DE2833635C2 - Verfahren zur Messung der Verschmutzung von optischen Grenzflächen bei optischen Empfängern und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung der Verschmutzung von optischen Grenzflächen bei opti- jo sehen Empfängern, unter Verwendung einer an der der Geräteinnenseite zugewandten Seite der Grenzfläche angeordneten, auf die. Grenzfläche abstrahlenden Strahlungsquelle und einea auf der gleichen Seite der Grenzfläche angeordneten Meß-Γ ätektors, der die von J5 der Außenseite der Grenzfläche reflektierte, vom Verschmutzungsgrad abhängige Strahlung mißt, sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die Strahlung, die z. B. von optischen Sendern emittiert und von den zugehörigen Empfängern *o detektiert wird, muß ungehindert durch deren äußere optische Grenzflächen, wie z. B, Schutzfenster, Sammellinsen oder optische Filter, durchtreten, um nicht daran eine unerwünschte Zusatzdämpfung zu erleiden. Diese kann infolge Verschmutzung z. B. durch Staub, « Schmutzspritzer, Kondenswasserbildung oder Vereisung auftreten.

Der Einsatz von Geräten mit optischen Empfängern, wie z. B. von Laserentfernungsmessern oder optronischen Zielgeräten, erfolgt häufig bei rauhen Umweltbe- so dingungen und erfordert daher einen besonderen Schutz der entsprechenden Empfangsoptiken. Es ist hierzu aus der DEOS 2536 910 bekannt, bei einem optronischen Gerät mit einem optischen Sender mit Sendeoptik, einem optronischen Empfänger mit Empfangsoptik und einer Visiereinrichtung mit Visieroptik die geräieseiiigen öffnungen für die verschiedenen Optiken zum Schutz gegen schädigende Umwelteinflüsse als Fensteröffnungen auszubilden, die zum Vermeiden von Kondenswasserbildung oder Vereisung mit einer elektrischen Heizung ausgerüstet sind. Hierzu ist die Fensteröffnung für die Sendeoptik mit einer heizbaren Fassung und die Fensteröffnung für eine der übrigen Optiken mit Heizdraht«^ versehen.

Da Geräte der oben beschriebenen Art, wie ^b5 Laserentfernungsmesser, Laser-IFF-Geräte oder IR-Werngeräte aber meist an exponierten Stellen, z. B. von militärischen Fahrzeugen montiert sind, die nicht ständig für eine Reinigung zugänglich sind, muß in derartigen Fällen eine ,störungslose Funktion von optischen Sendern und Empfängern ständig gewährleistet sein. Nun gibt es verschiedene Möglichkeiten, um eine vorhandene Verschmutzung, z, B/eine Vereisung, von optischen Grenzflächen zu entfernen, beispielsweise in der oben beschriebenen bekannten Weise, jedoch muß eins Verschmutzung einer optischen Grenzfläche zuerst festgestellt werden, um dann die Verschmutzung beseitigen zu können. Eine Reinigung nur von Zeit zu Zeit oder auch periodisch durchzuführen, ist nicht praktikabel, da die Geräte in der Zwischenzeit durch die von der Verschmutzung der optischen Grenzfläche bewirkte Art von zusätzlicher optischer Dämpfung ausfällen können.

Zur Feststellung der Verschmutzung von optischen Grenzflächen ist aus der DE-AS 17 55 074 eine Vorrichtung bekannt, welche die Verschmutzung der Außenseite eines Fensters anzeigt Hierzu besteht die Vorrichtung aus zwei an der Innenseite des Fensters in der Nähe der beiden Außenränder angebrachten Dreikantprismen, einer an dem einen Prisma vorgesehenen Strahlungsquelle und einem an dem anderen Prisma angeordneten Strahlungsdetektor. Die Vorrichtung arbeitet nach dem Prinzip der Totalreflexion des von der Strahlungsquelle ausgesandten Lichtes an der Fensteraußenseite- Bei Verschmutzung gelangt der im Inneren des Fensters wandernde Strahl nicht in voller Stärke zum Strahlungsdetektor. Dies wird dazu ausgenutzt, um über einen Verstärker einen Schaltkreis zu steuern, der entweder eine Warnlampe oder eine Signalvorrichtung oder direkt eine Reinigungseinrichtung einschalten kann. Bei der bekannten Vorrichtung ist ein größerer Aufwand an optischen Elementen erforderlich. Ähnliche Vorrichtungen sind auch durch die DE-OS 24 20 594 und die DE-OS 23 54 100 bekannt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, für optische Grenzflächen bei optischen Empfängern ein Verfahren zur Messung der Verschmutzung anzugeben, das mit geringstmöglichem Aufwand durchführbar ist.

Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß als Meßdetektor der Signal-Detektor des Empfängers verwendet und das Meßsignal für den Verschmutzungsgrad vor der Detektierung des empfangenen Signals ausgekoppelt und einer Schwellwertmessung zugeführt wird. Bei einem derartigen Verfahren wird als Meßelement somit in vorteilhafter Weise der bereits vorhandene Signalempfänger benutzt. Es ist daher nicht mehr erforderlich, zur Verschmutzungsmessung ein eigenes Meßelement vorzusehen. Dies ist in baulicher Hinsicht von besonderem Vorteil und ermöglicht den Aufbau einer Verschmutzungsmeßeinrichtung mit geringstmöglichem Aufwand.

Eine einfache Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist so aufgebaut, daß der Detektor gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Vorverstärkers mit einer Einrichtung zur Signalauswertung und einer Steuereinrichtung zur Inbetriebnahme einer Reinigungseinrichtung in Verbindung steht.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand eines schematisch in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens im folgenden näher beschrieben.

Die Figur zeigt eine Einrichtung zur Messung des Verschmutzungsgrades einer optischen Grenzfläche 1 bei einem optischen Empfänger. Als Meß-Sender ist an der der Geräteinnenseite zugewandten Seite der

optischen Grenzfläche 1 eine niederfrequent modulierte lichtemittierende Piode 2,' ZrB, eine sinusförmig amplitudenmodulierte Cvy-Userdiode, vorgesehen. Diese ist mit ihrer Strahlungsrichtun^ auf die optische Grenzfläche ausgerichtet Ferner ist an der der Geräteinnenseite zugewandten Seite noch ein Signal-Detektor 3 des Empfängersvorgesehen, der gleichzeitig als Meß-Detektor dient und die von der Außenseite der optischen Grenzfläche 1 reflektierte Strahlung mißt. Die Diode 2 bestrahlt von der Geräteinnenseite her die äußere Grenzfläche des optischen Elements. Der größte Teil der Strahlung tritt durch diese Fläche hindurch und nur ein geringer Teil wird von dieser Fläche reflektiert Dieser Teil fällt auf den Detektor 3, der die Bestrahlungsstärke mißt. Im Falle der Verschmutzung und weiterer Zunahme der Verschmutzung der optischen Grenzfläche erhöht sich der von der Außenseite der Grenzfläche reflektierte Strahlungsanteil und damit das Meßsignal, Sobald dieses einen bestimmten Schwellwert überschreitet kann die Reinigung der Grenzfläche automatisch in Gang gesetzt werden. Hierzu gelangt bei diesem Ausführungsbeispiel das Meßsignal des Detektors 3 über einen zwischengeschalteten Vorverstärker 4 und einen Auskopplungszweig zu einer Meßsignalauswertung 6 qnd einer Steuerung 7, welche eine nicht näher dargestellte Reinigungseinrichtung zur Säuberung der optischen Grenzfläche in Betrieb setzt Mit einer Empfangs-Signalauswertung 5 wird das normale Meßsignal des Empfängers ausgewertet

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. • J

   Patentansprüche;

   !.Verfahren zur Messung; d er Verschmutzung von optischen Grenzflächen bei optischen Empfängern, unter Verwendung einer an der der Geräteinnensei- ϊ te zugewandten Seite der Grenzfläche angeordneten, auf die Grenzfläche abstrahlenden Strahlungsquelle und eines auf der gleichen Seite der Grenzfläche angeordneten Meß-Detektors, der die von der Außenseite der Grenzfläche reflektierte, in vom Verschmutzungsgrad abhängige Strahlung mißt, dadurch gekennzeichnet, daß als Meß-Detektor der Signal-Detektor (3) des Empfängers verwendet und das Meßsignal für den Verschmutzungsgrad vor der Detektierung des u empfangenen Signals ausgekoppelt und einer Schweilwertmessung zugeführt wird.
2. 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (3) gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Vorverstärkers (4) mit einer Einrichtung (6) zur Signalauswertung und einer Steuereinrichtung (7) zur Inbetriebnahme einer Reinigungseinrichtung in Verbindung steht.