DE2654726C2 - Device for monitoring a gas flow for particles present in it - Google Patents
Device for monitoring a gas flow for particles present in itInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Überwachung einer Gasströmung auf in dieser vorhandene Partikeln.The invention relates to a device for monitoring a gas flow that is present therein Particles.
Es gibt verschiedenste Anwendungsfälle, bei denen festgestellt werden muß, ob in einer Gasströmung, z. B. einem Luftstrom, irgendwelche Partikel enthalten sind Dies kann dann der Fall sein, wenn die Gasströmung gefiltert wird, um die Partikeln aus der Gasströmung zu beseitigen. Hinter dem Filter kann eine Einrichtung zur Überwachung angeordnet werden, die überprüft ob das Filter noch einwandfrei arbeitetThere are many different use cases where it must be determined whether in a gas flow, e.g. B. a stream of air, any particles are included This can be the case when the gas flow is filtered in order to remove the particles from the gas flow remove. A monitoring device can be arranged behind the filter to check whether the Filter is still working properly
Ein Beispiel für einen solchen Anwendungsfall besteht bei einem nichtmechanischen Drucker, der nach dem elektrostatischen Prinzip arbeitet Bei einem solchen Drucker wird auf bekannte Weise auf einem Zwischenträger, z. B. auf einer Selentrommel, ein Ladungsbild der zu druckenden Zeichen erzeugt Das Ladungsbild wird mit Hilfe von Toner entwickelt das in einer Umdruckstation auf eine Papierbahn umgedruckt wird. Nach dem Umdruck bleibt jedoch noch Toner auf dem Zwischenträger zurück. Dieser Toner wird in einer Reinigungsvorrichtung von dem Zwischenträger entfernt Dazu kann z. B. eine Bürste verwendet werden, die den Toner von dem Zwischenträger abstreift Die Wirkung dieser Reinigungsbürste kann noch durch ein Absaugsystem unterstützt werden, das den Toner aus dem Behälter für die Bürste absaugt Da das Absaugsystem ein geschlossenes System ist, muß nach dem Absaugen des Toners aus dem Behälter für die Reinigungsbürste der Toner aus der Gasströmung, in diesem Fall ein Luftstrom, entfernt werden. Dies geschieht mit Hilfe eines Filters, das in der Leitung für die Gasströmung angeordnet istAn example of such an application is a non-mechanical printer based on the electrostatic principle works In such a printer is in a known manner on a Intermediate carrier, e.g. B. on a selenium drum, a charge image of the characters to be printed is generated The charge image is developed with the help of toner which is then printed onto a paper web in a transfer printing station will. After the transfer, however, toner still remains on the intermediate carrier. This toner comes in a Cleaning device removed from the intermediate carrier. B. a brush can be used, the removes the toner from the intermediate carrier. The effect of this cleaning brush can still be through a A suction system that sucks the toner out of the container for the brush The suction system is a closed system, must after the suction of the toner from the container for the Cleaning brush removes the toner from the gas flow, in this case an air flow. this takes place with the help of a filter which is arranged in the line for the gas flow
Es muß nun festgestellt werden, ob dieses Filter noch einwandfrei arbeitet. Wenn dies nämlich nicht der Fall ist, ist nicht mehr gesichert, daß der Zwischenträger, also die Selentrommel, einwandfrei gereinigt wird. Dann muß der auftretende Fehler untersucht werden. Es ist darum erforderlich, hinter dem Filter eine Vorrichtung anzuordnen, die überprüft ob in der gefilterten Gasströmung noch Partikeln enthalten sind. Eine Reinigungsvorrichtung nach dem oben beschriebenen Prinzip, allerdings ohne Überwachungseinrichtung, ergibt sich z. B. aus der US-Patentschrift 31 90 198.It must now be determined whether this filter is still working properly. If that is not the case is, it is no longer ensured that the intermediate carrier, i.e. the selenium drum, is properly cleaned. then the occurring error must be investigated. It is therefore necessary to have a device behind the filter to be arranged, which checks whether the filtered gas flow still contains particles. One Cleaning device according to the principle described above, but without a monitoring device, results z. From US Pat. No. 3,190,198.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Einrichtung zur Überwachung einer Gasströmung auf in dieser vorhandene Partikeln anzugeben. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine in der Gasströmung angeordnete Sonde aus einem lichtdurchlässigen Hohlkörper, aus einer in dem Hohlkörper angeordneten Lichtquelle, die den Hohlkörper auf derjenigen Wandseite beleuchtet, auf der die Gasströmung auftrifft und sich dabei in der Gasströmung enthaltene Partikel absetzen, und aus einem in dem Hohlkörper angeordneten Lichtdetektor, auf den das an dieser Wandseite reflektierte Licht auftrifft und der ein der reflektierten Lichtstärke proportionales Signal abgibt.The object on which the invention is based is to provide a device for monitoring a gas flow to indicate in this existing particles. This task is solved by one in the Gas flow arranged probe from a light-permeable hollow body, from one in the hollow body arranged light source that illuminates the hollow body on the wall side on which the gas flow impinges and thereby settle particles contained in the gas flow, and from one in the Light detector arranged in a hollow body, on which the light reflected on this side of the wall strikes and which is a emits a signal proportional to the reflected light intensity.
Zweckmäßig ist es, daß die Sonde in einem Teil einer Leitung für die Gasströmung angeordnet ist, derenIt is useful that the probe is arranged in part of a line for the gas flow, the
Innenwand geschwärzt ist Dadurch wird das Licht, das durch die Wand des Hohlkörpers hindurchtritt, absorbiert und kann nicht zur Sonde reflektiert werden. Dabei ist es weiterhin zweckmäßig, wenn die Sonde senkrecht in der Leitung zur Richtung der Gasströmung angeordnet ist.Inner wall is blackened This gives the light that passes through the wall of the hollow body, absorbed and cannot be reflected back to the probe. It is also useful if the probe is arranged perpendicularly in the line to the direction of the gas flow.
Da Leitungsdrähte von der Lichtquelle und dem Lichtdetektor zur Zuführung voa Strom und zur Abgabe eines: elektrischen Signals von außen der Sonde zugeleitet werden müssen, ist es vorteilhaft, zumindest iq ein Ende der Sonde aus der Leitung für die Gasströmung herausragen zu lassen. Dieses Ende ist dann offen, die Drahtleitungen können ohne Schwierigkeiten der Lichtquelle und dem Lichtdetektor zugeführt werden.Since lead wires from the light source and the Light detector for supply of electricity and to Output of an: electrical signal must be fed from the outside of the probe, it is advantageous to at least iq to let one end of the probe protrude from the conduit for the gas flow. This end is then open, the wire leads can be fed to the light source and the light detector without difficulty will.
Ist die Lichtquelle und der Lichtdetektor in einem Block, z. B. Hartgummi, angeordnet dann wird die genaue Lage des Lichtdetektors und der Lichtquelle zueinander eindeutig festgelegt, außerdem ist ein Austausch der Lichtquelle und des Lichtdetektors leicht möglich, da nur der Block aus dem Hohlkörper herausgenommen werden muß oder in diesen hineingeschoben werden muß.Is the light source and the light detector in one Block, e.g. B. hard rubber, then arranged the the exact position of the light detector and the light source to one another is clearly defined; The light source and the light detector can easily be exchanged, as only the block from the hollow body must be removed or pushed into this.
Zweckmäßig ist es auch, die Lichtquelle unter dem Winkel zum Lichtdetektor anzuordnen. Dabei kann der Lichtdetektor in Richtung der Gasströmung liegen.It is also useful to arrange the light source at the angle to the light detector. The Light detector lie in the direction of the gas flow.
Das Signal vom Lichtdetektor wird zweckmäßigerweise einer Schwellwertschaltung zugeführt Diese Schwellwertschaltung wertet das Signal vom Lichtdetektor aus und gibt an ihrem Ausgang ein Ausgangssi- gnal ab, wenn das Signal vom Lichtdetektor einen bestimmten Schwellwert überschreitet Da die Siärke des Signals vom Lichtdetektor davon abhängt, wieviel Partikeln in der Gasströmung sich an der Wand des Hohlkörpers absetzen — diese bilden damit an dieser Wand einen Reflektor — ist die Stärke des Signals vom Lichtdetektor auch ein Maß für die Anzahl der noch in der Gasströmung enthaltenen Partikeln. Die Schwellwertschaltung gibt ein Ausgangssignal ab, wenn der durch die Ablagerung an der Wand der Sonde gebildete Reflektor zuviel Licht von der Lichtquelle auf den Lichtdetektor zurückwirft.The signal from the light detector is expediently fed to a threshold value circuit Threshold value circuit evaluates the signal from the light detector and gives an output signal at its output gnal from when the signal from the light detector exceeds a certain threshold value Da the Siärke of the signal from the light detector depends on how many particles in the gas flow are on the wall of the Set down hollow bodies - these form a reflector on this wall - is the strength of the signal from Light detector also a measure of the number of particles still contained in the gas flow. The threshold value circuit emits an output signal when the too much light from the light source to the reflector formed by the deposit on the wall of the probe Light detector reflects.
Die Lichtquelle kann z. B. aus einer Gats-Luminiszenz-Diode bestehen. Der Lichtdetektor kann ein Fototransistor sein. Der Hohlkörper kann ein Glasröhrchen sein, dessen Oberfläche vergütet istThe light source can e.g. B. consist of a Gats luminescent diode. The light detector can be a phototransistor. The hollow body can be a glass tube, the surface of which is coated
Bei Anordnung der erfindungsgemäßen Einrichtung hinter dem Filter in der Reinigungsvorrichtung für den Zwischenträger eines nichtmechanischen Druckers kann immer überprüft werden, ob der Zwischenträger so durch die Reinigungsvorrichtung noch einwandfrei gereinigt wird.When the device according to the invention is arranged behind the filter in the cleaning device for the Intermediate carrier of a non-mechanical printer can always be checked whether the intermediate carrier is so is still properly cleaned by the cleaning device.
Anhand eines Ausführungsbeispiels, das in den Figuren dargestellt ist, wird die Erfindung weiter erläutert. Es zeigtThe invention is further developed with the aid of an exemplary embodiment which is shown in the figures explained. It shows
F i g. 1 eine Sonde, angeordnet in einem Abschnitt einer Leitung für die Gasströmung,F i g. 1 a probe arranged in a section of a conduit for the gas flow,
Fig.2 eine Schwellwertschaltung zur Auswertung des Signals vom Lichtdetektor.2 shows a threshold value circuit for evaluation of the signal from the light detector.
In F i g. 1 ist nur ein Ausschnitt aus einer Leitung LA für die Gasströmung gezeigt. Dabei soll die Gasströmung in der durch die Pfeile angedeuteten Richtung in der Leitung LA strömen. Die Leitung LA kann ein Teil eines Saugsystems sein, durch die die Gasströmung, z. B. Luft, in der angegebenen Richtung durch die Leitung LA bs gesaugt wird. Die Leitung LA ist zumindest im Bereich der erfindungsgemäßen Einrichtung innen geschwärzt. Die Leitung LA für die Gasströmung kann z. B. ausIn Fig. 1 shows only a section of a line LA for the gas flow. The gas flow is intended to flow in the direction indicated by the arrows in the line LA . The line LA can be part of a suction system through which the gas flow, e.g. B. air is sucked in the specified direction through the line LA bs. The line LA is blackened on the inside, at least in the area of the device according to the invention. The line LA for the gas flow can, for. B. off einen Schlauch, Rohr oder Kasten bestehen.consist of a hose, pipe or box.
In der Leitung LA für die. Gasströmung wird nun die Einrichtung zur Überwachung der Gasströmung auf in dieser vorhandene Partikel angeordnet. Diese besteht aus einer Sonde SO, die im Äiisfühningsbeispiel senkrecht zu der Gasströmung angeordnet ist Die Sende ist aufgebaut aus einem Hohlkörper GL, aus einer Lichtquelle LQ und aus einem lichtdetektor FO. On the line LA for the. Gas flow, the device for monitoring the gas flow is now arranged for particles present in it. This consists of a probe SO, which in the example is arranged perpendicular to the gas flow. The transmitter is made up of a hollow body GL, a light source LQ and a light detector FO.
Der Hohlkörper GL kann z. B. aus einem Glasröhrchen bestehen, er kann aber auch aus einem anderen lichtdurchlässigen Kunststoff aufgebaut sein. Der Hohlkörper GL kann so in der Leitung LA angeordnet sein, daß er teilweise aus der Leitung LA herausragt Sein eines in der Leitung LA liegendes Ende ist dann geschlossen, während das andere Ende des Hohlkörpers GL offen ist Durch dieses offene Ende des Hohlkörpers GL können dann Drahtleitungen DL zu der Lichtquelle LQ und dem Lichtdetektor FO zugeleitet werden. Diese Drahtleitungen DL sind in F i g. 1 nur angedeutetThe hollow body GL can, for. B. consist of a glass tube, but it can also be made of another translucent plastic. The hollow body GL may be arranged in the line LA, that it partly from the line LA protrudes being of a lying in the line LA end is then closed, while the other end of the hollow body GL is open through this open end of the hollow body GL can then Wire lines DL are fed to the light source LQ and the light detector FO. These wire lines DL are shown in FIG. 1 only hinted at
Die Lichtquelle LQ kann aus einer GaAs-Lumineszenzdiode bestehen, der Lichtdetektor FO aus einem Fototransistor. Sowohl die Lichtquellen LQaIs auch der Lichtdetektor FO können in einem Block HB, z. B. aus Hartgummi, angeordnet sein. Durch den Block HB wird die Lage der Lichtquelle LQ und des Lichtdetektors FO zueinander festgelegt Der Block HB kann auf einfache Weise aus dem Hohlkörper GL herausgenommen werden und in diesen hineingeschoben werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, statt eines Blockes aus Hartgummi einen Block aus einem anderen Material zu verwenden.The light source LQ can consist of a GaAs light emitting diode, the light detector FO of a phototransistor. Both the light sources LQaIs and the light detector FO can be in a block HB, e.g. B. made of hard rubber, arranged. By block HB, the position of the light source LQ and the light detector FO is set to each other The block HB can be removed easily from the hollow body GL and be pushed into it. It is of course also possible to use a block made of a different material instead of a block made of hard rubber.
Der Lichtdetektor FO ist im Ausführungsbeispiel der F i g. 1 entgegengesetzt zur Richtung der Gasströmung angeordnet Die Lichtquelle LQ liegt unter einem Winkel von z. B. 60° zum Lichtdetektor FO. The light detector FO is in the embodiment of FIG. 1 arranged opposite to the direction of the gas flow. The light source LQ is at an angle of z. B. 60 ° to the light detector FO.
Die Funktion der Einrichtung nach Fig. 1 ist folgende: Die Lichtquelle LQ sendet unter dem Winkel von z. B. 60° Licht auf die Innenwand IW des Hohlkörpers GL Auf der Innenwand IW des Hohlkörpers GL wird ein kleiner Teil des Lichtes reflektiert und trifft auf den senkrecht angeordneten Lichtdetektor FO. Da davon ausgegangen worden ist, daß sich bisher keine Partikeln an der Sonde SO abgesetzt haben, ist das Signal, das der Lichtdetektor abgibt klein, es wird Dunkelsignal genannt Der größere Teil des ausgesandten Lichtes durchdringt den lichtdurchlässigen Hohlkörper GL und wird in der dunklen Umgebung der Sonde ■SO absorbiertThe function of the device according to FIG. 1 is as follows: The light source LQ sends at the angle of z. B. 60 ° light on the inner wall IW of the hollow body GL on the inner wall IW of the hollow body GL is reflected, a small portion of the light and is incident on the vertically arranged light detector FO. Since it has been assumed that so far no particles have settled on the probe SO, is the signal of the light detector emits small, it is called dark signal, the greater part of the emitted light penetrates through the transparent hollow body GL and in the dark environment Probe ■ SO absorbed
Befinden sich nun in der Gasströmung Partikeln, z. B. Tonerpartikeln, die aus einer Reinigungseinrichtung bei einem nichtmechanischen Drucker stammen, dann setzen sich diese in Windrichtung an der Außenwand A Wdes Hohlkörpers GL ab. Durch die Ablagerung der Partikeln an der Außenwand A W des Hohlkörpers GL entsteht ein Reflektor. Dieser Reflektor verstärkt die ausgesendete Strahlung der Lichtquelle LQ auf den Lichtdetektor FO. Damit ändert sich das Signal, das von dem Lichtdetektor FO abgegeben wird. Das jetzt abgegebene Signal kann z. B. Hellsignal genannt werden.If there are particles in the gas flow, e.g. B. toner particles that come from a cleaning device in a non-mechanical printer, then these settle in the wind direction on the outer wall A W of the hollow body GL from. The deposition of the particles on the outer wall AW of the hollow body GL creates a reflector. This reflector amplifies the radiation emitted by the light source LQ onto the light detector FO. This changes the signal that is emitted by the light detector FO. The signal now emitted can, for. B. be called light signal.
Das Signal vom Lichtdetektor FO wird einer Schwellwertschaltung zugeführt, die über die Drahtleitungen DL mit dem Lichtdetektor FO verbunden ist. Ein mögliches Ausführungsbeispiel einer derartigen Schwellwertschaltung ist in Fig.2 dargestellt. Sie enthält einen Operationsverstärker OP, an dessen Eingang der Lichtdetektor FO, in diesem Falle ein Fototransistor FT, angeschaltet ist. Dabei liegt dieThe signal from the light detector FO is fed to a threshold value circuit which is connected to the light detector FO via the wire lines DL . A possible embodiment of such a threshold value circuit is shown in FIG. It contains an operational amplifier OP, at the input of which the light detector FO, in this case a phototransistor FT, is connected. Here lies the
Kollektoremitterstrecke des Fototransistors FT zwischen einem Eingang 1 des Operationsverstärkers OP und einem Betriebspotential V2, z. B. 0 Volt. Der Eingang 1 des Operationsverstärkers OP ist weiterhin über zwei Widerstände R 2 und R 3 mit einem weiteren Betriebspotential VI, z. B. 5 Volt, verbunden. Mit Hilfe des veränderlichen Widerstandes R 3 kann die Schwelle der Schwellwertschaltung eingestellt werden. Das vom Fototransistor FT abgegebene Signal wird also dem Eingang 1 des Operationsverstärkers OP zugeführt und wenn dieses Signal den Schwellwert des Operationsverstärkers OP überschreitet, erscheint am Ausgang 4 desCollector-emitter path of the phototransistor FT between an input 1 of the operational amplifier OP and an operating potential V2, z. B. 0 volts. The input 1 of the operational amplifier OP is still via two resistors R 2 and R 3 with a further operating potential VI, z. B. 5 volts connected. The threshold of the threshold value circuit can be set with the aid of the variable resistor R 3. The signal emitted by the phototransistor FT is thus fed to the input 1 of the operational amplifier OP and when this signal exceeds the threshold value of the operational amplifier OP , it appears at the output 4 of the
Operationsverstärkers OP ein Ausgangssignal, das ζ. Β als Fehlersignal bezeichnet werden kann.Operational amplifier OP has an output signal that is ζ. Β can be referred to as an error signal.
Weiterhin ist in F i g. 2 die Schaltung der Lichtquellt LQ gezeigt. Diese Lichtquelle LQ, eine Lumineszenz diode, ist einerseits an das Betriebspotential VI unc über einen weiteren Widerstand Λ 1 an dem Betriebspo tential V2 angeschlossen. Mit Hilfe des Widerstände; Ri wird der Strom durch die Lumineszenzdiod« festgelegt. Pfeile, die zwischen der Lichtquelle LQ um dem Fototransistor FT angeordnet sind, sollen andeu ten, daß Licht von der Lichtquelle LQ auf dei Fototransistor FTfällt.Furthermore, in FIG. 2 shows the circuit of the light source LQ . This light source LQ, a luminescence diode, is connected on the one hand to the operating potential VI unc via a further resistor Λ 1 to the operating potential V2 . With the help of the resistors; Ri is the current through the luminescent diode «fixed. Arrows which are arranged between the light source LQ around the phototransistor FT are intended to indicate that light from the light source LQ falls on the phototransistor FT.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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