专利名称：用于光电传感器的接口适配器和传感器布置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种用于光电传感器的接ロ适配器以及ー种传感器布置。
背景技术：
为了充分利用光电传感器的功能性且使传感器在其工作位置处适配于经计划的应用，大多需要參数化，在该參数化中给传感器预先给定数据。相反地，在參数化期间或之后在用于维护和诊断的工作中要求，从传感器中读出和显示数据。为了这两个任务，在实践中建立了在传感器与外部的诊断仪器和參数化仪器之间的数据连接。在此，诊断仪器和參数化仪器例如是PC、笔记本、PDA、手机或类似物，将其经由标准接ロ进行联接。在生产过程期间、甚至经常一再地在不同生产步骤中也需要数据连接。所公知的经有线连接的接ロ是串行接ロ、如RS232、RS422或USB和其它的接ロ、如 以太网。这些接ロ要求经由插头、端子或类似物的物理电连接。插头提高了传感器的制造成本，尽管这些插头仅非常少地使用，并且这些插头造成在防止灰尘和水的密封性的情形中的问题。它们具有有限数量的插拔周期且磨损迅速。此外，插头或插拔端ロ根据传感器在设备或机器中的安装位置的不同经常被覆盖且在维护情况中很难甚至完全不可接近。一种备选方案是标准化的无线连接，例如WLAN接ロ、蓝牙接ロ或红外接ロ。这些无线接ロ具有如下缺点，即，相对操作它们糟糕地受到保证，在エ业环境中被干扰或这些无线接ロ自身通过其自己的无线电辐射是在工作位置处不被容忍的干扰源。由DE 100 46 863 C2公知ー种用于对光电开关布置进行光学參数化的接ロ。在此，将外部的带有光电通信単元的接口元件保持到光电开关布置的透光的盖板处。通过在外部的接口元件中的永久磁铁，将光电装置对的簧片开关触发且由此激活在光电装置对布置中的其它光电通信単元用于数据交換。同时，能够为确定的持续时间接通光电装置对布置的调准激光器。光电装置对布置必须为了通信特别地装备有透光的盖板。此外，必须经由手或其它的附加措施造成，外部的接口元件在数据交换期间保留在盖板处。最后，调准激光器虽然通过外部的接口元件被激活。但是，该调准激光器还是必须构建在光电装置对布置中并且因此提高了该光电开关布置的制造成本。
实用新型内容因此，本实用新型的任务是，进一歩改善光电传感器的无线參数化和诊断。该任务通过ー种用于光电传感器的接ロ适配器以及ー种传感器布置来解决，该传感器布置具有光电传感器和接ロ适配器。在此，本实用新型由如下基本设想出发，即，建立与传感器的光学连接。为此使用了在其形状上适配于传感器壳体的接ロ适配器，从而可以以最简单的方式建立在接ロ适配器与传感器之间的、在数据交换期间稳定的连接。在此，接ロ适配器是位置固定的，而不会落下或打滑，从而保持获得用于光学通信的视距(Sichtverbindung)。为了光学信息可到达到传感器内部，应用了传感器的用于检测光线的光线通道，检测光线也就是传感器的主动照明的光线和/或其接收光线，传感器对所述接收光线是敏感的。用于经由光学接ロ的数据交换的波长优选相应于检测光线的波长，至少在如下的范围中，即，光线通道不仅对于检测光线的光谱而且对于光学接ロ的光谱是透明的。光学通道为了传感器的光电功能原理必须总归是存在的。在传感器壳体处的适配、如例如设置额外的光线开ロ或插拔连接是不需要的。本实用新型提供一种用于光电传感器的接ロ适配器，其中，将所述传感器安置在带有用于所述传感器的检测光线的光线通道的壳体中，并且其中，所述接ロ适配器具有用干与所述传感器通信的光学接ロ和用于与參数化仪器通信的标准接ロ，其中，所述接ロ适配器在其造型上适配于所述传感器的在所述光线通道周围的壳体区域，从而使得所述接ロ适配器能位置固定地与所述传感器相连接且对于在所述接ロ适配器与所述传感器之间的通信而言存在穿过光线出口的视距。本实用新型提供一种传感器布置，其中，所述传感器布置带有光电传感器和根据本实用新型的接ロ适配器，将所述传感器安置在带有用于所述传感器的检测光线的光线通道的壳体中且所述传感器具有光学接ロ。 本实用新型具有如下优点，即，在简单的处理中可建立与传感器的无线数据连接，该无线数据连接不造成干扰的辐射且可使用在エ业环境中。在此，接触是不受阻碍的。光线通道受原理决定地始終在每个使用位置处始终可由外部接近，因为传感器否则不起作用。在此，在传感器处不需要插头。因此，传感器不具有对于不密封性而言的弱点。不用考虑插拔周期和/或接ロ适配器的连接就不引起值得ー提的应力。这在流水线中的生产期间同样适用。通过在标准接ロ处将光学数据转变成电信号，可以联接每种通常的參数化仪器。接ロ适配器优选地具有环形件，环形件的内直径与传感器的在光线通道周围的呈圆柱形的壳体区域的外直径相符。在此，不仅可以假设相对两个圆面敞开的环的形状而且可以假设带有封闭的圆面的帽的方式。如果将这样的环放置到呈圆柱形的壳体区域上，则该环合适地紧贴且至少当还设置有额外的止档件时不打滑。该环最小化周围环境的干扰影响，因为光学接ロ由该环遮蔽。优选地，接ロ适配器具有带至少一个调准光源的校准辅助装置。在此，其尤其地是在可见光谱中的调准激光器。因为，光电传感器经常以在不可见的波长范围中的检测光线、例如以红外光线或紫外光线进行工作。这使得校准变难，因为不可实现可视的定向。因为參数化和调准大多在相同的工作流程中实现，所以如果在參数化期间可使用调准光源是足够的。在该时间点，接ロ适配器总归位置固定地与传感器相连接，从而使得能够经由接ロ适配器的调准光源实现校准。相对成本密集的、在可见的波长范围中工作的调准光源于是不必要存在在每个传感器中，而是无任何附加成本地重复地为了多个传感器的校准应用接ロ适配器。校准辅助装置优选地具有多个呈环形分布的调准光源。因此可校准传感器的监控平面、例如激光扫描器的扫描平面。光学接ロ优选地是红外接ロ。需要的部件是欧分商品(Centware)且因此即使在简单的传感器的情形中对制造成本的贡献也不值ー提。在传感器中由于接ロ适配器和其红外接ロ可取消的纯粹的USB接头业已向上推动制造成本多倍。[0017]标准接ロ优选地是经有线连接的接ロ，尤其是串行接ロ、USB接ロ或以太网接ロ。因此可毫无问题地联接所有通常的參数化仪器。备选地，变换到无线接ロ、例如WLAN、蓝牙或无线电波同样是可设想的，只要这些无线接ロ的干扰辐射在接ロ适配器与传感器连接期间是可接受的。相比传感器自己的无线接ロ，保持有相对光学数据连接的成本优势和保持有在结束參数化和/或诊断之后干扰辐射的可靠的切断。有利地，将根据本实用新型的接ロ适配器使用在带有光电传感器的传感器布置中，该光电传感器安置在带有用于传感器的检测光线的光线通道的壳体中且具有光学接□。在此，光线通道优选地具有前挡玻璃。该前挡玻璃保护传感器的内部。优选地，前挡玻璃自身是壳体区域的一部分或是接ロ适配器在其造型上所适配的作为整体的壳体区域。传感器优选地是测量距离的激光扫描器。这样的传感器经常使用并且需要细心的 參数化和校准，从而使得接ロ适配器此处可定期地得到使用。传感器优选地具有带有在光线通道处呈圆柱形的区域和/或呈截顶锥形的区域的光学的罩。该罩可至少部分地与前挡玻璃一致。通过其形状，罩使得在直至360°的角度范围中的光线通道成为可能且因此特别适合用于激光扫描器。在一种特别的实施方式中，罩形成截顶锥，该截顶锥在其较窄的端部处过渡到圆柱块。在该圆柱块上，呈环形的接ロ适配器找到接ロ适配器位置且由于接ロ适配器直径准确地滑动到罩的所设置的高度上，从而使得该呈环形的接ロ适配器占据明确定义的位置。标记、缺ロ、止档件或类似物可额外地用于，将接ロ适配器在周边方向上同样正确地放置，从而使得传感器的光学接口和接ロ适配器的光学接ロ直接仅以对于光学数据通信而言透明的罩壁在其间地对置。接ロ适配器可优选地与传感器相连接且可由传感器移开。在该临时的连接的情形中，数据连接因此当需要数据连接时才准确地建立。由此，用于接ロ适配器的制造成本几乎不起作用，因为接ロ适配器依次为大量的传感器所应用。备选地，该连接同样可以是永久的，例如通过粘接、钩住、咬合或类似的。因此，传感器由功能的角度额外地装备有标准接ロ和大体上在接ロ适配器中存在的校准辅助装置。该连接也可以是过程合适的。将传感器的光学接ロ构造用于，当没有接ロ适配器与传感器相连接时，过渡到待机模式中或保持在待机模式中。因此避免任何干扰辐射，并且也不消耗不必要的功率。将传感器的光学接ロ优选地构造用干，只要未记录有来自接ロ适配器的光学接ロ的通信请求，则过渡到待机模式中或保持在待机模式中。同样地，由此最小化干扰辐射和电流消耗，其中，此时条件不联系于接ロ适配器的存在，而是联系于该接ロ适配器的通信请求。由此，甚至在与接ロ适配器连接的情形中也能够避免光学接ロ的不必要的活动。相反地，通信请求是确定接ロ适配器的存在的用于传感器的可靠途径。
下面，鉴于另外的特征和优点示例性地借助实施方式且在參照附图的情形下对本实用新型作详细阐释。其中图I以横截面形式示出了带有接ロ适配器的激光扫描器的原理图；图2示出了带有接ロ适配器的激光扫描器的根据图I的布置的外轮廓的三维图示；以及图3示出了到根据图I和图2的布置上的示意性俯视图。
具体实施方式
图I以横截面形式显示了带有接ロ适配器200的激光扫描器100的原理图示。激光扫描器100是对于可经由接ロ适配器200所參数化和诊断的光电传感器而言的例子。由激光扫描器100和接ロ适配器所构成的布置在图2中再次作为三维视图且在图3中作为经简化的俯视图来显示，其中，相同的附图标记分别标称了相同的特征。为了完整性，应首先简短地阐释示例性地所显示的激光扫描器100的功能原理。例如带有激光光源的光线发射器102借助于发射光学系统104产生发射光束106，将该发射光束借助于偏转単元108发出到监控区域110中且在那里由可能存在的物体退回。经退回的光线112又回到激光扫描器100且在那里经由偏转单元108借助于接收光学系统114由光线接收器116、例如光电ニ极管来检测。 将偏转单元108装配在马达118上，该马达将偏转单元108装置到连续的转动运动中。由此，发射光束106在转动运动的过程中扫描平面。借助于此处示例性地以在码盘处的叉式光电开关(Gabellichtschranke)的形式的角度测量装置120检测偏转单元108的角度位置。将评估単元122与光线发射器102、光线接收器116、马达118和角度測量装置120相连接。评估单元122可根据单个脉冲方法、多个脉冲方法或相位移动方法确定在发射光束106的发出与经退回的光线112的接收之间的光线移动时间。因此，激光扫描器100经由光线移动时间借助于恒定的光线速度检测距离并且利用角度測量装置120检测物体的方向，从而使得完整的物体位置能够在极坐标中使用。将激光扫描器100安置在壳体124中，该激光扫描器的形状可在图2的三维视图中更好地辨认出。光学的罩126具有环形的、对于发射束106而言透明的、形状为带有呈圆柱形顶盖130的截顶锥的前挡玻璃128。前挡玻璃128的该形状对于激光扫描器而言是特别有利的。然而，本实用新型不在这方面受局限。根据本实用新型设置，将激光扫描器100经由接ロ适配器200联接到參数化仪器处。为此，接ロ适配器200具有呈环形的顶盖202，该顶盖以其内直径适配于呈圆柱形的顶盖130的外直径。由此，可以将接ロ适配器200正好地合适地放置到罩126上，且经明确限定地如所期望的那样滑落到罩126上。呈环形的顶盖202在图示中具有上部封闭的圆面204，备选地也可以取消该圆面。此外，呈环形的顶盖202在径向上具有一定的厚度。这提供了较大的稳定性。然而原则上，连接成环的、简单的薄的带子已经足够。在激光扫描器100中设置有带有发射器134和接收器136的用于光学数据通信的光学接ロ 132。接ロ 132与评估单元122相连接且因此提供了在评估单元122与外界之间的数据连接。为此，在接ロ适配器200中设置有同样带有发射器208和接收器210的对应的光学接ロ 206。光学接ロ 206将数据转换成电的信号，该电的信号经由线缆212与标准接ロ 214相连接。标准接ロ 214、例如USB接ロ与參数化仪器相连接。因此整体上存在在參数化仪器与激光扫描器100之间的双向数据连接。此外，经由标准接ロ 214，可以供电给接ロ适配器200。备选地存在自己的、未示出的供电装置。不同于该图示，可以整合标准接ロ214到接ロ适配器的壳体中来替代经由线缆212相连接。[0035]通过接ロ适配器200的适配于罩126的几何形状的造型确保如下，即，存在穿过前挡玻璃128的在光学接ロ 132、206之间的视距。因此，在激光扫描器100与接ロ适配器200之间的位置固定的连接的情形中充分利用了总归存在的光线通道128用于激光扫描器100的检测光线、即发射光束106和经退回的光线112，也用于光学的数据连接。当评估单元122确定未放置有接ロ适配器200和/或未请求接ロ适配器200经由光学接ロ 206的通信吋，则该评估单元将激光扫描器100的光学接ロ 132切换到待机。由此避免干扰光线和不必要的能量消耗。如在图3中可辨认出的那样，在一种实施方式中将以多个调准激光器216a、216b、216c、216d形式的额外的校准辅助装置整合到接ロ适配器中。调准激光器216a、216b、216c、216d用于可视的校准且因此在可见的光谱中工作。当发射光束106、如在红外光线或紫外光线的情况中对于人眼不可感知时，这尤其地有益。通过接ロ适配器200与激光扫描器100的位置固定的连接，调准激光器216a、216b、216c、216d提供了关于激光扫描器100·的校准的可靠的信息。优选地如其余的接ロ适配器200那样以相同的方式供电给调准激光器216a、216b、216c、216d。端口和连接显然可以不同于示例性的图示。调准激光器216a、216b、216c、216d要么经由自己的、未经显示的在接ロ适配器200处的开关要么经由參数化仪器来请求(Angesprochen)。可以设想的是,为此接ロ适配器200设有额外的操作元件或控制电子装置。
权利要求1.用于光电传感器(100)的接ロ适配器(200)，其中，将所述传感器(100)安置在带有 用于所述传感器(100)的检测光线(106、112)的光线通道(126)的壳体(124)中，并且其中，所述接ロ适配器(200)具有用干与所述传感器(100)通信的光学接ロ(206)和用干与參数化仪器通信的标准接ロ(214)，其特征在于，所述接ロ适配器(200)在其造型上适配于所述传感器(100)的在所述光线通道(126)周围的壳体区域(128、130)，从而使得所述接ロ适配器(200)能位置固定地与所述传感器(100)相连接且对于在所述接ロ适配器(200)与所述传感器(100)之间的通信而言存在穿过光线出口(126)的视距。
2.根据权利要求I所述的用于光电传感器(100)的接ロ适配器(200)，其特征在于，所述接ロ适配器具有环形件(202)，所述环形件的内直径相应于所述传感器(100)的在所述光线通道(126)周围的呈圆柱形的所述壳体区域(130)的外直径。
3.根据权利要求I或2所述的用于光电传感器(100)的接ロ适配器(200)，其特征在于，所述接ロ适配器具有带至少一个调准光源(216a、216b、216c、216d)的校准辅助装置。
4.根据权利要求3所述的用于光电传感器(100)的接ロ适配器(200)，其特征在于，所述校准辅助装置具有多个呈环形地分布的所述调准光源(216a、216b、216c、216d)。
5.根据权利要求I或2所述的用于光电传感器(100)的接ロ适配器(200)，其特征在于，所述光学接ロ(206)是红外接ロ。
6.根据权利要求I或2所述的用于光电传感器(100)的接ロ适配器(200)，其特征在于，所述标准接ロ(214)是有线连接的接ロ。
7.根据权利要求I或2所述的用于光电传感器(100)的接ロ适配器(200)，其特征在于，所述接ロ适配器(200)是用于激光扫描器的接ロ适配器(200)。
8.根据权利要求I或2所述的用于光电传感器(100)的接ロ适配器(200)，其特征在于，所述接ロ适配器具有在可见光谱中的调准激光器。
9.根据权利要求I或2所述的用于光电传感器(100)的接ロ适配器(200)，其特征在于，所述标准接ロ(214)是串行接ロ、USB接ロ或以太网接ロ。
10.传感器布置(100、200)，其特征在于，所述传感器布置(100、200)带有光电传感器(100)和根据前述权利要求中任一项所述的接ロ适配器(200)，将所述传感器安置在带有用于所述传感器(100)的检测光线(106、112)的光线通道(126)的壳体(124)中且所述传感器具有光学接ロ(132)。
11.根据权利要求10所述的传感器布置(100、200)，其特征在于，所述光线通道(126)具有前挡玻璃(128)。
12.根据权利要求10或11所述的传感器布置(100、200)，其特征在于，所述传感器(100)是测量距离的激光扫描器。
13.根据权利要求10或11所述的传感器布置(100、200)，其特征在于，所述传感器(100)具有带有在所述光线通道(126)处的呈圆柱形的区域(130)的和/或呈截顶锥形的区域(128)的光学的罩(126)。
14.根据权利要求10或11所述的传感器布置(100、200)，其特征在于，所述接ロ适配器(200)能与所述传感器(100)相连接且能从所述传感器(100)移开。
15.根据权利要求10或11所述的传感器布置(100、200)，其特征在于，将所述传感器(100)的所述光学接ロ(132)构造用于，当没有接ロ适配器(200)与所述传感器(100)相连接时，过渡到待机模式中或保持在待机模式中。
16.根据权利要求10或11所述的传感器布置(100、200)，其特征在于，将所述传感器(100)的所述光学接ロ(132)构造用于，只要未记录有来自所述接ロ适配器(200)的光学接ロ(206)的通信请求，则过渡到待机模式中或保持在待机模式中。
专利摘要一种用于光电传感器的接口适配器，将传感器(100)安置在带有用于传感器(100)的检测光线(106、112)的光线通道(126)的壳体(124)中，接口适配器(200)具有用于与传感器(100)通信的光学接口(206)和用于与参数化仪器通信的标准接口(214)，接口适配器(200)在其造型上适配于传感器(100)的在光线通道(126)周围的壳体区域(128、130)，从而使得接口适配器(200)能位置固定地与传感器(100)相连接且对于在接口适配器(200)与传感器(100)之间的通信而言存在穿过光线通道(126)的视距。根据本实用新型的接口适配器进一步改善了光电传感器的无线参数化和诊断。
文档编号G08C23/04GK202617082SQ20112052519
公开日2012年12月19日 申请日期2011年12月15日 优先权日2010年12月16日
发明者哈拉尔德·韦伯, 托马斯·舍普 申请人:西克股份公司