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Die Erfindung betrifft eine Statusanzeige für einen Sensor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner einen Sensor mit einer solchen Statusanzeige gemäß Patentanspruch 10 und ein Verfahren zur bedarfsweisen Einstellung der Beleuchtung einer Statusanzeige gemäß Patentanspruch 11.
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Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Sensoren zur Überwachung von Prozessen bekannt. Beispielsweise kann es sich bei dem Sensor um einen Füllstandsensor zur kontinuierlichen Überwachung eines Füllstandes von Schüttgut oder Flüssigkeit in einem Behälter handeln oder um einen Grenzstandsensor zur Registrierung eines minimalen oder maximalen Grenzstandes von Füllgut in einem Behälter. Der Sensor kann auch ein Drucksensor oder ein Temperatursensor sein, um den Druck bzw. die Temperatur in einem Behälter oder einer Leitung zu erfassen.
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Solche Sensoren sind regelmäßig mit einer Statusanzeige versehen. Die Sensoren bzw. die Statusanzeigen umfassen dabei üblicherweise ein Gehäuse, wenigstens eine in dem Gehäuse angeordnete Elektronikkomponente zur Erfassung eines Zustandes bzw. Status des Sensors und wenigstens ein Leuchtmittel zur optischen Anzeige des Status, wobei der Status über eine Anzeigeeinheit außerhalb des Sensors ablesbar ist. Der Staus kann beispielsweise eine Grenzwertüber- oder -unterschreitung des Messsignals, eine Funktionsfähigkeit des Messgerätes an sich, eine Über- oder Unterschreitung einer zulässigen Temperatur oder dergleichen umfassen.
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Damit ein Anwender den Status des Sensors möglichst schnell erfassen kann, weist die Statusanzeige mindestens ein Leuchtmittel auf, das zur optischen Anzeige des Zustandes geeignet ausgebildet ist. Als Leuchtmittel können beispielsweise eine oder mehrere Leuchtdioden (LED) vorgesehen sein, die den Status des Sensors beispielsweise im Sinne einer Ampel-Schaltung mit drei unterschiedlichen Zuständen nach außen hin sichtbar machen. In einer solchen Ampelschaltung kann beispielsweise eine grüne Leuchtdiode für den Zustand „Gerät betriebsbereit“, eine gelbe Leuchtdiode für den Zustand „Fehler vorhanden“ und eine rote Leuchtdiode für den Zustand „Gerät ausgefallen“ stehen.
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Je nach Einbaulage des Sensors und damit einhergehend der Sichtbarkeit der Statusanzeige kann es wünschenswert sein, nur bestimmte, von einem Anwender einsehbare Teile der Statusanzeige auszuleuchten.
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Insbesondere handelt es sich bei den vorstehend genannten Sensoren häufig um Feldgeräte, welche an einer Messstelle entfernt vom Empfangsgerät bzw. einer Ausleseeinheit Messwerte ermitteln. Häufig sind solche Feldgeräte mit übergeordneten Einheiten, zum Beispiel Leitsystemen oder Steuereinheiten, verbunden. Diese übergeordneten Einheiten dienen zur Prozesssteuerung, Prozessvisualisierung und/oder Prozessüberwachung. Die Energie- und/oder Signalübertragung zwischen Feldgerät und übergeordneten Einheiten erfolgt häufig nach dem bekannten 4 mA bis 20 mA Standard, bei dem eine 4 mA bis 20 mA Stromschleife beziehungsweise eine Zweidrahtleitung zwischen dem Feldgerät und der übergeordneten Einheit ausgebildet ist. Alternativ kann der Sensor auch als autarkes Feldgerät ausgebildet sein, welches keine kabelgebundene Energieversorgung aufweist, sondern lediglich mit einer Batterie bzw. einem Akkumulator ausgestattet ist. Dabei verfügen beide vorstehend genannten Möglichkeiten der Energieversorgung über eine begrenzte Eingangsleistung.
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Die zugrundeliegende Aufgabe der Erfindung ist es, eine Statusanzeige, einen Sensor und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mittels welchen eine besonders lichtstarke und bedarfsgerechte Ausleuchtung der Statusanzeige realisiert werden kann.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile sind in Verbindung mit den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Eine erfindungsgemäße Statusanzeige für einen Sensor umfasst dabei mindestens ein Leuchtmittel. Bei dem mindestens einen Leuchtmittel handelt es sich insbesondere um eine LED oder um eine OLED. Falls es vorgesehen sein soll, dass die Statusanzeige mehr als zwei verschiedene Status anzeigen soll, kann die Statusanzeige auch mehrere Leuchtmittel und insbesondere mehrere LEDs unterschiedlicher Farbe aufweisen.
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Die Statusanzeige weist ferner ein Gehäuse mit mindestens einem Lichtaustrittsbereich auf. In dem Lichtaustrittsbereich ist der Grundkörper lichtdurchlässig, d.h. transparent für Licht mit einer Wellenlänge im sichtbaren Spektrum. Dazu kann das Gehäuse vollständig oder bereichsweise aus einem transparenten Werkstoff sein.
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In dem Gehäuses ist zur bedarfsweisen Einstellung der Ausleuchtung der Statusanzeige mindestens eine verdrehbare und/oder verschwenkbare Einheit zur Lichtlenkung angeordnet, mittels welcher das Licht zu einem Lichtaustrittsbereich in einer gewählten Abstrahlrichtung hin lenkbar ist. Die Einheit zur Lichtlenkung kann dabei sowohl eine Einheit sein, welche das Leuchtmittel an sich verschwenkt, sodass die Hauptabtstrahlrichtung des Leuchtmittels der gewählten Abstrahlrichtung entspricht oder auch eine Einheit, welche das von dem Leuchtmittel ausgestrahlte Licht zu der gewählten Abstrahlrichtung umlenkt.
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Die Einheit ist derart verdrehbar oder verschwenkbar an dem Gehäuse angeordnet, dass der Lichtkegel des Leuchtmittels in eine gewünschte Abstrahlrichtung gelenkt werden kann. Der entsprechende Lichtaustrittsbereich oder auch nur ein Teil eines Lichtaustrittsbereiches ist dann besonders hell ausgeleuchtet. Die gewählte Abstrahlrichtung entspricht insbesondere einer Richtung, welche für einen Anwender in Einbaulauge der Statusanzeige gut erkennbar ist. Die Abstrahlrichtung kann dabei entweder in Axialrichtung des Gehäuses liegen, aber insbesondere handelt es sich um eine Richtung im Winkel zur Axialrichtung.
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Die vorhandene Eingangsleistung für das Leuchtmittel wird mit der erfindungsgemäßen Statusanzeige besonders gut ausgenutzt. Mittels der Einheit zur Lichtlenkung wird nur derjenige Lichtaustrittsbereich oder Teil eines Lichtaustrittsbereiches in der gewählten Abstrahlrichtung ausgeleuchtet, der von einem Anwender gewünscht ist, bzw. gut eingesehen werden kann. In dieser Richtung leuchtet die Statusanzeige besonders hell. Andere, nicht oder nicht so gut einsehbare Bereiche der Statusanzeige werden nicht oder nur verringert ausgeleuchtet. Auch der Status einer Statusanzeige mit einem schwächeren Leuchtmittel kann so in der gewählten Abstrahlrichtung gut gesehen werden.
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In einer praktischen Ausführungsform handelt es sich bei der Einheit zur Lichtlenkung um ein Reflektorelement und insbesondere um einen Spiegel. Das von dem Leuchtmittel ausgestrahlte Licht trifft auf das Reflektorelement und wird von diesem zu dem Lichtaustrittsbereich in der gewünschten Abstrahlrichtung weiter reflektiert. Insbesondere ist das Reflektorelement in Hauptabstrahlrichtung des Leuchtmittels angeordnet. Das Reflektorelement ist insbesondere so verspiegelt, dass das Licht möglichst verlustarm reflektiert wird.
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Insbesondere ist das Reflektorelement verdreh- und/oder verschwenkbar an der Deckfläche des Gehäuses angeordnet. Eine Anbindung des Reflektorelements an die Deckfläche lässt sich leicht realisieren. Ebenfalls kann Reflektorelement hier gut verdreht bzw. verschwenkt werden.
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Das Reflektorelement ist insbesondere schräg zur Deckfläche orientiert und ist um eine Axialrichtung des Gehäuses verdrehbar. Das Reflektorelement kann zudem verschwenkbar angeordnet sein, so dass der Winkel zwischen der Deckfläche und dem Reflektorelement bzw. der Hauptabstrahlrichtung des Leuchtmittels und dem Reflektorelement variiert werden kann.
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Eine besonders gute Lichtleitung kann erzielt werden, wenn es sich bei dem Reflektorelement um einen Hohlspiegel handelt. Der Hohlspiegel kann als Parabolspiegel oder als sphärischer Spiegel ausgebildet sein. Der Hohlspiegel wird insbesondere derart verdreht oder verschwenkt, dass das reflektierte Licht homogen in Richtung der gewählten Abstrahlrichtung gelenkt wird und der korrespondierende Lichtaustrittsbereich in Abstrahlrichtung besonders hell ausgeleuchtet ist.
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In einer weiteren praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Statusanzeige ist die Einheit zur Lichtlenkung eine Haltevorrichtung für das Leuchtmittel. In diesem Fall wird das Leuchtmittel selbst verdreht bzw. verschwenkt und damit die Hauptabstrahlrichtung des Leuchtmittels entsprechend der gewählten Abstrahlrichtung angepasst.
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Es muss dabei keine separate Haltevorrichtung für das Leuchtmittel vorgesehen sein, sondern die Haltevorrichtung kann eine - bereits vorhandene - Elektronikeinheit für das Leuchtmittel sein. Dies hat den Vorteil, dass keine zusätzlichen Bauteile wie das Reflektorelement in die Statusanzeige integriert werden müssen, die zudem auch den möglichen Lichtaustrittsbereich verkleinern.
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Insbesondere ist die Haltevorrichtung um zwei, sich kreuzende Achsen verschwenkbar. Die Achsen verlaufen vorzugsweise rechtwinklig zueinander und ermöglichen eine flexible Verstellung der Abstrahlrichtung. Die Verstellung erfolgt insbesondere mittels zweier Elektromotoren, welche die Haltevorrichtung um die entsprechende Achse neigen.
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Die Einheit zur Lichtlenkung ist insbesondere mittels einer Einstellvorrichtung manuell und/oder elektronisch verstellbar. Insbesondere ermöglicht es die Einstellvorrichtung die verdrehbare und/oder verschwenkbare Einheit zur Lichtlenkung stufenlos zu verstellen.
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Die elektronische Einstellung erfolgt insbesondere drahtgebunden über ein Bedienfeld oder drahtlos über ein mobiles Endgerät. Eine manuelle Einstellung mittels der Einstellvorrichtung erfolgt insbesondere durch ein Verdrehen eines Gehäuseteils, welcher mit der Einheit zur Lichtlenkung verbunden ist.
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Sowohl bei der elektronischen als auch bei der manuellen Verstellung der Einheit zur Lichtlenkung kann ein Einstell-Gehäuseteil gegenüber einem Basis-Gehäuseteil verdrehbar sein und eine mit dem Einstell-Gehäuseteil verbundene Einheit zur Lichtlenkung dreht sich mit. Das Einstell-Gehäuseteil kann z.B. als ein ringförmiger Gehäuseteil, als drehbarer Knopf oder auch als Deckelteil ausgebildet sein. Insbesondere weist das Einstell-Gehäuseteil eine Markierung auf, welche auf ein korrespondierendes Raster zeigt und es ermöglicht die Abstrahlrichtung gradgenau einzustellen.
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Die Statusanzeige weist insbesondere ein Anzeigeeinheit auf, in welcher die aktuelle Position der Einheit zur Lichtlenkung angezeigt ist bzw. die Abstrahlrichtung, in welche das Licht ausgesendet wird.
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Die Erfindung betrifft auch einen Sensor mit einer solchen Statusanzeige. Bei dem Sensor handelt es sich insbesondere um einen Grenzstandsensor, einen Füllstandsensor, einen Drucksensor oder einen Temperatursensor. In Bezug auf weitere Merkmale des Sensors und damit verbundene Vorteile, wird auf die vorstehende Beschreibung verwiesen.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur bedarfsweisen Einstellung der Beleuchtung einer wie vorstehend beschriebenen Statusanzeige, wobei die Lenkung des Lichts zu einem Lichtaustrittsbereich in einer gewünschten Abstrahlrichtung über eine drahtlose Verbindung erfolgt. So kann auch bei weniger gut zugänglichen Statusanzeigen in einfacher Weise derjenige Lichtaustrittsbereich ausgeleuchtet werden, welcher in Einbaulage einsehbar ist.
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Die Einstellung der Abstrahlrichtung des Lichts kann auch automatisiert erfolgen. Dazu wird die Abstrahlrichtung durch Verdrehen und/oder Verschwenken der Einheit zur Lichtlenkung variiert und ein von der Statusanzeige entfernt angeordnetes mobiles Endgerät registriert die am mobilen Endgerät auftretende Leuchtstärke. Die Verstellung des Abstrahlwinkels wird dann beendet, wenn eine maximale Leuchtstärke am mobilen Endgerät detektiert wird. Das mobile Endgerät befindet sich an einer Position, von der aus die Statusanzeige wahrscheinlich kontrolliert wird.
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Weitere praktische Ausführungsformen sind im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine erfindungsgemäße Statusanzeige mit einer Einheit zur Lichtlenkung in einer ersten Ausführungsform in einer schematischen Darstellung in einem Schnitt,
- 2 die Statusanzeige aus 1 in einer perspektivischen Ansicht von schräg oben,
- 3 eine erfindungsgemäße Statusanzeige in einer zweiten Ausführungsform in einer schematischen Darstellung in einem Schnitt, mit einer Einheit zur Lichtlenkung in einer ersten Position, und
- 4 die Statusanzeige aus 3 mit der Einheit zur Lichtlenkung in einer zweiten Position.
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In 1 und 2 ist eine Statusanzeige 10 dargestellt. Die Statusanzeige 10 dient dazu, den Status eines Sensors anzuzeigen. Die Statusanzeige 10 gemäß der ersten Ausführungsform umfasst ein dreiteiliges Gehäuse 12 mit einem unteren Gehäuseteil 14, einem Basis-Gehäuseteil 16 und einem Einstell-Gehäuseteil 18. Das untere Gehäuseteil 14 kann bereits Teil eines Gehäuses des Sensors sein.
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In dem unteren Gehäuseteil 14 ist ein Leuchtmittel 20 in Form einer LED angeordnet. Das Leuchtmittel 20 ist hier auf einer Elektronikeinheit 22 angeordnet, die zur Ansteuerung des Leuchtmittels 20 und zur Versorgung des Leuchtmittels 20 mit Energie dient.
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Das ringförmig ausgebildete Basis-Gehäuseteil 16 ist aus einem lichtdurchlässigen Werkstoff ausgebildet und bildet den Lichtaustrittsbereich 24. Der Lichtaustrittsbereich 24 erstreckt sich umlaufend über 360° um die gesamte Statusanzeige 10.
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In dieser ersten Ausführungsform ist als Einheit zur Lichtlenkung 26 ein verdrehbares Reflektorelement 28 in dem Gehäuse 12 angeordnet. Das Reflektorelement 28 ist hier als Hohlspiegel ausgebildet und an der Deckfläche 30 des Gehäuses 12 angeordnet. Die Deckfläche 30 ist hier gleichzeitig das Einstell-Gehäuseteil 18 des Gehäuses 10. Das Reflektorelement 28 ist gegenüber der Deckfläche 30 des Gehäuses 12 geneigt und reflektiert die von dem Leuchtmittel 20 ausgesandte Strahlung nach außen zu dem Lichtaustrittsbereich 24.
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Wie in 2 gut erkennbar ist, ist das Einstell-Gehäuseteil 18 bzw. die Deckfläche 30 des Gehäuses 12 relativ zu dem Basis-Gehäuseteil 16 um die Axialrichtung A des Gehäuses 12 verdrehbar. Das Einstell-Gehäuseteil 18 weist eine Markierung 32 in Form eines Pfeils auf, die auf ein Raster 34 am Rand des Basis-Gehäuseteils 16 zeigt.
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Diese erste Ausführungsform der Statusanzeige 10 ist für eine manuelle Einstellung der Beleuchtung der Statusanzeige 10 vorgesehen. Das Einstell-Gehäuseteil 18 ist relativ zu dem Basis-Gehäuseteil 16 mit der Hand verdrehbar. Mit Verdrehung des Einstell-Gehäuseteils 18 gegenüber dem Basis-Gehäuseteil 16 wird das mit dem Einstell-Gehäuseteil 18 verbundene Reflektorelement 28 ebenfalls um die Axialrichtung A verdreht und die Abstrahlrichtung verstellt. Die Verdrehung kann so erfolgen, dass die Abstrahlrichtung auf den gewünschten Abschnitt des Lichtaustrittsbereiches 24 gelenkt wird.
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Im Folgenden werden zur Beschreibung weiterer Ausführungsformen für identische oder zumindest funktionsgleiche Bauelemente dieselben Bezugszeichen verwendet wie zur Beschreibung der ersten Ausführungsform.
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In den 3 und 4 ist eine zweite Ausführungsform einer Statusanzeige 10 dargestellt. Diese Statusanzeige 10 weist nur ein zweiteiliges Gehäuse mit einem unteren Gehäuseteil 14 und einer Deckfläche 30 auf. Hier bildet die gesamte Deckfläche den lichtdurchlässigen Lichtaustrittsbereich 24. In dem Gehäuse 12 ist eine Einheit zur Lichtlenkung 26 angeordnet. Es handelt sich bei dieser Einheit zur Lichtlenkung 26 um eine Haltevorrichtung 36 für das Leuchtmittel 20. Die Haltevorrichtung 36 ist gleichzeitig auch die Elektronikeinheit 22.
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Die Haltevorrichtung 36 ist um zwei sich kreuzende Achsen verdrehbar, wie mit den Pfeilen 38, 40 angedeutet. Die Verdrehung erfolgt hier mittels zweier Elektromotoren (nicht dargestellt). Die Verstellung der Abstrahlrichtung erfolgt elektronisch über eine Drahtlosverbindung zu einem mobilen Endgerät 42. Wie in Zusammenschau der 3 und 4 gut erkennbar ist, wird durch die Verdrehung der Haltevorrichtung 36 der Lichtkegel 44 des Leuchtmittels 20 und damit die Hauptabstrahlrichtung des Leuchtmittels 20 verändert und in eine gewünschte Abstrahlrichtung gelenkt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Statusanzeige
- 12
- Gehäuse
- 14
- unterer Gehäuseteil
- 16
- Basis-Gehäuseteil
- 18
- Einstell-Gehäuseteil
- 20
- Leuchtmittel
- 22
- Elektronikeinheit
- 24
- Lichtaustrittsbereich
- 26
- Einheit zur Lichtlenkung
- 28
- Reflektorelement
- 30
- Deckfläche
- 32
- Markierung
- 34
- Raster
- 36
- Haltevorrichtung
- 38
- Pfeil
- 40
- Pfeil
- 42
- mobiles Endgerät
- 44
- Lichtkegel