EP0391883B1 - Optoelektronischer Hindernisdetektor - Google Patents

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EP0391883B1
EP0391883B1 EP19900890073 EP90890073A EP0391883B1 EP 0391883 B1 EP0391883 B1 EP 0391883B1 EP 19900890073 EP19900890073 EP 19900890073 EP 90890073 A EP90890073 A EP 90890073A EP 0391883 B1 EP0391883 B1 EP 0391883B1
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EP
European Patent Office
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optoelectronic
receiving
sensors
obstacle detector
transmitting
Prior art date
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EP19900890073
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English (en)
French (fr)
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EP0391883A3 (de
EP0391883A2 (de
Inventor
Martin Spitzer
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WITRONIC ELEKTRONISCHE GERATE GmbH
Original Assignee
WITRONIC ELEKTRONISCHE GERATE GmbH
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING SYSTEMS, e.g. PERSONAL CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/18—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength
    • G08B13/181—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using active radiation detection systems
    • G08B13/183—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using active radiation detection systems by interruption of a radiation beam or barrier

Definitions

  • the invention relates to an optoelectronic sensor strip for monitoring a specific space for the penetration of foreign bodies, in particular the use between force-moving devices.
  • Light barriers are normally used to monitor passages when necessary. Light barriers switch whenever an obstacle interrupts the direct beam. Strings of such systems are known as light curtains or light grids and work with great reliability.
  • a contactless sensor strip is increasingly required, which is in a spatial range of e.g. 20 cm any obstacles are detected and a corresponding output signal is passed on to downstream systems.
  • Sensor strips are currently known which work in the manner of a light switch. The reflection of the light rays at a corresponding obstacle is measured.
  • the disadvantage of such systems is that the detectability of obstacles depends heavily on the reflective properties of the obstacle.
  • a diffuse light field is generated, which is detected by a spatially separate reception sensor.
  • a signal is only sent to the external device if the bodies penetrating into the monitored space either exceed a certain minimum size or fall below a certain minimum distance from the receiving device. Reflections are irrelevant.
  • Fig. 1 shows the optoelectric sensor bar.
  • the invention consists of a sensor strip with a number of optoelectronic sensors (6) and (7) with corresponding signal amplifiers.
  • the distance between the individual receiving sensors (7) or the individual transmitting sensors (6) from one another can be selected in accordance with the desired uniformity of the field. In experiments, a distance of approximately 80 mm has proven to be well suited.
  • These transmit sensors (6) can be designed as infrared diodes and continuously send out a pulsed infrared light signal.
  • the pulse frequency can be selected as desired within the framework of the data sheet for the diodes.
  • the transmission range of the individual diodes overlaps and a corresponding diffuse infrared light field is created.
  • the infrared light will reach the receiving sensors (7) without weakening.
  • the receiving device (7) is covered by the obstacle at a certain distance between the obstacle (5) and the receiving sensor (7). This distance, at which no more infrared light falls on one of the receiving sensors (7), can be determined by adjusting the transmission power (1), but also by adjusting the gain of the signal received by the receiving device (2).
  • a distance of approx. 20 cm has proven to be useful. As soon as one of the receiving sensors (7) no longer receives a sufficient signal, a signal is passed on to the external control device (8).
  • the external control device (8) can thus carry out a corresponding reversal of the moving receiving device (7).
  • Fig. 2 shows the arrangement of the sensor strip for moving devices that close from two sides. Both transmit sensors (6) and receive sensors (7) are mounted on both closing edges. An electronic switching device (11) now switches the transceiver (9) in a certain rhythm. This creates a sensor strip effect on both moving closing edges of the transmitting / receiving device (9).
  • the receiving device and the transmitting device can be operated by means of their own power supply, but a corresponding electrical connection (wire connection, light guide, wireless data transmission by means of an infrared signal or capacitive or inductive coupling) with central control electronics is also possible.
  • This control electronics also contains the power supply and the corresponding switching elements for the control of downstream devices.
  • the present invention offers a great technical advantage especially in the case of moving devices, such as motorized doors.
  • the receiving device (2) is mounted on the closing edge and the transmitting device (1) is mounted on the opposite impact edge.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Fühlerleiste zur Überwachung eines bestimmten Raumes auf Eindringen von Fremdkörpern, insbesondere die Anwendung zwischen kraftbewegten Einrichtungen.
  • Zur Überwachung von Durchgängen werden im Bedarfsfall normalerweise Lichtschranken verwendet. Lichtschranken schalten immer dann, wenn ein Hindernis den direkten Strahl unterbricht. Aneinanderreihungen von solchen Systemen sind als Lichtvorhänge oder Lichtgitter bekannt und arbeiten mit großer Zuverlässigkeit.
  • Immer häufiger wird aber eine berührungslose Fühlerleiste gewünscht, welche in einem räumlichen Bereich von z.B. 20 cm etwaige Hindernisse dedektiert und ein entsprechendes Ausgangssignal an nachgeordnete Systeme weitergibt. Es sind Fühlerleisten zurzeit bekannt, welche nach Art eines Lichttasters arbeiten. Es wird hiebei die Reflexion der Lichtstrahlen an einem entsprechenden Hindernis gemessen. Der Nachteil solcher Systeme ist jedoch, daß die Erkennbarkeit von Hindernissen stark von den Reflexionseigenschaften des Hindernisses abhängt.
  • Erfindungsgemäß wird jetzt vorgeschlagen, daß im Gegensatz zu den bekannten Einrichtungen ein diffuses Lichtfeld generiert wird, welches von einem räumlich getrennten Empfangssensor dedektiert wird. Dabei wird nur dann ein Signal an die externe Einrichtung abgegeben, wenn die in den überwachten Raum eindringenden Körper entweder eine bestimmte Mindestgröße überschreiten oder einen bestimmten Mindestabstand zu der Empfangseinrichtung unterschreiten. Reflexionen spielen dabei keine Rolle.
  • Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Fig. 1 zeigt die optoelektrische Fühlerleiste.
  • Die Erfindung besteht aus einer Fühlerleiste mit einer Anzahl von optoelektronischen Sensoren (6) und (7) mit entsprechenden Signalverstärkern. Der Abstand der einzelnen Empfangssensoren (7) bzw. der einzelnen Sendesensoren (6) voneinander kann entsprechend der gewünschten Gleichförmigkeit des Feldes gewählt werden. In Versuchen hat sich ein Abstand von ca. 80 mm als gut geeignet erwiesen.
  • Diese Sendesensoren (6) können als Infrarot Dioden ausgeführt werden und senden ununterbrochen ein gepulstes Infrarot-Lichsignal aus. Die Pulsfrequenz kann im Rahmen der Angaben des Datenblatts der Dioden beliebig gewählt werden. Entsprechend der Strahlungscharakteristik der Dioden überlappt sich der Sendebereich der einzelnen Dioden und es entsteht ein entsprechendes diffuses Infrarot-Lichtfeld.
  • Wenn sich kein Hindernis im Bereich der Empfangseinrichtung (2) und der Sendeeinrichtung (1) befindet, wird das Infrarot-Licht die Empfangssensoren (7) ungeschwächt erreichen.
  • Befindet sich ein Hindernis (4) einer bestimmten Größe (z.B. eine Hand) im zu überwachenden Raum (3), wird trotzdem genügend Infrarot-Licht auf die Empfangssensoren (7) fallen.
  • Wenn sich nun die Empfangseinrichtung (2) oder das Hindernis aufeinander zu bewegen, wird bei einem bestimmten Abstand zwischen dem Hindernis (5) und dem Empfangssensor (7) die Empfangseinrichtung (7) durch das Hindernis abgedeckt. Diesen Abstand, bei welchem kein Infrarot-Licht mehr auf einen der Empfangssensoren (7) fällt, kann man durch eine Einstellung der Sendeleistung (1), aber auch durch eine Einstellung der Verstärkung des von der Empfangseinrichtung (2) empfangenen Signals festlegen.
  • Ein Abstand von ca. 20 cm hat sich als zweckmäßig erwiesen. Sobald einer der Empfanssensoren (7) kein genügendes Signal mehr erhält, wird ein Signal zu der externen Steuereinrichtung (8) weitergegeben. Die externe Steuereinrichtung (8) kann damit einen entsprechenden Umsteuervorgang der bewegten Emfangseinrichtung (7) vollziehen.
  • Fig. 2 zeigt die Anordnung der Fühlerleiste für bewegte Einrichtungen, welche sich von zwei Seiten schließen. Es werden auf beiden Schließkanten jeweils sowohl Sendesensoren (6) als auch Empfangssensoren (7) montiert. Eine elektronische Umschalteinrichtung (11) schaltet nun in einem gewißen Rhytmus jeweils die Sende-Empfangseinrichtung (9) um. Dadurch wird ein Fühlerleisteneffekt auf beiden bewegten Schließkanten der Sende-Empfangs-Einrichtung (9) realisiert.
  • Um über den ganzen Bewegungsbereich einen gleichartigen Fühlerleisten-Effekt zu erreichen, besteht auch die Möglichkeit, die Sendeleistung oder die Verstärkung der Sende-Empfangs-Einrichtung (9) entsprechend zu regeln. Die Regelung wird von einem eigenen Empfangssensor (10) gesteuert, der ständig das direkt einfallende Infrarot-Lichtsignal mißt und über eine Rückkopplung konstant hält. Ein gleichartiger Regelungseffekt ist auch mittels eines Positionsgebers oder über eine Zeitschaltung zu erreichen.
  • Die Empfangseinrichtung und die Sendeeinrichtung können mittels eigener Stromversorgung betrieben werden, möglich ist aber auch eine entsprechende elektrische Verbindung (Drahtverbindung, Lichtleiter, drahtlose Datenübertragung mittels Infrarot-Signal bzw. kapazitiver oder induktiver Koppelung) mit einer zentralen Steuerelektronik. In dieser Steuerelektronik befindet sich auch die Stromversorgung und die entsprechenden Schaltglieder für die Steuerung nachgeordneter Einrichtungen.
  • Einen großen technischen Vorteil bietet die gegenständliche Erfindung vor allem bei bewegten Einrichtungen, wie z.B. motorisch bewegten Türen. Hierbei wird auf der Schließkante die Empfangseinrichtung (2) und auf der gegenüberliegenden Prallkante die Sendeeinrichtung (1) montiert.

Claims (4)

  1. Optoelektronischer Hindernisdetektor, dadurch gekennzeichnet, daß eine optoelektronische Sendeeinrichtung (1) mit mehreren Lichtsendern einer optoelektronischen Empfangseinrichtung (2) mit mehreren optoelektronischen Sensoren gegenübersteht, wobei das jeweils von den Lichtsendern ausgesandte Licht sich in dem zu überwachenden Raum (3) zwischen der Sendeeinrichtung (1) und der Empfangseinrichtung (2) zu diffuser Strahlung überlagert und die Empfangseinrichtung (2) ein Ausgangssignal zur Steuerung einer entsprechenden externen Einrichtung (8) abgibt, wenn ein zwischen die Sendeeinrichtung (1) und die Empfangseinrichtung (2) eingebrachtes Hindernis einen der optoelektronischen Sensoren gegen die direkte Bestrahlung von mehr als einem Lichtsender abdeckt.
  2. Optoelektronischer Hindernisdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei bewegten Einrichtungen, wie z.B. motorisch schließenden Türen, die Sendesensoren (6) auf einer der bewegten Einrichtung gegenüberliegenden feststehenden Kante und die Empfangssensoren auf einer auf die feststehende Kante zu bewegbaren Kante der bewegten Einrichtung angebracht sind.
  3. Optoelektronischer Hindernisdetektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei sich von zwei Seiten schließenden kraftbewegten Einrichtungen, wie z.B. motorisch schließenden Doppeltüren, auf beiden aufeinander zu bewegbaren Kanten der Einrichtungen jeweils Sende- (6) und Empfangssensoren (7) angeordnet sind, wobei durch eine Umschalteinrichtung jeweils alternierend eine Senderichtung aktiviert ist.
  4. Optoelektronischer Hindernisdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einstellung der Sendeleistung oder der Empfangsleistung der Fühlerleiste (1) oder (2) der sensitive Bereich räumlich vor der Empfangseinrichtung (2) für einen bestimmten Normkörper auf einen bestimmten Wert, z.B. 20 cm, einstellbar ist.
EP19900890073 1989-03-13 1990-03-13 Optoelektronischer Hindernisdetektor Expired - Lifetime EP0391883B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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AT56489A AT396188B (de) 1989-03-13 1989-03-13 Verfahren zum ueberwachen des raumes zwischen kraftbewegten einrichtungen

Publications (3)

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EP0391883A2 EP0391883A2 (de) 1990-10-10
EP0391883A3 EP0391883A3 (de) 1991-08-07
EP0391883B1 true EP0391883B1 (de) 1995-06-21

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EP19900890073 Expired - Lifetime EP0391883B1 (de) 1989-03-13 1990-03-13 Optoelektronischer Hindernisdetektor

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