CH457875A - Verfahren zur Dickenmessung an sich bewegendem Blattmaterial - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur Dickenmessung an sich bewegendem Blattmaterial
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dickenmessung an sich bewegendem Blattmaterial sowie ein Messgerät zur Durchführung des Verfahrens, wobei insbesondere Durchstrahlungs-Dickenmessgeräte von der Art verwendet werden, welche eine Strahlungsquelle und einen Strahlungs-Detektor aufweisen. Diese Art von Messgeräten ist gut bekannt und wird häufig, in den Prozess direkt einbezogen, verwendet.



   In den Prozess direkt einbezogene Dickenmessgeräte werden häufig in der Herstellung von Blattmaterial wie beispielsweise Metallstreifen, Papier und Kunststoff verwendet, um die Dicke der Produkte zu messen und um dieser Dicke, mittels eines geeigneten Rückkopplungssystems bis in enge Grenzen zu steuern. Die gegenwärtig verwendeten Messgeräte haben eine Genauigkeit von etwa 0,5 bis   1%    und es werden laufend grosse Anstrengungen an diese Instrumente verwendet, um deren Genauigkeit zu verbessern, wobei aber immer noch drei wichtige Fehler bestehen.

   Der erste dieser Fehler ist ein durch Abweichungen bei der vom Material eingeschlagenen Durchlaufbahn bedingter, welcher dadurch entsteht, dass das Material nicht einen bestimmten Weg zwischen der Quelle und dem Detektor verfolgt; der zweite ist ein sogenannter    Abstand-Fehler ,    welcher dadurch entsteht, dass sich der Abstand zwischen der Quelle und dem Detektor, bedingt durch Vibrationen, verändert, und der dritte Fehler entsteht durch Zusammensetzungs-Effekte im gemessenen Material. Es ist ein Zweck der vorliegenden Erfindung, den durch die Abweichungen der Durchlaufbahn bedingten Fehler beträchtlich zu verringern.



   Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Dicke des Materials durch das Hindurchschicken durchdringender Strahlung in entgegengesetzten Richtungen gleichzeitig gemessen wird, und dass die so erhaltenen Messwerte kombiniert werden.



   Zu diesem Zwecke kann ein Durchstrahlungs-Dikkenmessgerät zwei Quellen-Detektor-Kombinationen aufweisen, welche so angeordnet sind, dass sich die zwei Quellen an entgegengesetzten Seiten des Blattmaterials befinden, und die Ausgangsgrössen der beiden Detektoren summiert werden.



   Es ist ersichtlich, dass es, um eine genaue Kompensation zu erreichen, notwendig ist, dass die Quellen und Detektoren so genau wie möglich miteinander übereinstimmen müssen, um bei beiden Einheiten einen gleichen Zusammenhang zwischen Lageabweichung und Messwertfehler zu erreichen. Es kann irgend eine physikalische Anordnung der Quellen und Detektoren verwendet werden, wobei dies im allgemeinen von der Art der Quellen und Detektoren abhängt, welche aber eindeutig auf solche Weise plaziert werden sollten, dass Störeffekte, welche hauptsächlich durch zurückgestreute Strahlung entstehen, auf ein Minimum verringert werden, wobei sie auch so angeordnet sein sollten, dass die Durchlaufbahn des Blattmaterials zwischen den beiden Kombinationen mindestens annäherungsweise dieselbe ist.

   In Abhängigkeit von der Art und Dicke des zu prüfenden Blattmaterials können die Quellen Beta-Strahler,   Röntgen-Bremsstrahlungs-Quellen    oder Gamma  strahl ; Quellen    sein, während die Detektoren Ionisationskammern, Geigerzähler, Halbleiterdetektoren, Scintillatoren oder ähnliche Detektoren sein können.



   In der   Kunststoffolienhersteliung    wird beispielsweise mindestens ein Abstand von 5 cm zwischen der Quelle und dem Detektor verlangt, wobei die Quelle vorzugsweise ein Beta-Strahler und der Detektor eine Ionisationskammer ist. Mit dieser Anordnung würde die zu erwartende, normale Genauigkeit zwischen 0,1 und   1%    liegen, bei Verwendung der normalen Gross-Bereich Quelle, welche für diese Art von Anordnung bevorzugt wird. Unglücklicherweise ergeben die Anderungen der Durchlaufbahn von + 1 cm, welche üblich sind, einen Fehler, welcher im Bereiche von + 1,5 % liegt.

   Dieser Fehler, welcher die Detektor-Ausgabe von der Lage des Materials im Spalt zwischen der Quelle und dem Detektor abhängig macht, ergibt sich durch die Ver änderungen im Verhältnis der durchgehenden zur zerstreuten Strahlung, und über dem mittleren Abschnitt des Spaltes zwischen Quelle und Detektor ist die Kurve,  welche diesen Zusammenhang zeigt, weitgehend linear.



  Es ist offensichtlich, dass in dieser symmetrischen Anordnung diese zwei linearen Kurven zusammengezählt werden, um eine gerade Linie zu ergeben, welche bis zu einer Genauigkeit von mindestens   0, 1 %    nicht von der Lage des Materials abhängt.



   Zwecks besseren Verständnisses wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel mit Bezugnahme auf die beiliegende schematische Zeichnung näher erläutert.



   In dieser Ausführungsform, welche mit einem Versuchsaufbau übereinstimmt, sind die Quellen la und   lb    Beta-Strahler, welche 5 mC des Isotopes Strontium 90 aufweisen, während die Detektoren 2a und 2b Ionisationskammern sind. Die Ionisationskammern sind durch die Firma  Baldwin Instrument Co.   Ltd.     hergestellte R-Typ-Kammern und der Strom der beiden fliesst durch einen gemeinsamen Widerstand 3, so dass die   Ionenströme    addiert werden. Der Widerstand 3 speist einen Standard-Gleichstrom-Verstärker 4 oder ein digitales Voltmeter. Die Quellen 1 sind von ihren zugehörigen Ionisationskammern 5 bis 7,5 cm entfernt.



  Das bei 5 angezeigte Material, dessen Dicke gemessen wird, ist Polyäthylen-Blattmaterial von einer nominellen Dicke von 1,27 mm. Um das Flattern des Blattmaterials bei hohen Geschwindigkeiten und demzufolge daraus resultierende Fehler zu simulieren, kann das Blattmaterial um + 2,5 cm von der Mittelstellung auf jede Seite verändert werden.



   Bei Verwendung von nur einer Quellen-Detektor Kombination wurde festgestellt, dass das Messgerät Dikkenwerte des Blattmaterials anzeigte, welche mit den in der Tabelle dargestellten übereinstimmen. Bei Verwendung von zwei Quellen-Detektor-Kombinationen und mit demselben Kunststoff-Blattmaterial in derselben Lage, wurde die Dicke nochmals gemessen, wobei die Ergebnisse auch wieder in der Tabelle dargestellt sind.



   Tabelle Materiallage mm Dicke (1 Quelle) mm Dicke (2 Quellen) mm Mitte + 25,4 1,36906 1,24968 Mitte + 12,7 1,30302 1,24968 Mitte 1,270 1,270   Mitte -12,7    1,17348 1,2446   Mitte -25,4    1,07442   1,270   
Bei Verwendung einer einzigen Quelle beträgt die durchschnittliche Dicke über alle fünf Messungen 1,23 mm, mit einem Fehler von über   +    10 %, während bei Verwendung von zwei Quellen die durchschnittliche Dicke 1,25 mm beträgt, mit einem Fehler von nur   + 1%.      

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Dickenmessung an sich bewegendem Blattmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Materials durch das Hindurchschicken durchdringender Strahlung in entgegengesetzten Richtungen gleichzeitig gemessen wird, und dass die so erhaltenen Messwerte kombiniert werden.

   II. Dickenmessgerät zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass es Mittel zur Messung der Dicke mittels Durchstrahlung in entgegengesetzten Richtungen und zur Kombinierung der so erreichten Resultate aufweist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Dickenmessgerät nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei Quellen-Detektor-Kombinationen aufweist, welche so angeordnet sind, dass sich die zwei Quellen auf entgegengesetzten Seiten des Blattmaterials befinden, und dass die Ausgangsgrössen der zwei Detektoren summiert werden.

   2. Dickenmessgerät nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Blattmaterial entlang einer Vorbeilaufstrecke bewegt, und dass sich eine erste Quelle von durchdringender Strahlung auf der einen Seite der Vorbeilaufstrecke befindet, während sich ein erster, mit einem elektrischen Ausgang versehener Detektor auf der anderen Seite der Vorbeilaufstrecke befindet und axial auf die erste Quelle ausgerichtet ist, und dass eine zweite, mit der ersten mindestens annähernd identische Quelle sich auf der genannten anderen Seite der Vorbeilaufstrecke befindet, während sich ein zweiter, mit dem ersten mindestens annähernd identischer Detektor auf der genannten einen Seite der Vorbeilaufstrecke befindet und axial auf die zweite Quelle ausgerichtet ist, und dass Mittel vorgesehen sind, um die elektrischen Ausgänge der genannten zwei Detektoren aufzunehmen und zu summieren.

   3. Dickenmessgerät nach Unteranspruch 2 zur Messung der Dicke von Blattmaterial aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, dass die Quellen Beta-Strahler und die Detektoren Ionisationskammern sind.