SE469448B - Optisk oevervakningsanordning foer att detektera om en traad aer i roerelse - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 å. 69 448 z visar ett principiellt kopplingsschema för alstring av en övervakningssignal.

Den i fig 1 visade principsektionen i en utföringsform av en Ü anordning enligt föreliggande uppfinning åskådliggör ett plan å tvärs genom ett område, i vilket det är önskvärt att övervaka ¿ ett inslag eller en tråd med avseende på om tråden eller inslaget är i rörelse i en bestämd riktning, t ex in i rit- ningsplanet. Området avgränsas i sidled av en huvudsakligen cirkulär vägg 1, som är ljusgenomsläpplig framför allt för IR- ljus. Väggen 1 har en viss önskad, axiell utsträckning och bildar en kanal, genom vilken tråden eller inslaget sträcker sig.

Kring den huvudsakligen cirkulära väggen 1 är anordnad en av ett antal på olika sätt välvda delar sammansatt reflektor 2.

Reflektorn 2 har huvudsakligen samma axiella utsträckning som den huvudsakligen cirkulära väggen 1 och det mellan väggen 1 och reflektorn 2 bildade utrymmet 3 är tillslutet vid ändarna för att icke utsättas för någon nedsmutsning.

I en utåtvälvd del 4 av reflektorn 2 är monterad en ljuskälla 5. På båda sidor om ljuskällan 5 anslutes till den utåtvälvda delen 4 två inåtvälvda delar 6 och 7. Ljuskänsliga element 8,9 är monterade vid den relativt delen 4 motsatta änden av de inåtvälvda delarna 6 och 7. Från de ljuskänsliga elementen 8 eller 9 har reflektorn 2 utåtvälvda delar 10 och 11, som är förbundna med varandra medelst en inåtvälvd del 12 huvudsakli- gen mitt för ljuskällan 5.

Ljuskällans 5 optiska axel antydes medelst en punktstreckad linje 13 och det ljuskänsliga elementets 8 optiska axel antydes med en punktstreckad linje 14, medan det ljuskänsliga elemen- tets 9 optiska axel antydes med en punktstreckad linje 15. vinklarna mellan de optiska axlarna 13, 14 och 15 är inte lika i den visade utföringsformen och de optiska axlarna 13, 14 och 15 skär inte varandra i samma punkt, men detta är inte någon nödvändighet utan vinklarna kan vara lika och axlarna skära varandra i samma punkt. 10 15 20 25 30 35 3 4-69 Ljuskällan 5 är företrädesvis en lysdiod för avgivning av åtminstone IR-ljus i riktningen av den optiska axeln 13 och med i och för sig känd spridning mot reflektorn 2, varigenom ljuset från ljuskällan 5 reflekteras i åtminstone det visade området.

Genom utformningen av reflektorn 2 med de i fig 1 visade delarna 4, 6, 7, 10, 11 och 12 medför en sådan reflektionspro- fil av ljuset att densamma kan anses bilda en kaosprofil, som i och för sig är homogen eller jämn i hela det område, där tråden eller inslaget skall övervakas och därmed inom hela den av väggen bildade kanalen. Pâ detta sätt erhålles en så jämn och balanserad känslighet som möjligt i hela den av väggen 1: bildade kanalen.

De ljuskänsliga elementen 8 och 9 är företrädesvis fototrans- istorer eller fotodioder och såsom framgår i fig 1 är deras optiska axlar 14 resp 15 riktade så att de icke träffar ljus- källan 5, varigenom det är lättare att påverka den optiska kopplingen mellan ljuskällan 5 och de ljuskänsliga elementen 8 och 9. Det har visat sig vara möjligt att med stor säkerhet avkänna de små mikrovibrationer, som uppträder i en glatt tråd i rörelse genom det av den huvudsakligen cirkulära väggen 1 bildade område, oavsett i vilken del av området tråden befinner sig. Detta är av stor vikt, eftersom kanalens diameter kan vara ca 5 mm medan trädens diameter kan vara en bråkdel av en millimeter.

De ljuskänsliga elementen 8 och 9 är inkopplade i den i fig 6 visade elektroniska kretsen, som är synnerligen välkänd för fackmän på området och som visar de ljuskänsliga elementen 8, 9 kopplade till minus-ingången till en operationsförstärkare OP via var sin potentiometer Pl, P2 och var sin kondensator C1, C2. På utgången på operationsförstärkaren OP erhålles en signal, vars amplitud är beroende av den optiska kopplingen mellan ljuskällan 5 och de ljuskänsliga elementen 8, 9. Genom val av lämplig frekvens på tändning och släckningen av ljuskäl- lan 5 genom matning av en signal med lämplig frekvens t ex till ljuskällan, kan signalen från operationsförstärkaren OP filtre- ras medelst lämpliga bandpassfilter som möjliggör fastställelse 10 15 20 25 30 ...v ,J\ \O 4-4- ' 4 CD av sann rörelse hos en tråd i rörelse in i det i fig 1 visade ritningplanet.

I det i fig 1 visade planet skapas enligt föreliggande upp- finning en kaosprofil. Detta plan är vinkelrätt mot trådrörel- sen. Med kaosprofil avses att den optiska kopplingen mellan ljuskällan 5 och de ljuskänsliga elementen 8, 9 är avsevärt mindre homogen, varigenom små rörelser eller förflyttningar i det i fig l visade planet ger märkbara variationer i den optiska kopplingen.

Kaosprofilen åstadkommes med hjälp av en i det närmaste cirku- lär reflektor 2 och en bestämd inbördes placering av ljuskällan 5 och de ljuskänsliga elementen 8 och 9, så att multipelreflek- tionerna genererar kaoset. Det skall härvid påtalas att det kan finnas fler ljuskällor och fler ljuskänsliga element än vad som visas i fig 1 och vad som beskrivits ovan.

I fig 2-5 visas en prototyp av en utföringsform av en anordning enligt föreliggande uppfinning, i vilken reflektorn 2 utgöres av ett genomgående polerat hål 16, varvid ljuskällan 5 är monterad i ett hål 17 och det ljuskänsliga elementet är monte- rat på en yta 18 med en öppning 19 in till kanalen 16. De optiska axlarna kommer i detta fall att bilda 90° vinkel med varandra och reflektorn kommer uppenbarligen icke att vara helt cirkulär utan bestå av två delcirkulära partier såsom framgår tydligast i fig 3. Vid utprovning av den i fig 2-5 visade prototypen befanns de i samband med fig 1 beskrivna principerna motsvara önskade förväntningar, ehuru man funnit att det är lämpligt med två ljuskänsliga element för uppnående av så jämn känslighet i hela kanalen som möjligt.

Många modifieringar är naturligtvis möjliga inom ramen för den i de efterföljande patentkraven beskrivna uppfinningstanken.

Claims (5)

10 15 20 25 30 PATENTKRAV

1. Anordning för optisk övervakning av om en tråd eller ett inslag är i rörelse eller ej i ett medelst en eller flera ljuskällor (5) belyst område, kännetecknad därav, att området är en medelst ljuskällan (5) belyst del av en kanal med ljus- reflekterande väggar (2), genom vilken tråden sträcker sig, att minst ett ljuskänsligt element (8,9) är placerat i sagda del av kanalen (1), på ett sådant sätt, att ljuskällans (5) och det ljuskänsliga elementets (8,9) optiska axlar (l3,14,l5) bildar en vinkel med varandra, varigenom den optiska kopplingen mellan ljuskällan (5) och det ljuskänsliga elementet (8,9) påverkas av de i tråden under dennas rörelse uppträdande vibrationerna, t ex mikrovibrationerna, varvid förändringarna i den optiska kopplingen återspeglas i amplitudvariationer hos en signal från det ljuskänsliga elementet (8,9).

2. Anordning enligt patentkravet 1, kännetecknad därav, att i ett plan tvärs kanalen (1) är ljuskällan (5) belägen i kanalens vägg (2) och riktad mot kanalens längdaxel, medan ett ljus- känsligt element (8,9) är beläget på vardera sidan om ljuskäl- lan (5) i samma plan och är riktat mot kanalens längdaxel, varvid de ljuskänsliga elementens optiska axlar (14,15) är så riktade, att de icke träffar ljuskällan (5).

3. Anordning enligt patentkravet 1 eller 2, kännetecknad därav, att den i kanalen reflekterande väggen (2) är välvd så att reflektionen i kanalen blir oregelbunden eller kaotisk.

4. Anordning enligt patentkravet 3, kännetecknad därav, att den reflekterande väggen (2) har en inbuktning (6,4) på vardera sidan om ljuskällan (5) och en inbuktning (12) mellan de ljuskänsliga elementen (8,9).

5. Anordning enligt något av de föregående patentkraven, kännetecknad därav, att en huvudsakligen cirkulär ljusgenom- släppande vägg (l) är anordnad i kanalen för bildande av en trådkanal och att utrymmet (3) mellan sagda vägg (1) och “n- -Du 9='3 6 C}'\ »T kanalens reflekterande vägg (2) är vid ändarna tillslutet för undvikande av nedsmutsning. ooonnooocoøøaøoønunnn