Die Lichtschranke „µP 80“ – Grundlegendes zu Messprinzip und Fotoauslösung

Lichtschranken zur Geschwindigkeitsermittlung im Straßenverkehr sind eine seit langer Zeit praktizierte Messtechnik. Das Auftreten von Messfehlern machte dabei eine ständige Weiterentwicklung der Messtechnik, von der 2-fach-Lichtschranke über die 3-fach-Lichtschranke „3131 JK“ zur 3-fach-Lichtschranke des Typs „µP 80“, erforderlich. In den Jahren 1990 und 1991 festgestellte Messfehler machten schließlich die Aufrüstung von der bis dahin verwendeten Zweifachmessroutine zur Vierfachmessroutine des Typs „µP 80 V III/4“ notwendig.

Vom Lichtwerfer werden drei Lichtstrahlen (unsichtbares Infrarotlicht) im rechten Winkel zum Fahrbahnverlauf und parallel zueinander über die Fahrbahn gesandt. Auf der gegenüberliegenden Straßenseite wird das Licht von den drei infrarotempfindlichen Fotoelementen des Lichtempfängers aufgefangen. Bei Auftreffen des Infrarotlichtes wird ein Stromfluss durch die Fotoelemente ermöglicht. Werden die Lichtstrahlen unterbrochen, wird der Stromfluss durch das Fotoelement abrupt kleiner und man erhält einen deutlich auswertbaren Stromimpuls.

1. Messprinzip

Das Messprinzip beruht auf der Weg-Zeit-Messung. Hierzu benutzt man die durch die drei Lichtstrahlen festgelegten Wegstrecken. Die beiden äußeren Lichtstrahlen (I und II) haben dabei einen Abstand von 50 cm zueinander. Genau in der Mitte der beiden Strahlen befindet sich der Kontrollstrahl (III) in einem Abstand von je 25 cm zu den äußeren Lichtstrahlen.

Das Fahrzeug durchfährt nun die Lichtschranken. Dabei werden die Strahlen in der Reihenfolge I – III – II nacheinander unterbrochen, wodurch der Lichtempfänger im zeitlichen Abstand t1 – tk – t2 drei Steuerimpulse liefert, die umso schneller aufeinander folgen, je schneller das Fahrzeug fährt.

Diese drei Steuerimpulse werden von dem im Lichtschrankenempfängerunterteil eingebauten Rechner verarbeitet.

Beim Durchfahren der Lichtschranke I werden zwei Zeitmessungen gestartet, die Zeitmessung t1 – t2 sowie die Zeitmessung t1 – tk. Unterbricht das Fahrzeug nach 0,25 m die Lichtschranke III (tk), wird das ermittelte Zeitergebnis als Zwischenergebnis im Rechner abgelegt, während der Zeitzähler selbst weiterläuft. Nach einer Wegstrecke von weiteren 0,25 m unterbricht das Fahrzeug die Lichtschranke II und stoppt die gesamte Zeitmessung.

Das Zwischenergebnis der Zeitmessung t1 – tk wird im Rechner verdoppelt und mit dem Ergebnis der Zeitmessung t1 – t2 verglichen. Dabei dürfen die beiden Messwerte nicht mehr als 3 % voneinander abweichen. Der jeweils längere Zeitwert wird als Berechnungsgrundlage zur Geschwindigkeitsermittlung herangezogen, womit die geringste ermittelte Geschwindigkeit angegeben wird.

Bei den bis Ende 1992 geeichten und im Einsatz befindlichen Messgeräten der angegebenen Bauart wurde in der zuvor beschriebenen Art die Geschwindigkeit ermittelt und im Messfoto angezeigt. Aber auch bei dieser „exakten Messwertbildung“ wurden in der Folgezeit Fehlmessungen registriert. Nachweislich überhöhte, im Beweisbild eingeblendete Geschwindigkeitswerte wurden dabei auf das sog. „Stufenprofil“ zurückgeführt.

Bei einem Stufenprofil wird davon ausgegangen, dass durch Auf- und Abschwingungen des Fahrzeuges infolge Fahrbahnunebenheit oder wegen nicht nivellierter Lichtschrankenteile unterschiedliche Fahrzeugteile die einzelnen Lichtschranken unterbrechen. In diesem Fall unterbrechen drei hintereinander liegende Fahrzeugteile, die sich etwa in gleichem Abstand zueinander befinden (etwa Stoßstange, Kennzeichen, Scheinwerfer), die drei Lichtschranken in kürzeren Abständen als es der Fahrgeschwindigkeit entspricht, verkürzen dadurch die Messzeit und „produzieren“ damit eine erhöhte Geschwindigkeit, was jedoch in durchgeführten Messversuchen bislang nicht definitiv nachgewiesen werden konnte.

Als Folge dieser „Fehlmessungen“ wurde die zuvor beschriebene Messart von der PTB untersagt und die Geräteausführung in 1992 als nicht mehr eichfähig erklärt. In einer Übergangsphase durften die Messgeräte unter eingeschränkten Bedingungen bis zum Ablauf ihrer Eichgültigkeit weiter betrieben werden. Um eine Beeinträchtigung des Messergebnisses durch Stufenprofile im Stoßstangenbereich zu vermeiden, war dabei die Messhöhe nur im Bereich zwischen 55 cm und 65 cm zugelassen und zusätzlich die Dokumentation von Messhöhe und Messlinie durch die Verwendung von „Lübecker Hüten“ in den Testfotos vorgeschrieben.

Der Hersteller hat daraufhin, in Absprache mit der PTB, bei der Messanlage die Zweifachmessroutine durch die Vierfachmessroutine ersetzt.

Hierbei wird die bisher angewendete Messmethode als Einfahrtsmessung beibehalten und durch die im Folgenden beschriebene Ausfahrtsmessung ergänzt.

Nach der Einfahrtsmessung bleiben die drei Lichtstrahlen unterbrochen, bis das Fahrzeug die Lichtschranke ganz durchfahren hat. Dann werden die Lichtstrahlen in der gleichen Reihenfolge wieder frei, in der sie zu Messbeginn unterbrochen wurden. Durch das Ansteigen des Stromflusses in den Fotoelementen erhält man erneut einen deutlich messbaren Stromfluss, der die gleichen Zeitmessabläufe in Gang setzt wie bei der Einfahrtsmessung. Auch bei der Ausfahrtsmessung müssen die eigentliche Messung und die Kontrollmessung im Toleranzbereich von 3 % übereinstimmen, wobei wiederum der kleinere Wert als Geschwindigkeitswert vom Rechner akzeptiert wird.

Im Rechner werden die beiden ermittelten Geschwindigkeitswerte der Einfahrts- und Ausfahrtsmessung miteinander verglichen, wobei neben den bereits durchgeführten Toleranzüberprüfungen ein abschließender Toleranzvergleich zwischen den beiden ermittelten Geschwindigkeitswerten durchgeführt wird. Erst wenn beide Messergebnisse von Ein- und Ausfahrtsmessung bei Messwerten

liegen, wird aus allen bis dahin getätigten Messwertvergleichen die niedrigste Geschwindigkeit ermittelt.

2. Fotoauslösung

Das Messfoto wird während der Messung in der Art gefertigt, dass bei Beendigung der Einfahrtsmessung und Überschreitung des eingestellten Grenzwertes der Fotoauslöseimpuls ausgegeben wird. Dieser Fotoauslöseimpuls löst (je nach verwendetem Kameratyp) nach 0,065 s oder nach 0,07 s die Kamera I (Hauptkamera) und nach weiteren 0,005 s die Kamera II (Zusatzkamera) aus. Durch die zeitverzögerte Fotoauslösung hat jedes gemessene Fahrzeug eine für die gefahrene Geschwindigkeit typische Stellung im Messfoto.

Eine Dateneinblendung erfolgt zu diesem Zeitpunkt jedoch noch nicht, da der Messwert ja noch nicht gebildet ist. Die Geschwindigkeitseinblendung erfolgt erst später und zwar dann, wenn die das Foto auslösende Einfahrtsmessung durch die anschließende Ausfahrtsmessung bestätigt wird.

Wird die bei der Einfahrtsmessung ermittelte Geschwindigkeit durch die Ausfahrtsmessung nicht innerhalb der Toleranz von 6 km/h oder 6 % bestätigt, erfolgt in das schon gefertigte Foto die Dateneinblendung „0 EE“, womit im Beweisfilm eine annullierte Messung dokumentiert ist.

Ein Auszug aus dem Buch Burhoff/Grün  (Hrsg.), Messungen im Straßenverkehr, 6. Auflage, 2022, § 1 Rdn. 901-916

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