DE2415638C2 - Stationäres optisches System zum Einbau in ein Meßgerät - Google Patents
Stationäres optisches System zum Einbau in ein MeßgerätInfo
- Publication number
- DE2415638C2 DE2415638C2 DE2415638A DE2415638A DE2415638C2 DE 2415638 C2 DE2415638 C2 DE 2415638C2 DE 2415638 A DE2415638 A DE 2415638A DE 2415638 A DE2415638 A DE 2415638A DE 2415638 C2 DE2415638 C2 DE 2415638C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- optical system
- optical axis
- filament
- measuring device
- parallel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R11/00—Electromechanical arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. of consumption
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R13/00—Arrangements for displaying electric variables or waveforms
- G01R13/40—Arrangements for displaying electric variables or waveforms using modulation of a light beam otherwise than by mechanical displacement, e.g. by Kerr effect
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/02—Viewing or reading apparatus
- G02B27/022—Viewing apparatus
- G02B27/024—Viewing apparatus comprising a light source, e.g. for viewing photographic slides, X-ray transparancies
- G02B27/025—Viewing apparatus comprising a light source, e.g. for viewing photographic slides, X-ray transparancies and magnifying means
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
- H03M1/22—Analogue/digital converters pattern-reading type
- H03M1/24—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip
- H03M1/26—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with weighted coding, i.e. the weight given to a digit depends on the position of the digit within the block or code word, e.g. there is a given radix and the weights are powers of this radix
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein (stationäres optisches System zum Einbau in ein Meßgerät) gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein derartiges optisches System ist in der US-PS 35 25 094 beschrieben.
Bei der Energieverteilung und Meßtechnik besteht ein Bedarf an einem aus der Ferne ablesbaren Meßgerät.
In einem gegebenen Wohnbezirk beispielsweise kann jedes Haus ein Meßgerät zum Überwachen des
Elektrizitäts-, Gas- und Wasserverbrauchs haben. Keines dieser Meßgeräte ist möglicherweise Eigentum der
gleichen korporativen Gesellschaft. Multipliziert man diese verschiedenen Meßgeräte mit der Anzahl der
Wohnhäuser in dem Bezirk, so wird deutlich, daß die visuelle Ablesung jedes Meßgerätes wesentlich zu den
allgemeinen Unkosten des die bestimmte Dienstleistung erbringenden Versorgungsbetriebes beiträgt.
Betrachtet man als spezielles Beispiel die elektrische Versorgungsindustrie und den üblichen Wattstundenzähler,
so sind eine Anzahl von Mechanismen zum Fernablesen des elektrischen Energieverbrauchs bekannt.
Beispielsweise wurden Lochscheiben mit einer Vielzahl von Lichtquellen und einer Vielzahl von Detektoren
zum Ablesen der Drehstellung jeder Scheibe verwendet Es können auch der verbrauchten Leistung proportionale
digitale Impulse erzeugt und an Ort und Stelle gezählt werden. Auf einen geeigneten Befehl hin kann
die Zählung zu einer Zentralstation übertragen werden, was typischerweise über eine Telefonverbindung geschieht
Ein Nachteil für beide bekannten Anordnungen sind die Kosten. Eine weitere Schwierigkeit ist die erforderliche
Sorgfalt bei der Montage oder der Anordnung der
ίο optischen Elemente. Weiterhin besteht die Schwierigkeit
daß die Information nicht visuell überprüft werden kann, d. h. das System ist nicht fehlersicher, wobei Fehlersicherheit
nicht bedeutet daß die Leistung abgeschaltet wird, sondern daß vielmehr die Information (die
Meßgeräte-Ablesung) verlorengeht
Als Richtlinien haben die Versorgungsgesellschaften angegeben, daß die Fernablesegeräte billig sein, wenig
Wartung erfordern und fehlersicher sein müssen. Darüber hinaus ist es wünschenswert, daß die Einheit nicht
größer bzw. sperriger ist als bisherige Vorrichtungen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein stationäres optisches System der eingangs genannten Gattung zu schaffen,
das mit einem einfachen, kompakten Aufbau eine fehlersich&re und genaue Fernablesung von Meßgeräten
gewährleistet
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß mehrere Kodierungsscheiben
durch eine einzige Lampe beleuchtet und einen einzigen Photodetektor abgetastet werden können. Dadurch ergibt
sich ein einfacher Aufbau, der eine Massenanfertigung ermöglicht und keine komplizierte Justierung erfordert.
Trotzdem wird eine genaue und betriebssichere Fernablesung erreicht.
Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
F i g. 1 stellt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des optischen Systems gemäß der Erfindung dar.
F i g. 2 stellt perspektivisch ein vollständiges Ablesesystem dar, das das optische System gemäß der vorliegenden
Erfindung umfaßt
Wie in F i g. 1 gezeigt ist, umfaßt ein optisches System 10 eine Lichtquelle 11 und eine kollimierende Optik 12,
die durch einen Massivring 13 gebildet ist, auf der eine parabolische Oberfläche 14 ausgebildet ist Die parabolische
Oberfläche 14 ist geeigneterweise mit Silber oder Aluminium überzogen, um für das erforderliche Reflexionsvermögen
zu sorgen.
Das optische System 10 enthält ferner eine Sammeloptik 15, die durch einen massiven Körper 16 mit ersten
und zweiten reflektierenden Oberflächen 17 und 18 gebildet ist. Die Oberfläche 17 ist vorzugsweise ein parabolischer
Reflektor und ist weiterhin auf geeignete Weise mit Silber oder Aluminium überzogen. Die Oberfläche
18 ist vorzugsweise hyperbolisch und dient zur Fokussierung des Bildes der Lichtquelle 11 auf den Photodetektor
19, der vorzugsweise eine Halbleiter-Photozelle 21 enthält. Die reflektierenden Oberflächen 17 und 18
bewirken einen umgelenkten optischen Pfad für das Lichtbild von der Lichtquelle U. Die Vereinigung eines
parabolischen und eines hyperbolischen Reflektors sorgt für ein Gebilde, das allgemein als Cassegrain-Optik
bekannt ist. Es können aber auch andere Kombinationen von primären und sekundären reflektierenden
Oberflächen verwendet werden, wie beispielsweise eine Dall-Kirkham-Optik, in der halbelliptische und kugelförmige Oberflächen als primäre und sekundäre Reflektoren verwendet werden, oder eine Newton-Optik, die
einen parabolischen Reflektor und einen ebenen Reflektor verwendet
Zwischen der kollimierenden Optik \2 und der Sammeloptik 15 sind zahlreiche Masken oder Platten angeordnet, die Löcher bzw. öffnungen enthalten. Diese
Platten, die die Kodierscheiben, wie die Scheibe 22, eine Abtastscheibe 23 und eine feststehende Lochmaske 24
umfassen, bilden die Kodierung der Drehstellung der Zeiger auf dem Zähler. Die Kodierung der Drehstellung
der Zeiger auf dem Zähler ist in der DE-OS 24 15 637 näher erläutert.
Kurz gesagt, enthält jede Kodierplatte mehrere bogenförmige öffnungen, die der Reihe nach durch eine
Abtastscheibe 23 abgetastet werden. Die feststehende Platte 24 enthält mehrere Schlitze, und zw?* einen für
jede der Kodierplatten 22. Damit Licht durch die Platten 22,23 und 24 hindurchtritt, müssen die darin befindlichen Löcher so ausgerichtet sein, daß das Licht von der
Kollimieroptik 12 zur Sammeloptik 15 gelangen kann. Die Schlitze in der feststehenden Platte 24 dienen zur
Sicherstellung, daß nur eine der Scheiben 22 zur Zeit abgelesen wird. Die Anordnung der Schlitze in der
Scheibe 22 sorgt für ein kodiertes Ausgangssignal, wenn sie durch die Löcher in der Abtastscheibe 23 abgetastet
wird. Wenn die Abtastscheibe 23 an dem Bogen vorbeiläuft, den jede der Kodierscheiben 22 enthält, werden
mehrere Wellenpositionssignale gleichzeitig erhalten, da das Licht von der Quelle 11 unterbrochen oder zur
Sammeloptik 15 und somit zum Photodetektor 19 durchgelassen wird.
Somit ist ein kompaktes optisches System zum Ablesen von mehreren kodierten Scheiben geschaffen, um
ein elektrisches Signal zu liefern, das ein Maß für die Drehstellung von mehreren Wellen ist Dies wird durch
ein einziges optisches System erreicht, das eine einzige Lichtquelle und einen einzigen Photodetektor aufweist
Das optische System ist stationär und in seiner Lage sicher gehaltert, und trotzdem können mehrere Kodierscheiben abgetastet werden in Abhängigkeit vom
Durchmesser der Kodierscheiben im Vergleich zum Durchmesser der Abtastscheibe.
Die Lichtquelle 11 ist vorzugsweise durch eine Glühfadenlampe gebildet die einen relativ großen Glühfaden aufweist Beispielsweise kann eine 3 Watt-Glühlampe verwendet werden. Die Lichtausbeute dieser Lampe
ist weit größer als es zum Ablesen der Scheiben erforderlich ist Der große Glühfaden wird verwendet, um ein
großes Bild auf der Detektorseite der Optik zu erhalten. Hierdurch werden Fluchttoleranzen stark vergrößert
(gelockert im Sinne größerer Unabhängigkeit), so daß das optische System einfach in Massenproduktion hergestellt werden kann.
Wie bereits erwähnt wurde, sind die Reflektorelemente 12 und 15 aus einem klaren Kunststoff gebildet,
wie beispielsweise Acrylglas (Methylmethacrylat) oder Polycarbonat (Handelsname Lexan), das auf geeignete
Weise mit Silber oder Aluminium überzogene Oberflächen aufweist, um für die erforderliche Reflexion zu
sorgen. Die Krümmung der reflektierenden Oberflächen wird durch Gießen oder Pressen des Kunststoffes
in die gewünschte Form geschaffen, und dann werden die reflektierenden Oberflächen überzogen.
Der Detektor 19 kann irgendeinen geeigneten Photodetektor aufweisen. Vorzugsweise ist jedoch die photo
empfindliche Räche des Detektors relativ klein, um einen Detektor mit hoher Empfindlichkeit und geringem
Rauschen zu schaffen. Ein derartiger Pbotodetektor hat beispielsweise einen aktiven Bereich von etwa 10 mm2
(0,015 Zoll2). Theoretisch kann jeder Photodetektor verwendet werden. In der Praxis ist jedoch ein aktives Element vorteilhaft das einen kleineren Durchmesser als
etwa 24 mm (0,10 Zoll) besitzt Die Kombination einer
Lichtquelle mit großem Glühfaden und einem kleinen Detektor ermöglicht eine breite Montagetoleranz, während ein Detektorsystem hoher Empfindlichkeit mit
kleinem Rauschwert erhalten wird, um ein fehlerfreies Ausgangssignal zu erzeugen.
Die Gesamtanordnung des optischen Systems zusammen mit mehreren kodierten Scheiben kann am besten
anhand von F i g. 2 erläutert werden, in der ein Wattstundenzähler mit mehreren kodierten Scheiben 22a—e
dargestellt ist die jeweils auf den Wellen angebracht sind, die mit Zeigern für eine visuelle Ablesung verbunden sind. Wie bereits ausgeführt wurde, tastet die Abtastscheibe 23 zusammen mit den Schlitzen in der feststehenden Platte 24 jede der kodierten Scheiben 22 einzeln ab und liefert eine Serie von Ausgangsimpulsen, die
der Drehstellung jedes Zeigers neben der Frontplatte 25 proportional sind. Die Abtastscheibe 23 kann durch
irgendeinen geeigneten Mechanismus gedreht werden, wie beispielsweise einen Synchronmotor 26. Das optische System gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung weist einen Durchmesser auf, der
gleich oder etwas größer ist als der Arbeitsdurchmesser der Abtastscheibe 23, d. h. der Durchmesser zur äußeren
öffnung.
Im Betrieb wird bei einem Signal von der Zentralstation die Lichtquelle 11 eingeschaltet und der Synchronmotor 26 in Betrieb gesetzt Aus einer Ruheposition
beginnend tastet die Abtastscheibe 23 der Reihe nach die kodierten Scheiben ab, die an jedem der Zeiger neben der Platte 25 befestigt sind. Die Abtastscheibe 23
wird mit einer geeigneten Geschwindigkeit gedreht, beispielsweise mit einer Umdrehung pro Sekunde, um
für eine Strahlunterbrechungsgeschwindigkeit zu sorgen, die gut innerhalb der Ansprechzeit des Photodetektors 19 liegt und trotzdem nicht so lang ist, daß der
Ablesevorgang unnötig in die Länge gezogen wird.
Wenn Telefonübertragungsleitungen als Verbindung zwischen dem Zählerfernableser und der Zentralstation
verwendet werden, ist es höchst wahrscheinlich, daß die Meßgeräte in der Nacht abgelesen werden, wenn die
Telefonleitungen relativ unbenutzt sind, also beispielsweise von 0 Uhr bis 6 Uhr. Wenn man annimmt, daß die
Ablesezeit pro Zähler 1 Sekunde beträgt, dann können 21 600 Zähler in dem Zeitraum von 6 Stunden abgelesen
werden, wenn die Telefonleitungen relativ unbenutzt sind. Selbstverständlich kann jedoch, wenn es die Situation erfordert, der Zähler auch zu jeder anderen Zeit
abgelesen werden.
Auch wenn es in den F i g. 1 und 2 nicht gezeigt ist, so kann eine Lichtabschirmung um das optische System
herum vorgesehen sein, um fehlerhafte Ablesungen von außen angeordneten Zählern während der Tageszeit zu
verhindern.
Claims (3)
1. Stationäres optisches System zum Einbau in ein Meßgerät für eine Fernablesung zusätzlich zur direkten,
örtlichen Ablesung des Meßgerätes, das mehrere umlaufende Lochscheiben parallel zu einer
Abtastscheibe aufweist, die um die optische Achse des optischen Systems drehbar ist und zum Abtasten
von Abschnitten der Lochscheiben dient, mit einer auf der optischen Achse angeordneten Glühfadenlampe
und einem Reflektor zum Richten der divergenten Lichtstrahlen, wobei der Reflektor ein Kollimator
ist, der ein Bündel von zur optischen Achse parallelen Lichtstrahlen erzeugt, welche auf die Löcher
in den Lochscheiben und auf dahinter angeordnete Photodetektoren zum Umwandeln empfangener
Lichtstrahlen in elektrische Signale gerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf der
optischen Achse eine Sammeloptik (15) zum Empfangen der parallelen Lichtstrahlen angeordnet ist,
die aus einer konkav-konvexen Linse mit verspiegelten Krümmungsflächen (17, 18) besteht deren größere,
der Glühfadenlampe (11) abgewandte, konkave Fläche (17) die parallelen Lichtstrahlen auf ihre
kleinere, der Glühfadenlampe (11) zugewandte, konvexe Fläche (18) reflektiert, die ihrerseits die Lichtstrahlen
auf einen auf der optischen Achse liegenden Brennpunkt zum Abbilden des Glühfadens der
Glühlampe richtet und daß im Brennpunkt ein einziger Photodetektor (19) mit einer aktiven Fläche zum
Umwandeln empfangener Lichtimpulse in ein digitales elektrisches Signal angeordnet ist
2. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bild des Glühfadens der Glühlampe
größer ist als die aktive Fläche des Photodetektors (19).
3. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konkave Fläche (17) der Sammeloptik
(15) parabolisch und die konvexe Fläche (18) hyperbolisch gekrümmt ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US34874573A | 1973-04-06 | 1973-04-06 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2415638A1 DE2415638A1 (de) | 1974-10-17 |
DE2415638C2 true DE2415638C2 (de) | 1984-12-13 |
Family
ID=23369351
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2415638A Expired DE2415638C2 (de) | 1973-04-06 | 1974-03-30 | Stationäres optisches System zum Einbau in ein Meßgerät |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5754839B2 (de) |
AU (1) | AU6675274A (de) |
CH (1) | CH567248A5 (de) |
DE (1) | DE2415638C2 (de) |
FR (1) | FR2224739A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2442961A1 (de) | 1973-09-17 | 1975-03-20 | Gen Electric | Antriebssystem fuer eine automatische zaehlerablesung |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL137729C (de) * | 1965-10-11 | 1900-01-01 | ||
AT288889B (de) * | 1968-06-10 | 1971-03-25 | Sassmannshausen Knut | Leuchte, insbesondere Rück- oder Sicherungsleuchte |
FR2154936A5 (de) * | 1971-09-30 | 1973-05-18 | Ducellier & Cie | |
US3846789A (en) * | 1973-04-06 | 1974-11-05 | Gen Electric | Remote-reading register with error detecting capability |
-
1974
- 1974-03-18 AU AU66752/74A patent/AU6675274A/en not_active Expired
- 1974-03-30 DE DE2415638A patent/DE2415638C2/de not_active Expired
- 1974-04-01 CH CH453874A patent/CH567248A5/xx not_active IP Right Cessation
- 1974-04-05 JP JP49038051A patent/JPS5754839B2/ja not_active Expired
- 1974-04-05 FR FR7412092A patent/FR2224739A1/fr not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2442961A1 (de) | 1973-09-17 | 1975-03-20 | Gen Electric | Antriebssystem fuer eine automatische zaehlerablesung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CH567248A5 (de) | 1975-09-30 |
JPS5031837A (de) | 1975-03-28 |
JPS5754839B2 (de) | 1982-11-19 |
DE2415638A1 (de) | 1974-10-17 |
FR2224739A1 (de) | 1974-10-31 |
AU6675274A (en) | 1975-09-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2653110C3 (de) | Infrarotstrahlungs-Einbruchdetektor | |
EP0425726B1 (de) | Positionsmesseinrichtung | |
DE3145098C2 (de) | Optischer Codeleser | |
DE3618271A1 (de) | Optische lageortungsvorrichtung | |
DE2637361A1 (de) | Vorrichtung zum messen der bewegung eines ersten teiles relativ zu einem zweiten teil | |
DE10028934A1 (de) | Vorrichtung zum Zählen und/oder Sortieren von Münzen | |
EP0476361B1 (de) | Reflexionslichtschranke | |
DE3208753A1 (de) | Epidunkles beleuchtungssystem | |
DE3211046A1 (de) | Optische abtastanordnung | |
DE2951388C2 (de) | Strahlungsdetektor | |
DE3133401A1 (de) | "faseroptischer impulsgeber" | |
DE1958136A1 (de) | Optische Einrichtung zum Abtasten von Winkelbewegungen | |
DE2749992A1 (de) | Photoelektrische solarzelle | |
DE2415638C2 (de) | Stationäres optisches System zum Einbau in ein Meßgerät | |
DE1259621B (de) | Lichtelektrischer Messgenerator | |
US3875406A (en) | Optical system for automatic meter reader | |
EP0380046B1 (de) | Verfahren zur Prüfung von Zählern, insbesondere von Elektrizitäts-, Gas- und Wasser-zählern sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
DE2242644A1 (de) | Abtastvorrichtung | |
DE1291533B (de) | Vorrichtung zur Trennung und Wiedervereinigung optischer Strahlung | |
DE3874414T2 (de) | Optomechanisches analysensystem mit einem einzigen rotationspolygonspiegel. | |
DE3140974A1 (de) | Photoelektrische sonnenmodul | |
DE3881740T2 (de) | Optisches Entfernungsmessystem. | |
DE1473907A1 (de) | Vorrichtung zur Bildung eines dem Mittelwert proportionalen Zahlenwertes mit digitalen Mitteln aus zwei gegenueberliegenden Randkoordinaten eines in einer Kamera aufgefangenen Sonnenbildes | |
DE4418765C2 (de) | Durchflußzähler mit einer Vorrichtung zur lichtelektrischen Abtastung | |
DE2900295C2 (de) | Fotoelektrischer Impulsgeber |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |