DE1240495B - Vorrichtung zum Auffinden von von der durch-schnittlichen Transparenz abweichenden Stellen wie Loechern, Duennstellen, Farbflecken od. dgl. in einer Warenbahn - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

D 06h

Deutsche Kl.: 8f-3/5l

Nummer: 1 240 495

Aktenzeichen: M 57720 VII a/8 f

Anmeldetag: 2. August 1963

Auslegetag: 18. Mai 1967

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auffinden von von der durchschnittlichen Transparenz abweichenden Stellen wie Löchern, Dünnstellen, Farbflecken od. dgl. in einer Warenbahn wie in Geweben, Folien od. dgl., bestehend aus einer Lichtquelle und lichtempfindlichen Elementen mit nachgeschalteten Verstärkern und Auswerteanordnungen, wobei sich die zu prüfende Warenbahn zwischen Lichtquelle und lichtempfindlichen Elementen wie Fotozellen befindet, unter Verwendung von Anordnungen, die einen Lichtdurchtritt nur auf bestimmten, zueinander parallelen Linien zulassen.

Das Grundprinzip einer derartigen Anordnung ist in F i g. 1 dargestellt. Die links dargestellten Lampen senden Licht aus, welches nur an durchlässigen Stellen der zu überprüfenden Ware zu den Fotozellen hingelangen kann. In den Fotozellen wird der Lichteinfall in ein elektrisches Signal umgewandelt, welches dann geeigneten Meldevorrichtungen zugeführt wird. Derartige Anordnungen zur Prüfung lichtundurchlässiger Waren sind im Aufbau sehr einfach und bekanntermaßen oft angewandt.

Wenn jedoch Waren, die teilweise lichtdurchlässig sind, wie Textilien, Papier od. dgl., geprüft werden sollen, ist es für das sichere Funktionieren einer derartigen Anlage notwendig, daß gerichtetes Licht angewandt wird. Dies hat folgende Begründung: An derartigen Waren wird das einfallende Licht entsprechend F i g. 2 teilweise reflektiert, und ein Teil tritt, nach mehr oder weniger starker Absorption durch die Ware hindurch. Sowohl der reflektierte Anteil als auch der hindurchtretende Teil werden stark gestreut, d. h., das Licht tritt, im wesentlichen unabhängig von der Einfallsrichtung, in verschiedenste Richtungen aus.

Beleuchtet man eine Fotozelle mit diffusem Licht, so wird beim Abdecken der Fotozelle mit beispielsweise dünnem, weißem Gewebe der auf die Fotozelle treffende Lichtstrom im Verhältnis von etwa 1:4 vermindert. Diese geringe Verminderung ergibt sich daraus, daß das einfallende diffuse Licht nur um das reflektierte Licht und um das im Gewebe absorbierte Licht verringert wird. Alles unter beliebigen Winkeln durchtretende Licht wird von der Fotozelle aufgenommen. Der geringe Unterschied von etwa 1:4 bedeutet, daß das kleinste noch erkennbare Loch halb so groß sein muß wie die verwendete Fotozelle, wenn eine Verdopplung der von der Fotozelle gelieferten Signalamplitude zum sicheren Ansprechen der Fehlermeldeeinrichtung notwendig ist. Wird gefordert, daß Löcher von 1 mm² noch erkannt werden sollen, so erfordert dies den außergewöhnlich hohen Aufwand

Vorrichtung zum Auffinden von von der durchschnittlichen Transparenz abweichenden Stellen
wie Löchern, Dünnstellen, Farbflecken od. dgl. in einer Warenbahn

Anmelder:

Dr.-Ing. Heinz Mahlo, Saal/Donau

Als Erfinder benannt:

Dr.-Ing. Klaus Lange, München

ao von 500 Fotozellen und Verstärkern pro Meter Warenbreite.

Um die Zahl der Fotozellen verringern zu können, ist es daher notwendig, das Kontrastverhältnis, welches sich aus dem Verhältnis des auf die Fotozelle fallenden Lichtes beim Vorhandensein und beim Nichtvorhandensein der zu prüfenden Ware ergibt, auf Werte von 1:25 bis 1: 50 zu verbessern. Dies kann durch Vorrichtungen erreicht werden, welche vor den Fotozellen angeordnet werden und nur Licht aus bestimmten Richtungen hindurchlassen; gegebenenfalls werden zusätzliche Vorrichtungen angewendet, die die Lichtquelle nur in entsprechenden Richtungen Licht abstrahlen lassen. Im Fall eines Loches trifft dann alles einfallende Licht auf die Fotozelle. Befindet sich jedoch vor der Fotozelle einwandfreie Ware, so kann nur derjenige Bruchteil des durchtretenden Streulichtes die Fotozelle beeinflussen, der die vorgesehene Durchlaßrichtung aufweist.
Die gleiche Vorrichtung kann auch dazu benutzt werden, um Stellen von geringerer Transparenz oder Lichtdurchlässigkeit, wie Farbflecken, ausfindig zu machen. In diesem Fall wird der durch die Warenbahn hindurchtretende Lichtstrahl an dieser Stelle ganz oder teilweise abgeschirmt, so daß dadurch die von der Fotozelle gelieferte Signalamplitude entgegengesetzt zu einem Loch oder einer Dünnstelle verändert wird und diese Veränderung in den nachgeschalteten Anordnungen ausgewertet werden kann.

Bei bekannten Vorrichtungen der eingangs erwähnten Art waren zum Ausrichten des Lichtes und Ausschalten unerwünschter Lichteinflüsse Linsensysteme und Masken bestimmter Form vorgesehen. Diese An-

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Ordnungen sind jedoch teuer, da optische Hilfsmittel Verwendung finden, die genau justiert werden müssen, um den gewünschten Erfolg zu gewährleisten.

Es sind ferner Vorrichtungen bekannt, welche mit Reflexionsverfahren arbeiten. Auch hierbei sind Linsensysteme erforderlich, welche teuer sind und eine genaue Justierung erforderlich machen.

Es sind ferner Vorrichtungen bekannt, bei welchen eine Blende vorgesehen ist, welche schräges Licht nur in einer Richtung abdeckt. Hierbei treten die erwähnten Mängel auf, und die Empfindlichkeit wird herabgesetzt.

Es sind ferner Vorrichtungen bekannt, bei welchen nur ein kleiner Bereich der Ware untersucht werden soll. Bei diesen entfällt die Notwendigkeit einer guten Ausrichtung des Lichtes. Außerdem wird auch dort eine Optik verwendet, weiche teuer ist und eine genaue Justierung notwendig macht.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Auffinden von von der durchschnittlichen Transparenz abweichenden Stellen zu schaffen, welche einfach im Aufbau und billig in der Herstellung und Anordnung ist und die Verwendung teurer optischer Systeme zur Ausrichtung des Lichtes ausscheidet. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß zur Ausrichtung des Lichtes zwischen Lichtquelle und den Fotozellen eine Mehrzahl nebeneinanderliegender, gegeneinander abgeschlossener Kanäle, die einen Lichtdurchtritt im wesentlichen nur in parallelen Bahnen erlauben, vorgesehen ist. Dabei können diese Kanäle sowohl zwischen Lichtquelle und Ware als auch zwischen Ware und Fotozellen oder nur zwischen Ware und Fotozellen angeordnet sein.

Zweckmäßigerweise können die Kanäle entweder aus einem gewellten Band, das sich zwischen zwei Schienen befindet, oder aus nebeneinander angeordneten, einzelnen Rohren oder aus gepreßtem Kunststoff oder schließlich aus nebeneinanderliegenden Stäben aus durchsichtigem Material bestehen, deren Längsseiten mattiert und geschwärzt sind.

Schließlich können Fotozellen verwendet werden, deren lichtempfindliche Oberfläche etwa gleich der minimalen Lochgröße ist. Dabei ist das durch die Kanäle hindurchtretende Licht durch nebeneinander angeordnete Lichtleitkeile von mehreren Zentimetern Eintrittsbreite auf die einzelnen Fotozellen konzentrierbar.

Diese Kanäle müssen sich vor der Fotozelle befinden, da bei Verwendung von linien- oder mehreren punktförmigen Lichtquellen bereits eine zweidimensionale Richtwirkung vorhanden ist. Um optimale Ergebnisse zu erzielen, sollten sie jedoch zusätzlich zwischen Lichtquelle und Ware angeordnet werden. In den meisten Fällen wird man die Kanäle so anordnen, daß das Licht im wesentlichen senkrecht zur Warenebene hindurchtritt. Bei grobem Gewebe kann jedoch eine Schrägstellung der Kanäle Vorteile bringen, weil in diesem Fall weniger Licht durch die Ware hindurchtreten kann und Fehlstellen sicherer erkannt werden. Der optimale Winkel richtet sich nach der Struktur des Gewebes.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt.

F i g. 1 zeigt das Grundprinzip einer bekannten Anordnung zum Auffinden von Löchern in Geweben;

F i g. 2 zeigt das Verhalten eines Lichtstrahls beim Auf treffen auf teilweise lichtdurchlässige Ware;

F i g. 3 zeigt schematisch die Anordnung nach der Erfindung mit Kanälen;

F i g. 4 und 5 zeigen verschiedene Kanalausbildungen;

F i g. 6 zeigt schematisch die Anordnung nach der Erfindung mit Lichtkeilen;

F i g. 7 und 8 zeigen Lichtsammeisysteme.
Bei F i g. 3 ist 1 die Lichtquelle, 2 die Fotozellen und 3 die zwischen Lichtquelle 1 und Fotozellen 2 hindurchlaufende Ware. Zwischen der Lichtquelle 1 und der Ware 3 dienen Kanäle 4 und zwischen Ware 3 und den Fotozellen 2 Kanäle 5 zur Lichtführung. Es ist auch möglich, nur zwischen der Ware 3 und den Fotozellen 2 Kanäle 5 vorzusehen.

^X5 Die zwischen Lichtquelle 1 und Ware 3 befindlichen Kanäle fallen dann weg.

Die Kanäle 4, 5 nach F i g. 4 werden von einem gewellten Band 8, beispielsweise aus geschwärztem Meltau oder Kunststoff gebildet, welches zwischen zwei Führungsschienen 6, 7 ebenfalls aus Metall oder Kunststoff angeordnet ist. In gleicher Weise können die Kanäle 4, 5 auch aus nebeneinanderliegenden Rohren beliebiger Querschnittsform zusammengesetzt oder aus Kunststoff gepreßt sein. Eine andere Ausführungsart, die zugleich ein Verstauben und Verschmutzen der Kanäle 4, 5 ohne zusätzliche Maßnahmen verhindert, ergibt sich, wenn nach F i g. 5 Stäbe aus Glas oder durchsichtigem Kunststoff von rechteckigem oder quadratischem Querschnitt nebeneinander angeordnet sind, wobei zur Vermeidung von Reflexionen die Stäbe an allen Längsseiten, d. h. also auf dem ganzen Umfang, mattiert und geschwärzt sind.

Durch diese Kanäle 4, 5 erfolgt eine Ausrichtung

des Lichtes zwischen Lichtquelle 1 und Fotozellen 2, da sie einen Lichtdurchtritt im wesentlichen nur in einer Richtung erlauben.

Um an Fotozellen zu sparen, sollen ferner Lichtleitkeile 10 verwendet werden, die eine Eintrittsbreite für das Licht von mehreren Zentimetern aufweisen und das Licht jeweils auf eine einzelne Fotozelle konzentrieren. Eine solche Anordnung mit Lichtkeilen 10 zeigt F i g. 6. Diese Lichtkeile 10 liegen zwischen dem unteren Kanal 5 und den Fotozellen 2. Aus dieser Figur ist ohne weiteres ersichtlich, in welchem Maß die Anzahl der notwendigen Fotozellen 2 klein gehalten werden kann. F i g. 7 und 8 zeigen Beispiele solcher Lichtkeile 10 und den Verlauf des einfallenden Lichtes bis zur Fotozelle 2.

Je weniger die Ware lichtdurchlässig ist, je höher also der Kontrast bei einem durch ein Loch oder eine Dünnstelle hindurchtretenden Licht ist, desto breiter kann die Eintrittsöffnung der verwendeten Lichtleitkeile 10 sein. Für relativ geringe Eintrittsbreiten kann die bekannte, bereits häufig angewandte und billig herstellbare Form mit planer Eintrittsfläche benutzt werden. Für breitere öffnungen ist es notwendig, die Eintrittsöffnung eindimensional abzurunden und so eine Konvergenz des eintretenden Lichtes herbeizuführen.

Genauso wie es möglich ist, Dünnstellen oder Löcher, also Stellen von größerer Transparenz oder Lichtdurchlässigkeit auf diese Weise aufzufinden, können Stellen geringerer Transparenz oder Lichtdurchlässigkeit, wie sie sich beispielsweise durch Farbflecken ergeben, ausfindig gemacht werden. In diesem Fall verringern sich dementsprechend die auf die Fotozellen auftreffende Lichtintensität und die von diesen erzeugten Signalimpulse.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Auffinden von von der durchschnittlichen Transparenz abweichenden Stellen wie Löchern, Dünnstellen, Farbflecken od. dgl. in einer Warenbahn wie in Geweben, Folien od. dgl., bestehend aus einer Lichtquelle und lichtempfindlichen Elementen mit nachgeschalteten Verstärkern und Auswertanordnungen, wobei sich die zu prüfende Warenbahn zwischen Lichtquelle und lichtempfindlichen Elementen wie Fotozellen befindet, unter Verwendung von Anordnungen, die einen Lichtdurchtritt nur auf bestimmten, zueinander parallelen Linien zulassen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausrichtung des Lichtes zwischen Lichtquelle (1) und den Fotozellen (2) eine Mehrzahl nebeneinanderliegender, gegeneinander abgeschlossener Kanäle (4, 5), die einen Lichtdurchtritt im wesentlichen nur in parallelen Bahnen erlauben, vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (4, 5) sowohl zwischen Lichtquelle (1) und Ware (3) als auch zwischen Ware (3) und Fotozellen (2) angebracht sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (5) nur zwischen Ware (3) und Fotozellen (2) angebracht sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (4, 5) aus einem gewellten Band (8) bestehen, das sich zwischen zwei Schienen (6, 7) befindet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (4, 5) aus nebeneinander angeordneten einzelnen Rohren bestehen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (4,5) aus gepreßtem Kunststoff bestehen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (4, 5) aus nebeneinanderliegenden Stäben (9) aus durchsichtigem Material bestehen, deren Längsseiten mattiert und geschwärzt sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Fotozellen (2) Verwendung finden, deren lichtempfindliche Oberfläche etwa gleich der minimalen Lochgröße ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das durch die Kanäle (4, 5) hindurchtretende Licht durch nebeneinander angeordnete Lichtleitkeile (10) von mehreren Zentimetern Eintrittsbreite auf die einzelnen Fotozellen (2) konzentrierbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitkeile (10) auf der Eintrittsöffnung plan sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitkeile (10) auf der Eintrittsöffnung eindimensioniert gekrümmt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 732 855, 892 429;

deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 835 026;

Patentschrift Nr. 10 123 des Amtes für Erfindungsund Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands;

französische Patentschrift Nr. 1112 578;

USA.-Patentschriften Nr. 2 233 644, 2 972 794.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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