DE3724264C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine fotoelektrische Fühl- oder Meßeinrichtung mit einer Beleuchtungseinrichtung und einem dazu ausgerichteten Empfängerteil mit einer in Abhängigkeit von der empfangenen Lichtmenge elektrische Signale erzeugenden Fotoelementanordnung, wobei das Fühl- oder Meßobjekt in den Strahlengang von der Beleuchtungseinrichtung zum Empfängerteil eingeschaltet ist.

Eine derartige Fühleinrichtung ist aus der DE 33 17 057 A1 bekannt. Dort ist eine Fühl- oder Meßeinrichtung beschrieben, bei der das abzufühlende oder zu vermessende Objekt zwischen zwei Armen läuft, von denen einer einerseits des Objektes eine Leuchtstoffröhre als Beleichtungseinrichtung enthält, die ein Lichtband bildet. Der andere Arm andererseits des Objektes enthält einen Empfängerteil. Letzterer besteht aus einer Reihe von Fotoelementen hinter einer LISA-Kunststoffplatte. Diese Platte ist so angeordnet, daß eine Lichteintrittsfläche dem auftreffenden Licht senkrecht gegenübersteht und die Fotoelemente sich an einer Schmalseite der Platte befinden. Es wird die Abschattung des Lichtbandes durch das Objekt zur Bestimmung der Breite und/oder Lage des Objektes benutzt.

Das Auflösungsvermögen der Einrichtung ist von der erreichbaren Unterteilung der Kunststoffplatte in Lichtleitbahnen für die Fotoelemente abhängig.

In Fällen, in denen im Umfeld störende Lichtquellen oder Abschattungen bewirkende Aerosole und/oder Wrasen vorhanden sind, ist diese Einrichtung wenig geeignet.

Aus der DE 35 29 488 A1 ist es grundsätzlich bekannt, für eine Beleuchtungseinrichtung die lichtsammelnden Eigenschaften eines fluoreszierende Farbstoffe enthatlenden Mediums zu nutzen. Bei der durch diese Druckschrift offenbarten Einrichtung befindet sich eine Flüssigkeit, die fluoreszierende Farbstoffe enthält in einem Schlauch, dessen Brechungsindex kleiner als der der Flüssigkeit ist. Die Einrichtung ist dabei so ausgelegt, daß Licht großflächig gesammelt und konzentriert an einer kleinen Fläche eines Lichtleiters abgegeben wird.

Für eine fotoelektrische Fühl- oder Meßeinrichtung der eingangs genannten Art ist die bekannte Beleuchtungseinrichtung nicht geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine fotoelektrische Fühl- oder Meßeinrichtung für den umfeldbelasteten Hüttenwerksbetrieb mit hohem Auflösungsvermögen zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die weitere Ausbildung des Erfindungsgegenstandes geht aus den Merkmalen der Unteransprüche hervor.

Die Fühl- oder Meßeinrichtung arbeitet nach dem bekannten Prinzip der Beobachtung der Abschattung eines Lichtbandes durch das Objekt. Durch die besondere Konstruktion der Beleuchtungseinrichtung mit einem plattenförmigen fluoreszierend eingefärbten Kunststoffkörper mit lichtsammelnden Eigenschaften wird ein sehr helles vor allem gleichmäßig helles Lichtband geschaffen. Zur Vergleichmäßigung der Helligkeit trägt wesentlich der fluoreszierend eingefärbte Kunststoffkörper bei, da das vom Körper emittierte fluoreszierende Licht diffus abgestrahlt wird.

Das helle und gleichmäßige Lichtband gestattet, auch zwischen Abschattungen vom Objekt und von Umfeldeinflüssen zuverlässig zu unterscheiden. Die Lichtschwächung, insbesondere in dem bevorzugt verwendeten Lichtwellenlängenbereich durch Staub oder Wasserdampf, ist auf die hier in Rede stehenden Abstände nicht erheblich.

Wegen der lichtsammelnden Eigenschaften des Kunststoffkörpers können normale röhrenförmige Leuchtstofflampen, insbesondere röhrenförmige Energiesparlampen für die Beleuchtungseinrichtung verwendet werden.

In diesem Fall ist die Stromaufnahme der Lampen so gering, daß das Gehäuse der Beleuchtungseinrichtung keine besondere Kühlung erfordert.

Wird eine langes Lichtband verlangt, wie beispielsweise beim Stahlbandwalzen, so ist es ohne weiteres möglich, in dem Gehäuse mehrere Leuchtstofflampen in der axialen Erstreckung hintereinander anzuordnen. Die lichtstreuende Wirkung des plattenförmigen, fluoreszierend eingefärbten Kunststoff­ Körpers überbrückt die kurzen Lücken zwischen den Lampen. Andererseits wird auch vorgeschlagen, die Lampen so anzuordnen, daß sie sich etwas überlappen. Darüber hinaus können die Lücken oder Überlappungen der Leuchtstofflampen auf der einen Seite des Kunststoffkörpers versetzt zu denjenigen auf der anderen Seite angeordnet sein.

Der Empfängerteil ist gegenüber der Ausführung nach dem Stand der Technik einfacher. Es ist nämlich die Verwendung eines handelsüblichen Scanners möglich. Für die Scanner gibt es auch einschlägige Programme zum Umsetzen der Messungen in objektive Werte und/oder Regelimpulse. Mit dem Scanner können auch in einer engen Punktfolge in Richtung der zu messenden Größe am Objekt die beiden Zustände Lichthelligkeit über oder unter einem passend eingestellten Schwellenwert festgestellt werden. Die Vorteile der Einrichtung ergeben sich daraus, daß der Empfängerteil keinen Kunststoffkörper enthält und dieser in der Lichtquelle wegen des diffusen Fluoreszenzlichtes nicht in Lichtleiterbahnen für jedes Fotoelement unterteilt werden muß. Folglich kann auch die von Umfeldeinflüssen unabhängige digitale Scannermeßtechnik statt der analogen Meßtechnik nach dem Stand der Technik angewendet werden. Außerdem sind handelsübliche Scanner mit einer engen Punktfolge ausgestattet und besitzen deswegen ein hohes Auflösungsvermögen.

Die Fühl- oder Meßeinrichtung nach dem Patentanspruchs 1 wird anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 die Beleuchtungseinrichtung der fotoelektronischen Fühl- oder Meßeinrichtung in einer teilweise geschnitten perspektivischen Ansicht und

Fig. 2 die Gesamtanordnung der Meß- oder Fühleinrichtung in perspek­ tivischer Ansicht.

Die Beleuchtungseinrichtung besteht aus einem kastenartigen Gehäuse 1, in dessen oberer Wand sich etwa mittig ein Längsschlitz 7 befindet. Das Innere des Gehäuses 1 ist von einem plattenförmigen Kunststoffkörper 6 unterteilt, der sich mit einer Schmalseite 10 durch den Schlitz hindurch erstreckt. Der plattenförmige Kunststoffkörper 6 besteht aus einem fluoreszierend eingefärbten durchsichtigen Material mit einem Brechungsindex von etwa 1, 5, einer sogenannten LISA-Platte.

Innerhalb des innenseitig verspiegelten oder reflektierend beschichteten Gehäuses 1 sind auf jeder Seite des plattenförmigen Kunststoffkörpers 6 Leuchtstofflampen 2, 3, 4, 5 angeordnet. Das Licht der Leuchtstofflampen 2, 3, 4, 5 tritt durch die flachen Seiten des Kunststoffkörpers 6 in diese direkt oder nach Reflexion an den Gehäusewänden ein.

Das Licht wird im plattenförmigen Kunststoffkörper 6 durch Fluoreszenz in seiner Wellenlänge umgesetzt. Es entsteht ein vollkommen diffuser Lichtstrom, der infolge der teilweisen Totalreflexion an den flachen Seiten und der Verspiegelung von drei Schmalseiten, z. B. 8, 9, der Platte zum Austritt aus der Schmalseite 10 der Platte gesammelt wird. Die Schmalseite 10 erscheint dabei als ein sehr helles Lichtband, was mit den Pfeilen 11 angedeutet ist.

Eine derartige Beleuchtungseinrichtung ist in Fig. 2 unter einem Objekt 12 angeordnet, dessen Breite und horizontale Lage gemessen werden soll. Das Objekt 12 ist in der Horizontalen z. B. auf einem Rollgang (nicht dargestellt) geführt. Über dem Objekt 12 ist ein Scanner 13 angeordnet.

Der Scanner 13 besteht aus einem Drehspiegel, der während einer Teildrehung über das Lichtband 11 hinwegschwenkt und dabei von dem in kleine Flächen unterteilt zu denkenden Lichtband 11 Impulse auf ein Fotoelement wirft und dadurch Ladungsimpulse erzeugt. Die Auswertung und Bewertung der Folge von Ladungsimpulsen erfolgt durch Rechner. Letztere können aus den Impulsreihen auch Steuerbefehle oder Meßprotokolle erzeugen.

Claims (8)

1. Fotoelektronische Fühl- oder Meßeinrichtung mit einer Beleuchtungseinrichtung und einem dazu ausgerichteten Empfängerteil mit einer in Abhängigkeit von der empfangenen Lichtmenge elektrische Signale erzeugenden Fotoelementanordnung, wobei das Fühl- oder Meßobjekt in den Strahlengang von der Beleuchtungseinrichtung zum Empfängerteil eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinrichtung aus einem plattenförmigen fluoreszierend eingefärbten Kunststoffkörper (6) mit lichtsammelnden Eigenschaften besteht, der zwischen mindestens zwei Leuchtstofflampen (2, 3, 4, 5) in einem kastenartigen Gehäuse (1) angeordnet ist, durch dessen eine Längswand, die mit einem Längsschlitz (7) versehen ist, er sich mit einer Schmalseite hindurch erstreckt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im Gehäuse (1) vorhandene Längsschlitz (7) von dem Kunststoffkörper (6) völlig ausgefüllt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) innen reflektierend beschichtet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht den Leuchtstofflampen zugewendeten Flächen (8, 9) des Kunststoffkörpers (6), soweit sie sich innerhalb des Gehäuses befinden, nach innen reflektierend beschichtet sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Seite des Kunststoffkörpers (6) mehrere Leuchtstofflampen (2, 3, 4, 5) in ihrer Längserstreckung sich überlappend hintereinander angeordnet sind und daß sich die Überlappungen an der einen Seite auf Lücke zu den Überlappungen auf der anderen Seite des Kunststoffkörpers befinden.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der fluoreszierend eingefärbter Kunststoffkörper (6) ein Emissionsmaximum im Wellenlängenbereich von 550- 650 nm aufweist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtstofflampen (2, 3, 4, 5) vorzugsweise im Wellenlängenbereich von 440-550 nm emittieren und vorzugsweise röhrenförmige Energiesparlampen sind.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtstofflampen (2, 3, 4, 5) eine Betriebsfrequenz von mindestens 5 kHz haben.