DD262287A1

DD262287A1 - Verfahren zur selektiven erkennung von unregelmaessigkeiten in oder/und auf materialien im nahfeldbereich

Info

Publication number: DD262287A1
Application number: DD30465587A
Authority: DD
Inventors: Hans-Joachim Gerhard; Juergen Socharek
Original assignee: Zwickau Ing Hochschule
Priority date: 1987-07-06
Filing date: 1987-07-06
Publication date: 1988-11-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur selektiven Erkennung von Unregelmaessigkeiten in oder/und auf Materialien im Nahfeldbereich. Das Material wird dabei mit einer bestimmten Strahlungsintensitaet durch- bzw. bestrahlt und die transmittierte, reflektierte oder remittierte Strahlung empfangen und bewertet. Um eine Konstanz der Erkennungsschaerfe bezueglich der Unregelmaessigkeiten zu gewaehrleisten, werden Korrekturen der Sendeleistung und der Bewertung der empfangenen Strahlung durchgefuehrt. Erfindungsgemaess wird dies dadurch erreicht, dass der Istwert der empfangenen Strahlung einem Sollwert nachgefuehrt, zeitlich differenziert und dieser mit bestimmten Grenzwertbereichen verglichen wird und bei Auftreten eines im Grenzwertbereich liegenden Anstiegswertes eine Unterbrechung der an sich bekannten Korrekturen eintritt und bei ausserhalb des Grenzwertbereiches liegenden Anstiegswerten eine Aufrechterhaltung der Korrekturen bewirkt wird, wobei bei Korrekturunterbrechung der Istwert mit einem vorbestimmten Grenzwertbereich derart verglichen wird, dass bei innerhalb dieses Grenzwertbereiches liegenden Istwerten die Korrekturunterbrechung aufrechterhalten wird und die Zeit des Vorhandenseins dieses Istwertes mit einem Grenzwertbereich verglichen und bei innerhalb liegender dieses angezeigt wird und bei ausserhalb liegenden Istwerten und Zeiten die Korrekturen wieder aufgenommen werden.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur selektiven optischen Erkennung von Unregelmäßigkeiten unter Auswertung der spezifischen Transmissions-, Remissions- oder Reflexionseigenschaften auf sich relativ zu einer Erkennungseinheit verändernden Materialien, denen ebenfalls Transmissions-, Remissions- oder Reflexionseigenschaften eigen sind und die sich in großen Bereichen ändern können.

Die Hauptanwendung liegt besonders bei der Erkennung von Unregelmäßigkeiten, die ähnliche Eigenschaften besitzen wie das Basismaterial.

Untersucht werden können feste, flüssige oder gasförmige Materialien.

Eine mögliche industrielle Anwendung stellt die Untersuchung von bahnförmigen Materialien dar.

Unregelmäßigkeiten können Lunker, Farbunterschiede, Materialdichten, Oberflächenbeschaffenheit, aber auch eigens aufgebrachte Markierungen sein.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bisher bekannte Lösungen zur Erkennung von Unregelmäßigkeiten existieren in unterschiedlichsten Varianten und Verfahren, Meßmitteln und Meßeinrichtungen. Die unterschiedlichsten physikalischen Größen werden mit den unterschiedlichsten physikalischen Effekten registriert und ausgewertet.

Die DE-OS 33 04817 stellt ein „Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Erkennung von Fehlern in Geweben und ähnlichen Textilien" vor. Dabei handelt es sich um ein Verfahren, daß zur Erkennung der Fehler ein Bildaufnahme- und Bildverarbeitungssystem nutzt. Die Besonderheit besteht darin, daß zur Verbesserung der Fehlerunterscheidungsgüte eine Kontrastverstärkung mittels optischer Filter durchgeführt wird.

Ein „Verfahren und Vorrichtung zur Kontrolle der Oberfläche einer sich bewegenden Materialschicht" wird in de,-DE-OS 3413027 vorgestellt. Bei diesem Verfahren werden ein oder mehrere Strahlungssender benutzt und das Material mittels einer Kamera beobachtet. Dabei werden nur ganz bestimmte ausgewählte Wellenlängen der Strahlung zum Senden eingesetzt.

Nachteilig bei diesen Lösungen ist der erhebliche technische Aufwand, sowohl auf der Sendeseite, als auch auf der Empfangsund Auswertungsseite.

Das Patent DD-PS 215399 beinhaltet ein „Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von Fehlern auf Oberflächenschichten". Dabei werden auf bandförmigem Material unterschiedliche Fehlerarten erkannt, indem das Material zeilenweise mit einem Laser abgetastet und das reflektierte Licht empfangen wird und gleichzeitig eine Messung der Umgebung der vom Laser beleuchteten Fläche durch weitere Empfänger erfolgt.

Nachteilig bei diesem Verfahren ist der Einsatz von mehr als einem Empfänger. Weiterhin ist das Verfahren nicht geeignet, Unregelmäßigkeiten bzw. Fehler zu erkennen, deren optische Eigenschaften, in Verbindung mit den optischen Eigenschaften des Materials an der Stelle der Unregelmäßigkeiten, gleich den optischen Eigenschaften der Materialien an Stellen ohne Unregelmäßigkeiten sind. Das Verfahren arbeitet im wesentlichen nach dem Differenzprinzip und ist nicht in der Lage, Fehler auf oder in Materialien zu erkennen, deren optische Eigenschaften sich in weiten Grenzen bzgl. der optischen Eigenschaften der

Unregelmäßigkeiten ändern. In der DD-PS 219854 wird eine „Optoelektronische Meßeinrichtung zur Beurteilung von Oberflächen" vorgestellt. Dabei ist der optische Weg Teil eines Ringschlusses, d.h., es besteht zwischen Strahlungssender und mindestens 2 Strahlungsempfängern einerseits eine optisch und andererseits eine elektrisch regelnde Verbindung. Nachteilig bei dieser Lösung ist, daß die Meßeinrichtung nur die Empfangsamplituden der Strahlungsempfänger auswertet. Eine Unterbrechung der Sendeleistungskorrektur ist nicht vorgesehen. Somit ist ein Unterbrechen der Sendeleistungskorrektur zum Zwecke des Beobachtens der weiteren Entwicklung des betreffenden Prozesses zum definierten Feststellen von verschiedenen Unregelmäßigkeiten nicht möglich. Die Meßeinrichtung ist nicht in der Lage, Unregelmäßigkeiten auf oder in Materialien zu erkennen, deren optische Eigenschaften, in Verbindung mit den optischen Eigenschaften des Materials an der Stelle der Unregelmäßigkeiten, gleich den optischen Eigenschaften der Materialien an Stellen ohne Unregelmäßigkeiten sind. Durch die Meßeinrichtung erfolgt keine Auswahl und Anzeige zu erkennender Oberflächeneigenschaften.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur selektiven Erkennung von Unregelmäßigkeiten in oder/und auf Materialien im Nahfeldbereich zu entwickeln. Dabei ist neben schon genannten Nachteilen besonders der technische Aufwand, sowohl auf der Sendeseite, als auch auf der Empfangs- und Auswertungsseite, zu verringern.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur selektiven Erkennung von Unregelmäßigkeiten in oder/und auf Materialien im Nahfeldbereich mit spezifischen Transmissions- oder Remissionsvermögen, mit den Materialien eigenen und sich verändernden Transmissions- oder Remissionseigenschaften zu entwickeln.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Istwert der empfangenen Strahlung einem Sollwert nachgeführt, zeitlich differenziert und dieser mit bestimmten Grenzwertbereichen verglichen wird. Bei Auftreten eines im Grenzwertbereich liegenden Anstiegswertes tritt eine Unterbrechung der an sich bekannten Korrekturen ein und bei außerhalb des Grenzwertbereiches liegenden Anstiegswerten wird eine Aufrechterhaltung der Korrekturen bewirkt. Ist eine Korrekturunterbrechung eingetreten, wird der Istwert mit einem vorbestimmten Grenzwertbereich derart verglichen, daß bei innerhalb dieses Grenzwertbereiches liegenden Istwerten die Korrekturunterbrechung aufrechterhalten wird. Anschließend wird die Zeit des Vorhandenseins dieses Istwertes mit einem Grenzwertbereich verglichen. Liegt die Zeit innerhalb dieses Grenzwertbereiches, entspricht dies dem Vorhandensein einer Unregelmäßigkeit und es erfolgt eine Anzeige dessen. Bei außerhalb liegenden Istwerten und Zeiten werden die Korrekturen wieder aufgenommen.

Eine oder mehrere Unregelmäßigkeiten können identifiziert werden. Zu erkennende Unregelmäßigkeiten werden durch verschiedene Grenzwertbereiche des Istwertes, dessen zeitliche Ableitung und Zeit des Vorhandenseins voneinander unterschieden, so daß ein eindeutiges Erkennen möglich ist. Jeder zu erkennenden Unregelmäßigkeit, ist ein Triepel von Grenzwertbereichen zugeordnet.

Bei der Festlegung der Grenzwertbereiche muß darauf geachtet werden, daß ausschließlich eine zu erkennende Unregelmäßigkeit Werte hervorruft, die innerhalb eines Triepels von Grenzwertbereichen liegen.

Ausführungsbeispiel

Das Verfahren zur selektiven Erkennung von Unregelmäßigkeiten in oder/und auf Materialien im Nahfeldbereich soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden, indem z. B. eine Textilbahn, die sich relativ zu einer Erkennungseinheit, in der das Material bestrahlt und die transmittierte Strahlung wieder empfangen wird, bewegt, untersucht wird.

Es sollen separat aufgebrachte, in den optischen Eigenschaften unterschiedliche Marken erkannt werden, wobei die Textilbahn ein- oder mehrlagig läuft.

Solange sich keine Marke in der Erkennungseinheit befindet, wird der Strahlungsfluß der Erkennungseinheit immer der Lagigkeit der Textilbahn angepaßt, um eine Konstanz des Strahlungsflusses zu gewährleisten.

Beim Vorhandensein einer Marke in der Erkennungseinheit wird der Strahlungsfluß auf Grund des zeitlichen Verhaltens der Änderung des Strahlungsflusses nicht korrigiert.

Ein Eintreffen einer Marke in der Erkennungseinheit bewirkt ein wesentlich schnelleres zeitliches Änderungsverhalten des Strahlungsflusses als das Eintreffen einer Lagigkeitskante.

Die Änderungsgröße des Strahlungsflusses wird anschließend überprüft und für eine Vorauswahl bezüglich der Marken herangezogen. Die Korrekturunterbrechungen werden weiterhin fortgesetzt.

Anschließend wird anhand der Zeit des Vorhandenseins der Änderungsgröße des Strahlungsflusses entschieden, welche Marke in der Erkennungseinheit ist.

Je nach Vereinbarung werden beim Auftreten bestimmter Marken bestimmte Reaktionen des Systems ausgelöst.

Beim Auftreten einer Undefinierten Unregelmäßigkeit kann es zu einer Unterbrechung der Korrekturen infolge der hervorgerufenen zeitlichen Strahlungsflußänderung kommen. Das führt zu keiner Störung des Systems, da die entsprechende Änderungsgröße oder deren Zeit des Vorhandenseins nicht den vorgegebenen Markenbedingungen entsprechen und damit keinem Triepel von Grenzwertbereichen entsprochen wird.

Claims

1. Verfahren zur selektiven Erkennung von Unregelmäßigkeiten in oder/und auf Materialien im Nahfeldbereich mit spezifischem Transmissions- oder Remissionsvermögen, mit den Materialien eigenen und sich verändernder Transmissions- oder Remissionseigenschaften, indem das Material mit einer bestimmten Strahlungsintensität durch-bzw. bestrahlt wird, die transmittierte, reflektierte oder remittierte Strahlung empfangen und bewertet wird, eine Korrektur der Strahlungsintensität, mit der das Material durch-bzw. bestrahlt wird und eine Korrektur der Bewertung der empfangenen Strahlung durchgeführt wird, die Korrekturen während der Beeinflussung der Strahlstrecke durch das Material erfolgen und eine Konstanz der Erkennungsschärfe bzgl. der Unregelmäßigkeiten bei vorhandener Veränderung der Transmissions- oder Remissionseigenschaften der Materialien erzielt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Istwert der empfangenen Strahlung einem Sollwert nachgeführt, zeitlich differenziert und dieser mit bestimmten Grenzwertbereichen verglichen wird und bei Auftreten eines im Grenzwertbereich liegenden Anstiegswertes eine Unterbrechung der an sich bekannten Korrekturen eintritt und bei außerhalb des Grenzwertbereiches liegenden Anstiegswerten eine Aufrechterhaltung der Korrekturen bewirkt wird, wobei bei Korrekturunterbrechung der Istwert mit einem vorbestimmten Grenzwertbereich derart verglichen wird, daß bei innerhalb dieses Grenzwertbereiches liegenden Istwerten die Korrekturunterbrechung aufrechterhalten wird und die Zeit des Vorhandenseins dieses Istwertes mit einem Grenzwertbereich verglichen, bei innerhalb liegender dieses angezeigt wird und bei außerhalb liegenden Istwerten und Zeiten die Korrekturen wieder aufgenommen werden.

2. Verfahren zur selektiven Erkennung von Unregelmäßigkeiten in oder/und auf Materialien im Nahfeldbereich, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zeitlich unabhängig eine oder mehrere Unregelmäßigkeiten identifiziert werden können.