DE3331895A1 - OPTICAL SENSOR - Google Patents

Description

Dptische Sensoren, wie Rad- und Lager-Heißläuf er-Detektoren, uerdEn in großEm Umfang wan Eisenbahngesellschaften zur Abtastung der Räder von varbeifahrenden Zügen verblendet. Derartige Sensaren sind beispielsweise in der US-PS 3 454 758, 3 545 005 und 3 767 146 beschrieben. Die Sensoren verwenden eine Infrarot-Optik, um die Temperatur dsr RädEr oder Radlager von vorbeifahrenden Zügen und dadurch evEntuelle Heißläufer festzustellen. Denn ein überhitztes Lager entdeckt wird, wird ein Alarm ausgelöst, der der Zugbesatzung anzeigt, daß Abhilfemaßnahmen eingeleitet werden müssen.Optical sensors, such as wheel and bearing hot runner detectors, Extend large volumes to railroad companies for scanning the wheels of passing trains blinded. Such Sensors are for example in US-PS 3,454,758, 3,545,005 and 3,767,146. The sensors use infrared optics to measure the temperature of the wheels or wheel bearings from passing trains and thus possibly overheating ascertain. Because an overheated warehouse was discovered is triggered, an alarm is triggered, which indicates to the train crew, that remedial action must be taken.

Damit die Abtastgeräte richtig arbeiten, ist es wesentlich, daß sie genau ausgerichtet sind. Wie in der US-PS 3 767 146 beschrieben, muß ein Rad-Heiläufer-Detektor auf die Zone zwischen der Oberkante der Gleisschiens und der UnterkantE des Bremsschuhes jedes vorbeifahrenden Rades gerichtet werden. In entsprechender Weise muß ein Lager-Heißläufer-Detektor auf jedes vorbeifahrende Lager ausgerichtet sein. Wenn also die Sensoren installiert werden, muß V/orsorge getroffen werden, daß die Sensoren auf den gewünschten Teil der vorbeifahrenden Zugräder gerichtet sind.In order for the scanners to work properly, it is essential that they be properly aligned. As in U.S. Patent 3,767,146 described, a bike health runner detector must be on the zone between the upper edge of the track rail and the lower edge of the Brake shoe of each passing wheel must be straightened. A warehouse hot runner detector must be used in a corresponding manner be aligned with each passing camp. If so the sensors are installed, precautions must be taken, that the sensors are aimed at the desired part of the passing train wheels.

Um diese richtige Ausrichtung zu gewährleistsn, wird während des Installierens eine ZielmarkE auf dar Schiene an der Po-■ sition angebracht, welche die abzutastenden Objekte einnehmen werden. Der Sensor wird dann auf die Zielmarke gerichtet und in seiner Lage festgelegt. UDn Zeit zu Zeit muß der Sensor überprüft werden, um zu gewährleisten, daß sich seine Optik nicht durch Vibrationen oder Stöße von vorbei-■·· fahrenden Zügen verstellt hat, und falls nötig, muß der Sensor wieder ausgerichtet werden. Seither mußte der Monteur entlang der Abtastoptik visieren, um die Optik auf das Ziel auszurichten, bevor der Sensor in seiner Lage festgelegt wurde. Dies ist eine schwierige und zeitraubende Tätigkeit aufgrund der beengten Platzverhältnisse, unter denen der Monteur arbeiten muß.To ensure this correct alignment, during of installing a target mark on the rail at the Po- ■ Position attached which the objects to be scanned will occupy. The sensor is then aimed at the target mark and set in its location. And time to time must the sensor must be checked to ensure that its optics are not affected by vibrations or impacts from past- ■ ·· moving trains, and if necessary, the sensor must be realigned. Since then the fitter has had to Aim along the scanning optics to align the optics with the target before the sensor is locked in place became. This is a difficult and time consuming job due to the limited space under which the fitter is located have to work.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten optischen Sensor zu schaffen, der mit geringem Aufwand bei der Aufstellung ausgerichtet und später hinsichtlich seiner Ausrichtung überprüft werden kann.Accordingly, the invention has for its object to provide a to create improved optical sensor that is aligned with little effort during installation and later with regard to its alignment can be checked.

Diese Aufgabe wird erfindungsgernäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This task is made according to the invention by the characteristics of claim 1 specified features solved.

Der erfindungsgemäße Vorschlag gestattet es, daß beim Einstellen des Sensors nicht entlang der optischen Achse der Dptik visiert werden muß, sondern in einer Richtung, die zuThe proposal according to the invention allows that when setting of the sensor not along the optical axis of the Optics must be sighted, but in a direction that is too

1D dieser optischen Achse bzw. zum'Abtaststrahl in einem LJinkel, vorzugsweise von 90 , verläuft, so daß der Monteur beispielsweise von oben durch die Zielöffnung in das Gerät hineinblicken und die Sicht- oder Abtastachse genau auf das Ziel ausrichten kann, worauf nach Umklappen des Spiegels in seine zweite Stellung die optische Achse der Dptik genau auf die vorher eingestellte Abtastachse abgelenkt wird. Ein weiterer V/orteil des vorgeschlagenen Sensors besteht darin, daß aufgrund des Umstandes, daß die Optik nicht mit der Sichtöffnung fluchtet, eine Verschmutzung und/oder Beschädigung der Dptik durch Schmutz oder Steine, die durch die Sichtöffnung eindringen, weitgehend vermieden wird.1D of this optical axis or to the scanning beam at an angle preferably from 90, so that the fitter can look into the device, for example, from above through the target opening and can align the viewing or scanning axis exactly to the target, whereupon after folding the mirror into his second position exactly on the optical axis of the optics previously set scanning axis is deflected. Another advantage of the proposed sensor is that due to the fact that the optics are not aligned with the viewing opening, contamination and / or damage The appearance of dirt or stones that penetrate through the viewing opening is largely avoided.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous further developments of the invention emerge from the subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel· der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:An embodiment of the invention is described below Described with reference to the drawings. It shows:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines optischen Sensors mit teilweise weggebrochenem Gehäuse in Zielbereitschaft,1 shows a perspective illustration of an optical sensor with the housing partially broken away in FIG Willingness to aim,

Fig. 2 den in Fig. 1 gezeigten optischen Sensor in größerem Maßstab in Abtastbereitschaft,2 shows the optical sensor shown in FIG. 1 on a larger scale in readiness for scanning,

COPV ■COPV ■

Fig. 3 eine vereinfachte schematische Darstellung der optischen Pfade beim Zielen oder Ausrichten des optischen Sensors, und3 shows a simplified schematic representation of the optical Paths when aiming or aligning the optical sensor, and

Fig. 4 eine vereinfachte schematische Darstellung der optisehen Pfade beim Abtasten.4 shows a simplified schematic representation of the optical Paths in scanning.

In Fig. 1 ist ein optischer Sensor 10 dargestellt, der ein gegossenes Gehäuse 12 aus Aluminium oder Eisen aufweist, das im wesentlichen die Form eines Quaders hat und eine Uorderwand 14, eine Rückwand 16, Seitenwände 18, einen Boden 20 sowie einen (abgenommenen) Deckel aufweist. Ein Halter zur Befestigung des Sensors auf einem Gestell oder an der Schiene eines Gleises erstreckt sich vom Boden 20 des Gehäuses und dient gleichzeitig als Führung für die elektrischen Leitungen zu einer Abtastoptik 24 im Gehäuse 12. In der vorderen bJanri 14 ist eine Sichtöffnung 26 vorgesehen, die außen von einer Sonnenblende 28 umgeben ist. Die Sichtöffnung 26 kann durch einen Deckel verschlossen sein, um das Innere des Gehäuses 12 vor den Elementen zu schützen, wenn der Sensor 10 nicht in Benutzung ist.In Fig. 1, an optical sensor 10 is shown, which is a has cast housing 12 made of aluminum or iron, which has essentially the shape of a cuboid and a Uorderwand 14, a rear wall 16, side walls 18, a floor 20 as well as a (removed) cover. A holder for mounting the sensor on a frame or on the Rail of a track extends from the bottom 20 of the housing and also serves as a guide for the electrical Lines to a scanning optics 24 in the housing 12. A viewing opening 26 is provided in the front bJanri 14, which is surrounded on the outside by a sun visor 28. The viewing opening 26 can be closed by a cover to protect the interior of the housing 12 from the elements when the sensor 10 is not in use.

Die Abtastoptik 24 ist fest im Gehäuse 12 angeordnet. Es kann sich beispielsweise um eine Infrarot-Optik handeln. Ihre Wirkungsweise und Konstruktion spielen für die Erfindung keine Rolle, und sie können von der in den vorgenannten Patenten beschriebenen Art sein. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die Abtastoptik 24 auf eine Seitenwand hin gerichtet ist, so daß ihre optische Achse A (Fig.4) senk recht zu der Abtastachse B verläuft, die sich durch die Sichtöffnung 26 in der V/orderwand 14 des Gehäuses erstreckt. Auf diese Ueise liegen die relativ empfindlichen Linsen der Abtastoptik außerhalb des direkten Pfades von Schmutz oder Spritzwasser, der bzw. das durch die Sichtöffnung 26 eintreten könnte.The scanning optics 24 are fixedly arranged in the housing 12. For example, it can be an infrared lens. Their mode of action and construction play a role in the invention doesn't matter and they may differ from those in the foregoing Patents. However, it is on it pointed out that the scanning optics 24 is directed towards a side wall so that its optical axis A (Figure 4) is perpendicular runs right to the scanning axis B, which extends through the viewing opening 26 in the front wall 14 of the housing. In this way, the relatively sensitive lenses of the scanning optics are outside the direct path of Dirt or water splashing through the viewing port 26 could occur.

Ein Spiegel 3D ist schwenkbar im Gehäuse 12 angeordnet. In der in Fig. 2 und 4 dargestellten Arbeitsstellung liegt der Spiegel 3D derart in der optischen Achse A der Abtastaptik 24, daß er diese in die Sicht- oder Abtastachse B umlenkt, die durch die Sichtöffnung 26 verläuft. Durch Abknick.en der optischen Achse mittels des Spiegels 3D können die Gesamtabmessungen des Sensors 1D verringert werden.A mirror 3D is arranged pivotably in the housing 12. In the working position shown in Fig. 2 and 4 is the Mirror 3D in such a way in the optical axis A of the scanning haptic 24, that it deflects it into the viewing or scanning axis B, which runs through the viewing opening 26. By kinking the optical axis using the 3D mirror, the overall dimensions of the sensor 1D can be decreased.

Die Drehung des Spiegels 30 erfolgt mit Hilfe eines Hebels 32, der an einem Spiegelhalter 34 angebracht ist, welcher seiner-1D seits am Baden 2D des Gehäuses 12 befestigt ist. Durch Umlegen des Hebels 32 aus der waagrechten Stellung (d.h. parallel zum Boden 2D) von Fig. 2 in die senkrechte Stellung von Fig.1 wird der Spiegel 3D aus der Stellung gemäß'Fig. 4 in diejenige gemäß Fig. 3 geschwenkt.The mirror 30 is rotated with the aid of a lever 32, which is attached to a mirror holder 34, which of its-1D is attached to the side of the bathing 2D of the housing 12. By moving the lever 32 from the horizontal position (i.e. parallel to the floor 2D) of Fig. 2 in the vertical position of Fig. 1 the mirror 3D from the position according to 'Fig. 4 in the one pivoted according to FIG.

Der Deckel des Gehäuses 1 ist abnehmbar, wodurch das Innere des Gehäuses zugänglich wird. LJenn der Deckel des Gehäuses ; entfernt ist (wie dies in den Zeichnungen der Fall ist), bildet die sonst von dem Deckel verschlossene Öffnung eine Zielöffnung für den Sensor. Wenn der Spiegel 3D in der in "The lid of the housing 1 is removable, making the interior of the housing becomes accessible. LJenn the cover of the case; removed (as is the case in the drawings), the opening otherwise closed by the cover forms a target opening for the sensor. When the 3D mirror is in the

2D Fig. 1 bis 3 gezeigten Lage ist, kann der Sensor ausgerichtet werden, indem der Monteur durch die Sichtöffnung 26 die Zielmarke über den Spiegel 3D und Fadenkreuze 36 und 38 anvisiert. Das Fadenkreuz 36 ist in einer Platte 4D angeordnet, die auf dem Spiegelhalter 34 angebracht ist. Das Fa- denkreuz 38 ist in einer Platte 42 angebracht, die schwenkbar vor der Sichtöffnung 26 gelagert ist. Während der normalen Betriebsweise ist die Platte 42 nach unten geklappt, wie aus Fig. 2 ersichtlich. Zum Zielen bzw. Ausrichten des optischen Sensors wird die Platte 42 nach oben geklappt,2D Fig. 1 to 3 is the position shown, the sensor can be aligned by the fitter aiming at the target mark through the viewing opening 26 via the mirror 3D and crosshairs 36 and 38. The crosshairs 36 are arranged in a plate 4D which is attached to the mirror holder 34. The Fa- memorial cross 38 is mounted in a plate 42 which is pivotable is stored in front of the viewing opening 26. During normal In operation, the plate 42 is folded down, as can be seen from FIG. To aim or align the optical sensor, the plate 42 is folded upwards,

3D um das Fadenkreuz 38 vor die Sichtöffnung 26 zu bringen, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Die Fadenkreuze 36 und 38 sind in einem ausreichenden Abstand von dem Spiegel 30 angeordnet, so daß die Fadenkreuze, wenn sie sich decken, für 3D to bring the crosshair 38 in front of the viewing opening 26, as shown in FIG. The crosshairs 36 and 38 are spaced a sufficient distance from the mirror 30 so that the crosshairs, when they overlap, for

den Betrachter eine Ziellinie definieren, die nach Umlegen des Spiegels 30 mit der optischen Achse der Optik 24 überein stimmt. Während der Montage uird eine Zielmarke 44 an eirer Gleisschiene 46 an der Stelle angebracht, an der sich das ab zutastende Objekt befindet. Der Sensor 10 wird dann in eine ungefähr richtige Loge gebracht, jedoch noch nicht fixiert. Der Deckel des Sensors 10 wird abgenommen und die Platte 42 und der Spiegel 30 werden gedreht, um sie in die Fig. 1 und 3 dargestellte Zielpositionen zu bringen. Ein Techniker visiert dann durch die Zielöffnung (d.h. die obere, normalerweise von dem Deckel verschlossene Öffnung des Gehäuses 12) und die Sichtöffnung 26 die Zielmarke 44 an und stellt den Sensor so ein, daß die Fadenkreuze 36 und 38 mit der Zielmarke 44 fluchten. Dann wird der Sensor in dieser Position festgelegt. Darauf wird die Platte 42 nach unten geklappt und der Spiegel 30 in seine Arbeitsstellung gedreht. Die Optik 24 ist nun genau auf die Zielmarke 44 ausgerichtet, ohne daß eine weitere Einstellung nötig ist. Dann kann der Deckel des Sensors aufgesetzt, die Zielmarke 44 von der Gleisschiene 46 entfernt und der Sensor betriebsbereit gemacht werden.the viewer can define a target line which, after the mirror 30 has been tilted, coincides with the optical axis of the optics 24. During assembly, a target mark 44 is attached to a track rail 46 at the point where the object to be scanned is located. The sensor 10 is then brought into an approximately correct box, but not yet fixed. The cover of the sensor 10 is removed and the plate 42 and mirror 30 are rotated to bring them to the target positions shown in FIGS. A technician then sights the target 44 through the target opening (ie, the upper opening of the housing 12, normally closed by the lid) and the viewing port 26, and adjusts the sensor so that the crosshairs 36 and 38 are aligned with the target 44. Then the sensor is fixed in this position. The plate 42 is then folded down and the mirror 30 is rotated into its working position. The optics 24 are now precisely aligned with the target mark 44 without any further adjustment being necessary. Then the cover of the sensor can be put on, the target mark 44 can be removed from the track rail 46 and the sensor can be made ready for operation.

Zu jeder Zeit kann die Ausrichtung des Sensors schnell geprüft werden, indem einfach der Deckel des Sensors abgenommen, der Spiegel 30 und die Platte 42 in ihre Zielpositionen gebracht werden und eine Zielmarke anvisiert wird. Wenn der Sensor immer noch richtig ausgerichtet ist, fluchten die Fadenkreuze 36 und 38 mit der Zi.elmarke. Wenn dies nicht der Fall ist, muß eine entsprechende Justierung erfolgen.The alignment of the sensor can be checked quickly at any time by simply removing the cover of the sensor, the mirror 30 and plate 42 are brought into their target positions and a target is sighted. If the Sensor is still correctly aligned, the crosshairs 36 and 38 are aligned with the Zi.elmarke. If this isn't the If this is the case, a corresponding adjustment must be made.

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Claims (6)

.Patentansprüche.Patent claims 1. Optischer Sensor, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (12) mit einer Sichtöffnung (26) und einer Zielöffnung, eine im Gehäuse (12) angeordnete Optik (2*0, deren optische Achse von der Sichtöffnung (26) ueggerichtet ist, und einen Spiegel (30), der schwenkbar derart im Gehäuse (12) angeordnet ist, daß er in einer ersten Stellung die optische Achse und in einer zweiten Stellung die durch die Zielöffnung verlaufende Ziellinie durch die Sichtöffnung (26) hindurch ablenkt.1. Optical sensor, characterized by a housing (12) with a viewing opening (26) and a target opening, one in the housing (12) arranged optics (2 * 0, the optical axis of which from the viewing opening (26) is aligned, and a mirror (30), which is pivotably arranged in the housing (12) so that in a first position the optical axis and in a second position deflects the target line running through the target opening through the viewing opening (26). 2. Optischer Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zielöffnung und dem Spiegel (30) ein erstes Fadenkreuz (36) und zwischen dem Spiegel (30) und der Sichtöffnung (26) ein zweites Fadenkreuz (38) angeordnet ist .2. Optical sensor according to claim 1, characterized in that between the target opening and the mirror (30) first crosshair (36) and a second crosshair (38) arranged between the mirror (30) and the viewing opening (26) is . Bankverbindung: Hypobank Gauting Konto-Nr. 3 750 123 448 (BLZ 700 260 01)Bank details: Hypobank Gauting account no. 3 750 123 448 (bank code 700 260 01) 3. Optischer Sensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Fadenkreuz (38) schwenkbar im Gehäuse (12) angeordnet ist, derart, daß es in die und aus der Sichtlinie zwischen dem Spiegel (3D) und der Sichtöffnung (26) • bringbar ist.3. Optical sensor according to claim 2, characterized in that the second crosshair (38) is pivotable in the housing (12) is arranged such that it is in and out of the line of sight between the mirror (3D) and the viewing port (26) • can be brought. h. optischer Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) im wesentlichen die Farm eines Quaders mit Seitenwänden (14,16,18) und einen Deckel aufweist und daß die Sichtöffnung (26) in einer Seitenwand und die Zielöffnung im Deckel angeordnet bzw. von der durch Abnahme des Deckels freigegebenen Öffnung ■ gebildet ist. . H. Optical sensor according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the housing (12) essentially has the shape of a cuboid with side walls (14, 16, 18) and a cover and that the viewing opening (26) in one side wall and the The target opening is arranged in the cover or is formed by the opening released by removing the cover. . 5. Optischer Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß die Dptik (2*0 einen Infrarot-Detektor enthält.5. Optical sensor according to one of claims 1 to k, characterized in that the optics (2 * 0 contains an infrared detector. 6. Optischer Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Achse der Optik (24) im wesentlichen senkrecht zur Sichtlinie durch die Sichtöffnung (26) verläuft.6. Optical sensor according to one of claims 1 to 5, characterized characterized in that the optical axis of the optics (24) is substantially perpendicular to the line of sight through the viewing aperture (26) runs.