Teil einer Energieniveauregelschaltung mit geschlossener Schleife, die auch einen Operationsverstärker 24 und eine Energieniveaureferenzschaltung 25 enthält. Die Energieniveaureferenzschaltung 25 erzeugt eine konstante Referenzspannung, die dem nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 24 zugeführt wird, und eine Rückführspannung, die das Niveau der von der Laserdiode 20 ausgestrahlten Energie anzeigt, wird dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 24 zugeführt. Diese Rückführspannung wird von der lichtsensitiven Diode 21 erzeugt, die über einen Rückführwiderstand 26 wirkt. Die von der Schaltung 25 erzeugte Referenzspannung ist auf einen Wert voreingestellt, der nach Kombination mit der Rückführspannung im Verstärker 24 ein Befehlssignal für den Stromregler 22 erzeugt, das zu dem gewünschten Energieniveau der Laserdiode 20 führt. Dieses Energieniveau wird typischerweise auf die maximale effektive Leistung eingestellt, die im Hinblick auf staatliche Verordnungen zulässig ist, und in bekannten Systemen wird diese Leistung kontinuierlich erbracht.
Ein Aspekt der Erfindung ist die Erhöhung der von der Laserdiode 20 erzeugten Spitzenleistung ohne Erhöhung des geregelten effektiven Leistungsniveaus, das sie erzeugt. Dies wird dadurch erreicht, daß das Energieniveau der Laserdiode 20 moduliert wird. So ist ein Modulationsoszillator 30 mit dem Steueranschluß 23 des Stromreglers 22 über eine Diode 31 verbunden. Der Modulationsoszillator 30 erzeugt einen rechteckförmigen Spannungsverlauf mit einem Tastverhältnis von 50%. Dieser Modulationsschwingungsverlauf schaltet den Stromregler 22 abwechselnd auf sein Befehlsniveau und vollständig aus. Der Modulationsoszillator 30 erzeugt eine von drei Frequenzen (7,8 kHz, 8,0 kHz, 8,2 kHz), die durch Schließen jeweils eines Schalters von drei Schaltern 32 bis 34 auswählbar ist. In der nachstehenden Beschreibung wird diese Modulationsfrequenz zu 8 kHz angenommen, obgleich auch eine der beiden anderen Frequenzen in irgendeiner Anlage angewendet werden könnte, und zwar mit dem Ziel, eine Störung mit anderen ähnlichen Sendern auf derselben Baustelle zu vermeiden.
Der Hauptzweck des Senders ist die Erzeugung eines Ausrichtfeldes in der Form eines nicht ebenen oder nicht planaren Referenzkonus. Um dies zu bewerkstelligen, ist ein Mechanismus vorgesehen, der es dem Bediener ermöglicht, das Niveau des Instruments von Hand einzustellen. Und, wie es in der oben zitierten anhängenden Patentanmeldung beschrieben ist, nimmt ein automatisches Ausricht- oder Nivelliersystem die endgültige Einstellung vor, nachdem das Instrument bis hin in einen Bereich von 10 Bogenminuten ausnivelliert ist. Es ist natürlich geboten, daß diese Nivellierung stets aufrechterhalten bleibt, da beträchtliche Schäden auftreten können, wenn Planier- oder Erdarbeiten in Abhängigkeit von einer Ausrichtung ausgeführt werden, die nicht auf Niveau bzw. nicht nivelliert ist.
Obgleich die Aufrechterhaltung der Höhengleichheit bzw. des Niveaus nicht sichergestellt werden kann, sieht die Erfindung eine sofortige Anzeige eines Nicht-Nivelliert- Zustands vor. Wiederum bezugnehmend auf Fig. 3, ist dort eine Nicht-Nivelliert-Zustand-Detektionsschaltung 40 beim Sender 1 vorgesehen, und sie erzeugt ein Nicht-Nivelliert- Signal an Leitungen 41 und 42, wenn der Sender 1 nicht innerhalb des Bereiches seines automatischen Nivelliermechanismus ist. Das Signal an der Leitung 41 wird einer Treiberschaltung 43 zugeführt, die ein Signal erzeugt, das zur Ansteuerung einer lichtemittierenden Diode 44 geeignet ist. Die lichtemittierende Diode 44 wird aktiviert, wenn ein Nicht-Nivelliert-Zustand erfaßt wird, und eine visuelle Anzeige ist vorgesehen für diejenigen, die in der Nachbarschaft des Senders 1 arbeiten.
Ein Nicht-Nivelliert-Zustand wird ebenfalls an Benutzer oder Bediener ausgegeben, die die Empfänger 2 verwenden. Dies wird dadurch erreicht, daß die von der Laserdiode 20 erzeugte Energie zusätzlich moduliert wird. So ist insbesondere ein 2,68-Hz-Oszillator 45 mit dem nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 24 über einen Schalttransistor 46 verbunden. Wenn das Nicht-Nivelliert-Signal an der Leitung 42 auftritt, gelangt diese Rechteckschwingung zum Verstärker 24, um dort wiederholt mit einer Rate von 2,68 Hz die Stromregelschaltung ein- und auszuschalten. Wie es weiter unten noch beschrieben wird, erfaßt jeder Empfänger 2 diesen Zustand und liefert eine visuelle Anzeige.
Immer noch unter Bezugnahme auf Fig. 3 sei erwähnt, daß es zahlreiche Verfahren zum Erfassen eines Nicht-Nivelliert-Zustandes gibt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind zwei Photodetektordioden 60 und 61 innerhalb des Senders 1 angebracht, und die von der Laserdiode 20 ausgestrahlte Energie wird von einer konischen Oberfläche auf sie reflektiert. Die konische Oberfläche erzeugt einen Ring von Energie, der auf beide Dioden 60 und 61 trifft, wenn der Sender 1 in der Waage bzw. auf Niveau ist. Im nicht nivellierten Zustand ist die konische Oberfläche gegenüber den Dioden 60 und 61 verschwenkt, und der Energiering verschiebt sich entsprechend. Das Ergebnis davon ist, daß eine oder beide der Dioden 60 und 61 keinen Strom erzeugen, wenn ein Nicht-Nivelliert-Zustand auftritt. Weitere Einzelheiten dieses Aspekts des Nicht-Nivelliert- Detektors gehen aus der obengenannten anhängigen Patentanmeldung hervor, auf deren Inhalt hiermit ausdrücklich verwiesen wird.
Bei einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine einzige Photodetektordiode 6 innerhalb des Senders 1 angebracht, und von der Laserdiode 20 emittierte Energie wird durch eine ebene Oberfläche reflektiert, die am Boden des darin enthaltenen Nivellierkonus enthalten ist. Wenn der Sender nicht in Waage bzw. nicht nivelliert ist, trifft die reflektierte Energie auf der Oberfläche der Photodetektordiode 60 nicht auf, und es wird daher kein Strom erzeugt.
Die Ströme, die von jeder Photodetektionsdiode 60 und 61 erzeugt werden, werden in einem Operationsverstärker 62 verstärkt und gefiltert und dann in einem Operationsverstärker 63 mit einem Referenzstrom verglichen. Wenn hinreichend viel Energie auf die Dioden 60 und 61 auftrifft, tritt am Ausgang des Verstärkers 63 eine niedrige Spannung auf, die einem Operationsverstärker 64 zugeführt wird. Die positive Rückführung rund um den Verstärker 64 verursacht, daß er bei der negativen Versorgungsspannung in die Sättigung geht. Sind die Ausgänge beider Verstärker 64a und 64b niedrig, gelangt kein Basisstrom zu einem Paar Schalttransistoren 65 und 66, so daß diese Transistoren ausgeschaltet oder gesperrt sind. Trifft andererseits eine unzureichende Energiemenge auf irgendeiner Photodetektionsdiode 60 oder 61 auf, ist der Ausgang des zugeordneten Operationsverstärkers 64a oder 64b bei einer hohen Spannung gesättigt, und es wird ein Basisstrom den Schalttransistoren 65 und 66 zugeführt. Im Ergebnis werden daher an den Leitungen 41 und 42 Nicht-Nivelliert- Signale erzeugt, und dieser Zustand wird dem Bediener in der oben beschriebenen Weise angezeigt. Wird nur eine einzige Photodetektionsdiode 60 verwendet, wie es oben beschrieben ist, wird die der Photodetektionsdiode 61 zugeordnete Schaltung nicht benötigt, und der Ausgang des Operationsverstärkers 64a ist hinreichend, um die Schalttransistoren 65 und 66 zu betätigen.
Signalverläufe oder Schwingungen, die die vom Sender 1 erzeugte Energie darstellen, sind in Fig. 5 gezeigt. Der Verlauf 70 zeigt die Energie, die unter normalen Betriebsbedingungen im Laserausrichtreferenzkonus erzeugt wird. Der Verlauf 71 stellt die pulsierende Energie dar, die erzeugt wird, wenn ein Nicht- Nivelliert-Zustand vorhanden ist. Es ist für einen Fachmann augenscheinlich, daß die Energie, die in den Laserausrichtreferenzkonus projiziert wird, mit einer anderen Information als dem Nicht-Nivelliert-Zustand codiert sein kann. Ferner können andere Techniken angewendet werden, um die Informationscodierung vorzunehmen.
Insbesondere bezugnehmend auf Fig. 4, enthält jeder Empfänger 2 Schaltungstechnik zum Detektieren und Anzeigen des genauen Ortes des Laserausrichtreferenzkonus. Separate Signalkanäle sind für jede Photozelle 12 und 13 vorgesehen, und darin befindliche gemeinsame Elemente werden jetzt unter Bezugnahme auf gleiche Bezugszahlen beschrieben. Das von der Photozelle 12 oder 13 erzeugte Signal wird an den Eingang eines Bandpaßfilters 100 gelegt. Eine Spule 101 ist dem Eingang des Bandpaßfilters 100 parallelgeschaltet, und sie sieht einen niedrigen Impedanzweg vor, der Gleichstrom- und niederfrequente Wechselstromkomponenten im Eingangssignal kurzschließt. Das Bandpaßfilter 100 läßt ein schmales Band derjenigen Signalkomponenten durch, die etwa um die 8-kHz-Modulationsfrequenz zentriert sind. Es sieht auch eine Verstärkung für diese Signalkomponenten vor, und im Ergebnis werden daher Signale, die vom Umgebungslicht stammen und durch Rauschen erzeugt werden, im Vergleich zu dem Signal, das durch die Energie im Ausrichtreferenzkonus erzeugt wird, beträchtlich vermindert.
Der Ausgang des Bandpaßfilters 100 wird einem Verstärker 102 zugeführt. Da man die Empfänger 2 bei unterschiedlichen Abständen vom Sender 1 einsetzen kann, schwankt die Stärke des Signals, das von der modulierten Laserenergie erzeugt wird, in einem beträchtlichen Maße. Die Verstärkung des Verstärkers 102 kann man daher mit Hilfe einer automatischen Verstärkungsregelungsschaltung (AVR) 103 automatisch einstellen, um ein jeweils geeignetes Verstärkungsmaß vorzusehen. Wie es aus dem in Fig. 6 dargestellten Signalverlauf hervorgeht, ist der Ausgang des Verstärkers 102 eine Spannung, die sich mit der Modulationsfrequenz zwischen 0 Volt und einer positiven Spannung ändert. Der Betrag der positiven Spannung ist der Laserenergie proportional, die auf die Photozelle 12 oder 13 trifft. Die Verstärkung des Verstärkers 102 wird so eingestellt, daß eine Aussteuerung bis in die Sättigung vermieden wird.
Weiterhin geht es aus Fig. 4 hervor, daß der Ausgang des Verstärkers 102 einer Autokorrelatorschaltung zugeführt wird, die mit gestrichelten Linien eingezeichnet ist. Der Autokorrelator 105 enthält einen analogen Schalter 106, der synchron mit dem 8-kHz-Signal durch logische Signale eingeschaltet wird, die über eine Steuerleitung 107 empfangen werden. Im Ergebnis wird daher der Pegel des 8-kHz-Signals bei seinem Spitzenwert abgetastet. Ein RC-Filter 108 am Ausgang des Schalters 106 hält einen relativ gleichförmigen Spannungspegel (V) aufrecht, der dem Abtastwert des 8-kHz-Signals folgt. Das Steuersignal, das die Analogschalter 106 synchron betätigt, ist in Fig. 6 als Verlauf 109 dargestellt, und der Ausgang des Autokorrelators 105 ist mit einem gestrichelten Linienzug 110 eingezeichnet.
Wie es mit weiteren Einzelheiten unten beschrieben ist, werden die Spannungspegel Va und Vb an den Ausgängen der Autokorrelatoren 105a und 105b der AVR-Schaltung 103 zugeführt, wo sie summiert und verwendet werden, um die in den Verstärkern 102a und 102b erforderliche Verstärkung zu bestimmen. Dieselben Signale Va und Vb werden ebenfalls angelegt an die Eingänge einer Verhältnisvergleicherschaltung 111, wo ihre relativen Beträge miteinander verglichen werden.
Der Verhältnisvergleicher 111 bestimmt die Position des Empfängers 2 bezüglich des Laserausrichtreferenzkonus und erzeugt ein entsprechendes logisches Niveausignal an einer von vier Ausgangsleitungen 112 bis 115. Diese Signale werden einem Höhendecoder 116 zugeführt, der sie in logische Niveausignale überführt, die anzeigen, ob der Empfänger 2 unter dem Ausrichtreferenzkonus (LO), auf dem Niveau des Ausrichtreferenzkonus (ON) oder oberhalb des Ausrichtreferenzkonus (HI) ist. Diese Signale treten an jeweiligen Ausgängen 117 bis 119 auf, wenn ein Freigabesignal an einer Steuerleitung 120 empfangen wird.
Die drei Höhendecoderausgangssignale (LO, ON und HI) werden einer Audiotreiberschaltung 121, einer LCD- Treiberschaltung 122 und einem Satz aus drei Fernpuffern 123 zugeführt. Die Audiotreiberschaltung 121 empfängt drei Audiosignale mit unterschiedlichen Frequenzen, und eines dieser Signale wird dem Audiowandler 15 in Abhängigkeit von dem jeweiligen Signal LO, ON oder HI zugeführt. In ähnlicher Weise aktiviert der LCD-Treiber 122 eines der Flüssigkeitskristall- oder LCD-Anzeigeelemente 7, 8 und 9 in Abhängigkeit von denselben Signalen, und die Fernpuffer 123 konditionieren die Signale so, daß sie über Leitungen 124 zu einem entfernt angeordneten Anzeigermodul übertragen werden können.
Es ist augenscheinlich, daß viele andere Verfahren und Geräte verwendet werden können, um die Position des Empfängers 2 anzuzeigen und um dem Benutzer zu helfen, das Zentrum des Ausrichtreferenzkonus zu finden. Zusätzlich können die Signale, die von dem Höhendecoder 116 erzeugt werden, als Teil eines Servomechanismus herangezogen werden, der den Empfänger 2 automatisch im Laserausrichtreferenzkonus hält und der automatisch das Niveau einer Schaufel oder eines anderen Erdbewegungsgeräts an einer Baumaschine steuert.
Immer noch unter Bezugnahme auf Fig. 4 sei erläutert, daß der Empfänger 2 das Vorhandensein des Laserausrichtreferenzkonus nicht anzeigt, bis er das 8-kHz-Signal, das an den Ausgängen der Verstärker 102a und 102b erzeugt wird, abfühlt und sich darauf "aufschaltet". Damit dies bewerkstelligt werden kann, werden diese Signale dem Eingang eines Operationsverstärkers 130 zugeführt, der sie summiert und einer phasenverriegelten Schleifenschaltung 131 zuführt. Im freilaufenden Zustand erzeugt die phasenverriegelte Schleife 131 ein 500-kHz- Signal an ihrem Ausgang 132, und dieses Signal wird auf ein 8-kHz-Signal durch einen Zähler 133 vermindert, der als Teiler arbeitet. Der Zähler 133 kann dadurch verändert werden, daß man entweder den einen oder den anderen von zwei Eingangsanschlüssen 134 und 135 an Masse legt, und zwar mit dem Ergebnis, daß die Frequenz an seinem Ausgang 136 dann 7,8 kHz oder 8,2 kHz beträgt, um eine Anpassung für Sender vorzusehen, die bei diesen alternativen Modulationsfrequenzen betrieben werden.
Der Ausgang des Zählers 133 wird zurück zu einem Vergleichereingang der phasenverriegelten Schleife 131 geführt, und wenn das Eingangssignal des Operationsverstärkers 130 dieselbe Frequenz und Phase hat, schaltet sich die phasenverriegelte Schleife 131 auf das Eingangssignal auf und erzeugt ein entsprechendes synchronisiertes Signal am Zählerausgang 136. Dieses synchronisierte Signal ist in Fig. 6 als Verlauf 137 dargestellt, und es wird einer Phasenverschiebungsschaltung 138 zugeführt, die einen ähnlichen Signalverlauf 139 erzeugt, der in der Phase um 90º verschoben ist.
Die Phasenverschiebungsschaltung 138 ist Teil eines Quadraturdetektionssystems, das auch eine zweite phasenverriegelte Schleife 140 und einen Operationsverstärker 141 enthält. Der Ausgang der Phasenverschiebungsschaltung 138 wird mit dem vom Operationsverstärker 130 empfangenen Signal verglichen, und an einem Ausgang 142 der phasenverriegelten Schleife 140 wird eine Spannung erzeugt, die der momentanen Phasendifferenz der miteinander verglichenen Signale proportional ist. Diese Ausgangsspannung ist Null, wenn die Signale in Phase sind, und sie hat ein Maximum, wenn die Signale um 90º gegeneinander phasenverschoben sind. Tritt das Maximum der Ausgangsspannung auf, bedeutet dies, daß die erste phasenverriegelte Schleife 131 auf das 8-kHz-Signal, das von der modulierten Laserenergie erzeugt wird, aufgeschaltet ist. Der Operationsverstärker 141 arbeitet wie ein Spannungsvergleicher, der ein logisch hohes "Aufschalt"-Signal erzeugt, wenn dies der Fall ist. Der Ausgang der phasenverriegelten Schleife 140 wird von einem RC-Filter 134 am Eingang des Operationsverstärkers 141 gemittelt, um zu verhindern, daß momentan auftretende Signale eine Aufschaltanzeige hervorrufen.
Wenn die phasenverriegelte Schleife 131 aus das 8-kHz-Signal aufgeschaltet ist, wird der Ausgang des Zählers 133 einem Impulsgenerator 150 zugeführt, der das Steuersignal an der Leitung 107 erzeugt, das die analogen Schalter 106a und 106b synchron betätigt. Das "Aufschalt"-Signal, das vom Operationsverstärker 141 erzeugt wird, gelangt zum Setzanschluß eines J-K- Flipflop 151, das daraufhin gesetzt wird und ein Freigabesignal für den Höhendecoder 116 über ein NAND-Glied 152 erzeugt. Wenn somit das 8-kHz-Signal erfaßt wird, beginnt die phasenverriegelte Schleife 131 mit der Erzeugung eines Synchronsignals, das vom Impulsgenerator 150 verwendet wird, um die Synchronniveaudetektoren 105a und 105b in geeigneter Weise zu betreiben. Während der Zeit der Erzeugung des "Aufschalt"-Signals ist somit der Höhendecoder 116 freigegeben, und es steht eine genaue Positionsinformation zum Anzeigen zur Verfügung.
Wenn das 8-kHz-Signal verlorengeht, gerät die phasenverriegelte Schleife 131 in den freilaufenden Zustand, und die Erzeugung des logisch hohen Aufschalt- Signals durch den Operationsverstärker 141 wird beendet. Das J-K-Flipflop 151 wird vom nächsten Impuls zurückgesetzt, der am Ausgang des Zählers 133 erscheint, und der Höhendecoder 161 wird gesperrt, so daß weitere Audio- oder visuelle Anzeigen nicht auftreten. Der freilaufende Zustand hält an, bis die 8-kHz-Modulationsfrequenz erneut in den Signalen erfaßt wird, die von den Verstärkern 102a und 102b erzeugt werden.
Das von der Quadraturdetektionsschaltung erzeugte "Aufschalt"-Signal dient auch als Eingang für einen Nicht-Nivelliert-Detektor 153, und es wird über eine Leitung 158 einem Fernanzeigermodul zugeführt. Das "Aufschalt" Signal wird von einem Glied 154 invertiert und verwendet, um festzustellen, wenn die 8-kHz-Ausrichtebenenlaserenergie mit einer Rate von 2,68 Hz gepulst wird. Wie es oben erläutert wurde, bedeutet dies, daß der Sender 1 nicht nivelliert ist und daß die Ausrichtinformation nicht verwendet werden sollte. Wenn dies geschieht wird ein Ausgang 155 am Nicht-Nivelliert- Detektor 153 niedrig gesteuert und der Nicht-Nivelliert- Anzeiger 16 wird dabei aktiviert, um den Benutzer oder Bediener durch Warnung auf diesen Zustand aufmerksam zu machen. Darüber hinaus wird über eine Steuerleitung 156 das NAND-Glied 152 gesperrt, so daß der Höhendecoder 116 und die Anzeigegeräte, die er steuert, für die Dauer des Nicht-Nivelliert-Zustands außer Betrieb genommen werden.
Das "Aufschalt"-Signal, das den Nicht-Nivelliert- Zustand anzeigt, ist in Fig. 5 als Signalverlauf 157 dargestellt. Wie es im einzelnen unten noch beschrieben wird, werden zwei aufeinanderfolgende Nicht-Nivelliert- Anzeigen geeigneter Dauer benötigt, um den Nicht- Nivelliert-Zustand zu signalisieren. Der Zustand wird beendet immer dann, wenn der Empfänger 2 für eine Dauer von mehr als zwei aufeinanderfolgende 2,68-Hz- Perioden eine Aufschaltung vornimmt oder beendet.
Es wird jetzt insbesondere auf Fig. 4 und 7 Bezug genommen. Die Bandpaßfilterschaltung 100 enthält fünf Operationsverstärker 170 bis 174, die als integrierte Schaltungen im Handel zur Verfügung stehen. Der Verstärker 170 arbeitet wie ein Vorverstärker mit einem Frequenzbereich von 200 bis 20000 Hz und einer Verstärkung von 25 bei 8-kHz-Modulationsfrequenz. Der Verstärker 171 ist ein Tiefpaßfilter mit einer Grenzfrequenz von 9 kHz, und der Verstärker 172 ist ein Hochpaßfilter, das eine Grenzfrequenz von 5,7 kHz hat. Der Verstärker 173 ist als Hochpaßfilter mit einer Grenzfrequenz von 4,3 kHz geschaltet, und der Verstärker 174 sieht eine Verstärkung von zwei in dem schmalbandigen Frequenzband bei der 8-kHz-Modulationsfrequenz vor.
Es ist augenscheinlich, daß im Stand der Technik zahlreiche Schaltungen für die Verstärkung und Bandpaßfilterung im Audiofrequenzbereich zur Verfügung stehen. Die Auswahl einer 8-kHz-Modulationsfrequenz ist allerdings nicht gegeben. Man hat gefunden, daß viele Leuchtstofflampen, die an einem Arbeitsplatz und auch im Freien benutzt werden, Lichtenergie erzeugen, die in der Amplitude moduliert ist. Der Betrag dieses modulierten Ungebungslichts beginnt bei etwa 4 kHz stark abzufallen und ist bei 8 kHz relativ unbedeutend. Darüber hinaus liegt eine Frequenz von 8 kHz in einem kostengünstig zu verarbeitenden Frequenzbereich und es stehen lineare integrierte Schaltungskomponenten ohne weiteres zur Verfügung.
Im folgenden wird insbesondere auf Fig. 4 und 8 Bezug genommen. Die AVR-Schaltung 103 ist rund um drei Operationsverstärker 180 bis 182 aufgebaut. Der Verstärker 180 dient zum Summieren der beiden Signale Va und Vb, die von den Niveaudetektoren 105a und 105b ausgegeben werden. Ist die Summe dieser Signale kleiner als 0,48 Volt, steigt der Ausgang des Operationsverstärkers 182 auf eine logisch hohe Spannung an. Ist ihre Summe größer als 1,2 Volt, steigt der Ausgang des Operationsverstärkers 180 auf eine logisch hohe Spannung an. Der Ausgang des Verstärkers 182 steuert eine Aufwärtszählleitung an, die die Verstärkung der Verstärker 192a und 102b vermindert. Der Ausgang des Verstärkers 181 steuert eine Abwärtszählleitung an, die die Verstärkung der Verstärker 102a und 102b erhöht.
Immer noch unter Bezugnahme auf Fig. 8, sei ausgeführt, daß die Verstärker 102a und 102b jeweils einen 4-Bit-Aufwärts/Abwärts-Binärzähler 190 enthalten, der angesteuert wird durch die Aufwärts- und Abwärtssteuerleitung über jeweilige NAND-Glieder 191 und 192. Der Zähler 190 ist mit einer Gruppe aus vier Widerständen 193 verbunden, die zu einem Verstärkungswiderstand 194 parallelgeschaltet sind. Der Verstärkungswiderstand 194 arbeitet in Kombination mit einem Rückführwiderstand 195, um die Verstärkung eines Operationsverstärkers 196 festzulegen. Wenn der Zähler 190 bei seinem Maximalzählwert ist, befindet sich die Verstärkung des Verstärkers 102 auf ihrem Minimum von eins. Der Zähler 190 kann in 16 Schritten abwärtsgezählt werden, um die Widerstände 193 fortschreitend dem Widerstand 194 parallelzuschalten und dabei fortschreitend die Verstärkung auf ihr Maximum zu erhöhen. Der Zähler 190 zählt aufwärts oder abwärts synchron mit einem 500-Hz-Taktsignal, das den UND-Gliedern 191 und 192 zugeführt wird.
Es wird jetzt besonders auf Fig. 4 und 9 Bezug genommen. Der Verhältnisvergleicher 101 ist rund um vier Operationsverstärker 200 bis 203 ausgebildet, die so geschaltet sind, daß sie an ihren Differenzeneingängen die jeweiligen Signale Va und Vb empfangen. Die Verstärker 200 bis 203 werden als Spannungskomparatoren oder Spannungsvergleicher betrieben, und die Werte der Widerstandsnetzwerke, die mit ihren nicht invertierenden Eingängen verbunden sind, erstellen das Verhältnis der Eingangsspannungen Va/Vb, das die Verstärker veranlaßt, ihren Zustand umzuschalten. Wenn die Spannungen Va und Vb im wesentlichen einander gleich sind, sind die Ausgänge aller Verstärker bei einer logisch niedrigen Spannung gesättigt. Wird der Betrag der Spannung Va kleiner als derjenige der Spannung Vb, wird ein erster Schwellenwert erreicht (Va/Vb = 0,866), bei dem der Ausgang 113 des Operationsverstärkers 201 auf eine logisch hohe Spannung gesetzt wird. Fährt das Verhältnis Va/Vb mit einer Abnahme fort, wird ein zweiter Schwellenwert erreicht (Va/Vb = 0,75), bei dem der Ausgang 112 des Operationsverstärkers 200 auf eine logisch hohe Spannung gesetzt wird. Erhöht sich der Betrag der Spannung Va über denjenigen der Spannung Vb, wird in ähnlicher Weise zunächst der Ausgang 114 des Verstärkers 202 auf eine logisch hohe Spannung angehoben (Va/Vb = 1,133) und anschließend der Ausgang 115 des Verstärkers 203 (Va/Vb = 1,25).
Die an den Ausgängen 112 bis 115 erzeugten Signale werden in vier D-Flipflops 205 bis 208 im Höhendecoder 116 getaktet. Für diesen Zweck wird ein 30-Hz-Takt verwendet. Eine Gruppe aus fünf NAND-Gliedern 209 bis 213 ist an die Ausgänge der Flipflops 205 bis 208 angeschlossen, und ihre Ausgänge werden durch eine Gruppe aus drei NOR-Gliedern 214 bis 216 vereint, um die drei Ausgangssignale "LO", "ON" und "HI" zu erzeugen. Diese drei Ausgangssignale werden auf die Leitungen 117 bis 119 torgesteuert, wenn die Freigabeleitung 120 mit einer logisch hohen Spannung beaufschlagt ist, wie es oben beschrieben ist.
Es ist augenscheinlich, daß, obgleich das bevorzugte Ausführungsbeispiel des Empfängers 2 lediglich eine 3-Zustands-Anzeige der Position in bezug auf die Laserausrichtebene liefert, eine 5-Zustands-Positionsinformation am Ausgang der NAND-Glieder 209 bis 213 verfügbar ist. Diese zusätzliche Information kann beispielsweise nützlich sein, wenn der Empfänger 2 verwendet wird in Verbindung mit einem Servomechanismus zur Steuerung der Höhe einer Baggerschaufel oder dergleichen.
Es wird jetzt insbesondere Bezug genommen auf Fig. 4 und 10. Der Nicht-Nivelliert-Detektor 153 enthält einen Zähler 220, der immer dann zurückgesetzt wird, wenn die mit 8 kHz modulierte Laserenergie verlorengeht. Wie es oben beschrieben ist, wird dieser Zustand durch das AUFSCHALT-Signal an einer Leitung 221 angezeigt. Die Umkehr dieses Signals wird auch verwendet, um zwei J-K-Flipflops 222 und 223 zu takten, wenn das 8-kHz- Signal wieder erfaßt wird. Der Zähler 220 wird mit Hilfe eines 62-Hz-Taktsignals weitergezählt, und 100 ms nach der Beendigung des 8-kHz-Signals geht ein erster Ausgang 224 auf einen logisch hohen Zustand, um ein RS- Flipflop 225 zu setzen. Das Flipflop 225 wird 170 ms später zurückgesetzt, wenn ein Ausgang 226 am Zähler 220 auf einen logisch hohen Zustand übergeht. Der Zähler 220 arbeitet in Verbindung mit dem Flipflop 225, um ein Zeitfenster zu definieren, das von 100 bis 270 ms nach dem Verlust des 8-kHz-Signals dauert. Wenn das 8-kHz- Signal während dieses Zeitfensters wieder auftritt, wird ein Nicht-Nivelliert-Zustand angezeigt. Dieser Umstand wird in das J-K-Flipflop 222 getaktet, und wenn, nachdem das 8-kHz-Signal wieder verloren ist, dieselbe Sequenz wiederholt wird, dann wird das J-K-Flipflop 223 gesetzt und ein Nicht-Nivelliert-Zustand wird an den Ausgängen 155 und 156 angezeigt. Die Arbeitsweise des R-S-Flipflop 225 ist in Fig. 5 veranschaulicht. Der durch die ausgezogene Linie 227 dargestellte Signalverlauf zeigt denjenigen des R-S-Flipflop 225, wenn es durch das "Aufschalt"-Signal 127 zurückgesetzt wird, und die gestrichelte Linie 228 zeigt das totale Ausmaß des Fensters.
Der Nicht-Nivelliert-Zustand wird so lange aufrecht erhalten, wie das 8-kHz-Signal empfangen wird, und geht mit der 2,68-Hz-Rate verloren. Falls diese Rate während einer Periode nicht aufrechterhalten wird, wird das J-K-Flipflop 222 zurückgesetzt, jedoch bleibt das J-K-Flipflop 223 gesetzt, und die Nicht-Nivelliert- Anzeige wird aufrechterhalten. Wenn jedoch die Rate für zwei aufeinanderfolgende 2,68-Hz-Perioden verlorengeht, wird auch das J-K-Flipflop 223 zurückgesetzt, und die Nicht-Nivelliert-Anzeige wird beendet.
Für einen Fachmann ist es augenscheinlich, daß viele der hier offenbarten diskreten Schaltungskomponenten durch eine kundenspezifische oder halbkundenspezifische integrierte Schaltung verwirklicht werden können, oder daß die Funktionen, die von ihnen ausgeführt werden, durch einen in geeigneter Weise programmierten Mikrocomputer verwirklicht werden können.

Claims

1. Sender (1) zum Erzeugen eines Ausrichtfeldes in Form von Energie, die von einem Laser (20) ausgeht, welcher Sender den Laser und eine Einrichtung zum Abfühlen des Auftretens eines auf den Sender (1) bezogenen Nicht- Nivelliert-Zustands enthält, gekennzeichnet durch :

eine Modulationseinrichtung (30) zum Einschalten und Ausschalten des Lasers bei einer Modulationsfrequenz;

eine Einrichtung (40) zum Erzeugen eines Nicht- Nivelliert-Signals, wenn das Auftreten eines Nicht-Nivelliert-Zustands abgefühlt wird; und

eine Einrichtung (45, 46) zum Empfangen des Nicht- Nivelliert-Signals und als Antwort darauf zum Einschalten und Ausschalten des Lasers (20) bei einer Impulsrate, die frequenzmäßig niedriger als die Modulationsfrequenz ist.

2. Empfänger (2) zum Lokalisieren der Position eines Laserausrichtfeldes, bei dem die Strahlungsenergie im Feld bei einer ausgewählten Modulationsfrequenz amplitudenmoduliert ist, welcher Empfänger enthält einen Photodetektor (12), der gegenüber Strahlungsenergie im Laserausrichtfeld empfindlich ist und der ein elektrisches Signal erzeugt, das betragsmäßig der Strahlungsenergie proportional ist, die auf seine Oberfläche auftrifft; und

eine Filterschaltung (100) zum Empfangen des elektrischen Signals vom Photodetektor (12) und zum Erzeugen eines gefilterten elektrischen Signals, dadurch gekennzeichnet

daß die Filterschaltung eine Bandpaßfilterschaltung zum Erzeugen eines Signals ist, in dem der Betrag der Signalkomponente bei der Modulationsfrequenz in bezug auf den Betrag von Signalkomponenten bei anderen Frequenzen erhöht ist, und daß der Empfänger ferner enthält:

eine erste Detektoreinrichtung (105) zum Empfangen des gefilterten elektrischen Signals und zum Erzeugen

eines ersten Signals, das den Betrag der Modulationsfrequenzsignalkomponente darin angibt;

eine erste Anzeigeeinrichtung (5), die mit der ersten Detektoreinrichtung (105) verbunden ist, zum Bereitstellen einer Anzeige, wenn der Betrag des ersten Signals einen voreingestellten Wert erreicht;

eine zweite Detektoreinrichtung (131, 132, 138, 140, 153) zum Empfangen des gefilterten elektrischen Signals und zum Erzeugen eines Nicht-Nivelliert-Signals, das das Vorhandensein einer Signalkomponente in dem gefilterten elektrischen Signal anzeigt, die eine voreingestellte Ein- und Aus-Impulsrate hat, die bezüglich der Frequenz niedriger als die Modulationsfrequenz ist; und

eine zweite Anzeigeeinrichtung (16), die mit der zweiten Detektoreinrichtung verbunden ist, zum Bereitstellen einer Nicht-Nivelliert-Anzeige, wenn das Nicht- Nivelliert-Signal erzeugt wird.

3. Empfänger nach Anspruch 2, bei dem die Modulationsfrequenz etwa 8 kHz und die voreingestellte Impulsrate etwa 2,68 Hz beträgt.