DE20121829U1 - Optischer Sensor - Google Patents
Optischer SensorInfo
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Description
GAO142900
Leuze electronic GmbH + Co.
73277 Owen/Teck, DE
73277 Owen/Teck, DE
Optischer Sensor
Die Erfindung betrifft einen optischen Sensor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige optische Sensoren können insbesondere als Lichttaster oder Lichtschranken ausgebildet sein. Bei Lichttastern sind der Sender und der Empfanger zusammen mit der Auswerteeinheit in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht. Bei einer Lichtschranke befinden sich der Sender einerseits und der Empfanger mit der Auswerteeinheit andererseits in getrennten Gehäusen.
Die Energieversorgung derartiger optischer Sensoren erfolgt über externe Energiequellen, wobei die dort generierte Versorgungsspannung über Kabelan-Schlüsse den in den Gehäusen integrierten Sensorkomponenten zugeführt wird.
Der dadurch bedingte Verkabelungsaufwand stellt einen erheblichen Kostenfaktor bei dem Einsatz derartiger optischer Sensoren in industriellen Umgebungen dar. Weiterhin ist nachteilig, dass der Zeitaufwand für die Installation der optischen Sensoren durch die notwendige Verkabelung unerwünscht hoch ist. Zudem sind die Einbaumöglichkeiten der optischen Sensoren insbesondere bei beengten Platzverhältnisse durch die Verkabelung oft begrenzt.
Diese Nachteile treten insbesondere bei als Lichtschranken ausgebildeten optischen Sensoren auf, da diese in zwei Gehäusen angeordneten Sensorkomponenten aufweisen, welche über separate Verkabelungen einzeln mit der Versorgungsspannung versorgt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Sensor der eingangs genannten Art so auszubilden, dass dieser mit möglichst geringem Montageaufwand flexibel einsetzbar ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Der erfindungsgemäße optische Sensor weist wenigstens einen Sendelichtstrahlen emittierenden Sender, einen Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger und eine Auswerteeinheit zur Auswertung von im Empfänger generierten Empfangssignalen auf. Wenigstens die Versorgungsspannung des Empfängers ist über eine galvanisch getrennte Energieversorgungseinheit bereitgestellt.
Durch die galvanisch-getrennte-Energieversorgung des optischen Sensors wirdder Verkabelungsaufwand zu dessen Installation erheblich reduziert.
Der optische Sensor kann als Lichttaster ausgebildet sein, wobei in diesem Fall sämtliche Sensorkomponenten über die Energieversorgungseinheit versorgt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der optische Sensor als Lichtschranke ausgebildet. In diesem Fall werden der Empfänger und die mit diesem in einem Gehäuse integrierten Sensorkomponenten über die Energieversorgungseinheit mit der notwendigen Versorgungsspannung gespeist. Diese Einheit bildet eine galvanisch getrennte, autarke Einheit. Dabei werden vorzugsweise über Funksignale die empfangsseitig registrierten Empfangssignale an die sendeseitige Einheit des optischen Sensors zurückübertragen, so dass dort die Generierung und Ausgabe eines Objektfeststellungssignales erfolgen kann.
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Zur Erzeugung der notwendigen Energie weist die Energieversorgungseinheit vorzugsweise mehrere Solarzellenelemente auf, mittels derer optische Energie in elektrische Energie gewandelt wird. Dabei können besonders vorteilhaft der oder mehrere Empfänger selbst von Solarzellenelementen gebildet sein, so dass auch auf den Empfänger auftreffendes Licht, insbesondere auch die auf den oder die Empfänger auftreffenden Empfangslichtstrahlen zur Energiegewinnung ausgenutzt werden. Weiterhin können weitere Solarzellenelemente im jeweiligen Gehäuse des optischen Sensors so integriert sein, dass mit diesem Umgebungslicht gesammelt wird, um die für die Versorgungsspannung notwendige elektrische Energie zu gewinnen.
Durch die autarke Energieversorgung des oder der Empfanger kann das Gehäuse, in welchem dieser oder diese angeordnet sind, ohne Verkabelungsaufwand auch bei beengten Platzverhältnissen einfach und flexibel montiert werden.
Für den Fall, dass der oder die Empfanger als Solarzellenelemente ausgebildet sind, kann die Empfangeranordnung in dem jeweiligen Gehäuse einen flachen großflächigen Aufbau aufweisen. Das führt vorteilhaft zu geringen Einbautiefen. Weiterhin können derartige Einheiten einfach und nahezu ohne Justageaufwand montiert werden, da in diesem Fall die Ausrichtung der Sendelichtstrahlen auf den oder die Empfänger äußerst einfach ist.
Besonders vorteilhaft weist der optische Sensor empfangsseitig eine Mehrfachanordnung von Empfangern und/oder Solarzellenelementen auf, um die erforderlich Mindesteingangsspannung für den Schaltregler bereitzustellen. Durch eine geeignete Empfangsoptik kann die auf die Empfänger beziehungsweise die Solarzellenelemente geführte Lichtmenge weiter gesteigert werden.
Die Energieversorgungseinheit weist vorzugsweise einen oder mehrere Schaltregler auf. Der oder die Schaltregler dienen dazu, die geringen Ausgangsspannungen der Empfänger oder Solarzellenelemente in die Versorgungsspannung umzusetzen^ die typischerweise zwischen, 3 V, und 5 y h'egt. Die Energiever-
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sorgungseinheit weist zudem einen geeigneten Energiespeicher zur Speicherung der optisch erzeugten Energie auf.
Die Erfindung wird im Nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Figur 1: Erstes Ausführungsbeispiel der optischen Sensorkomponenten für einen als Lichtschranke ausgebildeten optischen Sensor.
Figur 2: Zweites Ausführungsbeispiel der optischen Sensorkomponenten für einen als Lichtschranke ausgebildeten optischen Sensor.
Figur 3: Blockschaltbild eines als Lichtschranke ausgebildeten optischen Sensors.
Figur 4: Signalverläufe zur empfangsseitigen Signalauswertung bei dem optischen Sensor nach Figur 3.
Figur 5: Signal verlaufe zur Objekterfassung mittels des optischen Sensors nach Figur 3.
Figur 6: Drittes Ausführungsbeispiel der optischen Sensorkomponenten für einen als Lichtschranke ausgebildeten optischen Sensor.
Figur 7: Viertes Ausführungsbeispiel der optischen Sensorkomponenten für einen als Lichtschranke ausgebildeten optischen Sensor,
a) Längsschnitt durch die Gesamtanordnung.
b) Draufsicht auf die Empfängeranordnung.
a) Längsschnitt durch die Gesamtanordnung.
b) Draufsicht auf die Empfängeranordnung.
c) Längsschnitt durch die Empfängeranordnung.
Figur 8: Ausfuhrungsbeispiel der optischen Sensorkomponenten für einen als Lichttaster ausgebildeten optischen Sensor.
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Figur 9: Ausführungsbeispiel eines als Lichtschrankenanordnung ausgebildeten optischen Sensors.
Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der optischen Sensorkomponenten eines als Lichtschranke ausgebildeten optischen Sensors 1. Der optische Sensor 1 weist einen Sendelichtstrahlen 2 emittierenden Sender 3 auf. Zudem ist ein Empfänger 4 vorgesehen, auf welchen die Sendelichtstrahlen 2 bei freiem Strahlengang der Lichtschranke auftreffen. Der Sender 3 und der Empfänger 4 sind in getrennten Gehäusen 5, 6 in Abstand zueinander angeordnet. Der Bereich zwischen den Gehäusen 5, 6 bildet einen Überwachungsbereich, in welchem eine Objektdetektion erfolgt. Bei einem Objekteingriff in den Überwachungsbereich erfolgt zumindest eine teilweise Unterbrechung des Strahlengangs der Sendelichtstrahlen 2, wodurch im optischen Sensor 1 ein Objektfeststellungssignal generiert wird.
Zur Strahlformung der Sendelichtstrahlen 2 ist dem Sender 3 eine Sendeoptik 7 vorgeordnet. Der Sender 3 ist von einer Leuchtdiode gebildet. Die Sendeoptik 7 besteht aus einer Linse.
Der Empfanger 4 ist hinter einem Frontfenster 8 in der Frontwand des Gehäuses 6 angeordnet. Der Empfänger 4 besteht im vorliegenden Fall aus einem Solarzellenelement 9, welches zugleich Bestandteil einer Energieversorgungseinheit ist, mittels derer die Versorgungsspannung für die empfangsseitigen Sensorkomponenten generiert wird.
Zur Energieversorgung sind zudem zwei weitere Solarzellenelemente 9 vorgesehen. Sämtliche Solarzellenelemente 9 liegen hinter dem Frontfenster 8 des Gehäuses 6. Dabei sind wie in Figur 1 dargestellt die Gehäuse 5, 6 so justiert, dass nur auf das den Empfänger 4 bildende Solarzellenelement 9 die Sendelichtstrahlen 2 treffen. Vorhandenes Umgebungslicht 10, insbesondere Tageslicht, trifft dagegen auf sämtliche Solarzellenelemente 9.
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Die im ersten Gehäuse 5 integrierten sendeseitigen Sensorkomponenten werden über einen Kabelanschluss durch eine externe Energieversorgung mit der notwendigen Versorgungsspannung gespeist. Dagegen weisen die im zweiten Gehäuse 6 integrierten empfangsseitigen Sensorkomponenten durch die Energie-Versorgungseinheit eine autarke, galvanisch getrennte Energieversorgung auf, so dass auf das zweite Gehäuse 6 kein Kabelanschluss geführt werden muss. Das zweite Gehäuse 6 weist eine flache großflächige Bauform auf und kann beispielsweise mittels doppelseitigen Klebebändern oder dergleichen einfach auf einer Unterlage montiert werden.
Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der optischen Sensorkomponenten eines als Lichtschranke ausgebildeten optischen Sensors 1. Die sendeseitigen Sensorkomponenten sind identisch zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ausgebildet und befinden sich in einem ersten Gehäuse 5.
Der Empfänger 4 befindet sich analog zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 in einem zweiten Gehäuse 6. Im Unterschied zu dem Ausfuhrungsbeispiel gemäß Figur 1 besteht der Empfänger 4 im vorliegenden Fall aus einer Fotodiode. Hinter dem Frontfenster 8 des zweiten Gehäuses 6 ist eine Empfangsoptik 11 angeordnet, welche die Sendelichtstrahlen 2 auf den Empfänger 4 fokussiert. Die Empfangsoptik 11 ist von einer großflächigen Linse gebildet. Seitlich hinter der Empfangsoptik 11 befinden sich zwei Solarzellenelemente 9, die wiederum Bestandteil der Energieversorgungseinheit sind. Die Anordnung der Solarzellenelemente 9 ist so gewählt, dass ein möglichst großer Teil des Umgebungslichtes 10 auf die Solarzellenelemente 9 geführt wird.
Figur 3 zeigt ein Blockschaltbild eines optischen Sensors 1 gemäß den Figuren 1 oder 2.
Die im empfangsseitigen, zweiten Gehäuse 6 integrierten Solarzellenelemente 9 und der Empfänger 4 sind an einen Wandler 12 angeschlossen. Der Wandler
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12 ist an einen Energiespeicher 13 und an eine Auswerteeinheit 14 angeschlossen.
Der Wandler 12 und der Energiespeicher 13 sind Bestandteil der Energieversorgungseinheit und bilden einen Schaltregler zur Generierung der Versorgungsspannung fur die empfangsseitigen Sensorkomponenten. Der Energiespeicher 13 ist von einem Kondensator oder einem Akkumulator gebildet. Die Auswerteeinheit 14 besteht aus einem Mikroprozessor oder dergleichen.
An die Auswerteeinheit 14 ist zudem ein als Funksender ausgebildeter Rücksender 15 angeschlossen. Mittels des Rücksenders 15 werden Funksignale 16 auf einen im sendeseitigen Gehäuse 5 integrierten Rückempfänger 17 gesendet, welcher als Funkempfänger ausgebildet ist. Alternativ können vom Rücksender 15 auch optische Signale auf den Rückempfänger 17 übertragen werden.
Der Sender 3 und der Rückempfänger 17 sind an eine zweite, im sendeseitigen Gehäuse 5 integrierte Auswerteeinheit 18 angeschlossen, die von einem Mikroprozessor oder dergleichen gebildet ist. An diese Auswerteeinheit 18 ist ein Schaltausgang 19 angeschlossen, über welchen das Objektfeststellungssignal ausgebbar ist.
Die Funktionsweise des optischen Sensors 1 wird im Folgenden anhand der Figuren 4 und 5 erläutert. Der Sender 3 sendet wie in Figur 4 dargestellt mit einem vorgegebenen Sendetakt als Sendelichtimpulse ausgebildete Sendelichtstrahlen 2 in Richtung des Empfängers 4.
Die optische Energie des auf die Solarzellenelemente 9 auftreffenden Umgebungslichts 10 und der auf den Empfänger 4 auftreffenden Sendelichtstrahlen 2 wird in der Energieversorgungseinheit zur Generierung der Versorgungsspannung verwendet. Um möglichst viel Licht am Empfänger 4 zu erhalten, ist der Sender 3 mit einer Modulationsfrequenz von 100 Hz bis 10 kHz moduliert, wobei die Sendepausen wie in Figur 4 dargestellt möglichst kurz gewählt sind.
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Der Schaltregler weist zur Generierung der Versorgungsspannung aus den erheblich kleineren Ausgangsspannungen an den Ausgängen des Empfangers 4 und der Solarzellenelemente 9, welche die Eingangsspannung Ue des Schaltreglers bilden, eine Induktivität mit etwa 100 &mgr;&EEgr; bis 10 mH auf. Diese Induktivität wird mittels eines im Schaltregler vorhandenen Schalters aufgeladen und über eine Diode zum Energiespeicher 13 hin entladen. Die am Ausgang des Schaltreglers erhaltene Ausgangsspannung Ua, die zur Aufladung des Energiespeichers 13 dient, ist größer als die Eingangsspannung Ue. Figur 4 zeigt die zum Aufladen des Energiespeichers 13 dienenden pulsförmigen Spannungen U3.
Der Schaltregler dient nicht zur Generierung der Versorgungsspannung, sondern auch zur Signalauswertung. Durch eine Bandpassfilterung aus den Eingangssignalen Ue oder den internen Signalen des Schaltreglers erfolgt eine Sendetaktrückgewinnung, wie aus Figur 4 ersichtlich ist. Der so rückgewonnene, den Sendelichtstrahlen 2 entsprechende Sendetakt wird der Auswerteeinheit 14 als Empfangssignal zugeführt. Anhand dieses Sendetakts erfolgt die Objekterkennung in der Auswerteeinheit 14. Das unterste Diagramm in Figur 4 zeigt das Empfangssignal. Die Signalpulse der Länge t2, zwischen welchen Pausen der Länge ti liegen, entsprechen den Folgen der Sendelichtimpulse.
Aus diesem Eingangssignal wird in der Auswerteeinheit 14 ein binäres Objektfeststellungssignal abgeleitet. Dieses Objektfeststellungssignal nimmt bei freiem Strahlengang den Schaltzustand 0 und bei einem Objekteingriff den Schaltzustand 1 ein, wie aus dem obersten Diagramm in Figur 5 ersichtlich ist. Bei freiem Strahlengang treffen die Sendelichtstrahlen 2 ungehindert auf den Empfänger 4, so dass in diesem Fall aus dem Empfangssignal der Sendetakt der Sendelichtimpulse wieder erhalten wird. Bei einem Objekteingriff wird der Strahlengang der Lichtschranke dagegen unterbrochen, so dass dann im Empfangssignal der Sendetakt der Sendelichtstrahlen 2 nicht mehr enthalten ist.
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Das zweite Diagramm zeigt die vom Rücksender 15 emittierten Funksignale 16. Die Funksignale 16 sind von einer Folge von Burstsignalen gebildet. Die Burstsignale bestehen aus Folgen von Pulssignalen. Die Pulssignale weisen jeweils eine Dauer Ät auf, auf welche eine Sendepause der Länge t3 folgt. Je nachdem ob ein freier Strahlengang oder ein Objekteingriff vorliegt, weisen die Pulssignale eine unterschiedliche Kodierung auf. Durch Übertragen der Kodierung auf den Rückempfänger 17 wird der Status des Objektfeststellungssignals auf den Rückempfänger 17 übertragen. In der sendeseitigen Auswerteeinheit 18 wird aus diesen Pulssignalen wieder das Objektfeststellungssignal zurückgewonnen und über den Schaltausgang 19 ausgegeben (unterstes Diagramm in Figur 5).
Bei freiem Strahlengang werden Pulsfolgen periodisch vom Rücksender 15 auf den Rückempfänger 17 übertragen, wobei auf jede Pulsfolge eine Sendepause der Länge t3 folgt. Bei einem Objekteingriff erfolgt unmittelbar eine Aussendung einer Pulsfolge mit der dem Objekteingriff, also vor Ablauf der laufenden Sendepause. Um die Belastung des Energiespeichers 13 der Energieversorgungseinheit zu begrenzen, wird die nächste Pulsfolge während des Objekteingriffs frühestens nach Ablauf der laufenden und einer weiteren Sendepause der Länge t3 (Figur 5) gesendet.
Figur 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der optischen Sensorkomponenten eines als Lichtschranke ausgebildeten optischen Sensors 1. Der Sender 3 und der Empfänger 4 sind analog zu den Beispielen gemäß den Figuren 1 und 2 in separaten kugelförmigen Gehäusen 5, 6 integriert. Die dem Sender 3 vorgeordnete Sendeoptik 7 ist in der Gehäusewand integriert. In der Gehäusewand des sendeseitigen Gehäuses 5 ist zudem ein Stecker 20 für den Anschluss eines Kabels vorgesehen, mittels dessen die Versorgungsspannung eingespeist wird.
Auch die Empfangsoptik 11 ist in der Gehäusewand des zweiten Gehäuses 6 integriert. In diesem Gehäuse 6 sind zwei als Fotodioden ausgebildete Empfän-
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ger 4 angeordnet. Zwischen der Empfangsoptik 11 und den Empfangern 4 liegt ein beidseitig verspiegelter Spiegel 21, mittels dessen die Sendelichtstrahlen 2 auf die Empfanger 4 aufgeteilt sind.
Die Auswertung und Energiegewinnung erfolgt analog zu dem Ausfuhrungsbeispiel gemäß Figur 3, wobei in diesem Fall nur die Empfanger 4 jedoch keine Solarzellenelemente 9 zur optischen Energiegewinnung dienen. Die Empfänger 4 sind dabei in einer Reihenschaltung an den Schaltregler angeschlossen.
Die Figuren 7a - c zeigen ein weiteres vorteilhaftes Ausfuhrungsbeispiel eines als Lichtschranke ausgebildeten optischen Sensors 1. Der Aufbau dieses optisehen Sensors 1 entspricht im Wesentlichen dem Aufbau des optischen Sensors 1 gemäß Figur 6. Im Unterschied hierzu weist der empfangsseitige Teil des optischen Sensors 1 eine flächige Mehrfachanordnung von als Fotodioden ausgebildeten Empfangern 4 auf. Die Ausgangsspannungen dieser Empfanger 4 werden wieder zur Gewinnung der Versorgungsspannung analog zu der Ausfuhrungsform gemäß Figur 3 verwendet.
Um möglichst viel Empfangslicht auf die Empfänger 4 zu leiten, ist diesen anstelle einer Linse eine wabenförmige Fokussierplatte 22 mit einer Mehrfachanordnung von Empfangsoptiken 11 bildenden Linsenelementen vorgeordnet. Die Fokussierplatte 22 sorgt für eine vollständige Fokussierung der Sendelichtstrahlen 2 auf die Empfanger 4 und zudem für eine effiziente Unterdrückung von schräg einfallendem Fremdlicht.
Die Empfänger 4 sind in Gruppen zusammen geschaltet und als solche an den Schaltregler angeschlossen. Dabei bilden jeweils in Figur 7b vier mit a, b, c, d bezeichnete Empfanger 4 eine derartige Gruppe.
Figur 8 zeigt ein Ausfuhrungsbeispiel eines als Lichttaster ausgebildeten optischen Sensors 1. Der Sender 3 mit der vorgeordneten Sendeoptik 7 und der Empfanger 4 mit der zugeordneten Empfangsoptik 11 sind in einem gemein-
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samen Gehäuse 5 angeordnet. Die durch das Frontfenster 8 geführten Sendelichtstrahlen 2 treffen auf ein Objekt 23 im Überwachungsbereich und werden an diesem als Empfangslichtstrahlen 24 zurück zum Empfanger 4 reflektiert, welcher im vorliegenden Fall von einer Fotodiode gebildet ist. Analog zum Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 sind seitlich zum Empfänger 4 Solarzellenelemente 9 angeordnet, aufweiche das Umgebungslicht 10 geführt ist. Die auf den Empfänger 4 und das Solarzellenelement 9 auftreffenden Lichtmengen werden wieder zur Erzeugung der Versorgungsspannung verwendet. Da im vorliegenden Fall sämtliche Sensorkomponenten des optischen Sensors 1 über die autarke Energieversorgung versorgt werden, weist diese zweckmäßigerweise neben der Energieversorgungseinheit mit dem Schaltregler als zusätzliche Energiequelle eine nicht dargestellte Batterie oder einen Akkumulator auf.
Figur 9 zeigt eine Lichtschrankenanordnung, welche eine Abwandlung des optischen Sensors 1 gemäß Figur 3 darstellt. Die Lichtschrankenanordnung besteht aus zwei identisch ausgebildeten Lichtschranken, bei welchen analog zu dem Ausfuhrungsbeispiel gemäß Figur 3 der Sender 3 im ersten Gehäuse 5 und der Empfänger 4 mit dem zugeordneten Rücksender 15 im zweiten Gehäuse 6 angeordnet ist. Im Unterschied zu dem Ausfuhrungsbeispiel gemäß Figur 3 sind in den ersten Gehäusen 5 der Lichtschranken keine Rückempfanger 17 angeordnet. Vielmehr ist ein zentraler Rückempfänger 17 mit der zugeordneten Auswerteeinheit 18 und dem Schaltausgang 19 in einem dritten Gehäuse 25 räumlich getrennt von den beiden Lichtschranken angeordnet. Die Rücksender 15 melden ihre Funksignale 16 an den Rückempfänger 17 analog zum Ausfuhrungsbeispiel gemäß Figur 3. In der zugeordneten Auswerteeinheit 18 wird daraus ein Objektfeststellungssignal generiert und über den Schaltausgang 19 ausgegeben. Eine Meldung eines Objekts 23, das heißt ein Schaltzustand 1 am Schaltausgang 19 erfolgt vorzugsweise dann, wenn bei wenigstens einer der Lichtschranken eine Strahlunterbrechung registriert wird.
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Leuze electronic GmbH + Co. 73277 Owen/Teck, DE
| Bezugszeichenliste | Optischer Sensor |
| &Ogr;) | Sendelichtstrahlen |
| (2) | Sender |
| (3) | Empfänger |
| (4) | Gehäuse |
| (5) | Gehäuse |
| (6) | Sendeoptik |
| (7) | Frontfenster |
| (8) | Solarzellenelement |
| (9) | Umgebungslicht |
| (10) | Empfangsoptik |
| (H) | Wandler |
| (12) | Energiespeicher |
| (13) | Auswerteeinheit |
| (14) | Rücksender |
| (15) | Funksignal |
| (16) | Rückempfänger |
| (17) | Auswerteeinheit |
| (18) | Schaltausgang |
| (19) | Stecker |
| (20) | Spiegel |
| (21) | Fokussierplatte |
| (22) | Objekt |
| (23) | Empfangslichtstrahlen |
| (24) | Gehäuse |
| (25) | |
| * · · · · · · | |
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ti Pause zwischen den Signalpulsen
t2 Länge der Signalpulse
t3 Sendepause zwischen j eder Pulsfolge
At Dauer der Pulssignale 5
Ua Ausgangsspannung
Ue Eingangsspannung
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Claims (23)
1. Optischer Sensor mit wenigstens einem Sendelichtstrahlen emittierenden Sender, einem Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger und einer Auswerteeinheit zur Auswertung von im Empfänger generierten Empfangssignalen, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Versorgungsspannung des Empfängers (4) über eine galvanisch getrennte Energieversorgungseinheit bereitgestellt ist.
2. Optischer Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungseinheit eine Batterie oder einen Akkumulator zur Erzeugung der Versorgungsspannung aufweist.
3. Optischer Sensor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungseinheit eine Anordnung von Solarzellenelementen (9) zur Erzeugung der Versorgungsspannung aufweist.
4. Optischer Sensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Solarzellenelement (9) den oder einen Empfänger (4) bildet.
5. Optischer Sensor nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine Mehrfachanordnung von Empfängern (4) aufweist.
6. Optischer Sensor nach einem der Ansprüche 4 oder S. dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsspannungen des oder jedes Empfängers (4), welche durch auf diesen auftreffende Empfangslichtstrahlen (24) generiert werden, zur Erzeugung der Versorgungsspannung verwendet werden.
7. Optischer Sensor nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass dem oder jedem Empfänger (4) eine Empfangsoptik (11) vorgeordnet ist, mittels derer die Empfangslichtstrahlen (24) auf den Empfänger (4) fokussiert werden.
8. Optischer Sensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieser mehrere, eine flächige Zellenanordnung bildende Empfänger (4) aufweist, wobei jedem Empfänger (4) eine Empfangsoptik (11) vorgeordnet ist.
9. Optischer Sensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsoptiken (11) eine wabenßrmige Fokussierplatte (22) bilden.
10. Optischer Sensor nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfänger (4) in Gruppen zusammen geschaltet sind.
11. Optischer Sensor nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des oder jedes Empfängers (4) auf einen Schaltregler geführt ist, mittels dessen aus der Ausgangsspannung des Empfängers (4) die Versorgungsspannung generiert wird.
12. Optischer Sensor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltregler einen Wandler (12) und einen Energiespeicher (13) aufweist, wobei dem Wandler (12) die Ausgangsspannung des oder jedes Empfängers (4) als Eingangsspannung Ue zugeführt wird, und wobei im Wandler (12) eine Ausgangsspannung Ua generiert wird, mittels derer der Energiespeicher (13) zur Bereitstellung der Versorgungsspannung aufgeladen wird.
13. Optischer Sensor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (13) von einem Kondensator oder Akkumulator gebildet ist.
14. Optischer Sensor nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler (12) an die Auswerteeinheit (14) angeschlossen ist.
15. Optischer Sensor nach einem der Ansprüche 12-14, dadurch gekennzeichnet, dass den Empfangslichtstrahlen (24) eine Kodierung aufgeprägt ist, welche durch Filterung der Signale in dem Wandler (12) als Empfangssignale zurückgewonnen und in die Auswerteeinheit (14) eingelesen werden.
16. Optischer Sensor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass in der Auswerteeinheit (14) aus den Empfangssignalen des Wandlers (12) ein Objektfeststellungssignal abgeleitet wird.
17. Optischer Sensor nach einem der Ansprüche 1-16, dadurch gekennzeichnet, dass dieser als Lichttaster ausgebildet ist, bei welchem der Sender (3), der Empfänger (4) und die Auswerteeinheit (14) in einem gemeinsamen Gehäuse (S) integriert sind.
18. Optischer Sensor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungseinheit die Versorgungsspannung für sämtliche Sensorkomponenten erzeugt.
19. Optischer Sensor nach einem der Ansprüche 1-16, dadurch gekennzeichnet, dass dieser als Lichtschranke ausgebildet ist, wobei der Sender (3) und der Empfänger (4) in verschiedenen Gehäusen (5, 6) integriert sind.
20. Optischer Sensor nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass dem Empfänger (4) ein Rücksender (15) zugeordnet ist, mittels dessen die am Ausgang des Empfängers (4) anstehenden Empfangssignale an einen Rückempfänger (17) übertragen werden, welcher an eine zweite Auswerteeinheit (18) angeschlossen ist.
21. Optischer Sensor nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Rücksender (15) von einem Funksender und der Rückempfänger (17) von einem Funkempfänger gebildet sind.
22. Optischer Sensor nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (3), der Rückempfänger (17) und die zweite Auswerteeinheit (18) in dem selben Gehäuse (5) integriert sind.
23. Optischer Sensor nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Auswerteeinheit (18) und der Rückempfänger (17) in einem separaten Gehäuse (25) räumlich getrennt von dem Sender (3) und Empfänger (4) angeordnet sind.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE20121829U DE20121829U1 (de) | 2001-01-05 | 2001-12-21 | Optischer Sensor |
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2001
- 2001-12-21 DE DE20121829U patent/DE20121829U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7176444B2 (en) | 2003-11-14 | 2007-02-13 | Sick Ag | Precision adjustable light barrier |
| DE102006053546A1 (de) * | 2006-11-14 | 2008-05-15 | Leuze Lumiflex Gmbh + Co. Kg | Optischer Sensor |
| DE102006053546B4 (de) * | 2006-11-14 | 2009-04-02 | Leuze Lumiflex Gmbh + Co. Kg | Optischer Sensor |
| DE102015226431A1 (de) * | 2015-12-22 | 2017-06-22 | Robert Bosch Gmbh | Abdeckfoliensensoreinrichtung für Agraranwendungen, Verfahren zum Betreiben einer Abdeckfoliensensoreinrichtung |
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