DE2128379A1

DE2128379A1 - Vorrichtung zur Feststellung von Unregelmäßigkeiten in sich bewegendem bogenförmigem Material

Info

Publication number: DE2128379A1
Application number: DE19712128379
Authority: DE
Inventors: Etienne Marie Hamme. DeCock (Belgien)
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1970-06-08
Filing date: 1971-06-08
Publication date: 1971-12-16
Also published as: CA950986A; JPS5533016B1; BE768212A; DE2128379B2; US3743838A; GB1343115A; DE2128379C3; FR2096033A5

Description

; AGFA-GE. VAEEO? AG

LEVERKUSEN

Vorrichtung zur Feststellung von Unregelmässigkeiten in sich "bewegendem, "bogenförmigen Material.

Priorität : Grossbritannien, den 8.Juni 1970, Anm.Nr. 27 618/70.

Diese Erfindung "betrifft eine Vorrichtung zur Feststellung von Unregelmässigkeiten in sich "bewegendem, "bogenförmigem Material mit einer Quelle, die elektromagnetische Energie auf eine Oberfläche des Materials richtet und einer Reihe photoelektrischer Detektoren, die Veränderungen der Energie nach ihrer Reflexion von dem oder nach ihrem Durchtritt durch das Material feststellen.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der US-Patentschrift Nr. 3 4-54- 160 "bekannt. Bei einer Vorrichtung geiaäss dieser Patentschrift ist es nicht möglich, Unterschiede der Fehler hinsichtlich Art, Grosse und Länge festzustellen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Prüfvorrichtung und ein Prüfverfahren zu schaffen, mit denen Unterschiede zwischen den verschiedenartigen Fehlern festgestellt werden können, wobei der Ursprung des Fehlers verfolgt und beseitigt · werden kann.

Erfindungsgemäss sind Einrichtungen vorgesehen, die zwischen Impulsen, die kürzer als eine Einheitsperiode sind, und Impulsen, die langer als diese Einheitsperiode sind, unterscheiden.

Gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind Einrichtungen vorgesehen, mit denen Fehler festgestellt werden, die nahezu rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des Materials gerichtet sind. , ·

Die photoelektrischen Detektoren sind vorzugsweise ortsfest angeordnet und dienen dazu, die Strahlung zu messen, die vom Material übertragen oder reflektiert wird.

GV.4-76

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In der folgenden Beschreibung sind unter "bogenförmigem Material" Materialstreifen, -bahnen oder -bogen, wie z.B. photographische Filme, Kunststoffstreifen, Papierbahnen und Papierbogen zu verstehen.. *

Die Erfindung besteht aus einer Vorrichtung zur Feststellung von Unregelmässigkeiten in sich bewegendem, bogenförmigem Material, die gekennzeichnet ist durch eine Quelle, mit der elektromagnetische Energie auf die Oberfläche des bogenförmigen Materials gerichtet wird, eine Reihe photoelektrischer Detektoren, mit denen die Strahlung nach Reflexion von der oder nach Durchtritt durch die Oberfläche festgestellt wird, eine Einrichtung, mit der die Ausgangssignale der photoelektrischen Detektoren einzeln verstärkt, gefiltert und abgekappt (clipped) werden, einen Summierverstärker, der mit den einzeln verstärkten, gefilterten und abgekappten Ausgängen der photοelektrischen Detektoren gespeist wird, und eine Einrichtung, mit der. das Ausgangssignal des Sumierverstärkers geformt wird, sowie eine diskriminierende Detektoreinrichtung, mit der Impulse, die kurzer als eine vorbestimmte Zeitperiode sind, und Impulse, die langer als diese vorbestimmte Zeitperiode sind, festgestellt und zwischen diesen Impulsen unterschieden wird.

In den Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen, ist

Figur 1 eine schematische Ansicht der Strahlungsenergiequellen

und der Detektoren in Querrichtung des Bogens,

| Figur 2 eine elektronische Schaltung, teilweise als Blockschaltbild, eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, ' Figur 3 ein Blockschaltbild eines Teiles der Schaltung gemäss Figur 2, und

Figur 4 die angenäherte Frequenzansprechkurve der einzelnen Verstärker und Filter der photoelektrischen Detektoren.

Beim Messen von UnregelmäsBLgkeiten in sich bewegendem, bogenförmigem Material müssen verschiedenartige, störende Einflüsse in Betracht bezogen werden. Dazu gehören Schwingungen rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des Materials, Wolkigkeit des Materials, d.h. Unregelmässigkeiten in 'der■Zusammensetzung des Materials, elektrische Störungen usw.

^GV·⁴⁷⁶

-ν

Eine Vorrichtung, mit der die Schwingungen des sich bewegenden Materials in der rechtwinklig zu seiner Laufrichtung verlaufenden Richtung verhindert werden können, ist in der anhängigen "britischen Patentanmeldung Nr. 27 617/7° der Anmeldung beschrie-"ben. Mit dieser Vorrichtung können die gegenseitigen Abstände der Strahlungsenergiequelle, des Bogens und der Detektoren auf einem genau konstanten Wert gehalten werden.

Die Begrenzung des Einflusses von Wolkigkeit kann dadurch, erzielt werden, dass die Ausgangssignale der Detektoren mit einem elektrischen Filter geprüft werden, weil, bei einer vorbestimmten Geschwindigkeit der Bahn die Wolkigkeit zu einem Signal führen kann, das ein Frequenzspektrum zeigt, welches mit Hilfe von Prüfungen für' jedes Material festgelegt werden kann.

Die elektrischen Störungen können beschränkt werden, indem eine geeignete Abschirmung"des gesamten Messinstruments vorgesehen wird.

Um das Verhältnis des Signals zum Rauschen bei kleinen Fehlern zu erhöhen, kann die Anzahl photoelektrischer Detektoren pro cm Bannbreite erhöht werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden beispielsweise 24 photoelektrische Detektoren pro Messgruppe mit einer Gesamtbreite von 4 cm verwendet. Als photoelektrische Detektoren können Siliziuia-Phototransistoren, beispielsweise der Typ MRD 200 der Firma Motorola, Phoenix, Arizona, USA, dienen.

Bei der Anordnung gemäss Figur 1 bewegt sich der zu prüfende Bogen 60 in einer rechtwinklig zur Zeichenebene verlaufenden Ebene mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 0,5 bis 1 m/Sek. Die Phototransistoren sind in 7 Gruppen von jeweils 24 Phototransistoren unterteilt, wobei Jede Transistorgruppe an einer der Messeinheiten 51 his 57 angeordnet ist. Die Messeinheiten sind mit Abstand über die Breite der Filmbahn 60 verteilt. In dieser Weise sind die Transistoren 11 bis 34 der ersten Gruppe ausgerichtet an der Messeinheit 5I angeordnet. Die Transistoren 11 bis 34 sind mit einem Abstand von beispielsweise 6 mm von der Filmbahn 6 angeordnet.

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■ Gegenüber der Messeinheiten 51 "bis 57 sind sieben längliche Lampen 41 bis 47 angeordnet, die jeweils mit einer zylindrischen Linse versehen sind und eine Lichtlinie auf den Filmbogen 60 werfen. Die Intensität der Lichtlinie kann dadurch gesteuert werden, dass die Ans chlus spannung der Lampen 41 bis 43 eingestellt wird, und zwar vorzugsweise derart, dass die Phototransistoren in einem günstigen Gebiet ihres Arbeitsbereiches arbeiten. Bei der Prüfung von beispielsweise lichtempfindlichen Material kann Infrarotlicht angewendet werden, indem ein geeignetes optisches Filter zwischen den Lampen und ihren Linsen angeordnet wird, so dass das lichtempfindliche Material nicht verschleiert wird. '

Figur 2 ist ein elektrisches Schaltbild einer Ausführungsform " der Erfindung. Die Ausgangssignale der Phototransistoren 11 bis 34 der Messeinheit 5I werden.beispielsweise in einem Funktionsverstärker 61 einzeln verstärkt und mittels eines · Hochpass-Filters gefiltert, welches beispielsweise aus zwei RC-Kreisen 62-63 und 64-65 besteht, deren 3-dB-Punkt bei 50 Hz liegt und die sich unter 50.Hz um 12 dB/oct verringern. Eine Rückkopplung zum Funktionsverstärker 61 findet derart statt, dass die Verstärkung über 10 Hz sich um 6 dB/oct verringert. Auf diese Weise wird eine Frequenzanspre ciakurve geriäss Figur für die Serienschaltung des Funktionsverstärkers 61 und die beiden RC.-Kreise erzielt. So werden die. Niederfrequenzen, die grundsätzlich durch die Wolkigkeit des Materials verursacht b werden, was an sich für die verschiedenen" Anwendungszwecke des Materials nicht störend ist, nicht übertragen, während die Hochfrequenzen gleich abgeschnitten werden - wenn auch nicht so scharf, da diese Hochfrequenzen sehr kleinen Fehlern des Materials entsprechen, welche für das auszuwertende Material weniger wichtig ist. Durch Begrenzung des Frequenzbandes auf diese Art wird der Rauschabstand gut verbessert. Um das-Ver-hältnis des Signals zum Rauschen noch weiter zu verbessern, wird das im Funktionsverstärker 61 verstärkte Signal beispielsweise mittels zweier antiparallel geschalteter Siliziumdioden 66 und 67 abgekappt.

Die soweit beschriebene Schaltung arbeitet folgendermassen ":

GV.476

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Das Ausgangssignal des Phototransistors 11 wird derart verstärkt, dass das Rauschen etwa 400 mV beträgt. Danach wird das Signal von den Dioden 66 und 67 abgekappt, so dass nur Signale, die grosser als 400 mV sind, von den Dioden tibertragen werden. ^;

Die Signale der Phototransistoren 11 bis 34, die einzeln verstärkt, gefiltert und abgekappt werden, werden in einem Summierverstärker 68 summiert, dessen Ausgang am Eingang zweier parallel.geschalteter Schmitt-Trigger 69 und 70 für die positiv bzw. negativ gerichteten Signale angeschlossen ist. Das Ausgangssignal des Schmitt-Triggers 70 wird in einem Wechseltrichter 71 umgekehrt und zusammen mit dem Ausgangssignal des Schmitt-Triggers 69 an den Eingang eines Instrumentes 72 gelegt, welches anhand von Figur 3 näher beschrieben wird.

Die Schaltung gemäss Figur 3 gestattet es, Unregelmassigkeiten, deren Zeitdauer kleiner als eine bestimmte, einstellbare Einheitsperiode ist, von Unregelmassigkeiten zu trennen, deren Zeitdauer langer als die Einheitsperiode ist. Die Einheit 73 ist ein monostabiler Multivibrator, der beispielsweise aufgrund eines an seinen Eingang angelegten, positiven Impulses der Einheiten 69 und 71 zwei logische Komplementärausgangsimpulse mit bestimmter Periode an seinen Ausgängen 77 und 78 liefert, z.B. einen negativ laufenden Impuls am Ausgang 77 un-cL einen positiven Impuls am Ausgang 78· Zusammen mit dem Eingangssignal der Einheit 72 wird das Signal des Ausganges 77 an die beiden Eingänge eines NOR-Tors 74 angelegt, wobei das Tor 74 nur einen Ausgangsimpuls liefert, wenn das'Eingangssignal der Einheit 72 kurzer als die Impulsperiode des Multivibrators 73 ist. Andererseits ist der Ausgang 78 des Multivibrators 73 mit einem Eingang eines zweiten NOR-Tors 75 zusammengeschaltet, während der andere Eingang des Tors 75 über ein drittes NOR-Tor 76 am Eingang der Einheit 72 angeschlossen ist, so dass das NOR-Tor 75 nur dann ein Ausgangssignal liefert, wenn das Eingangssignal der Einheit 72 länger ist als die Impulsperiode des Multivibrators 73· ' Auf diese Weise können die Fehler genau in kleine, und lange Fehler getrennt werden. Da die Trennung in kurze und lange Unregelmassigkeiten von der Geschwindigkeit des Materials abhängig ist,

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ist die Einheitsperiode des mono st at) ilen Multivibrators vor- ; zugsweise zur Laufgeschwindigkeit des Bogens direkt proportional.

In der Figur cL ist die Klemme des Widerstandes 64, die nicht am Kondensator 65 angeschlossen ist, an den entsprechenden Klemmen der entsprechenden Widerstände der elektrischen Schal- ^ Zungen der Transistoren 12 "bis 34 und ausserdem an dem Eingang eines Summierverstärkers 80 angeschlossen. Der Ausgang des Verstärkers 80 ist an zwei Schmitt-Triggern 81 und 82 .für positive, bzw. negative Signale angeschlossen, wobei der Ausgang des Triggers 82 über einen Wechselrichter 83 am Ausgang des Triggers 81 und an einem Eingang des AND-Tors 84 angeschlossen ist. Das AND-Tor 84 hat sieben Eingänge, die an den entsprechenden Knotenpunkten der zu den Messeinheiten 51 bis 57 gehörenden Schaltungen angeschlossen sind.

Das Ausgangs signal des AITD-Tors 84 zeigt Unregelmässigkeiten an, die sich in Querrichtung des Bogens erstrecken. Diese Fehler kSnnen unter anderem durch Schwingungen des Bogens während dessen Herstellung verursacht worden sein.

Die Klemme des Widerstandes 62, die nicht am Transistor 11 angeschlossen "ist , ist an den entsprechenden Knotenpunkte der entsprechenden Widerstände der anderen Phototransistoren und am Eingang des Verstärkers 85 angeschlossen. Der Ausgang des Verstärkers 85 ist an zwei Schmitt-Triggern 86 und 87 für positiv ;/ und negativ gerichtete Signale angeschlossen. Die Trigger 86 V-™ und 87 sind an einem Eingang von OE-Toren 88 und 89 angeschlossen. Die OR-Tore 88 und'89 haben jeweils sieben Eingänge, wobei⁸ die übrigen Eingänge jeweils an den entsprechenden Knotenpunkten; der Schaltungen der Messeinheiten 51 his 57 angeschlossen sind.

Das Ausgangssignal des OR-Tors 88 ist repräsentativ für ein intensives Lichtsignal an wenigstens einem Teil der Transistoren einer der Einheiten 51 his 57» und im Falle der Messung eines photographischen Filmes weist dieses Signal beispielsweise darauf hin, dass dieser Film wenigstens teilweise nicht mit Emulsion beschichtet ist. Das Ausgangssignal des OR-Tors 89 entspricht einem schwachen Lichtsignal an einem Teil der Transistoren, welches beispielsweise durch sehr grosse Verunreinigungen

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des Filmes verursacht wurde.

Die Ausgänge der Elemente 72, 84, 88 und 89 sind an einem Datenspeicher 90 angeschlossen, der selbst an einem Ausführungsinstrument 91, wie einer automatischen Schreibmaschinen, angeschlossen ist, mit der beispielsweise für eine Bogenlänge von 30 m die Anzahl der festgestellten kurzen und langen Unrege1— mässigkeiten sowie die Anzahl der in Querrichtung verlaufenden Unregelmässigkeiten für jede Messeinheit angezeigt werden. Därüberhinaus kann das Instrument 91 anzeigen, dass in einem vorherbestimmten Teil einer Bogenlänge von 30 m von dem Element 88 und 89 ein Impuls empfangen wird, was auf die Anwesenheit ernster Fehler in diesem Teil des Bogens schliessen lasst..

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die Verwendung eines Datenspeichers und einer Schreibmaschine. Es können vielmehr alle Instrumente angewandt werden, die es gestatten, die verschiedenen Ausgangssignale der Schaltung gemäss Figur 2 zum Messen oder Steuern zu verwenden.

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Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zur Feststellung von Unregelmässigkeiten in sich bewegendem, bogenförmigem Material·, gekennzeichnet dadurch, dass sie eine Quelle (41-47), mit der elektromagnetische Energie auf eine Oberfläche des bogenförmigen Materials gerichtet wird, eine Reihe photoelektrischer Detektoren (11-34), mit denen die Strahlung nach Reflexion von der oder nach Durchtritt durch die Oberfläche festgestellt wird, 'eine Einrichtung, mit der die Ausgangssignale der photoelektrischen Detektoren einzeln verstärkt (61), gefiltert (62, 63, 64, 65) und abgekappt werden (66, 67)₅ einen Summierverstärker (68), der mit den einzeln verstärkten, gefilterten und abgekappten Ausgängen der photoelektrischen Detektoren gespeist wird, und eine Einrichtung (69, 70) 71)) mit der das Ausgangssignal des Summierverstärkers geformt wird, sowie eine diskriminierende Detektoreinrichtung (72), mit der Impulse, die kurzer als eine vorbestimmte Zeitperiode sind, und Impulse, die langer als diese vorbestimmte Zeitperiode sind, festgestellt und zwischen diesen Impulsen unterschieden wird, umfasst.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die diskriminierende Detektoreinrichtung (72) einen monostabilen Multivibrator (73)_? der zwei logische Komplementärausgangsimpulse an sinen Ausgangsklemmen (77) 78) herstellen kann, und NOR-Tore (74, 75, 76) aufweist, die mit den Eingangs- und Ausgangsklemmen des Multivibrators so geschaltet sind dass ein N0R-Tor-(74) nur dann einen Ausgangsimpuls herstellt, wenn das Eingangssignal der Detektoreinrichtung eine kürzere Dauer als die vorbestimmte Impulsperiode des Multivibrators (73) hat, und dass ein NOR-Tor (75) nur einen Ausgangsimpuls herstellt, wenn das Eingangssignal der Pb- tektoreinrichtung langer als die vorbestimmte Impulsperiode des Multivibrators ist.
3- Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, ■ dass die vorbestimmte Zeitperiode zur Laufgeschwindigkeit des 'Bogenmaterials direkt proportional ist.

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4. Vorrichtung nach den Ansprüchen/I bis 3₅ dadurch gekennzeichnet, dass die photoelektrischen Detektoren in eine Anzahl Gruppen (51-57) unterteilt sind, wobei jede Gruppe einen Summierverstärker (72) aufweist, der von den einzeln verstärkten und gefilterten Signalen der photoelektrischen Detektoren dieser Gruppe gespeist wird.
5- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein AED-Tor (84-) , welches an seinen Eingängen die Signale der photoelektrischen Detektoren (11-34-) empfängt, bevor diese Signale von der Abkappeinrichtung (66, 67) abgekappt sind, umfasst.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass sie Summierverstärker (80) zum Summieren der Signale einer · Reihe photoelektrischer Detektoren (11-34-), wobei die Ausgänge der Summierverstärker ah das AND-Tor (84-) angelegt werden, umfasst. .· -
7· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 0R-5Dore (88, 89), die an ihren Eingängen die Signale der photo elektrischen Detektoren (11-34-) empfangen, bevor diese Signale gefiltert worden sind, umfasst.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7? dadurch gekennzeichnet, dass sie Summierverstärker (85) zum Summieren der Signale einer Reihe photoelektrischer Detektoren (11-34-) umfasst, wobei die Ausgänge dieser Summierverstärker (85) an die OR-Iore (88, 89) angelegt werden. _ .
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Filtern der Signale der photoelektrischen Detektoren eine Annäherungsfrequenzansprech-Irorve besitzt, die bei einer Frequenz, die eine Funktion der Wolkigkeit des Materials und proportional zur Bewegungsgeschwindigkeit des Materials ist, um 12 dB/oet verringert wird, so dass die durch Wolkigkeit des bogenförmigen Materials hergestellten Signale wenig übertragen werden.

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