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    • 专利摘要:
    Die Erfindung betrifft einen optoelektronischen Sensor zur Detektion von Gegenständen, die auf einem Transportmittel entlang einer Transportrichtung transportiert werden. Ein Sender sendet Sendelicht in Richtung eines Überwachungsbereichs aus. Ein Empfänger erzeugt entsprechende Empfangssignale. Eine Auswerteeinrichtung wertet diese Empfangssignale aus, wobei ein Gegenstandsfeststellungssignal erzeugt wird, falls sich innerhalb des Überwachungsbereichs ein Gegenstand befindet. Der Empfänger besitzt drei Empfangselemente, die entlang der Transportrichtung nebeneinander angeordnet sind. Die beiden äußeren Empfangselemente sind zu einem ersten Empfangskanal zusammengeschaltet. Das mittlere Empfangselement bildet einen zweiten Empfangskanal.The invention relates to an optoelectronic sensor for detecting objects that are transported on a means of transport along a transport direction. A sender does not emit transmit light toward a surveillance area. A receiver generates corresponding received signals. An evaluation device evaluates these received signals, wherein an object detection signal is generated if an object is located within the monitoring area. The receiver has three receiving elements, which are arranged side by side along the transport direction. The two outer receiving elements are connected together to form a first receiving channel. The middle receiving element forms a second receiving channel.
    公开号:DE102004012220A1
    申请号:DE102004012220
    申请日:2004-03-12
    公开日:2005-09-29
    发明作者:Thomas Blümcke；Michael Klein；Kai Waslowski
    申请人:Sick AG；
    IPC主号:G01S17-02
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft einen optoelektronischen Sensor zur Detektionvon Gegenständen,die auf einem Transportmittel entlang einer Transportrichtung transportiertwerden, gemäß dem Oberbegriffdes Anspruchs 1. Ein derartiger Sensor besitzt einen Sender zumAussenden von Sendelicht in Richtung eines Überwachungsbereichs und einen Empfänger zumErzeugen von Empfangssignalen in Abhängigkeit von aus dem Überwachungsbereich empfangenemLicht. Außerdemist eine mit dem Empfängerverbundene Auswerteeinrichtung zum Auswerten der Empfangssignalevorgesehen, wobei durch die Auswerteeinrichtung ein Gegenstandsfeststellungssignalerzeugbar ist, falls sich innerhalb des Überwachungsbereichs ein vondem Transportmittel transportierter Gegenstand befindet.TheThe invention relates to an optoelectronic sensor for detectionof objects,transported on a means of transport along a transport directionaccording to the generic termof claim 1. Such a sensor has a transmitter forSending transmitted light towards a surveillance area and a receiver forGenerating received signals in response to received from the monitoring areaLight. Furthermoreis one with the receiverconnected evaluation device for evaluating the received signalsprovided, wherein by the evaluation device an object detection signalcan be generated if, within the surveillance area, one ofthe transport transported object is located.
    [0002] Beispielsweisesind Reflexionslichtschranken bekannt, bei denen das Sendelichtschrägoder senkrecht zur Transportrichtung zu einem Reflektor ausgesendetund von diesem zurückzu dem Empfängerreflektiert wird. Eine Unterbrechung des Strahlengangs kann anhandder damit verbundenen Beeinflussung der Empfangssignale erkanntwerden, um ein Gegenstandsfeststellungssignal zu erzeugen.For exampleReflection light barriers are known in which the transmitted lightaslantor emitted perpendicular to the transport direction to a reflectorand back from thisto the recipientis reflected. An interruption of the beam path can be based onthe associated influence of the received signals recognizedto generate an item detection signal.
    [0003] Ausder DE 101 42 161A1 ist ein Sensor mit einem Empfänger bekannt, der zwei Empfangselementeaufweist, die parallel zu der Transportrichtung der zu detektierendenGegenständeangeordnet sind, wobei eine Vergleichseinrichtung eine Differenz derEmpfangssignale der beiden Empfangselemente mit einem Schwellwertvergleicht. Dieser Sensor ver mag zu erkennen, aus welcher Richtungein Gegenstand den Sendelichtstrahl durchfährt, indem das Differenzsignalmit zwei unterschiedlichen Schwellwerten verglichen wird. Um jedochunterscheiden zu können,ob ein Gegenstand in den Überwachungsbereicheinfährtoder diesen verlässt,muss die Bewegungsrichtung bekannt sein. Ferner können nicht ohneweiteres Gegenständeunterschiedlicher Höhe detektiertwerden, da eine feste Schwelle vorgegeben werden muss.From the DE 101 42 161 A1 a sensor is known with a receiver having two receiving elements, which are arranged parallel to the transport direction of the objects to be detected, wherein a comparison device compares a difference of the received signals of the two receiving elements with a threshold value. This sensor ver may recognize from which direction an object passes through the transmitted light beam by the difference signal is compared with two different thresholds. However, in order to distinguish whether an object enters or leaves the surveillance area, the direction of movement must be known. Furthermore, objects of different heights can not readily be detected since a fixed threshold must be specified.
    [0004] Ausder US 5,197,012 istein optoelektronischer Sensor mit einem Empfänger bekannt, der zwei Empfangselementeaufweist, die bezüglichder Transportrichtung eines Förderbandseng benachbart nebeneinander angeordnet sind. Der Sensor tastetdas Höhenprofilvon Gegenständen,beispielsweise von Zeitungen, ab, die mit dem Förderband transportiert werden.Hierbei wird die Ableitung des Höhenprofilsgebildet und mit einem vorbestimmten Wert verglichen. Ein derartigerSensor vermag lediglich vergleichsweise abrupte Änderungen des Höhenprofilsder transportierten Gegenständezu erkennen.From the US 5,197,012 An optoelectronic sensor with a receiver is known, which has two receiving elements, which are arranged adjacent to each other with respect to the transport direction of a conveyor belt. The sensor scans the height profile of objects, such as newspapers, being transported by the conveyor. Here, the derivative of the height profile is formed and compared with a predetermined value. Such a sensor can detect only comparatively abrupt changes in the height profile of the transported objects.
    [0005] Esist eine Aufgabe der Erfindung, einen Sensor der eingangs genanntenArt zu schaffen, der eine verbesserte Detektionssicherheit besitztund universeller einsetzbar ist.Itis an object of the invention, a sensor of the aforementionedTo provide a type that has improved detection securityand is universally applicable.
    [0006] DieseAufgabe wird durch einen optoelektronischen Sensor mit den Merkmalendes Anspruchs 1 gelöst,und insbesondere dadurch, dass der Empfänger drei Empfangselementeaufweist, die entlang der Transportrichtung nebeneinander angeordnetsind, wobei die beiden äußeren derdrei Empfangselemente zu einem ersten Empfangskanal zusammenge schaltetsind und das mittlere Empfangselement einen zweiten Empfangskanalbildet.TheseThe object is achieved by an optoelectronic sensor with the featuresof claim 1 solved,and in particular in that the receiver has three receiving elementshas, which are arranged side by side along the transport directionare, with the two outer of thethree receiving elements together to a first receiving channel switchedand the middle receiving element a second receiving channelforms.
    [0007] DieEmpfangssignale der beiden äußeren Empfangselementewerden also aufsummiert, um ein gemeinsames Empfangssignal des erstenEmpfangskanals zu bilden. Das dazwischen angeordnete Empfangselementbildet einen eigenen, zweiten Empfangskanal, der separat ausgelesenwerden kann. Indem die drei Empfangselemente bezüglich der Transportrichtungnebeneinander angeordnet sind, beeinflusst ein durch den Überwachungsbereichtransportierter Gegenstand – unabhängig von seinerBewegungsrichtung – generellstets zunächst dasEmpfangssignal eines äußeren Empfangselementsund somit des ersten Empfangskanals. Erst mit andauernder Transportbewegungwird auch das Empfangssignal des mittleren Empfangselements undsomit des zweiten Empfangskanals beeinflusst. Dasselbe gilt für das Ausfahrendes betreffenden Gegenstands aus dem Überwachungsbereich, also wenndie Rückseitedes transportierten Gegenstands den Empfänger passiert.TheReceive signals of the two outer receiving elementsare summed up to receive a common signal from the firstTo form receiving channels. The receiving element arranged therebetweenforms its own, second receiving channel, which is read out separatelycan be. By the three receiving elements with respect to the transport directionjuxtaposed, affects one through the surveillance areatransported object - regardless of hisDirection of movement - generallyalways the firstReceived signal of an external receiving elementand thus the first receiving channel. Only with ongoing transport movementis also the received signal of the central receiver element andthus influenced the second receiving channel. The same applies to the extensionthe item concerned from the surveillance area, that is to say:the backsideof the transported object passes the receiver.
    [0008] EinVorteil des erfindungsgemäßen Sensors bestehtdarin, dass aufgrund der alternierenden Zuordnung der Empfangselementezu dem ersten und dem zweiten Empfangskanal zwischen einem Einfahreneines Gegenstands in den Überwachungsbereichund einem Ausfahren eines Gegenstands aus dem Überwachungsbereich unterschiedenwerden kann, und zwar unabhängigdavon, ob der Gegenstand entlang einer vorbestimmten Transportrichtung oderausnahmsweise entgegen dieser Transportrichtung durch den Überwachungsbereichbewegt wird. Diese Fähigkeitist beispielsweise in Sortier- und Beschickungsanlagen von Versandhäusern vonBedeutung, in denen mittels verschiedener miteinander verbundener Förderbänder unterschiedlicheVersandartikel zu einer Versandeinheit zusammengeführt werdensollen. Im Fehlerfall kann es hier erforderlich sein, die Transportmittelausnahmsweise kurzzeitig entgegen der üblichen Transportrichtung zubewegen, so dass auch die hierauf gelagerten Gegenstände entgegender üblichenTransportrichtung durch den Überwachungsbereichdes zugeordneten Sensors bewegt werden. Dies muss der Sensor erkennenkönnen.An advantage of the sensor according to the invention is that due to the alternating assignment of the receiving elements to the first and the second receiving channel between a retraction of an object in the surveillance area and an extension of an object from the surveillance area can be distinguished, regardless of whether the object along a predetermined transport direction or exceptionally against this transport direction is moved through the monitoring area. This capability is important, for example, in sorting and loading systems of mail-order companies in which different shipping items are to be combined to form a shipping unit by means of various interconnected conveyor belts. In the event of an error, it may be necessary to move the transport exceptionally briefly contrary to the usual direction of transport, so that the object stored thereon de are moved against the usual transport direction by the monitoring area of the associated sensor. The sensor must be able to recognize this.
    [0009] Einweiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass eine hohe Detektionssicherheitunabhängig vonder Höhedes Tastguts gewährleistetist. Die zu detektierenden Gegenstände können also eine variable Höhe besitzen.OneAnother advantage of the invention is that a high detection reliabilityindependent ofthe heightthe Tastguts ensuredis. The objects to be detected can therefore have a variable height.
    [0010] Vorzugsweiseist der Sensor dergestalt konfiguriert, dass die Signalamplitudender beiden äußeren Empfangselementebei freiem Überwachungsbereichgleich groß sind,so dass das gemeinsame Empfangssignal des ersten Empfangskanalsvon beiden zugeordneten Empfangselementen gleichermaßen undin symmetrischer Verteilung erzeugt wird. Der Empfänger verhält sichsomit generell invariant gegenübereiner Änderungder Transportrichtung. Vorzugsweise wird diese Eigenschaft dadurcherreicht, dass die lichtempfindlichen Flächen der beiden äußeren Empfangselementegleich groß sind, dieEmpfangssignale dieser beiden Empfangselemente mit demselben Verstärkungsfaktorverstärkt werdenund der Empfängerhomogen ausgeleuchtet wird.Preferablythe sensor is configured so that the signal amplitudesthe two outer receiving elementswith free surveillance areaare the same size,so that the common received signal of the first receiving channelfrom both associated receiving elements alike andgenerated in symmetrical distribution. The receiver behavesthus generally invarianta changethe transport direction. Preferably, this property is characterizedachieved that the photosensitive surfaces of the two outer receiving elementsare the same size, theReceive signals of these two receiving elements with the same gain factorbe strengthenedand the receiveris illuminated homogeneously.
    [0011] ZurAuswertung der Empfangssignale und zur entsprechenden Erzeugungvon Gegenstandsfeststellungssignalen sind unterschiedliche Verschaltungender Empfangselemente mit der Auswerteeinrichtung möglich, wienachfolgend erläutertwird.toEvaluation of the received signals and the corresponding generationItem detection signals are different interconnectionsthe receiving elements with the evaluation possible, such asexplained belowbecomes.
    [0012] Gemäß einerersten Ausführungsformweist die Auswerteeinrichtung einen Differenzverstärker auf,durch den aus dem Empfangssignal des ersten Empfangskanals und demEmpfangssignal des zweiten Empfangskanals ein Differenzsignal erzeugbar ist,wobei die Auswerteeinrichtung ferner einen Schwellwertdurchgangsdetektormit Vorzeichendetektor aufweist, durch den ein Schwellwertdurchgang desDifferenzsignals und das Vorzeichen der Signalsteigung des Differenzsignalsim Schwellwertdurchgang detektierbar sind. Durch Detektion eines SchwellwertdurchgangskönnenGegenständeunterschiedlicher Höheerfasst werden, wobei die alternierende Zuordnung der drei Empfangselementezu zwei verschiedenen Empfangskanälen auch bei Gegenständen vonvergleichsweise geringer Höheeinen ausreichend hohen Signalhub bewirkt.According to onefirst embodimentthe evaluation device has a differential amplifier,by the from the received signal of the first receiving channel and theReceived signal of the second receiving channel, a difference signal can be generated,wherein the evaluation device further comprises a threshold crossing detectorhaving a sign detector through which a threshold pass of theDifference signal and the sign of the signal slope of the difference signalare detectable in the threshold value passage. By detecting a threshold crossingcanobjectsdifferent heightbe detected, wherein the alternating assignment of the three receiving elementsto two different receiving channels even with objects fromcomparatively low altitudecauses a sufficiently high signal swing.
    [0013] Anhanddes Vorzeichens der detektierten Signalsteigung kann unabhängig vonder tatsächlichen Bewegungsrichtungdes betreffenden Gegenstands zwischen einem Einfahren in den Überwachungsbereichund einem Ausfahren aus dem Überwachungsbereichunterschieden werden.Basedthe sign of the detected signal slope can be independent ofthe actual direction of movementof the item in question between entering the surveillance areaand an exit from the surveillance areabe differentiated.
    [0014] Für dieseerste Ausführungsformist es bevorzugt, wenn der Sensor dergestalt konfiguriert ist, dassbei freiem Überwachungsbereichdie Signalamplitude des ersten Empfangskanals gleich der Signalamplitudedes zweiten Empfangskanals ist. Mit anderen Worten soll bei freiemStrahlengang das Differenzsignal in etwa den Wert Null besitzen.In diesem Fall ist ein besonders einfacher Aufbau der Auswerteeinrichtungmöglich,da fürdie erläuterteDetektion des Schwellwertdurchgangs ein an sich bekannter Nulldurchgangsdetektormit Vorzeichendetektor verwendet werden kann.For thisfirst embodimentFor example, it is preferable if the sensor is configured such thatwith free surveillance areathe signal amplitude of the first receive channel equal to the signal amplitudeof the second receiving channel. In other words should be at freeBeam path, the difference signal in about the value zero have.In this case, a particularly simple construction of the evaluation devicepossible,for thisthe explainedDetecting the Schwellwertdurchgangs a known zero-crossing detectorcan be used with sign detector.
    [0015] Umfür beideEmpfangskanäledie gleichen Signalamplituden bei freiem Überwachungsbereich zu erreichen,ist es bevorzugt, wenn die jeweiligen lichtempfindlichen Flächen derbeiden Empfangskanälegleich groß gewählt sind,die Empfangssignale beider Kanälegleich stark verstärktwerden und der Empfängervom Sender homogen ausgeleuchtet wird.Aroundfor bothreceiving channelsto achieve the same signal amplitudes with free surveillance area,For example, it is preferred that the respective photosensitive surfaces of thetwo receiving channelsare chosen the same size,the received signals of both channelsstrengthened equally strongbecome and the receiveris homogeneously illuminated by the transmitter.
    [0016] Fallsdagegen der Sensor derart konfiguriert ist, dass bei freiem Überwachungsbereichdie Signalamplituden der beiden Empfangskanäle unterschiedlich eingestelltsind, so kann als Schwellwert fürden Schwellwertdurchgangsdetektor beispielsweise der Wert des Differenzsignalsbei freiem Strahlengang gewähltwerden.Ifhowever, the sensor is configured such that when the surveillance area is freethe signal amplitudes of the two receiving channels are set differentlyare, as a threshold forthe threshold crossing detector, for example, the value of the difference signalselected with free beam pathbecome.
    [0017] Injedem Fall kann der Schwellwertdurchgangsdetektor oder Nulldurchgangsdetektorder ersten Ausführungsformeine Schalthysterese berücksichtigen,um unerwünschte Übergänge zwischen denSchaltzuständenzu unterdrücken.InIn any case, the threshold crossing detector or zero crossing detectorthe first embodimentconsider a switching hysteresis,to avoid unwanted transitions between theswitching statesto suppress.
    [0018] Gemäß einerzweiten Ausführungsformbesitzt die Auswerteeinrichtung einen Differenzverstärker, durchden aus dem Empfangssignal des ersten Empfangskanals und dem Empfangssignaldes zweiten Empfangskanals ein Differenzsignal erzeugbar ist, unddie Auswerteeinrichtung besitzt ferner einen Komparator, durch dendas Differenzsignal mit wenigstens einer Schaltschwelle vergleichbarist. Diese zweite Ausführungsformhat den Vorteil, dass lediglich ein einfacher Schwellwertvergleicherforderlich ist. Dennoch könnenGegenständeunterschiedlicher Höhezuverlässigdetektiert werden, da auch bei Gegenständen geringer Höhe die alternierendeZuordnung der Empfangselemente zu zwei verschiedenen Empfangskanälen einenausreichenden Signalhub gewährleistet.Ferner ist auch bei dieser Ausführungsformunabhängigvon der tatsächlichenTransportrichtung des betreffenden Gegenstands eine Unterscheidungzwischen einem Eindringen in den Überwachungsbereich und einemVerlassen des Überwachungsbereichsmöglich.According to onesecond embodimentthe evaluation device has a differential amplifier, byfrom the received signal of the first receiving channel and the received signalthe second receiving channel, a difference signal can be generated, andthe evaluation device also has a comparator through whichthe difference signal with at least one switching threshold comparableis. This second embodimenthas the advantage that only a simple threshold comparisonis required. Nevertheless, you canobjectsdifferent heightreliablebe detected, since even with objects of low height, the alternatingAssignment of the receiving elements to two different receiving channels oneEnsures sufficient signal swing.Further, also in this embodimentindependentlyfrom the actualDirection of transport of the item in question is a distinctionbetween an intrusion into the surveillance area and aExit the surveillance areapossible.
    [0019] Für diesezweite Ausführungsformist es bevorzugt, wenn der Sensor dergestalt konfiguriert ist, dassbei freiem Überwachungsbereichdie Signalamplitude des ersten Empfangskanals dem Produkt aus derSignalamplitude des zweiten Empfangskanals und einem Verhältnisfaktorentspricht, der einen Wert kleiner eins besitzt. Mit anderen Wortensoll der dem mittleren Empfangselement entsprechende zweite Empfangskanalstärkergewichtet sein als der erste Empfangskanal. Dadurch ist für das Differenzsignalein besonders einfacher Schwellwertvergleich möglich, da das Differenzsignalbei vorhandenem und nicht vorhandenem Gegenstand im Überwachungsbereichunterschiedliche Werte annimmt, so dass ein dazwischen liegenderSchwellwert gewählt werdenkann. Außerdemwird hierdurch eine Nebenbedingung geschaffen, die es auch unmittelbarnach dem Einschalten des Sensors eine Unterscheidung ermöglicht,ob ein Überschreitenoder Unterschreiten des Schwellwerts einem Einfahren oder einemAusfahren eines Gegenstands entspricht.For this second embodiment, it is preferable if the sensor is configured such that when the monitoring area is free, the sig nalamplitude of the first receiving channel corresponds to the product of the signal amplitude of the second receiving channel and a ratio factor having a value less than one. In other words, the second receiving channel corresponding to the middle receiving element should be weighted more heavily than the first receiving channel. As a result, a particularly simple threshold value comparison is possible for the difference signal, since the difference signal assumes different values for existing and non-existing object in the monitoring area, so that a threshold value located therebetween can be selected. In addition, this creates a secondary condition that allows a distinction immediately after switching on the sensor, whether exceeding or falling below the threshold corresponds to retraction or extension of an object.
    [0020] Dieunterschiedlichen Signalamplituden der beiden Empfangskanäle bei freiem Überwachungsbereichkönnenbeispielsweise dadurch erreicht werden, dass die jeweiligen lichtempfindlichenFlächen derbeiden Empfangskanäleunterschiedlich groß gewählt werden,dass die Empfangssignale beider Kanäle unterschiedlich verstärkt werden,und/oder dass der Empfängervom Sender inhomogen ausgeleuchtet wird.Thedifferent signal amplitudes of the two receiving channels with free surveillance areacanFor example, be achieved by the respective photosensitiveSurfaces of thetwo receiving channelsbe chosen differently big,that the received signals of both channels are amplified differently,and / or that the receiverinhomogeneously illuminated by the transmitter.
    [0021] Gemäß einerdritten Ausführungsformbesitzt die Auswerteeinrichtung einen Komparator, durch den dasEmpfangssignal des ersten Empfangskanals mit dem Empfangssignaldes zweiten Empfangskanals vergleichbar ist und der eine Schalthystereseberücksichtigt,wobei durch die Auswerteeinrichtung ein Gegenstandsfeststellungssignal erzeugbarist, falls das Empfangssignal des zweiten Empfangskanals geringerist als das Empfangssignal des ersten Empfangskanals, oder umgekehrt.Auch bei dieser Ausführungsformist also ein besonders einfacher Signalvergleich mittels eines Komparators möglich, wobeidurch die alternierende Zuordnung der drei Empfangselemente zu denzwei verschiedenen Empfangskanälengewährleistetist, dass unabhängigvon der Höhedes jeweiligen Tastguts stets eine geeignete Schaltschwelle für den Komparator eingestelltist. Die Schalthysterese vermeidet dabei ein unerwünschtesUmschalten.According to onethird embodimentthe evaluation device has a comparator, through which theReceiving signal of the first receiving channel with the received signalof the second receiving channel is comparable and that a switching hysteresisconsidered,wherein an object detection signal can be generated by the evaluation deviceis, if the received signal of the second receiving channel is loweris as the received signal of the first receiving channel, or vice versa.Also in this embodimentThus, a particularly simple signal comparison by means of a comparator is possible, whereinby the alternating assignment of the three receiving elements to thetwo different receiving channelsguaranteedis that independentfrom the heightthe respective Tastguts always set a suitable switching threshold for the comparatoris. The switching hysteresis avoids an undesirableSwitch.
    [0022] Auchfür dieseAusführungsformist es bevorzugt, wenn der Sensor dergestalt konfiguriert ist, dassbei freiem Überwachungsbereichdie Signalamplitude des ersten Empfangskanals dem Produkt aus derSignalamplitude des zweiten Empfangskanals und einem Verhältnisfaktorentspricht, der einen Wert kleiner eins besitzt. Hierdurch werdendie beiden Empfangskanälebewusst relativ zueinander verstimmt, so dass auch nach Einschaltendes Sensors eine Nebenbedingung für eine eindeutige Bestimmungdes Schaltzustandes gegeben ist.Alsofor thisembodimentFor example, it is preferable if the sensor is configured such thatwith free surveillance areathe signal amplitude of the first receiving channel the product of theSignal amplitude of the second receiving channel and a ratio factorcorresponds, which has a value less than one. This will bethe two receiving channelsdeliberately detuned relative to each other, so even after switchingthe sensor is a secondary condition for a unique determinationthe switching state is given.
    [0023] Gemäß einervierten Ausführungsformkann eine ideale Detektionsschwelle geschätzt bzw. festgelegt werden.Zu diesem Zweck besitzt die Auswerteeinrichtung eine Schwellwertbestimmungseinrichtung,durch die aufgrund der Empfangssignale des Empfängers ein Schwellwert festlegbarist, und die Auswerteeinrichtung besitzt beispielsweise einen Komparator, durchden das Empfangssignal des zweiten Empfangskanals mit dem festgelegten Schwellwertvergleichbar ist, wobei durch die Auswerteeinrichtung dann ein Gegenstandsfeststellungssignalerzeugt wird, wenn das Empfangssignal des zweiten Empfangskanalsgeringer ist als der festgelegte Schwellwert, oder umgekehrt.According to onefourth embodimentan ideal detection threshold can be estimated.For this purpose, the evaluation device has a threshold value determination device,can be determined by the due to the received signals of the receiver, a threshold valueis, and the evaluation device has, for example, a comparator, throughthe received signal of the second receiving channel with the specified thresholdis comparable, wherein by the evaluation then an item detection signalis generated when the received signal of the second receiving channelis less than the specified threshold, or vice versa.
    [0024] Beidieser Ausführungsformwerden die Empfangssignale der drei Empfangselemente also dazu verwendet,um in der Schwellwertbestimmungseinrichtung einen besonders geeigneten Schwellwertfestzulegen, der dann wiederum einen einfachen Signalvergleich beispielsweisemittels eines Komparators ermöglicht.Dadurch ist unabhängigvon der Höheder zu detektierenden Gegenständestets ein geeigneter Schwellwert eingestellt, so dass auch für Gegenstände einervergleichsweise geringen Höhenoch eine ausreichende Detektionssicherheit gewährleistet ist.atthis embodimentthe received signals of the three receiving elements are thus usedin the Schwellwertbestimmungseinrichtung a particularly suitable thresholdset, then turn a simple signal comparison, for exampleenabled by means of a comparator.This is independentfrom the heightthe objects to be detectedalways set a suitable threshold, so that even for objects onecomparatively low altitudestill sufficient detection security is guaranteed.
    [0025] Prinzipiellkann eine derartige Schwellwertbestimmungseinrichtung auch mit denAuswerteeinrichtungen gemäß der erläutertenersten, zweiten oder dritten Ausführungsform kombiniert werden.in principleSuch a threshold determination device can also be used with theEvaluation devices according to the explainedfirst, second or third embodiment are combined.
    [0026] AllenAusführungsformendes erfindungsgemäßen Sensorsist gemeinsam, dass es sich bei dem Sendelicht und dem Empfangslichtum Licht des sichtbaren, des infraroten oder des ultravioletten Wellenlängenbereichshandeln kann.allembodimentsthe sensor according to the inventionis common that it is the transmitted light and the received lightlight of the visible, infrared or ultraviolet wavelengthscan act.
    [0027] Diedrei Empfangselemente besitzen senkrecht zu der Transportebene desTransportmittels vorzugsweise dieselbe Höhe.Thethree receiving elements have perpendicular to the transport plane of theTransport means preferably the same height.
    [0028] DerSensor kann als Lichtschranke ausgebildet sein, insbesondere alseine Reflexionslichtschranke, bei der der Sender und der Empfänger auf dereinen Seite des Transportmittels und ein Reflektor auf der anderenSeite des Transportmittels angeordnet sind. In diesem Fall ist esbevorzugt, wenn der Sender und der Empfänger in Autokollimation, d.h. mitgemeinsamer Sende- und Empfangsoptik angeordnet sind.Of theSensor can be designed as a light barrier, in particular asa reflection light barrier, in which the transmitter and the receiver on theone side of the means of transport and one reflector on the otherSide of the transport are arranged. In this case it ispreferred when the transmitter and the receiver are in autocollimation, i. Withcommon transmitting and receiving optics are arranged.
    [0029] Alternativhierzu kann der Sensor als ein Triangulationstaster ausgebildetsein, wobei der Sender und der Empfänger vorzugsweise entlang derTransportrichtung nebeneinander in Pupillenteilung angeordnet sind.alternativeFor this purpose, the sensor can be designed as a triangulation probebe, wherein the transmitter and the receiver preferably along theTransport direction are arranged side by side in pupil division.
    [0030] WeitereWeiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme aufdie Zeichnungen erläutert.FurtherFurther developments of the invention are mentioned in the subclaims.The invention will now be described by way of example with reference to FIGthe drawings explained.
    [0031] 1 zeigteine schematische Perspektivansicht eines Sensors, der an einemFörderbandangeordnet ist. 1 shows a schematic perspective view of a sensor which is arranged on a conveyor belt.
    [0032] 2 zeigtein Prinzipschaltbild des Sensors. 2 shows a schematic diagram of the sensor.
    [0033] 3 bis 6 zeigendie Verschaltung des Empfängersdes Sensors mit einer jeweiligen Auswerteeinrichtung sowie die zugeordnetenSignalverläufegemäß einerersten, einer zweiten, einer dritten bzw. einer vierten Ausführungsform. 3 to 6 show the interconnection of the receiver of the sensor with a respective evaluation and the associated waveforms according to a first, a second, a third and a fourth embodiment.
    [0034] 1 zeigteinen Sensor 11, der als Reflexionslichtschranke mit einemin Gegenüberstellungangeordneten Reflektor 13 ausgebildet ist. Der Sensor 11 istan einem Förderband 15 angeordnet,auf dem mehrere Gegenstände 17 unterschiedlicherHöhe entlangeiner Transportrichtung T transportiert werden. Die Anordnung istdergestalt gewählt,dass ein von dem Sensor 11 ausgesendeter Sendelichtstrahl 19 undein hiermit zusammenfallender, jedoch entgegengesetzt gerichteterEmpfangslichtstrahl 21 parallel zu der Transportebene desFörderbands 15 und senkrechtzu der Transportrichtung T verlaufen. 1 shows a sensor 11 as a reflection light barrier with a reflector arranged in opposition 13 is trained. The sensor 11 is on a conveyor belt 15 arranged on the several objects 17 different height along a transport direction T are transported. The arrangement is chosen such that one of the sensor 11 emitted transmitted light beam 19 and a coincident but oppositely directed receive light beam 21 parallel to the transport plane of the conveyor belt 15 and perpendicular to the transport direction T run.
    [0035] 2 zeigtden prinzipiellen Aufbau des Sensors 11. Dieser besitzteinen Lichtsender 23, beispielsweise eine Leuchtdiode odereine Laserdiode. Der Sender 23 sendet einen Sendelichtstrahl 19 aus, dervon einem halbdurchlässigenSpiegel 25 durch eine Sende- und Empfangsoptik 27 inRichtung des Reflektors 13 (in 2 nichtgezeigt) umgelenkt wird. Der von dem Reflektor 13 reflektierteEmpfangslichtstrahl 21 gelangt durch die Sende- und Empfangsoptik 27 unddurch den halbdurchlässigenSpiegel 25 hindurch auf einen photoelektrischen Empfänger 29. Dieserist mit einer Auswerteeinrichtung 31 verbunden, die einenSchaltausgang 33 besitzt. 2 shows the basic structure of the sensor 11 , This has a light transmitter 23 , For example, a light emitting diode or a laser diode. The transmitter 23 sends a transmitted light beam 19 off, by a half-transparent mirror 25 by a transmitting and receiving optics 27 in the direction of the reflector 13 (in 2 not shown) is deflected. The one from the reflector 13 reflected received light beam 21 passes through the transmitting and receiving optics 27 and through the half-transparent mirror 25 through to a photoelectric receiver 29 , This is with an evaluation device 31 connected, which has a switching output 33 has.
    [0036] DieSende- und Empfangsoptik 27 weitet den Sendelichtstrahl 19 zueinem Bündelauf bzw. fokussiert den Empfangslichtstrahl 21 auf denEmpfänger 29.Der Strahlengang des Sendelichtstrahls 19 und des Empfangslichtstrahls 21 zwischender Sende- und Empfangsoptik 27 und dem Reflektor 13 definiert einen Überwachungsbereich 35.The transmitting and receiving optics 27 widens the transmitted light beam 19 into a bundle or focuses the received light beam 21 on the receiver 29 , The beam path of the transmitted light beam 19 and the receiving light beam 21 between the transmitting and receiving optics 27 and the reflector 13 defines a surveillance area 35 ,
    [0037] DasEinfahren von mittels des Förderbands 15 transportiertenGegenständen 17 indiesen Überwachungsbereich 35 unddas Ausfahren von Gegenständen 17 ausdem Überwachungsbereich 35 kann anhandder hierdurch verursachten Änderungder Empfangssignale des Empfängers 29 undaufgrund einer entsprechenden Auswertung mittels der Auswerteeinrichtung 31 erkanntwerden. Sofern sich ein Gegenstand 17 im Überwachungsbereich 35 befindet,gibt die Auswerteeinrichtung 31 an dem Schaltausgang 33 einGegenstandsfeststellungssignal aus.The retraction of by means of the conveyor belt 15 transported objects 17 in this surveillance area 35 and the extension of objects 17 from the surveillance area 35 may be due to the change in received signals of the receiver caused thereby 29 and due to a corresponding evaluation by means of the evaluation device 31 be recognized. Provided an object 17 in the surveillance area 35 is located, gives the evaluation 31 at the switching output 33 an item detection signal.
    [0038] DerEmpfänger 29 besitztdrei beispielsweise durch Photodioden gebildete Empfangselemente, dieparallel zu der vorbestimmten Transportrichtung T angeordnet undzu zwei verschiedenen Empfangskanälen zusammengefasst sind, wienachfolgend anhand unterschiedlicher Ausführungsformen des Sensors 11 bzw.der Auswerteeinrichtung 31 erläutert wird.The recipient 29 has three receiving elements formed for example by photodiodes, which are arranged parallel to the predetermined transport direction T and combined into two different receiving channels, as described below with reference to different embodiments of the sensor 11 or the evaluation device 31 is explained.
    [0039] 3 zeigtein Ausführungsbeispielder ersten Ausführungsform.Bei dieser sind drei Empfangselemente 41, 42, 43 vorgesehen,die entlang der Transportrichtung (T) nebeneinander angeordnet sindund deren lichtempfindliche Flächensich senkrecht zu der Bewegungsebene des Förderbands 15 erstrecken.Die beiden äußeren Empfangselemente 41, 43 sindzu einem ersten Empfangskanal 51 zusammengefasst. Das mittlereEmpfangselement 42 bildet einen zweiten Empfangskanal 52. 3 shows an embodiment of the first embodiment. In this are three receiving elements 41 . 42 . 43 provided, which are arranged side by side along the transport direction (T) and whose photosensitive surfaces are perpendicular to the plane of movement of the conveyor belt 15 extend. The two outer receiving elements 41 . 43 are to a first receiving channel 51 summarized. The middle receiving element 42 forms a second receiving channel 52 ,
    [0040] DieAuswerteeinrichtung 31 besitzt eingangsseitig einen Differenzverstärker 61.Der erste Empfangskanal 51 wird am negativen Eingang und derzweite Empfangskanal 52 am positiven Eingang des Differenzverstärkers 61 ausgelesen(oder umgekehrt). Der Differenzverstärker 61 bildet einDifferenzsignal 74, das der Differenz zwischen dem Empfangssignaldes mittleren Empfangselements 42 einerseits und der Summeder Empfangssignale der beiden äußeren Empfangselemente 41, 43 andererseitsentspricht. Dieses Differenzsignal wird einem Nulldurchgangsdetektor 63 mit Vorzeichendetektor zugeführt. Dieserbesitzt zwei Ausgänge,die mit einem Reset-Eingang und einem Set-Eingang eines RS-Flipflops 65 verbundensind. Dessen Ausgang bildet wiederum den Schaltausgang 33.The evaluation device 31 has a differential amplifier on the input side 61 , The first receiving channel 51 is at the negative input and the second receive channel 52 at the positive input of the differential amplifier 61 read out (or vice versa). The differential amplifier 61 forms a difference signal 74 , that of the difference between the received signal of the central receiver element 42 on the one hand and the sum of the received signals of the two outer receiving elements 41 . 43 on the other hand corresponds. This difference signal becomes a zero crossing detector 63 supplied with sign detector. This has two outputs, with a reset input and a set input of an RS flip-flop 65 are connected. Its output again forms the switching output 33 ,
    [0041] DerNulldurchgangsdetektor 63 vermag auf an sich bekannte Weiseeinen Nulldurchgang des zugeführtenDifferenzsignals 74 sowie die Steigung des Differenzsignals 74 imNulldurchgang zu detektieren. Sofern ein Nulldurchgang mit negativemVorzeichen der Signalsteigung detektiert wird, liefert der Nulldurchgangsdetektor 63 einenSchaltpuls an den Set-Eingangdes RS-Flipflops 65. Bei einem Nulldurchgang mit positivemVorzeichen der Signalsteigung wird ein Schaltpuls an den Reset-Eingangdes RS-Flipflops ausgegeben. Dieses liefert dementsprechend am Schaltausgang 33 einGegenstandsfeststellungssignal, solange der Sendelichtstrahl 19 oder derEmpfangslichtstrahl 21 durch einen auf dem Förderband 15 transportiertenGegenstand 17 (1) teilweise oder vollständig unterbrochenist.The zero crossing detector 63 can in a known per se a zero crossing of the supplied difference signal 74 and the slope of the difference signal 74 to detect at zero crossing. If a zero crossing with a negative sign of the signal slope is detected, the zero crossing detector provides 63 a switching pulse to the set input of the RS flip-flop 65 , At a zero crossing with a positive sign of the signal slope, a switching pulse is output to the reset input of the RS flip-flop. This supplies accordingly at the switching output 33 an object detection signal as long as the transmitted light beam 19 or the received light beam 21 through one on the conveyor belt 15 transported object 17 ( 1 ) is partially or completely interrupted.
    [0042] 3 zeigtim unteren Bereich den entsprechenden Signalverlauf S. Angetragensind – inwillkürlichenEinheiten und fürunterschiedliche Phasen des Eindringens eines Gegenstands 17 inden Überwachungsbereich 35 – das Empfangssignal 71 des erstenEmpfangskanals 51, das Empfangssignal 72 des zweitenEmpfangskanals 52 (gestrichelt eingezeichnet) und das genannteDifferenzsignal 74, das von dem Differenzverstärker 61 ausgegebenwird. 3 shows in the lower part of the corresponding waveform S. Are carried - are in arbitrary units and for different phases of intrusion of an object 17 in the surveillance area 35 - the received signal 71 of the first receiving channel 51 , the received signal 72 of the second receiving channel 52 (dashed lines) and said difference signal 74 that from the differential amplifier 61 is issued.
    [0043] Für eine erstePhase I des Signalverlaufs S ist der Zustand bei freiem Überwachungsbereich 35 gezeigt.Die Empfangssignale 71, 72 des ersten Empfangskanals 51 unddes zweiten Empfangskanals 52 liegen in voller und jeweilsgleicher Amplitude vor. Das Differenzsignal 74 besitztdementsprechend den Wert Null.For a first phase I of the signal curve S, the state is in the free monitoring area 35 shown. The received signals 71 . 72 of the first receiving channel 51 and the second receiving channel 52 are in full and each have the same amplitude. The difference signal 74 accordingly has the value zero.
    [0044] Ineiner sich hieran anschließendenPhase II des Signalverlaufs S fährtder betreffende Gegenstand 17 entlang der TransportrichtungT allmählich inden Überwachungsbereich 35 einund verdeckt dadurch in zunehmendem Maße das entsprechende äußere Empfangselement 41,so dass der Pegel des zugeordneten Empfangssignals 71 absinkt.Dementsprechend steigt das Differenzsignal 74 an.In a subsequent phase II of the signal curve S of the subject moves 17 along the transport direction T gradually into the surveillance area 35 and thereby increasingly conceals the corresponding outer receiving element 41 such that the level of the associated receive signal 71 decreases. Accordingly, the difference signal increases 74 at.
    [0045] Danach(Phase III) wird auch das mittlere Empfangselement 42 inzunehmendem Maßeabgedeckt und empfängtweniger Licht, so dass das Empfangssignal 72 des zweitenEmpfangskanals 52 ebenfalls abfällt. Dementsprechend verringertsich auch das Differenzsignal 74. Da der Abfall des Empfangssignals 72 inder Phase III stärkerist als der Abfall des Empfangssignals 71 in der PhaseII, sinkt das Differenzsignal 74 von einem positiven Wertauf einen negativen Wert und vollzieht somit einen Nulldurchgang 77 mitnegativem Vorzeichen der Signalsteigung. Dies wird von dem Nulldurchgangsdetektor 63 detektiert,der einen entsprechenden Schaltpuls an den Set-Eingang des RS-Flipflops 65 ausgibt.Thereafter (phase III) also becomes the middle receiver 42 increasingly covered and receives less light, so the received signal 72 of the second receiving channel 52 also falls off. Accordingly, the difference signal also decreases 74 , Because the drop of the received signal 72 in Phase III is stronger than the drop of the received signal 71 in phase II, the difference signal decreases 74 from a positive value to a negative value and thus makes a zero crossing 77 with negative sign of the signal slope. This is done by the zero crossing detector 63 detected, the a corresponding switching pulse to the set input of the RS flip-flop 65 outputs.
    [0046] Ineiner anschließendenPhase IV deckt der weiterhin entlang der Transportrichtung T transportierteGegenstand 17 in zunehmendem Maße auch das weitere äußere Empfangselement 43 ab,so dass das zugeordnete Empfangssignal 71 noch weiter abfällt unddas Differenzsignal 74 dementsprechend ansteigt.In a subsequent phase IV covers the further transported along the transport direction T object 17 increasingly also the other external receiving element 43 so that the assigned receive signal 71 even further drops and the difference signal 74 increases accordingly.
    [0047] Schließlich befindetsich der Gegenstand 17 vollständig im Überwachungsbereich 35.Dies ist für denin 3 gezeigten Signalverlauf als Phase V eingezeichnet.Die Empfangssignale 71, 72 der beiden Empfangskanäle 51, 52 besitzennun einen gemeinsamen niedrigeren Wert, und das Differenzsignal 74 besitztdementsprechend den Wert Null. Der Grund, warum die beiden den Empfangskanälen 51, 52 zugeordnetenEmpfangssignale 71, 72 nicht ebenfalls den WertNull annehmen, besteht darin, dass die Empfangselemente 41, 42, 43 durchden Gegenstand 17 nicht unbedingt vollständig abgedecktwerden. Vielmehr besitzen die Gegenstände 17 zwar unterschiedliche,jedoch begrenzte Höhen. Somitwerden der Sendelichtstrahl 19 bzw. der Empfangslichtstrahl 21 generellnicht vollständigunterbrochen, so dass – jenach Höhedes Gegenstands 17 – einTeil des Sendelichts den Empfänger 29 stets nochbeaufschlagt.Finally, the object is located 17 completely in the surveillance area 35 , This is for the in 3 drawn signal waveform shown as phase V. The received signals 71 . 72 the two receiving channels 51 . 52 now have a common lower value, and the difference signal 74 accordingly has the value zero. The reason why the two are the receiving channels 51 . 52 assigned receive signals 71 . 72 not also assume the value zero, is that the receiving elements 41 . 42 . 43 through the object 17 not necessarily completely covered. Rather, the items own 17 Although different, but limited heights. Thus, the transmitted light beam 19 or the received light beam 21 Generally not completely interrupted, so that - depending on the height of the object 17 - Part of the transmitted light the receiver 29 always charged.
    [0048] Für das Ausfahrendes betreffenden Gegenstands 17 aus dem Überwachungsbereich 35 ergibt sichein spiegelsymmetrischer Signalverlauf S, d.h. die Empfangssignale 71, 72 unddas Differenzsignal 74 ändernsich in der Reihenfolge der in 3 gezeigtenPhasen V, IV, III, II und I. Dementsprechend vollzieht das Differenzsignal 74 beimAusfahren des Gegenstands 17 aus dem Überwachungsbereich 35 einenNulldurchgang mit positivem Vorzeichen der Signalsteigung, so dassder Nulldurchgangsdetektor 63 den Reset-Eingang des RS-Flipflops 65 schaltet unddas Gegenstandsfeststellungssignal am Schaltausgang 33 demzufolgewieder deaktiviert wird.For the extension of the item concerned 17 from the surveillance area 35 the result is a mirror-symmetrical signal curve S, ie the received signals 71 . 72 and the difference signal 74 change in the order of in 3 shown phases V, IV, III, II and I. Accordingly, the difference signal completes 74 when extending the object 17 from the surveillance area 35 a zero crossing with a positive sign of the signal slope, so that the zero crossing detector 63 the reset input of the RS flip-flop 65 switches and the object detection signal at the switching output 33 consequently deactivated again.
    [0049] EinVorteil der in 3 gezeigten Ausführungsformbesteht darin, dass Gegenstände 17 unterschiedlicherHöhe zuverlässig detektiertwerden können.Zwar ergeben sich fürverschiedene Höhen derGegenstände 17 unterschiedlicheVerläufeder Empfangssignale 71, 72 in den Phasen II, III,IV und V. Allerdings vollzieht das Differenzsignal 74 für alle Gegenstandshöhen stetseinen detektierbaren Nulldurchgang 77, wobei innerhalbder Phase III ein hinreichend großer Signalhub erzielt wird,da das Empfangselement 42 parallel zur TransportrichtungT von zwei Empfangselementen 41, 43 umgeben ist,die in der Auswerteeinrichtung 31 mit entgegengesetztem Vorzeichenausgewertet werden.An advantage of in 3 shown embodiment is that objects 17 different height can be reliably detected. Although arise for different heights of the objects 17 different gradients of the received signals 71 . 72 in phases II, III, IV and V. However, the difference signal completes 74 always a detectable zero crossing for all object heights 77 , wherein within Phase III, a sufficiently large signal swing is achieved because the receiving element 42 parallel to the transport direction T of two receiving elements 41 . 43 surrounded in the evaluation device 31 be evaluated with opposite sign.
    [0050] Einweiterer Vorteil besteht darin, dass ein Einfahren eines Gegenstands 17 inden Überwachungsbereich 35 eindeutigvon einem Ausfahren aus dem Überwachungsbereich 35 unterschieden werdenkann, und zwar unabhängigdavon, ob der betreffende Gegenstand 17 sich entlang derin 1 gezeigten Transportrichtung T oder ausnahmsweise inentgegengesetzter Richtung bewegt. Das Vorzeichen der Signalsteigungim Nulldurchgang 77 ist nämlich aufgrund der symmetrischenZuordnung der Empfangselemente 41, 42, 43 zuden beiden Empfangskanälen 51, 52 alleindavon abhängig,ob die Vorderseite des Gegenstands 17 oder dessen Rückseiteden Überwachungsbereich 35 durchläuft.Another advantage is that retraction of an object 17 in the surveillance area 35 clearly from an extension out of the surveillance area 35 irrespective of whether the item in question is 17 along the in 1 shown transport direction T or exceptionally moved in the opposite direction. The sign of the signal slope at zero crossing 77 is namely due to the symmetrical assignment of the receiving elements 41 . 42 . 43 to the two receiving channels 51 . 52 solely dependent on whether the front of the item 17 or its backside the surveillance area 35 passes.
    [0051] Einbesonderer Vorteil ist auch darin zu sehen, dass ein herkömmlicherNulldurchgangsdetektor 63 mit Vorzeichendetektor eingesetztwerden kann. Dies ist darauf zurückzuführen, dassder Empfänger 29 unddie Auswerteeinrichtung 31 dergestalt konfiguriert sind,dass bei freiem Überwachungsbereich(Phase I) die Signalamplituden 71, 72 der beidenEmpfangskanäle 51, 52 gleichgroß sind.Insbesondere ist die jeweilige lichtempfindliche Fläche der beiden äußeren Empfangselemente 41, 43 halbso groß wiedie lichtempfindliche Flächedes mittleren Empfangselements 42, und die Empfangssignale 71, 72 derbeiden Empfangskanäle 51, 52 werdendem Differenzverstärker 61 mitderselben Verstärkungzugeführt.Dadurch ist gewährleistet,dass auch bei vollständigim Überwachungsbereich 35 befindlichem Gegenstand 17 (PhaseV) das Differenzsignal 74 den Wert Null annimmt.A particular advantage is also to be seen in that a conventional zero-crossing detector 63 can be used with sign detector. This is due to the fact that the receiver 29 and the evaluation device 31 are configured such that with free monitoring rich (phase I) the signal amplitudes 71 . 72 the two receiving channels 51 . 52 are the same size. In particular, the respective photosensitive surface of the two outer receiving elements 41 . 43 half as large as the photosensitive area of the central receiving element 42 , and the received signals 71 . 72 the two receiving channels 51 . 52 be the differential amplifier 61 supplied with the same gain. This ensures that even when completely in the surveillance area 35 subject 17 (Phase V) the difference signal 74 takes the value zero.
    [0052] Schließlich istein weiterer Vorteil darin zu sehen, dass eventuelle Höhenschwankungendes Förderbands 15 sichnicht nachteilig auf die Detektionssicherheit auswirken, da derartigeHöhenschwankungendie Empfangssignale 71, 72 der Empfangskanäle 51, 52 gleichermaßen betreffenund das Differenzsignal 74 somit nicht beeinflussen.Finally, another advantage is the fact that any height fluctuations of the conveyor belt 15 do not adversely affect the detection security, since such height fluctuations, the received signals 71 . 72 the receiving channels 51 . 52 equally affect and the difference signal 74 thus not influence.
    [0053] Zuder ersten Ausführungsformgemäß 3 istnoch anzumerken, dass der Nulldurchgangsdetektor 63 eineSchalthysterese berücksichtigenkann, um unbeabsichtigte Schaltsignale beispielsweise aufgrund einesRauschens des Differenzsignals 74 zu vermeiden.According to the first embodiment according to 3 It should also be noted that the zero crossing detector 63 Consider a switching hysteresis to unintentional switching signals, for example, due to a noise of the difference signal 74 to avoid.
    [0054] Diejeweilige Darstellung der weiteren Ausführungsformen in den 4 bis 6 entsprichtder Darstellung gemäß 3,wobei gleichartige Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnetsind.The respective representation of the further embodiments in the 4 to 6 corresponds to the illustration according to 3 , wherein like elements are identified by the same reference numerals.
    [0055] 4 zeigtein Beispiel fürdie zweite Ausführungsformder Auswerteeinrichtung 31. Dieser besitzt wiederum zwei äußere Empfangselemente 41, 43,die einen ersten Empfangskanal 51 bilden, sowie ein mittleresEmpfangselement 42, das einem zweiten Empfangskanal 52 zugeordnetist. 4 shows an example of the second embodiment of the evaluation 31 , This in turn has two outer receiving elements 41 . 43 that have a first receiving channel 51 form as well as a middle receiving element 42 that a second receiving channel 52 assigned.
    [0056] Innerhalbder Auswerteeinrichtung 31 wird das zusammengefasste Empfangssignal 71 desersten Empfangskanals 51 dem negativen Eingang eines Differenzverstärkers 81 zugeführt, während das Empfangssignal 72 deszweiten Empfangskanals 52 zunächst in einem Vorverstärker 83 verstärkt undanschließenddem positiven Eingang des Differenzverstärkers 81 zugeführt wird,wobei diese Polaritäten auchvertauscht sein können.Das vom Differenzverstärker 81 erzeugteDifferenzsignal 74 entspricht der Differenz zwischen demverstärktenEmpfangssignal 72 des zweiten Empfangskanals 52 unddem Empfangssignal 71 des ersten Empfangskanals 51.Within the evaluation device 31 becomes the combined receive signal 71 of the first receiving channel 51 the negative input of a differential amplifier 81 supplied while the received signal 72 of the second receiving channel 52 first in a preamp 83 amplified and then the positive input of the differential amplifier 81 is supplied, these polarities can also be reversed. That of the differential amplifier 81 generated difference signal 74 corresponds to the difference between the amplified received signal 72 of the second receiving channel 52 and the received signal 71 of the first receiving channel 51 ,
    [0057] DiesesDifferenzsignal 74 wird einem Komparator 85 zugeführt, derdas Differenzsignal 74 mit einer Schaltschwelle vergleichtund in Abhängigkeit vondem Ergebnis dieses Vergleichs an dem Schaltausgang 33 einGegenstandsfeststellungssignal erzeugt.This difference signal 74 becomes a comparator 85 fed to the difference signal 74 with a switching threshold and depending on the result of this comparison at the switching output 33 generates an item detection signal.
    [0058] EineBesonderheit der in 4 gezeigten Ausführungsformgegenüberder Ausführungsform gemäß 3 bestehtdarin, dass das Empfangssignal 72 des zweiten Empfangskanals52 am Eingang des Differenzverstärkers 81 stärker gewichtetist als das Empfangssignal 71 des ersten Empfangskanals 51.Bei freiem Überwachungsbereich(Phase I des Signalverlaufs S in 4) entsprichtdie Signalamplitude des ersten Empfangskanals 51 nämlich dem Produktaus der Signalamplitude des zweiten Empfangskanals 52 undeinem Verhältnisfaktork, der einen Wert kleiner eins besitzt. Dies ist in dem Schaltbildgemäß 4 durchden Vorverstärker 83 mitder Beschriftung "·1/k" symbolisiert. Anstelledieser unterschiedlichen Verstärkungder beiden Empfangskanäle 51, 52 kannjedoch auch vorgesehen sein, dass die gesamte lichtempfindlicheFlächeder beiden äußeren Empfangselemente 41, 43 demProdukt aus der lichtempfindlichen Fläche des mittleren Empfangselements 42 unddem genannten Verhältnisfaktor k entspricht,wobei beide Empfangskanäle 51, 52 gleichstark verstärktwerden.A peculiarity of in 4 shown embodiment with respect to the embodiment according to 3 is that the received signal 72 of the second receive channel 52 at the input of the differential amplifier 81 is more heavily weighted than the received signal 71 of the first receiving channel 51 , With free monitoring range (phase I of the signal curve S in 4 ) corresponds to the signal amplitude of the first receiving channel 51 namely the product of the signal amplitude of the second receiving channel 52 and a ratio factor k having a value less than one. This is in the diagram according to 4 through the preamp 83 symbolized with the inscription "· 1 / k". Instead of this different amplification of the two receiving channels 51 . 52 However, it can also be provided that the entire photosensitive surface of the two outer receiving elements 41 . 43 the product of the photosensitive surface of the central receiving element 42 and said ratio factor k, where both receive channels 51 . 52 be strengthened equally strong.
    [0059] 4 zeigtim unteren Bereich wiederum den Signalverlauf S der Empfangssignale 71, 72 der beidenEmpfangskanäle 51, 52 sowiedes Differenzsignals 74 des Differenzverstärkers 81 für die unterschiedlichenPhasen I, II, III, IV und V des Einfahrens eines Gegenstands 17 inden Überwachungsbereich 35,wie bereits im Zusammenhang mit 3 erläutert. Dievorstehend erläuterteunterschiedliche Gewichtung der beiden Empfangskanäle 51, 52 führt dazu,dass das Empfangssignal 71 sowohl bei freiem Überwachungsbereich 35 (PhaseI) als auch bei vollständigim Überwachungsbereich35 befindlichem Gegenstand 17 (Phase V) um den genanntenVerhältnisfaktork geringer ist als das Empfangssignal 72. Dies bewirktwiederum, dass das Differenzsignal 74 vor dem Einfahrendes Gegenstands 17 (Phase I) und nach dem vollständigen Einfahren(Phase V) unterschiedliche, von Null verschiedene Werte besitzt. 4 again shows the signal curve S of the received signals in the lower area 71 . 72 the two receiving channels 51 . 52 and the difference signal 74 of the differential amplifier 81 for the different phases I, II, III, IV and V of entry of an object 17 in the surveillance area 35 as already related to 3 explained. The above-explained different weighting of the two receiving channels 51 . 52 causes the received signal 71 both in free surveillance area 35 (Phase I) as well as completely in the monitoring area 35 located item 17 (Phase V) by said ratio factor k is less than the received signal 72 , This in turn causes the difference signal 74 before retracting the article 17 (Phase I) and after complete retraction (Phase V) has different, non-zero values.
    [0060] Dadurchist es möglich,eine Schaltschwelle 87 auszuwählen, die zwischen dem Wertdes Differenzsignals 74 bei freiem Strahlengang (PhaseI) und bei vollständigim Überwachungsbereich 35 befindlichemGegenstand 17 (Phase V) liegt, wie in 4 gestrichelteingezeichnet.This makes it possible to set a switching threshold 87 select between the value of the difference signal 74 with free beam (phase I) and completely in the surveillance area 35 subject 17 (Phase V), as in 4 dashed lines.
    [0061] Anhanddieser Schaltschwelle 87 kann innerhalb des Komparators 85 eineinfacher Schwellwertvergleich des Differenzsignals 74 vorgenommen werden.Der Komparator 85 gibt also ein Gegenstandsfeststellungssignalaus, falls das Differenzsignal 74 geringer ist als dieSchaltschwelle 87. Dieser Schwellwertdurchgang 89 findetinnerhalb der Phase III statt. Das Gegenstandsfeststellungssignalwird wieder deaktiviert, sobald das Differenzsignal 74 die Schaltschwelle 87 erneut überschreitet.Based on this switching threshold 87 can be within the comparator 85 a simple threshold comparison of the difference signal 74 be made. The comparator 85 Thus, outputs an item detection signal if the difference signal 74 less than the switching threshold 87 , This threshold passage 89 takes place within Phase III. The object detection signal is deactivated again as soon as the difference signal 74 the switching threshold 87 again exceeds.
    [0062] Fallsdie beiden Empfangskanäle 51, 52 an denEingang des Differenzverstärkers 81 mitentgegengesetzter Polaritätangeschlossen werden, so erzeugt der Komparator 85 dasGegenstandsfeststellungssignal bei einem Überschreiten der Schaltschwelle 87.If the two receiving channels 51 . 52 to the input of the differential amplifier 81 connected with opposite polarity, so the comparator generates 85 the item detection signal when the switching threshold is exceeded 87 ,
    [0063] Vorzugsweiseberücksichtigtder Komparator 85 eine Schalthysterese 91, diein 4 in der Umgebung der Schaltschwelle 87 ebenfallseingezeichnet ist.Preferably, the comparator takes into account 85 a switching hysteresis 91 , in the 4 in the vicinity of the switching threshold 87 is also shown.
    [0064] Einbesonderer Vorteil der Ausführungsform gemäß 4 bestehtdarin, dass aufgrund der erläutertenunterschiedlichen Gewichtung der Empfangskanäle 51, 52 dasDifferenzsignal 74 verstimmt ist, so dass mittels einesKomparators 85 ein einfacher Schwellwertvergleich durchgeführt werdenkann, um das Vorhandensein eines Gegenstands 17 im Überwachungsbereich 35 eindeutigfestzustellen. Somit kann zwischen einem Einfahren und einem Ausfahrendes Gegenstands 17 bezüglichdes Überwachungsbereichs 35 unterschiedenwerden, unabhängigdavon, ob der Gegenstand 17 sich tatsächlich entlang der vorbestimmtenTransportrichtung T oder ausnahmsweise entgegen dieser Transportrichtung Tbewegt.A particular advantage of the embodiment according to 4 is that due to the explained different weighting of the receiving channels 51 . 52 the difference signal 74 is detuned, so that by means of a comparator 85 a simple threshold comparison can be performed to detect the presence of an object 17 in the surveillance area 35 to establish clearly. Thus, between a retraction and an extension of the object 17 regarding the surveillance area 35 regardless of whether the object 17 actually moves along the predetermined transport direction T or exceptionally against this transport direction T.
    [0065] Fernerist auch bei dieser Ausführungsform für Gegenstände 17 unterschiedlicherHöhe eine hoheDetektionssicherheit gewährleistet,insbesondere bei Berücksichtigungeiner Schalthysterese 91. Dies ist auf den vergleichsweisegroßenSignalhub des Differenzsignals 74 innerhalb der Phase IIIzurückzuführen, deraus der alternierenden Zuordnung der drei Empfangselemente 41, 42, 43 zuden beiden Empfangskanälen 51, 52 resultiert.Furthermore, also in this embodiment for articles 17 ensures a high detection reliability different height, especially when considering a switching hysteresis 91 , This is due to the comparatively large signal swing of the differential signal 74 within Phase III, resulting from the alternate assignment of the three receiving elements 41 . 42 . 43 to the two receiving channels 51 . 52 results.
    [0066] Auchbei der Ausführungsformgemäß 4 wirkensich eventuelle Höhenschwankungendes Förderbands 15 nichtauf das Differenzsignal 74 aus und bewirken deshalb keineBeeinträchtigungder Detektionssicherheit.Also in the embodiment according to 4 any height fluctuations of the conveyor belt have an effect 15 not on the difference signal 74 and therefore do not affect the detection reliability.
    [0067] Schließlich istzu der unterschiedlichen Gewichtung der beiden Empfangskanäle 51, 52 noch anzumerken,dass der genannte Verstärkungsfaktor kbeispielsweise den Wert 0,9 besitzen kann, d.h. die gesamte lichtempfindlicheFlächeder beiden äußeren Empfangselemente 41, 43 istum den Faktor 0,9 geringer als die lichtempfindliche Fläche desmittleren Empfangselements 42. Nach oben ist der Wert desVerstärkungsfaktorsk dadurch begrenzt, dass die an sich erwünschte Verstimmung des Differenzsignals 74 umsogeringer ausfällt,je näherder Verstärkungsfaktork an dem Wert eins gewähltist. Nach unten ist der Wert des Verstärkungsfaktors k letztlich durchdas erwünschteAuflösungsvermögen vonGegenständen 17 unterschiedlicherHöhe begrenzt.Finally, to the different weighting of the two receiving channels 51 . 52 It should also be noted that the stated amplification factor k can for example have the value 0.9, ie the entire photosensitive area of the two outer receiving elements 41 . 43 is smaller by a factor of 0.9 than the photosensitive area of the central receiving element 42 , Upwards, the value of the amplification factor k is limited by the fact that the desired detuning of the differential signal per se 74 the lower the value, the closer the amplification factor k is selected to the value one. At the bottom, the value of the gain k is ultimately determined by the desired resolving power of objects 17 limited in height.
    [0068] 5 zeigtein Beispiel fürdie dritte Ausführungsform,bei der wiederum drei entlang der Transportrichtung T nebeneinanderangeordnete Empfangselemente 41, 42, 43 vorgesehensind. Die beiden äußeren Empfangselemente 41, 43 werdenals erster Empfangskanal 51 zusammengefasst der Auswerteeinrichtung 31 zugeführt, während dasmittlere Empfangselement 42 einen eigenen, zweiten Empfangskanal 52 bildet. 5 shows an example of the third embodiment, in turn, three along the transport direction T juxtaposed receiving elements 41 . 42 . 43 are provided. The two outer receiving elements 41 . 43 be the first receiving channel 51 summarized the evaluation 31 supplied while the middle receiving element 42 its own, second receiving channel 52 forms.
    [0069] Diebeiden Empfangskanäle 51, 52 sind,wie bei der zweiten Ausführungsformgemäß 4,unterschiedlich gewichtet. Dies ist in 5 durcheinen Vorverstärker 93 angeordnet,der das Empfangssignal des zweiten Empfangskanals 52 umeinen Faktor 1/k verstärkt.Alternativ oder zusätzlichhierzu kann die lichtempfindliche Fläche des mittleren Empfangselements 42 entsprechendgrößer seinals die Summe der lichtempfindlichen Flächen der äußeren Empfangselemente 41, 43,und/oder das mittlere Empfangselement 42 wird entsprechendstärkerlichtbeaufschlagt als die äußeren Empfangselemente 41, 43.The two receiving channels 51 . 52 are as in the second embodiment according to 4 , weighted differently. This is in 5 through a preamplifier 93 arranged, which receives the received signal of the second receiving channel 52 reinforced by a factor of 1 / k. Alternatively or additionally, the photosensitive surface of the central receiving element 42 be correspondingly larger than the sum of the photosensitive surfaces of the outer receiving elements 41 . 43 , and / or the middle receiving element 42 is correspondingly more exposed to light than the outer receiving elements 41 . 43 ,
    [0070] DieEmpfangssignale 71, 72 der beiden Empfangskanäle 51, 52 werdeninnerhalb der Auswerteeinrichtung 31 einem Komparator 95 zugeführt, derdie beiden Empfangssignale 71, 72 miteinander vergleicht.Der Komparator 95 erzeugt am Schaltausgang 33 beispielsweisedann ein Gegenstandsfeststellungssignal, wenn das Empfangssignal 72 des zweitenEmpfangskanals 52 geringer ist als das Empfangssignal 71 desersten Empfangskanals 51, wobei eine Schalthysterese 97 berücksichtigtwird. Das Gegenstandsfeststellungssignal wird also erst dann ausgegeben,wenn das Empfangssignal 71 einen oberen Wert der Schalthysterese 97 überschreitet.Der entsprechende Schaltpunkt 99 liegt in der Phase IIIdes allmählichenAbdeckens des mittleren Empfangselements 42 durch den betreffendenGegenstand 17.The received signals 71 . 72 the two receiving channels 51 . 52 be within the evaluation device 31 a comparator 95 fed, the two received signals 71 . 72 compared with each other. The comparator 95 generated at the switching output 33 for example, an item detection signal when the received signal 72 of the second receiving channel 52 less than the received signal 71 of the first receiving channel 51 , where a switching hysteresis 97 is taken into account. The object detection signal is thus output only when the received signal 71 an upper value of the switching hysteresis 97 exceeds. The corresponding switching point 99 lies in phase III of gradually covering the central receiver element 42 through the subject 17 ,
    [0071] Nachfolgendwird das Gegenstandsfeststellungssignal am Schaltausgang 33 erstdann wieder deaktiviert, wenn das Empfangssignal 71 desersten Empfangskanals einen unteren Wert der Schalthysterese 97 erneutunterschreitet. Dies ist der Fall, wenn der betreffende Gegenstand 17 den Überwachungsbereich 35 wiederverlässtund die Rückseite desGegen stands 17 das mittlere Empfangselement 42 passiert,wobei der betreffende Schaltpunkt aufgrund der Schalthysterese 97 bezüglich desin 5 gezeigten Schaltpunkts 99 versetztist.Subsequently, the object detection signal at the switching output becomes 33 only deactivated again when the received signal 71 of the first receiving channel has a lower value of the switching hysteresis 97 falls below again. This is the case when the subject in question 17 the surveillance area 35 leaves again and the back of the object 17 the middle receiving element 42 happened, with the relevant switching point due to the hysteresis 97 regarding the in 5 shown switching point 99 is offset.
    [0072] Einbesonderer Vorteil der dritten Ausführungsform gemäß 5 bestehtdarin, dass die Auswerteeinrichtung 31 mit dem Komparator 95 besonderseinfach aufgebaut sein kann.A particular advantage of the third embodiment according to 5 is that the evaluation 31 with the comparator 95 can be particularly simple.
    [0073] Dadie Empfangssignale 71, 72 der beiden Empfangskanäle 51, 52 relativzueinander verglichen werden, besitzt der Sensor nach der drittenAusführungsformgemäß 5 einehohe Detektionssicherheit fürGegenstände 17 unterschiedlicherHöhe.Because the received signals 71 . 72 the two receiving channels 51 . 52 relative to each other, the sensor according to the third embodiment has according to 5 a high detection security for objects 17 different height.
    [0074] Aufgrundder alternierenden Zuordnung der drei nebeneinander angeordnetenEmpfangselemente 41, 42, 43 zu den beidenEmpfangskanälen 51, 52 kannunabhängigvon der tatsächlichenBewegungsrichtung des Gegenstands 17 eindeutig zwischeneinem Einfahren in den Überwachungsbereich 35 und einemVerlassen des Überwachungsbereichs 35 unterschiedenwerden.Due to the alternating assignment of the three juxtaposed receiving elements 41 . 42 . 43 to the two receiving channels 51 . 52 can be independent of the actual direction of movement of the object 17 clearly between entering the surveillance area 35 and leaving the surveillance area 35 be differentiated.
    [0075] EventuelleHöhenschwankungendes Förderbands 15 wirkensich nicht nachteilig auf die Detektionssicherheit aus, da hiervondie beiden der miteinander verglichenen Empfangssignale 71, 72 betroffensind.Possible height fluctuations of the conveyor belt 15 do not adversely affect the detection security, since this is the two of the compared received signals 71 . 72 are affected.
    [0076] Dieerläuterteunterschiedliche Gewichtung der Empfangskanäle 51, 52 sorgtfür einegegenseitige Verstimmung der Signalverläufe S. Aufgrund dieser Verstimmungist eine korrekte Bestimmung des Schaltzustands und des als nächstes zuberücksichtigendenWerts der Schalthysterese auch unmittelbar nach Einschalten desSensors möglich.Im Übrigen istdie erläuterteunterschiedliche Gewichtung der beiden Empfangskanäle 51, 52 jedochnicht zwingend erforderlich, sondern die entsprechenden Empfangssignale 71, 72 können demKomparator 95 auch mit gleicher Gewichtung zugeführt werden,wie fürdie erste Ausführungsformgemäß 3 erläutert.The explained different weighting of the receiving channels 51 . 52 causes a mutual detuning of the signal curves S. Due to this detuning, a correct determination of the switching state and of the value of the switching hysteresis to be considered next is also possible immediately after the sensor has been switched on. Incidentally, the explained different weighting of the two receiving channels 51 . 52 but not mandatory, but the corresponding received signals 71 . 72 can the comparator 95 be supplied with the same weighting as for the first embodiment according to 3 explained.
    [0077] 6 zeigtein Beispiel füreine Auswerteeinrichtung 31 gemäß der vierten Ausführungsform. Auchhier sind drei entlang der Transportrichtung T nebeneinander angeordneteEmpfangselemente 41, 42, 43 zu einemersten und zweiten Empfangskanal 51 bzw. 52 zusammengefasst.Deren Empfangssignale 71, 72 werden der Auswerteeinrichtung 31 mit gleicherGewichtung zugeführt. 6 shows an example of an evaluation device 31 according to the fourth embodiment. Again, three along the transport direction T arranged side by side receiving elements 41 . 42 . 43 to a first and second receiving channel 51 respectively. 52 summarized. Their received signals 71 . 72 become the evaluation device 31 supplied with the same weighting.
    [0078] DieAuswerteeinrichtung 31 besitzt eine Schwellwertbestimmungseinrichtung 101,die die Empfangssignale 71, 72 beider Empfangskanäle 51, 52 analysiert,um eine ideale Detektionsschwelle abzuschätzen, die für die eigentliche Gegenstandsdetektionverwendet wird.The evaluation device 31 has a threshold value determination device 101 that receive the received signals 71 . 72 both receiving channels 51 . 52 analyzed to estimate an ideal detection threshold used for the actual object detection.
    [0079] DieSchwellwertbestimmungseinrichtung 101 kann beispielsweiseeinen Differenzverstärker besitzen,durch den aus dem Empfangssignal 71 des ersten Empfangskanals 51 unddem Empfangssignal 72 des zweiten Empfangskanals 52 einDifferenzsignal 74 erzeugt wird. Auf Grundlage dieses Differenzsignals 74 kanndie Schwellwertbestimmungseinrichtung 101 gemäß einer "track&hold"-Funktion beispielsweisedenjenigen Wert des Empfangssignals 71 des ersten Empfangskanals 51 festlegen,für den dasVorzeichen der Signalsteigung des Differenzsignals 74 voneinem positiven zu einem negativen Wert wechselt. Der entsprechendeAuslösepunkt 103 am Übergangzwischen der Phase II und der Phase III des Einfahrens des Gegenstands 17 inden Überwachungsbereich 35 istin 6 eingezeichnet, ebenso wie der entsprechend festgelegteSchwellwert 105.The threshold determination device 101 may for example have a differential amplifier, by the from the received signal 71 of the first receiving channel 51 and the received signal 72 of the second receiving channel 52 a difference signal 74 is produced. Based on this difference signal 74 the threshold value determination device can 101 for example, according to a "track &hold" function, that value of the received signal 71 of the first receiving channel 51 for which the sign of the signal slope of the difference signal 74 changes from a positive to a negative value. The corresponding trip point 103 at the transition between Phase II and Phase III of entry of the object 17 in the surveillance area 35 is in 6 drawn as well as the correspondingly defined threshold 105 ,
    [0080] DieSchwellwertbestimmungseinrichtung 101 übermittelt diesen Schwellwert 105 aneinen Komparator 107, der eingangsseitig außerdem das Empfangssignal 72 deszweiten Empfangskanals 52 empfängt. Sobald das Empfangssignal 72 den Schwellwert 105 unterschreitet,löst derKomparator 107 am Schaltausgang 33 ein Gegenstandsfeststellungssignalaus. Dieses wird erst dann wieder deaktiviert, wenn das Empfangssignal 72 denSchwellwert 105 erneut überschreitet.Dies ist erst beim Ausfahren des betreffenden Gegenstands 17 ausdem Überwachungsbereich 35 wiederder Fall.The threshold determination device 101 transmits this threshold 105 to a comparator 107 , the input side also the received signal 72 of the second receiving channel 52 receives. Once the received signal 72 the threshold 105 falls below, the comparator triggers 107 at the switching output 33 an item detection signal. This is only deactivated again when the received signal 72 the threshold 105 again exceeds. This is only when the item in question is moved out 17 from the surveillance area 35 again the case.
    [0081] DieAusführungsformmit einer Schwellwertbestimmungseinrichtung 101 gemäß 6 hatden Vorteil, dass fürjeden in den Überwachungsbereich 35 einfahrendenGegenstand 17 ein optimaler Schwellwert 105 festgelegtwerden kann, so dass unabhängigvon der Höheder zu detektierenden Gegenstände 17 stetseine hohe Detektionssicherheit gewährleistet ist.The embodiment with a threshold determination device 101 according to 6 has the advantage of being in the surveillance area for everyone 35 incoming object 17 an optimal threshold 105 can be set, so that regardless of the height of the objects to be detected 17 always a high detection security is guaranteed.
    [0082] Auchbei dieser Ausführungsformkann aufgrund der alternierenden Zuordnung der drei Empfangselemente 41, 42, 43 zuden beiden Empfangskanälen 51, 52 unabhängig vonder tatsächlichenBewegungsrichtung des betreffenden Gegenstands 17 eindeutigzwischen einem Einfahren und einem Ausfahren bezüglich des Überwachungsbereichs 35 unterschiedenwerden.Also in this embodiment, due to the alternating assignment of the three receiving elements 41 . 42 . 43 to the two receiving channels 51 . 52 regardless of the actual direction of movement of the object in question 17 clearly between retraction and extension with respect to the surveillance area 35 be differentiated.
    [0083] EventuelleHöhenschwankungendes Förderbands 15 wirkensich auf beide Empfangskanäle 51, 52 aus,so dass diese prinzipiell zu keiner Beeinträchtigung der Detektionssicherheitführen.Possible height fluctuations of the conveyor belt 15 affect both receive channels 51 . 52 so that in principle they do not lead to any impairment of the detection reliability.
    [0084] Dievierte Ausführungsformist in 6 für gleicheSignalamplituden der beiden Empfangskanäle 51, 52 beifreiem Überwachungsbereich 35 (Phase I)gezeigt. Es ist bei dieser Ausführungsformjedoch auch möglich,die Empfangssignale 71, 72 unterschiedlich zugewichten und somit relativ zueinander zu verstimmen, wie im Zusammenhangmit den 4 und 5 bereitserläutert.The fourth embodiment is in 6 for the same signal amplitudes of the two receiving channels 51 . 52 with free surveillance area 35 (Phase I). However, it is also possible in this embodiment, the received signals 71 . 72 different weights and thus detuning relative to each other, as in connection with the 4 and 5 already explained.
    1111 Sensorsensor 1313 Reflektorreflector 1515 Förderbandconveyor belt 1717 Gegenstandobject 1919 SendelichtstrahlTransmitted light beam 2121 EmpfangslichtstrahlReception light beam 2323 Sendertransmitter 2525 halbdurchlässiger Spiegelsemi-transparent mirror 2727 Sende-und EmpfangsoptikSend-and receiving optics 2929 Empfängerreceiver 3131 Auswerteeinrichtungevaluation 3333 Schaltausgangswitching output 3535 Überwachungsbereichmonitoring area 4141 Empfangselementreceiving element 4242 Empfangselementreceiving element 4343 Empfangselementreceiving element 5151 ersterEmpfangskanalfirstreceiving channel 5252 zweiterEmpfangskanalsecondreceiving channel 6161 Differenzverstärkerdifferential amplifier 6363 NulldurchgangsdetektorZero crossing detector 6565 RS-FlipflopRS flip-flop 7171 Empfangssignaldes ersten Empfangskanalsreceive signalof the first receiving channel 7272 Empfangssignaldes zweiten Empfangskanalsreceive signalof the second receiving channel 7474 Differenzsignaldifference signal 7777 NulldurchgangZero-crossing 8181 Differenzverstärkerdifferential amplifier 8383 Vorverstärkerpreamplifier 8585 Komparatorcomparator 8787 Schaltschwelleswitching threshold 8989 SchwellwertdurchgangSchwellwertdurchgang 9191 SchalthystereseSwitching 9393 Vorverstärkerpreamplifier 9595 Komparatorcomparator 9797 SchalthystereseSwitching 9999 Schaltpunktswitching point 101101 Schwellwertbestimmungseinrichtungthreshold determining 103103 Auslösepunkttrigger point 105105 festgelegterSchwellwertfixedthreshold 107107 Komparatorcomparator II Phasedes freien Überwachungsbereichsphaseof the free surveillance area IIII Phasedes Verdeckens des ersten äußeren Empfangselementsphasethe obscuring of the first outer receiving element IIIIII Phasedes Verdeckens des mittleren Empfangselementsphasethe masking of the central receiver element IVIV Phasedes Verdeckens des zweiten äußeren Empfangselephaseof concealing the second outer receivermentsments VV Phaseder Verdeckung aller Empfangselementephasethe concealment of all reception elements kk Verhältnisfaktorratio factor SS Signalverlaufwaveform TT Transportrichtungtransport direction
    权利要求:
    Claims (15)
    [1]
    Optoelektronischer Sensor (11) zur Detektion vonGegenständen(17), die auf einem Transportmittel (15) entlangeiner Transportrichtung (T) transportiert werden, mit – einemSender (23) zum Aussenden von Sendelicht (19)in Richtung eines Überwachungsbereichs(35), – einemEmpfänger(29) zum Erzeugen von Empfangssignalen (71, 72)in Abhängigkeitvon aus dem Überwachungsbereich(35) empfangenem Licht (21), und – einermit dem Empfänger(29) verbundenen Auswerteeinrichtung (31) zumAuswerten der Empfangssignale (71, 72), durchdie ein Gegenstandsfeststellungssignal erzeugbar ist, falls sichinnerhalb des Überwachungsbereichs(35) ein von dem Transportmittel (15) transportierterGegenstand (17) befindet, dadurch gekennzeichnet, dassder Empfänger(29) drei Empfangselemente (41, 42, 43)aufweist, die entlang der Transportrichtung (T) nebeneinander angeordnetsind, wobei die beiden äußeren (41, 43)der drei Empfangselemente zu einem ersten Empfangskanal (51)zusammengeschaltet sind und das mittlere Empfangselement (42)einen zweiten Empfangskanal (52) bildet.Optoelectronic sensor ( 11 ) for the detection of objects ( 17 ) used on a means of transport ( 15 ) are transported along a transport direction (T), with - a transmitter ( 23 ) for transmitting transmitted light ( 19 ) towards a surveillance area ( 35 ), - a recipient ( 29 ) for generating received signals ( 71 . 72 ) depending on the surveillance area ( 35 ) received light ( 21 ), and - one with the recipient ( 29 ) associated evaluation device ( 31 ) for evaluating the received signals ( 71 . 72 ), by which an item detection signal can be generated if within the monitored area ( 35 ) one of the means of transport ( 15 ) transported object ( 17 ), characterized in that the receiver ( 29 ) three receiving elements ( 41 . 42 . 43 ), which are arranged side by side along the transport direction (T), the two outer ( 41 . 43 ) of the three receiving elements to a first receiving channel ( 51 ) and the middle receiving element ( 42 ) a second receiving channel ( 52 ).
    [2]
    Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dassder Sensor dergestalt konfiguriert ist, dass bei freiem Überwachungsbereich(35) die Signalamplituden der beiden äußeren Empfangselemente (41, 43)gleich groß sind,wobei vorzugsweise die lichtempfindlichen Flächen der beiden äußeren Empfangselemente(41, 43) gleich groß sind und die Empfangssignaleder beiden äußeren Empfangselemente(41, 43) mit demselben Verstärkungsfaktor verstärkt werden.Sensor according to claim 1, characterized in that the sensor is configured in such a way that when the surveillance area is free ( 35 ) the signal amplitudes of the two outer receiving elements ( 41 . 43 ) are the same size, wherein preferably the photosensitive surfaces of the two outer receiving elements ( 41 . 43 ) are the same size and the received signals of the two outer receiving elements ( 41 . 43 ) are amplified with the same amplification factor.
    [3]
    Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (31) einenDifferenzverstärker(61) aufweist, durch den aus dem Empfangssignal (71)des ersten Empfangskanals (51) und dem Empfangssignal (72)des zweiten Empfangskanals (52) ein Differenzsignal (74)erzeugbar ist, und dass die Auswerteeinrichtung (31) einenSchwellwertdurchgangsdetektor (63) mit Vorzeichendetektoraufweist, durch den ein Schwellwertdurchgang (77) des Differenzsignals(74) und das Vorzeichen der Signalsteigung des Differenzsignals(74) im Schwellwertdurchgang (77) detektierbarsind.Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation device ( 31 ) a differential amplifier ( 61 ), by the from the received signal ( 71 ) of the first receiving channel ( 51 ) and the received signal ( 72 ) of the second receiving channel ( 52 ) a difference signal ( 74 ) is producible, and that the evaluation device ( 31 ) a threshold crossing detector ( 63 ) with sign detector, through which a threshold value pass ( 77 ) of the difference signal ( 74 ) and the sign of the signal slope of the difference signal ( 74 ) in the threshold pass ( 77 ) are detectable.
    [4]
    Sensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dassder Sensor dergestalt konfiguriert ist, dass bei freiem Überwachungsbereich(35) die Signalamplitude des ersten Empfangskanals (51)genauso groß istwie die Signalamplitude des zweiten Empfangskanals (52),und dass es sich bei dem Schwellwertdurchgangsdetektor (63)mit Vorzeichendetektor um einen Nulldurchgangsdetektor mit Vorzeichendetektorhandelt, durch den ein Nulldurchgang (77) des Differenzsignals(74) und das Vorzeichen der Signalsteigung des Differenzsignals(74) im Nulldurchgang (77) detektierbar sind.Sensor according to claim 3, characterized in that the sensor is configured such that when the surveillance area is free ( 35 ) the signal amplitude of the first receiving channel ( 51 ) is the same as the signal amplitude of the second receive channel ( 52 ) and that the threshold crossing detector ( 63 ) is a sign detector around a zero crossing detector with sign detector through which a zero crossing ( 77 ) of the difference signal ( 74 ) and the sign of the signal slope of the difference signal ( 74 ) in the Zero crossing ( 77 ) are detectable.
    [5]
    Sensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dassdie lichtempfindlichen Flächender beiden Empfangskanäle(51, 52) gleich groß sind und die Empfangssignale(71, 72) der beiden Empfangskanäle mit demselbenVerstärkungsfaktorverstärkt werden.Sensor according to claim 4, characterized in that the photosensitive surfaces of the two receiving channels ( 51 . 52 ) are the same size and the received signals ( 71 . 72 ) of the two receiving channels are amplified with the same amplification factor.
    [6]
    Sensor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass die Auswerteeinrichtung (31) einen Differenzverstärker (81)aufweist, durch den aus dem Empfangssignal (71) des ersten Empfangskanals(51) und dem Empfangssignal (72) des zweiten Empfangskanals(52) ein Differenzsignal (74) erzeugbar ist, unddass die Auswerteeinrichtung (31) einen Komparator (85)aufweist, durch den das Differenzsignal (74) mit wenigstenseiner Schaltschwelle (87) vergleichbar ist.Sensor according to one of claims 1 or 2, characterized in that the evaluation device ( 31 ) a differential amplifier ( 81 ), by the from the received signal ( 71 ) of the first receiving channel ( 51 ) and the received signal ( 72 ) of the second receiving channel ( 52 ) a difference signal ( 74 ) is producible, and that the evaluation device ( 31 ) a comparator ( 85 ), by which the difference signal ( 74 ) with at least one switching threshold ( 87 ) is comparable.
    [7]
    Sensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dassder Sensor dergestalt konfiguriert ist, dass bei freiem Überwachungsbereich(35) die Signalamplitude des ersten Empfangskanals (51)dem Produkt aus der Signalamplitude des zweiten Empfangs kanals (52)und einem Verhältnisfaktor(k) entspricht, der einen Wert kleiner eins besitzt.Sensor according to claim 6, characterized in that the sensor is configured in such a way that when the monitoring area is free ( 35 ) the signal amplitude of the first receiving channel ( 51 ) the product of the signal amplitude of the second receiving channel ( 52 ) and a ratio factor (k) having a value less than one.
    [8]
    Sensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dassdie gesamte lichtempfindliche Fläche desersten Empfangskanals (51) dem Produkt aus der lichtempfindlichenFlächedes zweiten Empfangskanals (52) und dem Verhältnisfaktor(k) entspricht.Sensor according to claim 7, characterized in that the entire photosensitive surface of the first receiving channel ( 51 ) the product from the photosensitive surface of the second receiving channel ( 52 ) and the ratio factor (k).
    [9]
    Sensor nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet,dass durch die Auswerteeinrichtung (31) ein Gegenstandsfeststellungssignalerzeugbar ist, falls das Differenzsignal (74) geringerist als die Schaltschwelle (87), oder umgekehrt.Sensor according to one of claims 6 to 8, characterized in that by the evaluation device ( 31 ) an object detection signal can be generated if the difference signal ( 74 ) is less than the switching threshold ( 87 ), or the other way around.
    [10]
    Sensor nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet,dass durch den Komparator (85) eine Schalthysterese (91)realisierbar ist.Sensor according to one of claims 6 to 9, characterized in that by the comparator ( 85 ) a switching hysteresis ( 91 ) is feasible.
    [11]
    Sensor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurchgekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (31)einen Komparator (35) aufweist, durch den das Empfangssignal(71) des ersten Empfangskanals (51) mit dem Empfangssignal(72) des zweiten Empfangskanals (52) vergleichbarist, wobei durch den Komparator eine Schalthysterese (97)realisierbar ist, und wobei durch die Auswerteeinrichtung (31)ein Gegenstandsfeststellungssignal erzeugbar ist, falls das Empfangssignal(72) des zweiten Empfangskanals (52) geringerist als das Empfangssignal (71) des ersten Empfangskanals(51).Sensor according to one of claims 1 or 2, characterized in that the evaluation device ( 31 ) a comparator ( 35 ), by which the received signal ( 71 ) of the first receiving channel ( 51 ) with the received signal ( 72 ) of the second receiving channel ( 52 ) is comparable, wherein by the comparator a switching hysteresis ( 97 ) is feasible, and wherein by the evaluation device ( 31 ) an object detection signal can be generated if the received signal ( 72 ) of the second receiving channel ( 52 ) is less than the received signal ( 71 ) of the first receiving channel ( 51 ).
    [12]
    Sensor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,dass der Sensor dergestalt konfiguriert ist, dass bei freiem Überwachungsbereich(35) die Signalamplitude des ersten Empfangskanals (51)dem Produkt aus der Signalamplitude des zweiten Empfangskanals (52)und einem Verhältnisfaktor(k) entspricht, der einen Wert kleiner eins besitzt.Sensor according to claim 11, characterized in that the sensor is configured in such a way that when the surveillance area is free ( 35 ) the signal amplitude of the first receiving channel ( 51 ) the product of the signal amplitude of the second receiving channel ( 52 ) and a ratio factor (k) having a value less than one.
    [13]
    Sensor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurchgekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (31)eine Schwellwertbestimmungseinrichtung (101) aufweist,durch die aufgrund der Empfangssignale (71, 72)des Empfängers(29) ein Schwellwert (105) festlegbar ist, und dassdie Auswerteeinrichtung (31) einen Komparator (107)aufweist, durch den das Empfangssignal (72) des zweitenEmpfangskanals (52) mit dem festgelegten Schwellwert (105)vergleichbar ist, wobei durch die Auswerteeinrichtung (31)ein Gegenstandsfeststellungssignal erzeugbar ist, falls das Empfangssignal(72) des zweiten Empfangskanals (52) geringerist als der festgelegte Schwellwert (105), oder umgekehrt.Sensor according to one of the claims 1 or 2 , characterized in that the evaluation device ( 31 ) a threshold value determination device ( 101 ), by which due to the received signals ( 71 . 72 ) Recipient ( 29 ) a threshold ( 105 ) and that the evaluation device ( 31 ) a comparator ( 107 ), by which the received signal ( 72 ) of the second receiving channel ( 52 ) with the specified threshold ( 105 ), whereby the evaluation device ( 31 ) an object detection signal can be generated if the received signal ( 72 ) of the second receiving channel ( 52 ) is less than the specified threshold ( 105 ), or the other way around.
    [14]
    Sensor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,dass die Schwellwertbestimmungseinrichtung (101) einenDifferenzverstärkeraufweist, durch den aus dem Empfangssignal (71) des erstenEmpfangskanals (51) und dem Empfangssignal (72)des zweiten Empfangskanals (52) ein Differenzsignal (74)erzeugbar ist, und dass durch die Schwellwertbestimmungseinrichtung(101) ein solcher Wert des Empfangssignals (71)des ersten Empfangskanals (51) als Schwellwert (105)festlegbar ist, fürden die Signalsteigung des Differenzsignals (74) das Vorzeichenwechselt.Sensor according to claim 13, characterized in that the threshold value determination device ( 101 ) has a differential amplifier, by the from the received signal ( 71 ) of the first receiving channel ( 51 ) and the received signal ( 72 ) of the second receiving channel ( 52 ) a difference signal ( 74 ) and that by the threshold value determination device ( 101 ) such a value of the received signal ( 71 ) of the first receiving channel ( 51 ) as a threshold ( 105 ), for which the signal slope of the difference signal ( 74 ) changes the sign.
    [15]
    Sensor nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet,dass der Sensor dergestalt konfiguriert ist, dass bei freiem Überwachungsbereich(35) die Signalamplitude des ersten Empfangskanals (51)genauso groß istwie die Signalamplitude des zweiten Empfangskanals (52).Sensor according to one of claims 13 or 14, characterized in that the sensor is configured in such a way that when the surveillance area is free ( 35 ) the signal amplitude of the first receiving channel ( 51 ) is the same as the signal amplitude of the second receive channel ( 52 ).
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004012220B4|2018-05-03|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-09-29| OM8| Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law|
    2008-09-04| 8110| Request for examination paragraph 44|
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    2018-01-10| R079| Amendment of ipc main class|Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: G01V0008100000 Ipc: G01V0008200000 |
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE102004012220.2A|DE102004012220B4|2004-03-12|2004-03-12|Optoelectronic sensor|DE102004012220.2A| DE102004012220B4|2004-03-12|2004-03-12|Optoelectronic sensor|
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