DE2535543B2 - Vorrichtung zur Feststellung von Herstellungsfehlern in einer bewegten Materialbahn - Google Patents
Vorrichtung zur Feststellung von Herstellungsfehlern in einer bewegten MaterialbahnInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Herstellung zusammenhängender Materialbahnen hoher Qualität, wie z. B. Röntgenfilme, unbedruckte
Gewebe, Metallfolien und dergleichen, erfordert eine sehr zuverlässige Überprüfung und vorzugsweise eine
Unterscheidung der Fehlerarten.
Die Vorrichtung nach der Erfindung kann entweder in der Strahlungs-Transmissions- oder Ref!exions-Betriebsweise
verwendet werden, um transparente oder durchscheinende Materialbahnen, wie z. B. fotografische
Filme, Polymerisat-Verpackungsmaterial oder lichtundurchlässiges Material, wie Aluminiumfolien,
Textilgewebe oder dergleichen zu untersuchen, wobei mittels Strahlungs-Transmission Löcher oder Einschlüsse
in der Materialbahn und mittels der Strahlungsreflexion Oberflächenfehler oder -zustände angezeigt
werden können.
Für die vorliegende Beschreibung wird eine Röntgen-
Für die vorliegende Beschreibung wird eine Röntgen-
>s filmbahn als detailliertes Beispiel gewählt, da sie nach
sehr hohen Qualitätsanforderungen hergestellt werden muß und das dabei vorzugsweise verwendete Überprüfungssystem
sowohl in der Strahlungs-Transmissionsals auch in der Strahlungs-Reflexions-Betriebsweise
arbeitet
Die Erfindung eignet sich insbesondere zur Verwendung in Verbindung mit dem Gerät nach der älteren
Anmeldung gemäß De-OS 24 36 110.
Das in der genannten Anmeldung beschriebene System hat sich beim Erkennen und Unterscheiden von drei Fehlerhauptklassen von Röntgenfilmen bewährt. Außer bei Filmen werden auch bei verschiedenen anderen vergleichbaren Materialbahnen diese Fehlerklassen angetroffen, d. h. erstens schairfrandige Fehler, die meistens von kleiner Größe sind und bei Röntgenfilmen Gel-Pocken, Basis-Kohlenstoff, Nadellöcher, beschichteten Schmutz und dergleichen und für Textilgewebe Löcher, Spinndüsenspuren und Faserklumpen umfassen, zweitens diffusrandige Fehler, die meistens größer sind als scharfrandige Fehler, jedoch weniger genau festgelegte Ränder besitzen und für Röntgenfilme Trocknungsschlieren und unterbrochene Beschichtungen und für Textilgewebe große Klumpen und Änderungen des Basisgewichts; umfassen, und drittens sich über eine längere Dauer erstreckende Fehler, die z. B. aus Anomalien bestehen, die sich über die gesamte Bahnbreite erstrecken, wie z. B. Überlappungen, Fehlen der Beschichtung bei größeren Flächen, Änderungen der Bahndicke und dergleichen.
Das in der genannten Anmeldung beschriebene System hat sich beim Erkennen und Unterscheiden von drei Fehlerhauptklassen von Röntgenfilmen bewährt. Außer bei Filmen werden auch bei verschiedenen anderen vergleichbaren Materialbahnen diese Fehlerklassen angetroffen, d. h. erstens schairfrandige Fehler, die meistens von kleiner Größe sind und bei Röntgenfilmen Gel-Pocken, Basis-Kohlenstoff, Nadellöcher, beschichteten Schmutz und dergleichen und für Textilgewebe Löcher, Spinndüsenspuren und Faserklumpen umfassen, zweitens diffusrandige Fehler, die meistens größer sind als scharfrandige Fehler, jedoch weniger genau festgelegte Ränder besitzen und für Röntgenfilme Trocknungsschlieren und unterbrochene Beschichtungen und für Textilgewebe große Klumpen und Änderungen des Basisgewichts; umfassen, und drittens sich über eine längere Dauer erstreckende Fehler, die z. B. aus Anomalien bestehen, die sich über die gesamte Bahnbreite erstrecken, wie z. B. Überlappungen, Fehlen der Beschichtung bei größeren Flächen, Änderungen der Bahndicke und dergleichen.
•»5 Die vorliegende Erfindung bezweckt das Erkennen
und Unterscheiden einer Fehlerklasse, die willkürlich als »Querfehler« bezeichnet wird und im allgemeinen aus
feinen Ungleichförmigkeiten besteht, die quer über einen Teil oder die gesamte Breite der Bahn laufen und
so im allgemeinen eine Breite (gemessen in Maschinenrichtung
oder Bewegungsrichtung der Bahn) von der Stärke eines Haares bis 10 cm besitzt. Bei Röntgenfilmen
können solche Fehler durch örtlich beschränktes Dünner- oder Dickerwerden der fotografischen Emulsion
hervorgerufen werden, wenn das Fließband anhält und der frischbeschichtete Film nahe an die Verarbeitungswalzen
oder in Berührung mit diesen kommt, wovon die Bezeichnungen »Walzenmarkierung« und
»Haftmarkierung« für diese Fehler abgeleitet s;ind.
Unabhängig jetzt von der Röntgenfilmherstellung sind diese Fehler gewöhnlich die Folge einer Erschütterung
oder Vibration von Rakel-Streichmaschinen, die bei normaler Arbeitsweise gleichmäßig Material auf Substrate
aufbringen, die quer zu ihnen bewegt werden.
Querfelder, wie sie hier bezeichnet werden, werden folglich beim dünnen Beschichten von Stahlstreifen
angetroffen und zeigen sich als Querwellen, die bei Glasscheiben während der Herstellung in Erscheinung
treten.
Eine exzentrische Walze in einem Fließband kann ferner eine Dehnung oder Kompression auf eine
durchlaufende Materialbahn ausüben, wodurch relativ dünnen oder dicke lokale Querbereiche geschaffen
werden. In der Papierindustrie bestehen a:s weitere Art von Querfehlern unerwünschte Wasserzeichen, die
durch unterbrochenen Walzenkontakt mit dem Papierbrei bei der Ablage auf dem Sieb gebildet werden, oder
Prägungen aufgrund exzentrischer Walzen.
Querfehler konnten als länger andauernde Fehler der obigen dritten Klasse erkannt werden, die Empfindlichkeit
des Emulsionsfehler-Schaltkreises war jedoch vor allem wegen der Unebenheit des Signalsockels beschränkt.
Eine solche Unebenheit verursacht, daß der Integralwert des gerade geprüften Sockels minus dem
Durchschnittswert vieler Sockel ungleich Null ist. Es hat sich gezeigt, daß diese Unebenheit des Sockels bei
einem normalen Erzeugnis ein Signal erzeugen kann, dfts einem Walzenmarkierungsfehler ähnelt, wodurch
das Erzeugnis, das durchaus handelsfähig ist, fälschlicherweise als Ausschuß klassifiziert wird. Es bestand
demnach ein Bedürfnis für einen Detektor, der ausschließlich für Querfehler vorgesehen ist und eine
verbesserte Unterscheidungsfähigkeit besitzt, und der dem Überprüfungssystem gemäß DE-OS 24 36 MO
ohne Störung der Betriebsweise des letzteren und im Idealfall mit vollständiger gegenseitiger Kompatibilität
hinzugefügt werden kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Überprüfungssystem zu schaffen, das
brauchbare und fehlerhafte Bereiche von Materialbahnen dadurch erkennen kann, daß Querfehler mit
geringer Breite (in Richtung der Bahnbewegung) und erheblicher Länge (in Querrichtung zur Bahnbewegung),
wie z. B. Walzenmarkierungsfehler, erkannt und solche Fehler als eine Klasse unterschieden werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale
gelöst.
Eine Weiterbildung der Erfindung ist Gegenstand des Anspruchs 2.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
F i g. 1 in einem Blockschaltbild das gesamte Überprüfungssystem,
F i g. 2 in einem Blockschaltbild die Anordnung der Digitallogik und der Torschaltung,
Fig.3 in einem Blockschaltbild den Detektor und Prozessor für diffusrandige Fehler (DED), zusammen
mit den dazugehörenden Signalwellenformen,
Fig.4 in einem Blockschaltbild einen Detektor für
Fehler längerer Dauer, entsprechend einem Emulsionsfehler (EF) oder einer Überlappung beim Beispiel eines
Röntgenfilmes, zusammen mit einem Hilfs-Haltestromkreis
und unter Hinzufügung einer Einrichtung zum Erkennen von Fehlern geringer Ausdehnung in
Richtung der Bahnbewegung und großer Ausdehnung in Querrichtung dazu,
Fig.4A in einer schematischen Darstellung einige
der elektrischen Signalwellenformen, die in bestimmten Teilen der Schaltung von F i g. 4 vorhanden sind,
F i g. 5 in einem detaillierten Schaltbild die in F i g. 4 hinzugefügte Einrichtung, und
Fig.5A in einer schematischen Darstellung die elektrischen Signalwellenformen, die in bestimmten
Teilen der Schaltung von F i g. 5 vorhanden sind.
Ein Fehlerdetektor der hier beschriebenen Art kann in Verbindung mit dem Überprüfungssystem der
Anmeldung gemäß DE-OS 24 36 110 verwendet werden, das Fehler der folgenden drei Hauptklassen
erkennt und unterscheidet: 1. scharfrandige Fehler, 2. diffusrandige Fehler und 3. sich über eine längere
Zeitdauer erstreckende Fehler, die durch einen amplitudenverschobenen Sockel des optisch-elektrischen Übertragungssignals,
das bei der Abtastung der Bahn erzeugt wird, gekennzeichnet sind. Der optische Abtaster und
die automatische Kalibrierungseinrichtung können dabei für das System als Ganzes gemeinsam verwendet
werden.
Das System kann auch unabhängig von der Vorrichtung gemäß DE-OS 24 36 110 arbeiten, wird
jedoch aus wirtschaftlichen Gründen in einen Hilfsschaltkreis dieser Vorrichtung eingebaut. Wenn dies
geschieht, so ist der Hilfsschaltkreis geeignet, bei dem Erkennen solch feiner Fehler wie Walzenmarkierungsfehler
bei wesentlich niedrigeren Signalschwellenwerten zu diskriminieren.
Der Grundgedanke besteht darin, das Differenzsignal des augenblicklichen, kalibrierten, zugeführten Sockelsignals
und des zeitlich über mehrere Abtastungen gemittelten Wertes zu integrieren, den gehaltenen
Integralwert am Ende jeder Abtastung zu prüfen, ein kurzzeitiges Zeitmittel dieser geprüften Integralwerte
zu erhalten, das kurzzeitige Zeitmittel des geprüften Wertes mit dem augenblicklichen Integralwert zu
vergleichen, unter Verwendung eines bipolaren Diskriminators mit vorgewählten (+) und (—) Schwellenwerten
die Differenzen zu unterscheiden und ein Warnsignal für jedes Signal abzugeben, das die vorgewählten
Schwellenwerte im Augenblick der Prüfung übersteigt. Da die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung
die optische und elektrische Übertragungseinrichtung des Geräts nach der DE-OS 24 36 110 mitverwendet,
wird wegen der vollständigen Details der Konstruktion und Arbeitsweise der Schaltung auf die Beschreibung
dieser DE-OS verwiesen. Es soll hier lediglich so viel wiederholt werden, wie ohne überflüssige Wiederholung
zum Verständnis der grundsätzlichen Konstruktion notwendig ist.
Zusammengefaßt enthält die Vorrichtung nach der DE-OS 24 36 110 ein Analog/Digital-Überprüfungssystern,
das Einrichtungen, die dazu dienen, bei jeder Abtastzeile automatisch von neuem zu kalibrieren, und
Schaltkreise zum Erkennen scharfrandiger, diffusrandiger und sich über eine längere Dauer erstreckender
Fehler aufweist. Diese Schaltkreise erhalten von einer einzigen Fotodetektoranordnung (eine Anordnung für
jeden Überprüfungskanal) Informationssignale. Die Kalibrierung und Fehlererkennung und -identifizierung
werden jedoch unter Verwendung zweier korrespondierender, jedoch unterschiedlicher Formen des gleichen
Kalibrierungssignals in der Weise durchgeführt, daß jede die Nachteile sowohl der kurz- als auch der
langzeitigen Systemparameterschwankungen bei der /•Suswertung einer bestimmten Fehlerklasse ausschaltet.
Da Walzenmarkierungsfehler durch jeden der drei
Überprüfungskanäle des Systems gemäß DE-OS 24 36 110 erkannt werden können, wird hier nur der in
Transmission arbeitende Kanal dieser Anmeldung im Detail beschrieben.
Gemäß den Figuren 1, 2, 3 und 4 verwendet der Lichtpunktabtaster, der insgesamt mit 20 bezeichnet ist,
eine Laserquelle (im einzelnen nicht dargestellt), die auf einen rotierenden Spiegelreflektor mit vielen Facetten
(nicht gezeigt) gerichtet ist, der zusammen mit einer
bündelnden Optik (im einzelnen nicht dargestellt) ein stark kollimiertes Strahlungsbündel für die Abtastung
erzeugt. Dieses Bündel überstreicht mit einem Strahlungsfleck 21 quer die fortlaufende Materialbahn 22 mit
einer ausreichend hohen Geschwindigkeit, um sicherzustellen, daß aufeinanderfolgende Abtastungen in einer
für eine vollständige Materialüberprüfung ausreichenden Weise überlappen.
Bei jeder Abtastung überstreicht das Bündel unmittelbar vor der Abtastung der Materialbahn ein Strahlungsdämpfungsfiiter,
dessen Aufbau in F i g. 1 insgesamt mit 23 bezeichnet ist und das eine automatische Kalibrierungseinrichtung
enthält, die im folgenden als »AUTO-CAL-Filter« bezeichnet wird. Dieses erzeugt das
Kalibrierungssignal, das dem Analogdetektor 24 für scharfrandige Fehler und dem Prozessor 25 für
diffusrandige Fehler zugeleitet wird . Der Detektor 30 für Emulsionsfehler (er stellt bei dem Überprüfungssystem
für Röntgenfilme den Detektor für sich über eine längere Dauer erstreckende Fehler der allgemeinen
Beschreibung dar) wird mittelbar unter Bezugnahme auf das AUTOCAL-Kalibrierungssignal geeicht. Dies ist
alles in der DE-OS 24 36 110 beschrieben.
Ein die Strahlung zuführender Stabsammler 32 (nicht im Detail dargestellt) leitet die Strahlungsenergie des
Bündels, das durch das AUTOCAL-Filter (nicht gezeigt) durchgelassen wird, sowie des Bündels, das von der
durchlaufenden Materialbahn 22 reflektiert oder durchgelassen worden ist, zu einem Photomultiplier (PM) 33.
Entsprechend den F i g. 4A und 5A wird hierdurch ein elektrisches Zeitfolgesignal A für jede Abtastung
erzeugt, bei dem von links nach rechts ein AUTOCAL-Impuls 45 erscheint, dem ein Sockelsignal 46 des
Produktes folgt. Die AUTOCAL-Komponente 45 dieses Signals wird in der Schaltkreisanordnung dazu verwendet,
ein zugrundeliegendes Referenz-Spannungssignal und Ansprech- oder Empfindlichkeitswerte in den
verschiedenen Fehlererkennungs-Schaltkreisen für die Untersuchung des nachfolgenden Produkt-Sockelbereiches
jeder Abtastwellenform aufzustellen.
Die Einzelheiten des Dreikanal-Überprüfungssystems und der vollständigen, hier verwendeten optischen
Anordnung sind in der Patentanmeldung P 24 36 110 beschrieben, auf die wiederum Bezug genommen wird,
und werden daher hier nicht wiederholt.
Gemäß F i g. 1 ist eine geeignete Stufe 43 zur Vorverstärkung und automatischen Verstärkungsregelung
zwischen der PM-Röhre 33 und den Fehlererkennungs-Schaltkreisen eingeschaltet. Diese Stufe verstärkt
die Signalamplitude und isoliert den Photomultiplier 33 gegenüber möglichen Belastungseffekten der
nachfolgenden Überprüfungsstufen, während die automatische Verstärkungsregelung (AVR) sicherstellt, daß
die Ausgangssignalampiitude innerhalb vorgewählter Grenzen bleibt, damit Veränderungen der Laser-Intensität
oder des Wirkungsgrades der PM-Röhre das Verhalten des Systems nicht verschlechtern.
Gemäß den Fig. 1 und 2 enthält der Digital-Logik-
und Gatter-Schaltkreis 44 einen Zählerabschnitt 44a, einen Decoderabschnitt 446 und einen Logikabschnitt
44c und erzeugt alle Zeitgattersignale für den nachfolgend beschriebenen Analogabschnitt. Ein nicht
gezeigter Schaltkreis innerhalb des Schaltkreises 44 konditioniert die Fehlersignale zusätzlich in der Weise,
daß durch sie ein Computer zum Einschalten einer Warnvorrichtung, zum Auslösen der Kennzeichnungs-,
Schlitz- und Schneidvorgänge, die notwendig sind, um an einer geeigneten Stelle des Fertigstellungsvorganges
ein fehlerhaftes Produkt von fehlerfreien zu trennen und zum Durchführen einer Datenanalyse aufgrund der
erkannten Fehler gesteuert werden kann.
F i g. 2 zeigt die wesentlichen Ein- und Ausgänge des Schaltkreises 44, die mit Buchstaben bezeichnet sind und den in den F i g. 3, 4A und 5A gezeigten Wellenformen entsprechen. Die Eingänge bestehen folglich aus dem Zeitfolge-Vorverstärkungssignal C, dem Emulsionsfehler-Signal Y,dem Abtastungs-Nachweissignal ßundden hochfrequenten, stabilen Taktsignalen, die die zeitliche Koordination des gesamten Überprüfungssystems bewirken. Das Abtast-Nachweissignal B löst den Rücksetzimpuls G aus, während die Kombination einer Vorderflanke des AUTOCAL-Impulses 45, von Taktimpulsen, einem Zähler und geeigneten Decodern Flip-Flops setzen und rücksetzen, um das AUTOCAL-Gattersignal H für scharfrandige Fehler, das nicht weiterbeschrieben wird, und das AUTOCAL-Gattersignal N für difusrandige Fehler zu erzeugen. Das
F i g. 2 zeigt die wesentlichen Ein- und Ausgänge des Schaltkreises 44, die mit Buchstaben bezeichnet sind und den in den F i g. 3, 4A und 5A gezeigten Wellenformen entsprechen. Die Eingänge bestehen folglich aus dem Zeitfolge-Vorverstärkungssignal C, dem Emulsionsfehler-Signal Y,dem Abtastungs-Nachweissignal ßundden hochfrequenten, stabilen Taktsignalen, die die zeitliche Koordination des gesamten Überprüfungssystems bewirken. Das Abtast-Nachweissignal B löst den Rücksetzimpuls G aus, während die Kombination einer Vorderflanke des AUTOCAL-Impulses 45, von Taktimpulsen, einem Zähler und geeigneten Decodern Flip-Flops setzen und rücksetzen, um das AUTOCAL-Gattersignal H für scharfrandige Fehler, das nicht weiterbeschrieben wird, und das AUTOCAL-Gattersignal N für difusrandige Fehler zu erzeugen. Das
Überprüfungsgattersignal J, das nicht weiter beschrieben wird, und das Produkt-Gattersignal Q und das
Abfragesignal ZZ werden in ähnlicher Weise gebildet abgesehen davon, daß die Vorderflanke des Produkt-Sockels
46 anstelle des AUTOCAL-Signals 45 verwendet wird, um die Bildung dieser Gattersignale
auszulösen. Das Emulsionsfehler-Haltesignal X wird in dem Moment ausgelöst, in dem ein Emulsionsfehler V
erkannt wird, zum Rekalibrieren der Emulsionsfehler-Schaltung zu Beginn eines neuen Produktdurchlaufes
löst die Bedienungsperson von Hand ein Emulsionsfehler-Rekalibrierungssignal
Z aus. Die Gatter- oder Torsignale, die — wie beschrieben — gebildet werden
besitzen äußerst exakte Breiten, die benötigt werden, um ausgewählte Bereiche des AUTOCAL-Impulses und
des Sockelbereichs des eine hohe Wiederholungsfrequenz besitzenden, aufeinanderfolgenden Vorverstärkersignals
C passieren zu lassen. In diesem Zusammenhang: jede Abtastung erfordert, daß das
AUTOCAL-Gattersignal N für diffusrandige Fehler genau in die Grenzen des AUTOCAL-Impulses 45 fällt,
der 1 bis 2 Mikrosekunden schmal sein kann.
Gemäß F i g. 1 erhält der Prozessor 25 für diffusrandige Fehler das sequentielle, vorverstärkte Eingangssignal
C und verwendet das Produkt-Gattersignal Q und das DED-AUTOCAL-Gattersignal N des Digital-Logik-
und Gatter-Schaltkreises 44 zur Erzeugung eines kalibrierten Ausgangssignals S. Wie nachfolgend beschrieben,
ist das kalibrierte Signal 5 nicht nur zum Erkennen diffusrandiger Fehler, die hier nicht weiter
so beschrieben werden, sondern auch zum Erkennen der Emulsionsfehlerklasse und feiner Querfehler, für die die
Walzenmarkierungsfehler als Beispiel gewählt wurden.
wesentlich.
Fig.3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des
Prozessors 25 für diffusrandige Fehler und die charakteristischen elektrischen Signalwellenformen, die
zum Verständnis der Arbeitsweise dieser Schaltung beitragen.
Das sequentielle, vorverstärkte Eingangssignal C zeigt einen scharfrandigen Fehler 74, der einem
größeren, wellenlinienförmigen Produktfehler 75 überlagert ist, der während zwei aufeinanderfolgender
Abtastperioden t\ und ti erscheint Das Signal der
zweiten Abtastperiode, das mit ti bezeichnet ist, zeigi
infolge einer Änderung der einfallenden Beleuchtung, die z. B. durch einen Unterschied im Reflexionsvermögen
von zwei benachbarten Facetten des rotierenden Abtastspiegels verursacht wird, AUTO-CAL- und
Sockel-Komponenten, die in der Amplitude reduziert sind.
Die Amplitude des AUTOCAL-Impulses A (ii) wird
während des Intervalls des AUTOCAL-Gattersignals N geprüft und dann gehalten, um den AUTOCAL-Referenzwert
P für diffusrandige Fehler zu erzeugen. Die Wellenformen CC, NNund PP, die den Wellenformen C,
N bzw. P entsprechen, sind vergrößerte Darstellungen der AUTOCAL-Signalformen für diffusrandige Fehler.
Der AUTOCAL-Prüfwert-Haltestromkreis 76 hält diesen Bezugswert A (Λ), bis er durch den nächsten
Prüfwert A {t2) ersetzt wird. Ein Nachlauf-Haltestromkreis
80 folgt den Schwankungen des Produkt-Sockels P (x, t\), der infolge des Produkt-Gatterssignals Q
durchgelassen wird, und hält den Produkt-Endwert P(x, ii), bis das nächste Produkt-Gattersignal Q auftritt,
wodurch P (x, t2) erzeugt wird, das in der Wellenform R
gezeigt ist Für die beschriebene Situation sinken infolge der Verringerung der Abtastbeleuchtung der AUTO-CAL-Wert
ffür diffusrandige Fehler und die Amplitude Λ des Produkt-Sockels.
Unter Verwendung herkömmlicher Verfahren zur Differenzbildung der Logarithmen zweier Faktoren zur
Erzeugung des Logarithmus ihres Verhältnisses werden das AUTOCA L-Signal fund das Produkt-Sockelsignal
R für diffusrandige Fehler durch Log-Verstärker 81 bzw. 82 logarithmisch verarbeitet und wird durch den
Differenzverstärker 83 ihre Differenz gebildet, wodurch das logarithmische Verhältnis
(-)Log[P(x,t)/A(tJ\ "
erzeugt wird, das durch die Signalwellenform S dargestellt wird.
Da die Signale P(x, t) und A(t) beide durch den gleichen Systemproportionalitätsfaktor K(s, t) beeinflußt
werden, der in der Anmeldung P 24 36 110 beschrieben wird, kürzt sich dieser Faktor bei der
Bildung des Verhältnisses heraus und enthält die Wellenform 5 folglich die kalibrierte Fehlerinformation.
Fehleramplituden sind demnach als Anteil oder Bruchteil der Produktionssignals, nicht des Produkt-Plus-Rauschsignalwertes
definiert
Um dies zu erreichen, ist es jedoch notwendig, durch passende Wahl des AUTOCAL-Strahlungsabschwächungsfilters
23 die Höhe des AUTOCAL-Signals /»für diffusrandige Fehler so vorzuwählen, daß man den
geeigneten Gewinn erhält, der mehr oder weniger die Fehler als einen Bruchteil der Höhe des Produktsockelsignals
hervorhebt (Die Wellenform S verdeutlicht den Fall, in dem die Fehler angehoben wurden.)
Jeder Unterschied zwischen den Signalwerten V\ und V2 in der logarithmisch verarbeiteten Verhältnis-Signalwellenform
S während zwei aufeinanderfolgender Abtastperioden zeigt das Vorhandensein eines Emulsionsfehlers,
einer Überlappung oder eines feinen Querfehlers (z. B. Walzenmarkierung) an, was durch
eine Änderung der Sockelhöhe ohne entsprechende Änderung der AUTOCAL-Impulshöhe erkannt wird.
Diese spezielle Fehlerklasse (sich über eine längere Dauer erstreckende Fehler) wird durch die nachfolgend
beschriebenen Detektoren für Emulsionsfehler oder Querfehler erkannt (jedoch nicht notwendigerweise
identifiziert).
F i g. 4 zeigt zusammen mit den in F i g. 4A gezeigten Wellenformen der verwendbaren Signale eine bevorzugte
Ausführungsform des Emulsionsfehler-Detektors 30 zum Unterscheiden dieser Fehlerart.
Die Signalwellenform A von Fig.4A stellt eine
Aufeinanderfolge von vier Abtastungen in einem Transmissionskanal dar, bei welcher in den letzten
beiden Abtastungen ein Emulsionsfehler 93, im vorliegenden Fall ein Fehlen der Emulsion, oder ein
Walzenmarkierungsfehler auftritt. Dieser Fehler ist unmittelbar erkennbar, da die Sockelhöhe plötzlich über
die Höhe des AUTOCAL-Impulses 45 ansteigt. (Umgekehrt würde ein vergleichsweise niedriges
Sockelsignal eine anomal dicke Emulsion oder eine Überlappung anzeigen.) Da die Arbeitsweise des
Detektors für scharfrandige Fehler, der hier nicht beschrieben wird, von der Differenzierung des Sockelsignals
und die Arbeitsweise des Detektors für diffusrandige Fehler, der hier nicht beschrieben wird,
von dem Filtrieren eines nichtpulsierenden Gleichspannungssignals mittels eines Hochpaßfilters abhängt, wird
keines der beiden Detektorsysteme die Klasse der Querfehler (z. B. Walzenmarkierung) unterscheiden, die
eine Änderung der Sockelhöhe gegenüber der Amplitude des AUTOCAL-Signals 45 verursacht. Zum Unterscheiden
dieser Fehlerklasse arbeitet der Emulsionsfehler-Detektor 30 in der Weise, daß er das augenblickliche,
logarithmisch verarbeitete und kalibrierte Signal S mit dem zeitlichen Mittelwert U vieler Abtastungen
vergleicht, so daß das sich ergebende zeitlich integrierte Differenzsignal V zum Erkennen eines Fehlers verwendet
wird. Dieses zeitlich integrierte Differenzsignal V kann zum Erkennen feiner Querfehler verwendet
werden, die noch innerhalb der Emulsionsfehlerschwellenwerte 100 bleiben, deren Werte entsprechend dem
Grad der Unebenheit des Sockels eingestellt werden.
Das logarithmisch verarbeitete Verhältnissignal 5, das von dem vorausgehend beschriebenen Prozessor 25
für diffusrandige Fehler kommt, hat eine Anfangsamplitude Vo und gelangt über einen FET-Schalter Nr. 1 mit
der Bezugsziffer 94, der im Ruhezustand geschlossen ist, zu einem Zeitmittelwert-Haltestromkreis 95. Das
Ausgangssignal LJ dieses Schaltkreises ist der über viele Bahnabtastungen zeitlich gemittelte Wert von S, und
besitzt eine Amplitude VA ve, die etwa gleich V0 ist.
Die Differenz zwischen den Amplituden der beiden Signale 5und t/wird durch den Differenz-Zeitintegrator-Schaltkreis
96 während der Zeitdauer zeitlich integriert, während der dieser Schaltkreis durch das
Produkt-Gattersignal Q aktiviert ist. Am Ende jeder Produktabtastung schaltet der Rücksetzimpuls G den
Integrator-Schaltkreis 96 in der Weise, daß sein Ausgangssignal zum Grundlinienwert zurückkehrt,
wodurch der angesammelte Wert zur Erzeugung der Ausgangswellenform V entladen wird. Wenn das Signal
V die zuvor eingestellten Schwellenwerte 100 der Wellenform W in dem bipolaren Diskriminator 101
übersteigt, wie es bei 93a gezeigt ist, wird ein entsprechendes positives Fehlersignal 93Z>
in der Wellenform Y erzeugt Fehlersignale negativer Polarität erzeugen entsprechende negative Gegenstücke in
der Wellenform Y, und die Signaldauern entsprechen für beide Polaritäten der Schwere der Fehler. Der
Abschnitt 102 der Emulsionsfehlerlogik nimmt das Emulsionsfehlersignal Y auf und erzeugt als Antwort
das entsprechende Alarm- und Produktausschlußsignal 109, das den Digitallogik- und Gatter-Schaltkreis 44c
zur Erzeugung eines Emulsionsfehler-Haltesignals X veranlaßt
Das Signal X hat mehrere Wirkungen, nämlich (1) öffnet es den FET-Schalter Nr. 1,94, und (2) veranlaßt es
den Zeitmittel-Haltestromkreis 95, die Mittelung des log-verarbeiteten Verhältnissignals S einzustellen und
.„fr ■*ΤΓτητ;*ιιΐΓΐι.*'^'·''ί·"ϊΤ"*·'~ '■"·** ■
ίο
dieses Signal durch ein »fehlerfreies Produkt«-Referenzsignal
XXmit der Amplitude Vavezu ersetzen, das
durch den Emulsionsfehler-Haltestromkreis 31 erzeugt wird. Mehrere Abtastungen nach dem Löschen des
Emulsionsfehler-Zustandes (typischerweise werden zwei fehlerfreie Abtastungen als Löschintervall gewählt)
läßt der Digitallogik- und Gatterschaltkreis 44 das Emulsionsfehler-Haltesignal X zu seinem Grundlinienwert
zurückkehren, wodurch der FET-Schalter Nr. 1, 94, geschlossen wird und der Zeitmittel-Haltestromkreis
95 seine Arbeit wieder aufnimmt.
Das Aufrechterhalten einer langzeitigen Stabilität der »fehlerfreies Produkt«-Signalamplitude XX ist notwendig,
da dieser Wert für die Bedienungsperson die beste, innerhalb eines Produktlaufes verfügbare Information
für gute Produktqualität ist. Da kurz- und langzeitige Schwankungen bereits berücksichtig worden sind, stellt
das Signal XX eine absolute Vergleichsnorm für das Transmissions- bzw. das Reflexionsvermögen eines
fehlerfreien Produktes dar.
Zusätzlich erregt das Emulsionsfehler-Haltesignal X den Emulsionsfehler-Haltestromkreis 31, der in der
folgenden Weise arbeitet:
Das zeitgemittelte Signal LJ, das vom Emulsionsfehler-Detektorabschnitt
30 abgegeben wird, wird durch einen Verstärker 103 verstärkt und dann durch den
Analog/Digital-Wandler 104 zu dem Zeitpunkt geprüft, in dem die Vorderflanke 105 der Stufe des Emulsionsfehler-Haltesignals
A"passiert. Diese geprüfte Signalamplitude wird durch den Analog/Digital-Wandler 104, der
das digitale Register 106 erregt und lädt, in digitale Form umgesetzt. Solange das Emulsionsfehler-Haltesignal
X besteht, hält das Digital-Register 106 seinen geladenen Wert unverändert, und zwar ohne Rücksicht
auf die nachfolgenden Signalschwankungen, die am Eingang des Analog/Digital-Wandlers 104 bestehen. Ein
Digital/Analog-Wandler 107 überführt das digitale Registerausgangssignal wieder zurück in die analoge
Form, die nach dem Durchgang durch den FET-Schalter Nr. 2,108, nun das Referenzeingangssignal XX, VA VE, für
ein fehlerfreies Produkt wird, und dieses Signal wird zu dem Emulsionsfehler-Nachweisabschnitt 30 geführt. Die
Wellenform XX zeigt, daß sich das »fehlerfreies Produkt«-Referenzsignal bis zum Auftreten des Emulsionsfehler-Haltesignals
Xauf den Grundwert befindet, dann jedoch auf einen Wert K4 ve springt, der der letzten
bekannten zeitgemittelten Signalainplitude 110 unbeeinflußt von dem Erkennen eines Emulsionsfehler· Zustandes
93 entspricht.
Der FET-Schalter Nr. 2, 108, der beim Auftreten des Emulsionsfehler-Haltesignals X schließt, bewirkt die
Substitution des »fehlerfreies Produkt«-Referenzsignals XX für das zeitgemittelte, log-verarbeitete Verhältnissignal
5 in dem Zeitmittelungs-Haltestromkreis 95. Das Ausgangssignal des Schaltkreises 95 wird nun das eine
feste Amplitude besitzende »fehlerfreies Produkt«- Referenzsignal XX, dessen Wert gleich dem des
/eitgemittelten Signals LJ ist, das genau zu dem
Zeitpunkt die Amplitude 110 besitzt, an dem die Vorderflanke 105 des Emulsionsfehler-Haltesignals X
durchläuft.
Man erkennt, daß bei Schwankungen des Produkts oder des optischen Systems, die zu Unebenheiten des
Sockels beitragen, wie es in der Wellenform A von F i g. 5A gezeigt ist, der Differenz-Zeitintegrator-Schaltkreis
96 einen im wesentlichen integrierten Differenzwert erzeugt, nämlich die Wellenform V. Die
Emulsionsfehler-Signalhöhe 100 müßte folglich dann auf einen ausreichend hohen Wert gesetzt werden, um die
Erzeugung falscher Fehlersignale bei der Abtastung eines normalen Produktes zu verhindern, wodurch die
Empfindlichkeit des Emulsionsfehlerschaltkreises begrenzt würde. Dieses Problem wird durch den
anschließend beschriebenen Detektor 2100 für Querfehler (einschließlich insbesondere der Walzenmarkierungsfehler)
beseitigt.
Gemäß Fig.4 besteht der Walzenmarkierungs-Detektor 200 aus drei Hauptkomponenten, nämlich einer Präzisionsklemmschaltung 202, die die zeitlich veränderliche Wellenform V prüft und die Werte dieser Prüfungen zur Bildung einer Vorspannung mittels, die zum Halten des Signals Vim Bereich eines Grundlinienwerts von 0 Volt notwendig ist, einem bipolaren Diskriminator 210 und einem UND-Gatter 212. Die Elemente der Präzisionsklemmschaltung 202 sind unter anderem ein Prüf-Zeitmittler 204 und ein Differenzbildner 205. Zum Verständnis der Funktionen des QuerfehlerDetektorschaltkreises wird auf die Wellenformen der F i g. 3,4A und 5A Bezug genommen.
Gemäß Fig.4 besteht der Walzenmarkierungs-Detektor 200 aus drei Hauptkomponenten, nämlich einer Präzisionsklemmschaltung 202, die die zeitlich veränderliche Wellenform V prüft und die Werte dieser Prüfungen zur Bildung einer Vorspannung mittels, die zum Halten des Signals Vim Bereich eines Grundlinienwerts von 0 Volt notwendig ist, einem bipolaren Diskriminator 210 und einem UND-Gatter 212. Die Elemente der Präzisionsklemmschaltung 202 sind unter anderem ein Prüf-Zeitmittler 204 und ein Differenzbildner 205. Zum Verständnis der Funktionen des QuerfehlerDetektorschaltkreises wird auf die Wellenformen der F i g. 3,4A und 5A Bezug genommen.
Das zeitintegrierte Differenzsignal V des Emulsionsfehler-Detektors
30 ist gleichzeitig das Eingangssignal der Prüf- und Zeitmittlungsschaltung 204 und des
Differenzbildners 205. Da die Wellenform V das Ergebnis des zeitlichen Integrierens der Differenz
zwischen dem durch das Produktgattersignal Q festgelegten Bereich des Log-verarbeiteten Signals S
und dessen zeitlichem Mittelwert LJ ist, erzeugen schwache Änderungen der Sockelhöhe des Zeitfolgesignals
A, die eine Walzenmarkierung anzeigen, die im vorliegenden Fall als eine Amplitudenerhöhung des
mittleren, unebenen Sockels 216 von F i g. 5A gezeigt ist, eine deutliche Änderung des integrierten Endwertes bei
dem Punkt 217 des korrespondierenden Signals in der Wellenform V. Besonders signifikant ist, daß infolge der
Unebenheit des Produktsockels (s. Wellenform A) sich die maximalen Amplituden der drei Spuren der
Wellenform V nur geringfügig verändern und daher unterhalb der Nachweisgrenzen des Emulsionsfehler-Detektors
30 bleiben. Der Abfrageimpuls ZZ, der in dem Digitallogik- und Gatterschaltkreis 44 entsteht, tritt in
dem Intervall zwischen dem Ende des Produktgatters Q und dem Rücksetzsignal G des Fehlererkennungs-Differenz-Zeitintegrators
auf und wird zum Triggern des Prüf- und Zeitmittelungsschaltkreises 204 verwendet,
um die charakteristischen Endwerte jeder Abtastung in der Wellenform V zu prüfen und über mehrere
Abtastungen zu mitteln und dadurch eine Wellenform BB zu erzeugen, die dann zur Bildung der Klemm-Vorspannung
in der Differenz-Schaltung 205 verwendet wird.
Die geklemmte Signal-Ausgangswellenform RR (Fig. 5A), die durch die Differenz-Schaltung 205
erzeugt wird, passiert den bipolaren Diskriminator 210, dessen Schwellenwerte entsprechend dem Spannungsteiler
224 (Fig.5) eingestellt sind. Diejenigen Bereiche
der Wellenform RR, die die zuvor eingestellten Schwellenwerte übersteigen, z. B. der schraffierte
Bereich 218, veranlassen den bipolaren Diskriminator 210, das in der Wellenform SS gezeigte Logiksignal zu
erzeugen. Man erkennt aufgrund der benachbarten Pulse in der Wellenform RR, daß nicht ebene Sockel
Auslenkungen von Bereichen dieser Impulse über die festgesetzten Schwellenwerte verursachen können, und
zwar sogar dann, wenn ein Querfehler (oder ein Walzenmarkierungsfehler) nicht vorhanden ist. Um
diese Unsicherheit zu vermeiden, arbeitet das UND-
Gatter 212 in der Weise, daß nur der Teil des Ausgangssignals des bipolaren Diskriminators 210
durchgelassen wird, der zeitlich am Ende jeder Produktabtastung mit dem Abfragesignal ZZ zusammenfällt,
wodurch das Signal FF für Querfehler oder Walzenmarkierungsfehler erzeugt wird.
Man erkennt, daß dann, wenn eine kleine, konstante Versetzungsspannung, die nicht mit der Produktabtastung
zusammenhägt, am Eingang des Differenz-Zeitintegrators 96 vorhanden ist, ein Differenz-Eingangssigral
des Wertes Null für diesen Schaltkreis eine von Null verschiedene integrierte Ausgangswellenform V,
ergeben würde. In diesem Fall würde das Signal V, wenn es ausreichend groß ist, die Emulsionsfehler-Schwellenwerte
100 übersteigen und die Emulsionsfehler-Warnvorrichtung 109 auslösen. Der Detektor für Quer- oder
Walzenmarkierungsfehler wird dadurch jedoch nicht beeinträchtigt, da eine Änderung der Klemmsignalhöhe
BB die Erhöhung der Amplitude der Wellenform V ausgleicht, so daß das Signal RR innerhalb der vorher
eingestellten Schwellenwerte des Diskriminators für Quer- oder Walzenmarkierungsfehler bleibt.
Fig.5 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform
der Detektorschaltung für Quer- oder Walzenmarkierungsfehler. Die Elemente, die die Pr Jzisionsklemmschaltung
202 enthält, sind als zwei einzeli.e Untergruppen durch unterbrochene Linien dargestellt,
nämlich als der Prüf- und Zeitmittler 204 und der Differenzbildner 205, um deren getrennte Funktionen
deutlicher aufzuzeigen. Die oben erwähnte Präzisionsklemmschaltung 202 besitzt eine mehrfache Funktion.
Das Differenz-Zeitintegrator-Ausgangssignal Vgelangt auf zwei parallelen Wegen zu einein Differenzverstärker
215 mit dem Verstärkungsfaktor 1. Der Funktionsverstärker 215 kann ein handelsüblicher Typ sein. Der
erste Weg zu dem Ausgang des Verstärkers 215 über die 10-kOhm-Widerstände 213 und 214 spricht in hohem
Maße auf das Signal V an. Der zweite Weg über den Widerstand 220 und den FET-Schalter 223 zu dem
nichtinvertierenden Anschluß des Verstärkers 215 spricht infolge der Zeitmittelung, die durch die
kombinierten Werte der 10-kOhm-Widerstände 220 und
221 und des 1,0-Mikrofarad-Kondensators 222 wesentlich weniger auf das Signal V an. Wenn der
FET-Schalter 223 geschlossen ist, prüft der Kondensator 222 das Signal Vdurch die Widerstandsteiler 220 und
221 und lädt auf den Wert '/2 V auf. Wie oben erwähnt,
ist das Signal V während jedes Zeitpunkts im wesentlichen konstant, zu dem der FET-Schalter 223
geschlossen ist. Die effektive Mittelwertbildung von '/2 V von einem Schließen des Schalters bis zum
nächsten ist unmittelbar proportional den Werten der Widerstände 220 und 221 und des Kondensators 222,
jedoch umgekehrt proportional zu dem Zeitanteil, den der Schalter geschlossen ist (typischerweise eine
Einschaltdauer von 1%, geschlossene Periode von 5 MikroSekunden). Wenn der FET-Schalter öffnet, wird
der Mittelwert von '/2 V bei dem nichtinvertierenden ( + ) Eingang des Verstärkers 215 durch den Kondensator
222 aufrechterhalten.
Wegen des hohen Verstärkungsverlaufs des Verstärkers 215 und infolge des Rückkopplungswiderstandes
214 wird der invertierende Eingang des Verstärkers 215 auf dem gleichen Potential wie der nichtinvertierende
Eingang gehalten. Da die Widerstände 213 und 214 die gleichen Werte besitzen, wird ferner der Unterschied
zwischen der Eingangsspannung V und dem Ausgangssignal RR über diese Widerstände gleich verteilt und
erscheint wieder an dem invertierenden ( —) Eingang. Da der nichtinvertierende Eingang Ui Vave gehalten
wird, muß das Ausgangssignal RR gleich -(V- Vave)
sein, einem invertierten, nullbezogenen Walzenmarkierungs-
oder Querfehlersignal.
Die Fähigkeit dieses Schaltkreises, ein Signal genau an einen Null-Grundlinienwert zu klemmen, wird am
besten durch ein Beispiel verdeutlicht. Es sei angenommen, daß das Signal V in F i g. 5 einen konstanten
ίο Gleichspannungswert von +2,0VoIt besitzt, und daß
der FET-Schalter 223 geschlossen ist. Die Widerstände 220 und 221 bilden einen einfachen Spannungsteiler, da
der Kondensator 222 als ein offener Kreis erscheint. An der nichtinvertierenden ( + ) Klemme des Verstärkers
215 tritt folglich ein Gleichspannungssignal von 1,0 Volt auf. Infolge der Rückkopplung tritt ein identisches
Signal von +1,0 Volt an der invertierenden ( —) Klemme des Verstärkers auf. Die Widerstände 213 und
214 bilden ebenfalls einen Spannungsteiler zwischen dem Verstärkerausgang (RR) und dem Eingang von
2,0 Volt. Da die Spannungsdifferenz an dem Widerstand 213 1 Volt ist und der auf diese Weise erzeugte Strom
vollständig durch einen gleichen Widerstand 214 fließt, tritt an dem Widerstand 214 eine gleiche Spannungsdifferenz
von 1 Volt auf. Das Ausgangssignal RR ist demnach 0 Volt für ein Eingangssignal Kvon 2,0 Volt.
Das Restsignal RR, das nicht nullbezogen ist, gelangt als nächstes zu den parallelgeschalteten Komparatoren
232 und 233, die durch die Widerstände 230,231 und 225 entsprechend vorgespannt werden, so daß sie als ein
bipolarer Diskriminator 210 dienen, wobei die (+)- und (-)-Schwellenwerte verwendet werden, die durch das
Potentiometer 224a der Walzenmarkierungs- oder Querfelder-Höheneinrichtung 224 eingestellt werden.
Das ODER-Gatter 211 läßt Fehlersignale beider Polaritäten durch, das UND-Gatter 212 bewirkt jedoch,
daß nur solche Fehlersignale als Walzenmarkierungsoder Querfehler registriert werden, die die zuvor
eingestellten Schwellenwerte 224 zum Zeitpunkt des Abfrageimpulses ZZübersteigen.
Entsprechend insbesondere den F i g. 1 und 5A läßt sich die Arbeitsweise des gesamten Überprüfungssystems
beim Erkennen typischer Walzenmarkierungsoder Querfehler folgendermaßen zusammenfassen:
Unter Verwendung eines laseroptischen Systems 20 wird mittels eines wandernden Lichtfleckes eine
Abtastung 21 erzeugt, die über ein optisches AUTO-CAL-Filter 23 mit bestimmten Strahlungsdämpfungseigenschaften
und von dort über eine Produkt- oder Materialbahn 22, die sich in der angegebenen Richtung
bewegt, läuft. Die PM-Röhre 33 erzeigt eine sequentielle Wellenform A aufgrund der von der Materialbahn
(Fig. 1) durchgelassenen Energie, die über einen die Strahlung zuführenden Stabsammler 32 zu der PM-Röhre
33 geleitet wurde. Ein Abtastungsende-Detektor 34 in Form einer unabhängigen Sonnenzelle erzeugt ein
Signal B, das ein Maß für die Energie des Überprüfungsbündels ist und die Bildung eines Rücksetzimpulses G
auslöst, der durch die Digitallogik- und Gatter-Schaltung 44 erzeugt wird. Der Vorverstärker und AVR-Schaltkreis
43 erzeugt eine invertierte, jedoch verstärkte sequentielle Wellenform C(Fig.3), die die AUTO-CAL-
und die Sockel-Information enthält, die zum Unterscheiden oder Diskriminieren der breiten Vielfalt
oben genannter Fehler bezüglich des Erkennens von scharfrandigen Fehlern, diffusrandigen Fehlern und
Emulsionsfehlern (sich über eine längere Dauer erstreckende Fehler) notwendie ist.
Wie in der Anmeldung P 24 36 110 beschrieben ist, hängt die Arbeitsweise des Detektors 24 für scharfrandige
Fehler und der zugeordneten Waren- und Produkt-Ausschlußvorrichtung 64 von den Ergebnissen
des Differenzieren der sequentiellen Wellenform Cab,
das zum Erkennen von Fehlern dient, die gewöhnlich sehr klein sind und scharfe Ränder besitzen.
Da ein diffusrandiger Fehler kein ausreichend starkes differenziertes Signal erzeugt, sondern infolge der
diffuseren Randbedingungen ein schräg ansteigendes, anstatt eines steil ansteigenden Signals erzeugt, wird er
durch den Detektor 24 für scharfrandige Fehler nicht erkannt. Um aus der sequentiellen Wellenform C die
Information hinsichtlich diffusrandiger Fehler zu extrahieren, verwendet daher der Prozessor 25 für
diffusrandige Fehler das für diffusrandige Fehler bestimmte AUTOCAL-Gattersignal N, das durch die
Digitallogik- und Gatter-Schaltung 44 erzeugt wird, um die Amplitude des AUTOCAL-Gegenstückes des
Impulses 45, die Wellenform A, zu prüfen und dadurch einen AUTOCAL-Referenzspannungswert aufzustellen.
Wie oben beschrieben, wird der Logarithmus des Verhältnisses dieses Referenzsignals A (t) zu dem
Produktsockelbereich des sequentiellen Signals C gebildet, das durch das Produktgattersignal Q eingeblendet
wurde, das durch die Digitallogik- und Gatterschaltung 44 gebildet wird. Das kalibrierte
Log-Verhältnis-Ausgangssignal S wird über ein Hochpaßfilter dem Detektor 26 für diffusrandige Fehler
zugeführt, und die verbleibende Wechselspannungskomponente wird diskriminiert. Das Auftreten von
Signalen für diffusrandige Fehler löst eine Warnvorrichtung 92 und den Produktausschluß aus, wie es oben für
das Erkennungssystem scharfrandiger Fehler beschrieben wurde.
Um dem kalibrierten Log-Verhältnis-Ausgangssignal Signal S die Emulsionsfehler-Information zu entnehmen,
integriert der Emulsionsfehler-Detektor 30 die Differenz zwischen dem Produktsockelbereich des
Signals 5, der durch das Produktgattersignal Q eingeblendet wird, und dessen zeitlichen Mittelwert U
auf. Das Rücksetzsignal G beendet das Ansammeln der Differenzsignale V. Sollte der angesammelte Wert
während einer bestimmten Abtastung die zuvor gewählten Schwellenwerte überschreiten, so wird ein
Emulsionsfehlersignal Y erzeugt, das seinerseits die Digitallogik- und Gatterschaltung 44 veranlaßt, e>
Emulsionsfehler-Haltesignal X auszusenden und Warnvorrichtungen 109 und Produktausschlußvorgänge
ausgelöst, wie es oben für scharfrandige und diffusrandige Fehler beschrieben wurde. Dieses Signal hält die
weitere Bildung des zeitlichen Mittelwertes an unc ersetzt das zeitgemittelte Ausgangssigna! durch ein
»fehlerfreies Produkt«-Referenzsignal XX, das in dem Emulsionsfehler-Halteschaltkreis 31 erzeugt wurde. Das
»fehlerfreies Produkt«-Referenzsignal XX stellt das letzte bekannte, am besten kalibrierte, zeitgemittelte
Signal vor der den Fehler enthaltenden Abtastung dar, Das Emulsionsfehler-Haltesignal X und das »fehlerfreies
Produkt«-Referenzsignal XX bleiben so lange bestehen, bis der Ernulsionsfehlerzustand 93a (F i g. 4A)
nicht mehr besteht, worauf die Digitallogik- und Gatter-Schaltung 44 das Emulsionsfehler-Haltesignal X
löscht, wodurch die Bildung des zeitlichen Mittelwertes des Signals S wieder aufgenommen wird.
Zum Erkennen eines schwachen Walzenmarkierungsoder Querfehlersignals bei einer Produktabtastung, das
durch das Vorhandensein eines unebenen Sockels verdeckt wird, erhält schließlich noch der Detektor 200
für Querfehler einen Abfrageimpuls ZZ von der Digitallogik- und Gatter-Schaltung 44, der dazu
verwendet wird, den Endwert des zeitintegrierten Differenzsignals V dieser Abtastung (Fig.5A) zu
prülen, das in dem Emulsionsfehler-Detektor 30 erzeugt
wird. Der über mehrere Abtastungen (typischerweise über 200 Abtastungen, entsprechend etwa einer
Bahnbewegung von 25 cm) gebildete Mittelwert BB dieser zu bestimmten Zeitpunkten geprüften Werte
bildet die 0-Volt-K.Iemmhöhe, die zum Erzeugen eines
»fehlerfreies Produkt«-Referenzsignals benötigt wird, zum Festlegen der Schwellenwerte für Walzenmarkierungs-
oder Querfehler. Die Werte des Differenzsignals V, die die zuvor aufgestellten Schwellenwerte überschreiten,
z. B. das Signal 218 der Wellenform RR (Fig.5A), erzeugen Fehler- und Ausschlußsignale SS.
Nur solche Fehlersignale, die während den Abfragezeitintervallen ZZ bestehen, werden als Walzenmarkierungs-
oder Querfehlersignale FF registriert Das Auftreten eines Walzenmarkierungs- oder Querfehlers
löst dann eine Warnvorrichtung 201 aus und bewirkt den Produktausschluß, wie es oben für die vorausgehenden
Fehlerklassen beschrieben wurde.
Hierzu 7 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Vorrichtung zur Feststellung von Herstellungsfehlern in einer bewegten Materialbahn, mit einer
ein Abtaststrahlenbündel erzeugenden Lichtquelle, Ablenkeinrichtungen für das Abtaststrahlenbündel
zur Erzeugung eines die Materialbahn quer zu ihrer Bewegungsrichtung wiederholt zellenförmig abtastenden
Lichtflecks, einem photoelektrischen Empfänger für das von der Materialbahn ausgehende
Licht, einer von dem Abtaststrahlenbündel jeweils zu Beginn einer jeden Abtastung vor der Materialbahn
beaufschlagten Kalibriereinrichtung in Form eines Strahlungsabschwächungsfilters vorgegebenen
Schwächungsgrades zur Erzeugung eines für den Rest der Abtastzeile aufrechterhaltenen und als
Bezugswert für das nachfolgend von der Materialbahn abgeleitete Meßsignal dienenden Referenzsignals,
einer Identifizierungseinrichtung für fehlerhafte Materialbahnbereiche mit an den Empfänger
angeschlossenen Schaltkreisen zur Erkennung diffusrandiger
Fehler, die eine Einrichtung zur Bildung des logarithmischen Verhältnisses aus Meß- und
Referenzsignal sowie erste Diskriminatorschaltungen aufweisen, und einer Schaltung zum Erkennen
von sich über eine Vielzahl von Abtastzeilen erstreckenden und durch eine Zunahme des
Gleichanteils des Meßsignals charakterisierten Fehlern, die eine Einrichtung zur Feststellung der
Differenz zwischen dem momentanen logarithmischen Verhältnis und dem Mittelwert dieses
Verhältnisses über mehrere vorhergehende Abtastzeilen sowie eine Integrierstufe für diese Differenz
und zweite Diskriminatorschaltungen zum Vergleich des Ausgangssignals der Integrierstufe mit einem
vorgegebenen Schwelwert enthält, insbesondere nach Patentanmeldung P 24 36110.2-52, dadurch
gekennzeichnet, daß zum Erkennen von Fehlern geringer Ausdehnung in Richtung der
Bahnbewegung und großer Ausdehnung in Querrichtung dazu eine Einrichtung (204) zur Feststellung
des Mittelwertes (BB) der Endbereiche des Ausgangssignals (V) der Integrierstufe (96) über
mehrere vorhergehende Abtastzeilen und eine Einrichtung (205) zur Bildung der Differenz (RR)
zwischen dem momentanen Ausgangssignal (V) der Integrierstufe (96) und seinem Mittelwert sowie
dritte Diskriminatorschaltungen (210) zum Vergleich letzterer Differenz (RR) mit einem vorgegebenen
Schwellwert und zur Erzeugung eines Signals (SS), falls die Differenz diesen Schwellwert übersteigt,
vorgesehen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein UND-Glied (212), das die logische
UN D-Verknüpfung des gegebenenfalls von den dritten Diskriminatorschaltungen erzeugten Signals
und eines am Ende jeder Abtastzeile erzeugten Abfrageimpulses (ZZ)b\\de.\.
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |