DE4330223A1 - Verfahren zur Erhöhung der Störunterdrückung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Störunterdrückung, insbesondere bei optischen Näherungsschaltern, mit Hilfe eines eine optische Pulsfolge aussendenden optischen Senders, mit Hilfe eines ein Meßsignal aus­ gebenden optischen Empfängers und mit Hilfe einer den optischen Sender steuern­ den und das Meßsignal auswertenden Steuer- und Auswerteeinheit, bei welchem das Meßsignal des optischen Empfängers aus der Überlagerung eines ständig ausgegebenen Störuntergrundes und eines beim Empfang eines optischen Pulses ausgegebenen Meßpulses besteht und bei welchem das Meßsignal des optischen Empfängers in einem Signalintervall während eines Meßpulses und in mindestens einem Untergrundintervall außerhalb des Meßpulses von der Steuer- und Aus­ werteeinheit ausgewertet wird.

Optische Näherungsschalter, die nach dem geschilderten Pulsverfahren arbeiten, werden üblicherweise in drei Kategorien unterteilt. Man unterscheidet zum einen zwischen optischen Näherungsschaltern, die den Nachweis eines Objek­ tes über das Ausbleiben von an einem Reflektor reflektierten optischen Pul­ sen nachweisen, den sog. Reflexlichtschranken, und den optischen Näherungs­ schaltern, die den Nachweis eines Objektes gerade über die Reflexion sonst nicht reflektierter optischer Pulse an dem nachzuweisenden Objekt nachweisen, den sog. Reflexlichttastern. Zum anderen spricht man bei optischen Näherungs­ schaltern, bei denen im Gegensatz zu den Reflexlichtschranken und Reflex­ lichttastern der optische Sender und der optische Empfänger getrennt an­ geordnet sind, von sog. Einweglichtschranken. Bei diesen Einweglichtschran­ ken erfolgt der Nachweis eines angenäherten Objektes naturgemäß über das Ausbleiben eines oder mehrerer optischer Pulse - insofern analog zu den Re­ flexlichtschranken.

Die derzeit bekannten optischen Näherungsschalter arbeiten überwiegend nach dem sog. Impulsverfahren. Bei diesem Impulsverfahren sendet der optische Sender einen kurzen, intensiven Lichtpuls von typischerweise 10 µs bis 20 µs Länge aus. Danach folgt eine Pause von gängigerweise etwa 500 µs Länge. Um Störungen zu unterdrücken, wird bei Reflexlichttastern und Reflexlichtschran­ ken während der Pause zwischen zwei optischen Pulsen oder bei Einweglicht­ schranken während eines Teils dieser Pause der Empfang weiterer Signale ver­ hindert - man spricht hierbei von der sog. Störaustastung.

Die Anforderungen an moderne optische Näherungsschalter lauten heute im we­ sentlichen, eine höhere Schaltfrequenz bei gleichbleibender oder sogar er­ höhter Empfindlichkeit zu gewährleisten.

Um diesen Anforderungen nachzukommen, sind verschiedene Verfahren zur Erhö­ hung der Störunterdrückung vorgeschlagen worden - vgl. z. B. DE-C-35 30 011. Die Ursachen des dem Meßsignal überlagerten Störuntergrundes können vielfäl­ tiger Natur sein. Zum einen werden Störungen von Fremdlicht verursacht und in diesem Fall über den optischen Empfänger in den optischen Näherungsschal­ ter eingekoppelt. Es können jedoch auch andere Effekte eine Rolle spielen, z. B. Einschaltimpulse anderer Geräte, Netzbrummen oder ähnliche Effekte, welche dann kapazitiv, induktiv oder galvanisch in den elektronischen Aufbau des optischen Näherungsschalters eingekoppelt werden.

Insbesondere niederfrequente Störungen haben wegen des bekannten 1/f-Abfalls im Rauschspektrum einen hohen Anteil. Eine Unterdrückung dieser Störungen wäre nur mit Mittelungszeiten möglich, die eine erheblich niedrigere Zeit­ konstante haben als die Störung selber. Eine solche Mittelung wäre also mit einer krassen Senkung der Schaltfrequenz des optischen Näherungsschalters verbunden, was selbstverständlich nicht erwünscht ist.

Die DE-C 35 30 011 offenbart ein Verfahren zur Erhöhung der Störunterdrückung. Bei diesem Verfahren sollen speziell die Einflüsse von Störlicht kompensiert werden. Zu diesem Zweck wird kurz vor dem Auftreten jedes Meßpulses das zu dieser Zeit vorhandene Störlichtsignal gespeichert. Bei Auftreten des Meß­ pulses wird anschließend das in diesem Zeitpunkt vorhandene, aus Störlicht­ signal und Meßpuls bestehende Signal wiederum gespeichert. Die Intensität des eigentlichen Meßpulses erhält man anschließend dadurch, daß die gespei­ cherten Signale voneinander subtrahiert werden.

Dieses Verfahren weist einige wesentliche Defizite auf. Zum einen macht es wegen der kurz aufeinanderfolgenden Messungen für eine Eingangsverstärker­ stufe des optischen Näherungsschalters eine hohe Bandbreite erforderlich, die wiederum den optischen Näherungsschalter für hochfrequente Störungen wie Einschaltimpulse oder Funkstörungen empfindlich macht. Zum anderen ist das in der DE-C-35 30 011 beschriebene Verfahren nicht für den Einsatz in Einweglichtschranken geeignet, da dort eine Synchronisation der Aufnahme des Störuntergrundes auf den Meßpuls sehr aufwendig ist. Weiter treten gera­ de in der Nähe der optischen Pulse bzw. der Meßpulse verstärkt systematische Störanteile im Störuntergrund auf, die in dem Schaltpuls zum Aussenden des optischen Pulses ihre Ursache haben.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, die in Rede stehenden Verfahren zur Erhöhung der Störunterdrückung derart weiterzuent­ wickeln, daß die Schaltfrequenz und/oder die Empfindlichkeit der bekannten optischen Näherungsschalter vergrößert werden.

Die zuvor beschriebene Aufgabe ist dadurch gelöst, daß die Auswertung vor und nach den Signalintervallen bzw. den Untergrundintervallen durch Abstandsintervalle unterbrochen wird.

Das somit beschriebene erfindungsgemäße Verfahren bringt verschiedene Vor­ teile mit sich. Zum einen wird die angesprochene Breitbandigkeit der Eingangs­ verstärkerstufe des optischen Näherungsschalters weitgehend reduziert, da die Messungen in dem Signalintervall und dem Untergrundintervall lediglich In deutlichem Abstand aufeinanderfolgen. Zum anderen wird es durch die geeig­ nete Wahl der Länge der Abstandsintervalle möglich, das Untergrundintervall in einem Bereich des Meßsignales mit geringem systematischem Störuntergrund zu plazieren. Ein weiterer entscheidender Vorteil besteht darin, daß das erfindungsgemäße Verfahren mit nur geringen Abwandlungen ebenfalls in Ein­ weglichtschranken eingesetzt werden kann.

Eine geeignete Vorrichtung zur Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens zur Erhöhung der Störunterdrückung weist eine Steuer- und Auswerteein­ heit aus einem Microcontroller mit integriertem oder gekoppeltem Analog/Di­ gital-Wandler auf. Mit einer solchen Anordnung können sämtliche geschil­ derten Verfahrensmerkmale in besonders geeigneter Weise verwirklicht werden.

Im folgenden wird beispielhaft der Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens anhand mehrerer Zeichnungen näher erläutert, abschließend werden anhand zweier Zeichnungen zwei beispielhafte Vorrichtungen zur Verwirklichung des Verfah­ rens beschrieben; es zeigt

Fig. 1 einen Sende-, Meß- und Auswerteablauf eines aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrens,

Fig. 2 den Sende-, Meß- und Auswerteablauf eines erfindungsgemäßen Ver­ fahrens, insbesondere für Reflexlichtschranken,

Fig. 3 den Sende-, Meß- und Auswerteablauf eines ersten Verfahrens nach einem der Unteransprüche,

Fig. 4 den Sende-, Meß- und Auswerteablauf eines zweiten Verfahrens nach einem der Unteransprüche,

Fig. 5 den Sende-, Meß- und Auswerteablauf eines dritten Verfahrens nach einem der Unteransprüche,

Fig. 6 den Sende-, Meß- und Auswerteablauf eines erfindungsgemäßen Ver­ fahrens, insbesondere für Einweglichtschranken und

Fig. 7 ein Blockschaltbild mit Sende-, Meß- und Auswerteablauf eines Re­ flexlichttasters nach einem erfindungsgemäßen Verfahren,

Fig. 8 ein Blockschaltbild mit Sende-, Meß- und Auswerfeablauf einer Ein­ weglichtschranke nach einem erfindungsgemäßen Verfahren.

In Fig. 1 ist einerseits das bekannte Verfahren zur Erhöhung der Störunter­ drückung nach der DE-C-35 30 011 für Reflexlichtschranken bzw. Reflex­ lichttaster in Form des Sende-, Meß- und Auswerteablaufs dargestellt, ande­ rerseits ein ebenfalls bekanntes Verfahren zur Anwendung in Einweglichtschran­ ken dargestellt. In Fig. 1 symbolisiert der erste Graph eine optische Puls­ folge 1 des optischen Senders. Der zweite Graph zeigt das Meßsignal 2, wie es von dem optischen Empfänger geliefert wird. Dieses Meßsignal 2 wird dann In einer Steuer- und Auswerteeinheit, welche gleichzeitig den optischen Sender steuert, durch den im dritten Graphen dargestellten Auswerteablauf 3 ausgewertet. Wie man ohne weiteres erkennt, findet man in dem Meßsignal 2 des optischen Empfängers neben einem ständig vorhandenen Störuntergrund 4 den optischen Pulsen 5 korrespondierende Meßpulse 6. Der Störuntergrund 4 weist neben statistischen Einflüssen auch systematische Störpulse 7 auf. Diese Störpulse 7 sind in Fig. 1 In unmittelbarer Nähe der Meßpulse 6 darge­ stellt, wobei es einer allgemeinen Erfahrungstatsache entspricht, daß das Aussenden bzw. der Empfang der optischen Pulse häufig eine elektronische Störung mit einem gewissen Zeitverzug nach sich zieht. Nach dem Auswerteab­ lauf 3 des bekannten Verfahrens wird der Störuntergrund 4 In unmittelbarer Umgebung des Meßpulses 6 von eben diesem Meßpuls 6 subtrahiert. Hierzu wird in einem Signalintervall 8 das Meßsignal 2 während des Meßpulses 6 gespeichert und jeweils vorher und nachher während eines Untergrundintervalles 9 der Störuntergrund 4 gespeichert. Die "+"- bzw. "-"-Zeichen symbolisieren eine Integration der während der Signalintervalle 8 und der Untergrundintervalle 9 gespeicherten Werte über mehrere Perioden der optischen Pulsfolge 1. Anhand dieses in Fig. 1 dargestellten Auswerteablaufes 3 treten die bereits genann­ ten Probleme des bekannten Verfahrens zur Erhöhung der Störunterdrückung deutlich zutage. Besonders einsichtig ist hierbei, daß häufig in der Nach­ barschaft der Meßpulse 6 auftretende Störpulse 7 die Meßgenauigkeit und da­ mit beispielsweise auch die Schaltfrequenz negativ beeinflussen. Aufgrund der nicht zu realislerenden Synchronisation der Signalintervalle 8 mit den Untergrundintervallen 9 bei Einweglichtschranken weisen die bekannten Ver­ fahren zur Erhöhung der Störunterdrückung bei Einweglichtschranken einen Auswerteablauf 3 gemäß dem vierten Graphen in Fig. 1 auf. Hierbei wird das Meßsignal 2 bereits vor Empfang des optischen Pulses 5 und dem damit verbun­ denen Meßpuls 6 aufgenommen und ausgewertet. Die Signalintervalle 8 umfassen mithin in einem nicht genau zu bestimmenden Verhältnis Anteile des Störunter­ grundes 4 In Verbindung mit den Meßpulsen 6. Mit diesem bekannten Verfahren für Einweglichtschranken kann der Störuntergrund 4 nicht eliminiert werden.

In Fig. 2 ist nunmehr das erfindungsgemäße Verfahren zur Erhöhung der Stör­ unterdrückung anhand seiner Sende-, Meß- und Auswerteabläufe dargestellt. Die optische Pulsfolge 1 entspricht der aus dem Stand der Technik bekannten optischen Pulsfolge mit den optischen Pulsen 5. Auch das Meßsignal 2 ent­ spricht damit dem bereits in Fig. 1 dargestellten Meßsignal 2 mit dem stän­ dig vorhandenen Störuntergrund 4, den Meßpulsen 6 und den Störpulsen 7. Weiter kann dem Meßsignal 2 noch ein niederfrequenter Untergrundanteil 10 - z. B. durch Netzbrummen - überlagert sein. In der vorliegenden Fig. 2 muß man sich diesen als zusätzlich dem Meßsignal 2 überlagert vorstellen. Schließ­ lich ist im dritten Graphen in Fig. 2 der erfindungsgemäße Auswerteablauf 3 dargestellt. Es wird deutlich, daß die Auswertung vor und nach den Signal­ intervallen 8 bzw. den Untergrundintervallen 9 durch Abstandsintervalle 11, 12 unterbrochen wird. Die in Fig. 2 dargestellten Abstandsintervalle 11, 12 weisen die gleiche Länge auf, dies soll jedoch nicht als Einschränkung ver­ standen werden. Je nachdem, in welchem Abschnitt des Meßsignals 2 sich ein systematischer Störuntergrund befindet, wird die Position des Untergrundin­ tervalls 9 durch entsprechende Wahl der Längen der Abstandsintervalle 11, 12 verändert.

Da es bei dem Herstellungsprozeß der optischen Näherungsschalter häufig nicht möglich ist, die Lage eines systematischen Störuntergrundes im vorhinein festzustellen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Pulsfrequenz der opti­ schen Pulsfolge 1 in einem vorgegebenen Bereich - vorzugsweise um ungefähr 10 bis 20% - um eine mittlere Pulsfrequenz zu variieren. Eine solche Varia­ tion der Pulsfrequenz verbunden mit einer entsprechenden Verlängerung bzw. Verkürzung der Abstandsintervalle 11, 12 ist in Fig. 3 der Zeichnung darge­ stellt. Die hier gestrichelt dargestellten Pulse 13 symbolisieren die Aussendung eines optischen Pulses bei unveränderter Pulsfrequenz. Entsprechend der Va­ riation der Pulsfrequenz verändert sich im Meßsignal 2 die Lage der Meßpul­ se 6 und der Störpulse 7, die im hier gezeigten Beispiel für ein Meßsignal zur Verdeutlichung eine andere Lage aufweisen als in den Fig. 1 und 2. Wie man deutlich anhand der Betrachtung des Auswerteablaufs 3 erkennt, fallen die Störpulse 7 zwar teilweise mit den Untergrundintervallen 9 zusammen, dies geschieht jedoch nur in einem Bruchteil der betrachteten Fälle. Als Folge der Variation der Pulsfrequenz gehen systematische Störpulse 7 jeden­ falls nur teilweise in das Meßergebnis ein. In Analogie zu dem mit dem er­ findungsgemäßen Verfahren in einigen Punkten verwandten Lock-In-Verfahren heißt dies, daß die Störempfindlichkeit bei der Pulsfrequenz und Vielfachen davon erniedrigt, während sie dafür bei den Nachbarfrequenzen etwas angeho­ ben wird.

Die einfachste Variation besteht nun darin, die Pulsfrequenz systematisch zu variieren, also sie beispielsweise kontinuierlich durchzustimmen. Will man jedoch alle denkbaren systematischen Störpulse 7 soweit als möglich eliminieren, so ist eine unsystematische bzw. zufällige Variation der Puls­ frequenz durchzuführen.

Alternativ oder kumulativ kann neben einer Variation der Pulsfrequenz der optischen Pulsfolge eine Variation der Abstandsintervalle 11, 12 in einem vorgegebenen Bereich realisiert werden. In Fig. 4 ist eine solche Variation der Abstandsintervalle 11, 12 ohne eine gleichzeitige Variation der Puls­ frequenz dargestellt. Das Ergebnis einer Variation der Abstandsintervalle 11, 12 ist hinsichtlich der Störunterdrückung im wesentlichen identisch mit der Variation der Pulsfrequenz. Jedoch bleiben andere wesentliche Eigenschaften des optischen Näherungsschalters bei einer Variation der Abstandsinter­ valle 11, 12 wie z. B. die maximale Schaltfrequenz erhalten, die sich bei einer Variation der Pulsfrequenz verändern.

Die Abstandsintervalle 11, 12 können ebenso wie die Pulsfrequenz systematisch oder unsystematisch, also zufällig, variiert werden.

Die bislang in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele eines er­ findungsgemäßen Verfahrens sind gemeinsam dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der optischen Pulse 5 wesentlich geringer als die Länge der Pausen zwischen den optischen Pulsen 5 gewählt wird. Bei einem solchen Verfahren zur Störunterdrückung wirkt es sich besonders vorteilhaft aus, wenn die Pulsfrequenz der optischen Pulsfolge 1 im Vergleich zum herkömmlichen Puls­ verfahren vergrößert wird - vorzugsweise auf ungefähr 5 kHz. Um gleichzei­ tig die Gesamtsendeleistung beizubehalten, wird parallel zur Vergrößerung der Pulsfrequenz der Sendestrom für den optischen Sender reduziert. Durch die Wahl einer hohen Pulsfrequenz kann die Abstimmung eines Hochpaßfilters, welcher das Meßsignal filtert, so erfolgen, daß der Störuntergrund, welcher aufgrund des 1/f-Abfalls im Rauschspektrum bei niedrigen Frequenzen beson­ ders stark ist - vgl. den niederfrequenten Untergrundanteil 10 in Fig. 2, schon vor der Aufnahme des Meßsignals 1 durch die Steuer- und Auswerteein­ heit stark reduziert werden.

Selbstverständlich kann das erfindungsgemäße Verfahren, wie auch beim ver­ wandten Lock-In-Verfahren üblich, mit einer Rechteckmodulation betrieben werden, d. h. die Länge der optischen Pulse 5 entspricht in diesem Fall im wesentlichen der Länge der Pausen zwischen den optischen Pulsen 5. Eine sol­ che Rechteckmodulation hat den Vorteil, daß die Bandbreitenanforderung an die Elektronik geringer ist als bei der Modulation mit kurzen Pulsen. Es können außerdem relativ schmalbandige Filter eingesetzt werden, so daß auch Störungen höherer Frequenzen besser abgeblockt werden.

Bei dem bislang geschilderten Verfahren mit kurzen Pulsen ist die Pulsfre­ quenz durch die Auswertezeit der Steuer- und Auswerteeinheit beschränkt und läßt sich nicht ohne größeren Aufwand steigern. Es ist daher sinnvoll, das analoge Meßsignal 2 vor der Auswertung durch die Steuer- und Auswerteeinheit mit Hilfe eines Tiefpaßfilters zu ermitteln. Hierbei wird die Zeitkonstante des Tiefpaßfilters im wesentlichen entsprechend der Länge der optischen Pulse 5 bzw. der Länge der Pausen zwischen den optischen Pulsen 5 gewählt.

Die Rechteckmodulation der optischen Pulsfolge 1 ist in Fig. 5 dargestellt, man erkennt deutlich, daß die Länge der optischen Pulse 5 der Länge der Pau­ sen zwischen den optischen Pulsen 5 entspricht. Das Meßsignal 2 ist in Fig. 5 nach der Filterung durch den Tiefpaßfilter dargestellt. Man erkennt deutlich, daß am Ende des optischen Pulses 5 bzw. der Pause zwischen den optischen Pul­ sen 5 das Meßsignal 2 auf seinen Maximalwert angestiegen bzw. seinen Minimal­ wert abgefallen ist. Das eingezeichnete Zeltintervall t_a entspricht in Fig. 5 etwa der Zeitkonstante des Tiefpaßfilters. Um nun die gewünschte Entlastung der Steuer- und Auswerteeinheit zu erreichen, werden die Signalintervalle 8 und die Untergrundintervalle 9 erst jeweils am Ende der optischen Pulse 5 bzw. der Pausen zwischen den optischen Pulsen 5 geöffnet. Dabei wird die Länge der Signalintervalle 8 und die Länge der Untergrundintervalle 9 klein gegen­ über der Länge der optischen Pulse 5 bzw. der Pausen zwischen den optischen Pulsen 5 gewählt.

In Fig. 6 ist weiter ein Sende-, Meß- und Auswerteablauf für eine Anordnung mit einem von dem optischen Sender getrennten optischen Empfänger, also einer Einweglichtschranke, dargestellt. Die optischen Pulse 5 der optischen Pulsfolge 1 werden bei diesem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsge­ mäßen Verfahrens mit einer Länge wesentlich geringer als die Länge der Pau­ sen zwischen den optischen Pulsen 5 ausgesandt. Das Meßsignal 2 weist nun wiederum, wie bereits geschildert, Meßpulse 6, Störpulse 7 und einen stän­ dig vorhandenen Störuntergrund 4 auf. Das Synchronisationsproblem bei Ein­ weglichtschranken zwischen dem Aussenden der optischen Pulse 5 und der Aus­ wertung des Meßsignals 2 wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Sig­ nalintervall 8 durch den Anstieg des Meßsignals 2 innerhalb eines Trigger­ intervalls 14 geöffnet wird. Nach dem Schließen des Signalintervalls wird nach einem vorgegebenen Abstandsintervall 12 das Untergrundintervall 9 geöff­ net. Nach dem Schließen des Untergrundintervalls 9 wird nach einem weiteren Abstandsintervall 15 das Triggerintervall 14 wiederum geöffnet. Mit diesem geschilderten Verfahrensablauf wird es möglich, auch bei Einweglichtschranken eine Erhöhung der Störunterdrückung zu erreichen. Im Gegensatz zu den bekann­ ten Verfahren kann nunmehr auch bei Einweglichtschranken der Störuntergrund ermittelt und damit eliminiert werden.

Weiter ist in Fig. 7 der Zeichnung eine Vorrichtung zur Verwirklichung eines der vorstehend beschriebenen Verfahren, hier insbesondere für einen Reflexlichttaster, beschrieben. Diese Vorrichtung weist einen eine opti­ sche Pulsfolge 1 aussendenden optischen Sender 16, einen ein Meßsignal 2 ausgebenden optischen Empfänger 17 und eine den optischen Sender 16 steuern­ de und das Meßsignal 2 auswertende Steuer- und Auswerteeinheit 18 auf. Wei­ ter dargestellt sind nunmehr die tatsächlichen optischen Pulse 19, welche auf­ grund der bislang stets nicht ganz konsequenterweise als optische Pulse 5 be­ zeichneten Steuerpulse für die tatsächlichen optischen Pulse 19 ausgesandt werden. Das Meßsignal 2 des optischen Empfängers 17, bestehend aus der Überlagerung eines ständig ausgebenden Störuntergrundes 4, aus Störpulsen 7 und aus einem beim Empfang eines an einem Ansprechkörper 20 reflektierten tat­ sächlichen optischen Pulses 19 ausgebenden Meßpulses 6, gelangt nunmehr an den Eingang der Steuer- und Auswerteeinheit 18. Von dieser Steuer- und Aus­ werteeinheit 18 wird das Meßsignal 2 des optischen Empfängers 17 in einem Signalintervall 8 während eines Meßpulses 6 und in mindestens einem Unter­ grundintervall 9 außerhalb des Meßpulses 6 ausgewertet. Besonders vorteil­ hafterweise ist die Steuer- und Auswerteeinheit 18 dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Microcontroller 21 mit integriertem oder gekoppeltem Analog/ Digital-Wandler 22 besteht. Der Analog/Digital-Wandler 22 setzt hierbei das Meßsignal 2 in ein digitales Signal 23 um, welches anschließend von dem Micro­ controller 21 entsprechend einem erfindungsgemäßen Verfahren ausgewertet wird. Der Microcontroller 21 liefert dann ein Ausgangssignal 24, welches je nachdem, ob der optische Näherungsschalter als "Öffner" oder "Schließer" ausgebildet ist, bei einem Nachweis der Meßpulse eine Spannung mit einem bestimmten Wert liefert bzw. keine Spannung liefert. Der hier dargestellte Reflexlichttaster unterscheidet sich nur insofern von einer Reflexlichtschranke, als daß bei einer Reflexlichtschranke die tatsächlichen optischen Pulse 19 ständig an einem hierzu vorgesehenen Reflektor reflektiert werden, wobei diese Reflek­ tion von einem entsprechenden Ansprechkörper unterbrochen wird.

Abschließend ist in Fig. 8 der Zeichnung eine weitere Vorrichtung zur Ver­ wirklichung eines der vorstehend beschriebenen Verfahren, und zwar hier ins­ besondere für eine Einweglichtschranke, beschrieben. Die in Fig. 8 verwandten Bezugszeichen entsprechen soweit möglich den bereits eingeführten Bezugs­ zeichen. Der wesentliche Unterschied zwischen einer Einweglichtschranke und einer Reflexlichtschranke besteht darin, daß die Steuer- und Auswerteeinheit 18 galvanisch getrennt von der in einer Reflexlichtschranke einen Bestandteil der Steuer- und Auswerteeinheit 18 bildenden Sendersteuerung 25 angeordnet ist. Hieraus ergibt sich das bereits geschilderte Synchronisationsproblem zwischen dem Aussenden der optischen Pulse 5 und der Auswertung des Meßsignals 2. Ent­ sprechend ist in Fig. 8 der Sende-, Meß- und Auswerteablauf dargestellt, der erfindungsgemäß dieses Synchronisationsproblem löst und in Verbindung damit eine Erhöhung der Störunterdrückung gewährleistet.

Claims (18)

1. Verfahren zur Erhöhung der Störunterdrückung, insbesondere bei optischen Näherungsschaltern, mit Hilfe eines eine optische Pulsfolge (1) aussendenden optischen Senders, mit Hilfe eines ein Meßsignal (2) ausgebenden optischen Empfängers und mit Hilfe einer den optischen Sender steuernden und das Meß­ signal (2) auswertenden Steuer- und Auswerteeinheit, bei welchem das Meßsig­ nal (2) des optischen Empfängers aus der Überlagerung eines ständig ausgege­ benen Störuntergrundes (4) und eines beim Empfang eines optischen Pulses (5) ausgegebenen Meßpulses (6) besteht und bei welchem das Meßsignal (2) des optischen Empfängers in einem Signalintervall (8) während eines Meßpulses (6) und in mindestens einem Untergrundintervall (9) außerhalb des Meßpulses (6) von der Steuer- und Auswerteeinheit ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung vor und nach den Signal Intervallen (8) bzw. den Untergrund­ intervallen (9) durch Abstandsintervalle (11, 12) unterbrochen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulsfrequenz der optischen Pulsfolge (1) in einem vorgegebenen Bereich - vorzugsweise um ungefähr 10 bis 20% - um eine mittlere Pulsfrequenz variiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulsfrequenz systematisch variiert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulsfrequenz unsystematisch variiert wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsintervalle (11, 12) in einem vorgegebenen Bereich variiert werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsinter­ valle (11, 12) systematisch variiert werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsinter­ valle (11, 12) unsystematisch variiert werden.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der optischen Pulse (5) wesentlich geringer als die Länge der Pausen zwischen optischen Pulsen (5) gewählt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulsfrequenz der optischen Pulsfolge (1) vergrößert wird - vorzugsweise auf ungefähr 5 kHz.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Meß­ signal (2) durch mindestens einen Hochpaßfilter gefiltert wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der optischen Pulse (5) im wesentlichen entsprechend der Länge der Pausen zwischen den optischen Pulsen (5) gewählt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßsignal (2) mit Hilfe eines Tiefpaßfilters gemittelt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante des Tiefpaßfilters im wesentlichen entsprechend der Länge der optischen Pulse (5) bzw. der Länge der Pausen zwischen den optischen Pulsen (5) gewählt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalinter­ valle (8) und die Untergrundintervalle (9) am Ende der optischen Pulse (5) bzw. der Pausen zwischen den optischen Pulsen (5) geöffnet werden.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Signalintervalle (8) und die Länge der Untergrundintervalle (9) klein ge­ genüber der Länge der optischen Pulse (5) bzw. der Länge der Pausen zwischen den optischen Pulsen (5) gewählt wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Signalintervall (8) durch den Anstieg des Meßsignals (2) innerhalb eines Triggerintervalls (14) geöffnet wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Triggerinter­ vall (14) nach dem Untergrundintervall (9) geöffnet wird.

18. Vorrichtung zur Verwirklichung eines Verfahrens nach einem der Ansprü­ che 1 bis 17, mit einem eine optische Pulsfolge (1) ausendenden optischen Sender (16), mit einem ein Meßsignal (2) ausgebenden optischen Empfänger (17) und mit einer den optischen Sender (16) steuernden und das Meßsignal (2) aus­ wertenden Steuer- und Auswerteeinheit (18), wobei das Meßsignal (2) des op­ tischen Empfängers (17) aus der Überlagerung eines ständig ausgegebenen Störuntergrundes (4) und eines beim Empfang eines optischen Pulses (5) aus­ gegebenen Meßpuls (6) besteht und wobei das Meßsignal (2) des optischen Empfängers (17) in einem Signalintervall (8) während eines Meßpulses (6) und in mindestens einem Untergrundintervall (9) außerhalb des Meßpulses (6) von der Steuer- und Auswerteeinheit (18) auswertbar ist, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuer- und Auswerteeinheit (18) aus einem Microcontroller (20) mit integriertem oder gekoppeltem Analog/Digital-Wandler (21) besteht.