DE102011110011B4

DE102011110011B4 - Device for checking a wood material, in particular a wood-based panel in a continuous strand during its manufacture

Info

Publication number: DE102011110011B4
Application number: DE102011110011.7A
Authority: DE
Inventors: Jörg Hasener; Gerald Busse
Original assignee: Grecon Greten GmbH and Co KG; Fagus Grecon Greten GmbH and Co KG
Current assignee: Grecon Greten GmbH and Co KG; Fagus Grecon Greten GmbH and Co KG
Priority date: 2011-08-11
Filing date: 2011-08-11
Publication date: 2014-05-22
Anticipated expiration: 2031-08-12
Also published as: DE102011110011A1

Abstract

Vorrichtung zum Überprüfen einer Holzwerkstoffplatte in einem fortlaufenden Strang während ihrer Herstellung, wobei Inhomogenitäten, Fremdkörper und Spalter erfasst werden sollen, umfassend: – zumindest eine Mikrowellensonde (3), die als Schlitzstrahler ausgebildet ist, – zumindest eine Linse (4), die der Mikrowellensonde (3) zugeordnet ist, – einen Detektor, der die von der Mikrowellensonde ausgesandten und von den Inhomogenitäten oder den Fremdkörpern oder den Spaltern reflektierten Anteile der Mikrowellenbestrahlung aufnimmt.Device for checking a wood-based panel in a continuous strand during its production, wherein inhomogeneities, foreign bodies and splitters are to be detected, comprising: - at least one microwave probe (3) which is designed as a slot radiator, - at least one lens (4) which is the microwave probe (3) is assigned, - a detector which records the portions of the microwave radiation emitted by the microwave probe and reflected by the inhomogeneities or the foreign bodies or the splitters.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überprüfen einer Holzwerkstoffplatte in einem fortlaufenden Strang während ihrer Herstellung, umfassend zumindest eine Strahlenquelle und umfassend zumindest einen Detektor für von der Strahlenquelle ausgesandte Strahlung.The invention relates to a device for checking a wood-based panel in a continuous strand during its manufacture, comprising at least one radiation source and comprising at least one detector for radiation emitted by the radiation source.

Holzwerkstoffplatten werden durch thermisches Verpressen von Holzpartikeln, deren Oberfläche mit Klebstoffen (z. B. Harnstoff-Formaldehyd-Harze) benetzt ist, hergestellt. Nachdem die Werkstoffplatte die thermische Presse verlassen hat, besteht stets die Möglichkeit, dass z. B. der Dampfdruck zum Aufplatzen des Gefüges führt, oder es liegt dem ein nicht genug ausgehärteter Kleber zugrunde. Die dadurch erzeugten, so genannten Spalter reduzieren die mechanische und zum Teil die optische Qualität der produzierten Holzwerkstoffplatten. Diese Platten werden unmittelbar als Ausschuss behandelt.Wood-based panels are produced by thermal compression of wood particles whose surface is wetted with adhesives (eg urea-formaldehyde resins). After the material plate has left the thermal press, there is always the possibility that z. B. the vapor pressure leads to bursting of the microstructure, or it is based on a not enough cured adhesive. The so-called splitters produced thereby reduce the mechanical and in part the optical quality of the wood-based panels produced. These panels are immediately treated as scrap.

In vertikaler Richtung treten Spalter vorrangig in Plattenmitte auf. Grundsätzlich sind Spalter aber in jeder Tiefe möglich. Allerdings führen Spalter nicht zu einer lokalen Verdichtung des Gefüges, so dass ein Spalter mit der Spalthöhe x zu einer Vergrößerung der Plattendicke um den Wert x führt.In the vertical direction splitters occur primarily in the center of the plate. In principle, splitters are possible at any depth. However, splitters do not lead to a local densification of the structure, so that a splitter with the gap height x leads to an increase in the plate thickness by the value x.

Spalter können über die übliche, mechanische Dickenmessung der Platte erkannt werden, wenn sie zu einer messbaren Dickenerhöhung führen. Die Dickenmessung beurteilt dabei eine Holzwerkstoffplatte als fehlerhaft, wenn die Dicke z. B. mehr als ±0,2 mm vom Sollmaß abweicht. Derartige Dickenerhöhungen können aber auch andere Ursachen haben, z. B. eine ungleiche Verteilung des Flächengewichts. Zudem wird in der Praxis nur ein geringer Anteil der Spalter mit der Dickenmessung aufgedeckt, da üblicherweise die Messgeräte nur punktuell prüfen und ca. alle 30 cm bis 50 cm entlang der Plattenbreite positioniert sind.Splitters can be detected by the usual, mechanical thickness measurement of the plate, if they lead to a measurable increase in thickness. The thickness measurement assesses a wood-based panel as faulty if the thickness z. B. deviates more than ± 0.2 mm from the nominal size. Such increases in thickness can also have other causes, eg. B. an uneven distribution of the basis weight. In addition, in practice, only a small proportion of the splitters is revealed with the thickness measurement, since usually the measuring instruments only check selectively and are positioned approximately every 30 cm to 50 cm along the plate width.

Spanplatten sind aus Holzspänen, Fasern und Klebstoff (z. B. Harnstoff-Formaldehyd-Harze) in definierten Verhältnissen zusammengesetzt. Da die Größe und Form der Späne im Material und damit auch die Verteilung des Harzes variiert, besitzt das Material eine vom Betrachtungsvolumen abhängige Inhomogenität. Im Herstellungsprozess muss diese (In-)Homogenität des Materials permanent und über die gesamte Plattenbreite hinweg kontrolliert werden, denn starke oder weit ausgedehnte Inhomogenitäten können zu Stabilitäts- bzw. Steifigkeitsproblemen führen. Inhomogenitäten müssen deshalb detektiert werden.Chipboard is composed of wood shavings, fibers and adhesive (eg urea-formaldehyde resins) in defined proportions. Since the size and shape of the chips in the material and thus also the distribution of the resin varies, the material has a viewing volume dependent inhomogeneity. In the manufacturing process, this (in) homogeneity of the material has to be controlled permanently and over the entire plate width, because strong or extensive inhomogeneities can lead to stability or stiffness problems. Inhomogeneities must therefore be detected.

Der Produktionsprozess von Spanplatten erfolgt in der Produktionshalle offen, d. h. nicht abgeschirmt gegenüber der Umwelt. Infolgedessen besteht stets die Möglichkeit, dass Fremdkörper, wie z. B. Schrauben oder andere Partikel, die z. B. durch Verklumpung von abgesetzten Spänen mit in der Luft befindlichen Harzdämpfen entstehen, in eine aus Spänen ausgebildete Matte fallen. Fremdkörper führen nicht nur zu Instabilitäten in der Spanplatte, sondern im Falle der Schrauben unter Umständen auch zu einer Beschädigung der thermischen Presse. Diese unerwünschten Einschlüsse müssen allerdings vor der thermischen Presse detektiert werden.The production process of particle boards is open in the production hall, d. H. not shielded from the environment. As a result, there is always the possibility that foreign bodies such. As screws or other particles, the z. B. caused by clumping of deposited chips with resin vapors in the air, fall into a formed of chips mat. Foreign bodies not only lead to instabilities in the chipboard, but in the case of screws under certain circumstances also to damage the thermal press. However, these unwanted inclusions must be detected before the thermal press.

Weitere Randbedingungen für die mit gattungsgemäßen Vorrichtungen durchzuführenden Messungen ergeben sich durch den Herstellungsprozess der Holzwerkstoffplatten. Holzwerkstoffplatten besitzen Breiten zwischen 4 und 12 Fuß und werden mit vergleichsweise hohen Vorschubgeschwindigkeiten im Produktionsprozess bewegt. Hinter der thermischen Presse, aber vor der Säge, die das Produkt in Platten zerteilt, liegt die Vorschubgeschwindigkeit zwischen 1 und 2 m/s. Hinter der Säge werden die Platten einzeln befördert und auf bis zu 4 m/s beschleunigt. Dabei gilt: Je dünner die Spanplatte, desto schneller der Vorschub. Eine dicke Spanplatte muss nämlich länger in der thermischen Presse verbleiben, als eine dünne, wodurch sich die Prozessgeschwindigkeit verlangsamt.Further boundary conditions for the measurements to be carried out with generic devices result from the production process of the wood-based panels. Wood-based panels have widths between 4 and 12 feet and are moved at comparatively high feed rates in the production process. Behind the thermal press, but before the saw, which cuts the product into slabs, the feed rate is between 1 and 2 m / s. Behind the saw, the plates are transported individually and accelerated up to 4 m / s. The following applies: the thinner the chipboard, the faster the feed. A thick chipboard must remain longer in the thermal press than a thin chip, which slows down the process speed.

Im Stand der Technik vorhandene Prüfvorrichtungen umfassen Röntgenröhren als Strahlenquellen. Röntgengeräte bestrahlen die Holzwerkstoffplatte auf der gesamten Breite mit einer oder mehreren Röntgenquellen. Auf der anderen Seite der Holzwerkstoffplatte befindet sich ein Zeilendetektor, der ebenfalls eine der Plattenbreite angepasste Breite besitzt. Die Messwerte des Zeilendetektors ergeben im Resultat eine kontinuierliche Dichtedarstellung der Platte in Abhängigkeit von der y-Koordinate. Damit sind 100% Prüfungen einer Platte möglich. Es entstehen hohe Systemkosten. Aufgrund der Strahlungsbelastung müssen besondere Sicherheitsmaßnahmen getroffen werden. Mit Transmissionsröntgenverfahren sind nicht alle Defekte und Spalter in Spanplatten erkennbar. Röntgensysteme werden vorrangig zur Prüfung der Materialhomogenität in Spanplatten eingesetzt.Prior art test devices include x-ray tubes as radiation sources. X-ray machines irradiate the wood-based panel across its entire width with one or more x-ray sources. On the other side of the wood-based panel is a line detector, which also has a width matched to the width of the plate. The measured values of the line detector result in a continuous density representation of the plate as a function of the y-coordinate. This allows 100% testing of a plate. There are high system costs. Due to the radiation exposure special safety measures must be taken. With transmission X-ray methods, not all defects and splitters in chipboard are visible. X-ray systems are primarily used to test material homogeneity in chipboard.

Typischerweise kommen kontaktlose Ultraschallverfahren im Transmissionsverfahren zur Spaltererkennung zur Anwendung. Obwohl so vergleichsweise wenig Energie in die Proben eingekoppelt wird und die Empfindlichkeit dadurch beschränkt ist, erzielen diese Systeme bei vergleichsweise günstigen Kosten gute Ergebnisse. Dabei muss allerdings erwähnt werden, dass die Ultraschall-Messköpfe die Holzwerkstoffplatte nur mit einem Fleckradius von bis zu 50 mm punkt- bzw. linienförmig prüfen können. Deshalb wird in der Praxis eine Reihe von Ultraschall-Messköpfen als Array nebeneinander angeordnet. Dabei werden 12 Prüfköpfe für 250 cm Arbeitsbreite bei einer einfacher ausgestatteten Anlage und bis zu 22 Köpfe bei einer voll ausgestatteten Anlage eingesetzt. Folglich werden nur zwischen 24% und 44% der Plattenfläche tatsächlich geprüft.Typically, contactless ultrasonic methods are used in the transmission method for splitter detection. Although comparatively little energy is coupled into the samples and the sensitivity is thereby limited, these systems achieve good results at relatively low cost. However, it must be mentioned that the ultrasonic measuring heads can only check the wood-based panel with a spot radius of up to 50 mm in points or lines. Therefore, in practice, a number of ultrasonic probes are arranged as an array next to each other. There are 12 probes for 250 cm Working width for a simpler system and up to 22 heads for a fully equipped system. As a result, only between 24% and 44% of the board area is actually tested.

Daneben wurden Thermografieverfahren zu Versuchszwecken in Produktionslinien für die Spanplattenherstellung eingesetzt. Es hat sich jedoch gezeigt, dass es praktisch nicht möglich ist, bei den genannten hohen Produktionsgeschwindigkeiten eine hohe Prüfsicherheit zu erreichen. Deshalb haben Thermografieverfahren in der Praxis der Holzwerkstoffplattenproduktion keine Bedeutung.In addition, thermography methods were used for experimental purposes in production lines for particle board production. However, it has been shown that it is practically impossible to achieve a high level of test safety at the aforementioned high production speeds. Therefore, thermographic processes have no meaning in the practice of wood-based panel production.

Aus der AT 407 198 B , der DE 26 05 448 A1 und der DE 27 12 600 A1 sind Vorrichtungen zum Überprüfen von Festholz, beispielsweise in Form von Ästen, bekannt.From the AT 407 198 B , of the DE 26 05 448 A1 and the DE 27 12 600 A1 Devices for checking hardwood, for example in the form of branches, are known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung aufzuzeigen, mit der in preiswerter und robuster Weise sicher Fehlstellen, Materialinhomogenitäten und Einschlüsse in Holzwerkstoffplatten detektiert werden können.The invention has for its object to provide a device of the type mentioned, with the safe and inexpensive defects, material inhomogeneities and inclusions in wood-based panels can be detected in a cheap and robust manner.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Vorrichtung nach Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved by the device according to claim 1.

Mit Hilfe einer oder mehreren Mikrowellensonden kann eine Überprüfung der Holzwerkstoffplatte durchgeführt werden. Die Mikrowellensonde wird dazu der Holzwerkstoffplatte angenähert, die von der Mikrowellensonde ausgesendete Strahlung kann in die Holzwerkstoffplatte eindringen. Nach diesem Eindringen von dem Detektor erfasste Anteile der Mikrowellensondenstrahlung geben einen Aufschluss darüber, ob in der Holzwerkstoffplatte Fremdkörper, Spalter, Klebereste und der gleichen Fehlstellen angeordnet sind.With the help of one or more microwave probes, a review of the wood-based panel can be performed. The microwave probe is approximated to the wood-based panel, the radiation emitted by the microwave probe radiation can penetrate into the wood-based panel. After this penetration of the detector detected portions of the microwave probe radiation provide information about whether in the wood-based panel foreign body, splitter, adhesive residue and the same defects are located.

Eine Mikrowellensonde hat einen lokal begrenzten Strahl, in dem Wechselwirkungen mit einem Defekt in der Holzwerkstoffplatte detektierbar sind. Es kann daher möglich sein, eine oder mehrere Mikrowellensonden über die Holzwerkstoffplatte beweglich bzw. verfahrbar anzuordnen, um eine Holzwerkstoffplatte über ihre gesamte Erstreckung hin überprüfen zu können.A microwave probe has a localized beam in which interactions with a defect in the wood-based panel are detectable. It may therefore be possible to arrange one or more microwave probes movably or movably over the wood-based panel in order to be able to check a wood-based panel over its entire extent.

Das Vorhandensein beweglicher Teile insbesondere in einer Produktionshalle für Holzwerkstoffe ist jedoch problematisch. Verfahrwege sind nicht immer wiederholgenau durchführbar, die widrigen Produktionsbedingungen können zudem Verfahrbewegungen beeinträchtigen oder blockieren, wodurch es zu Ausfällen kommt. Nach der Erfindung ist daher vorgesehen, die Mikrowellensonde als Strahlenquelle ortsfest anzuordnen und der Mikrowellensonde zumindest eine Linse zuzuordnen. Diese Linse wird dazu benötigt, die von einem Mikrowellen-Primärstrahler (z. B. Hohlleiterapertur, Schlitzstrahler etc.) abgestrahlten Mikrowellen hinsichtlich ihrer Richtcharakteristik so zu formen, dass ein örtlich begrenzter Bereich des zu überprüfenden Holzwerkstoffes möglichst homogen bestrahlt wird. Die Linse kann dazu eine bikonvexe oder monokonvexe Ausbildung haben. Derartige Linsen erzeugen quasi einen Gauß-Strahl, dessen laterale Feldverteilung jenseits des Fokus kaum mit dem Abstand von der Linse variiert. So lassen sich Defekte auch in großen Tiefen erkennen. However, the presence of moving parts, especially in a production hall for wood-based materials, is problematic. Travels are not always repeatable feasible, the adverse production conditions can also affect traversing movements or block, resulting in failure. According to the invention it is therefore provided to arrange the microwave probe stationary as a radiation source and to assign at least one lens to the microwave probe. This lens is required to shape the microwaves radiated by a microwave primary radiator (eg waveguide aperture, slot radiators, etc.) with respect to their directional characteristic in such a way that a locally limited area of the wood material to be checked is irradiated as homogeneously as possible. The lens may for this purpose have a biconvex or monoconvex training. Such lenses produce a quasi Gaussian beam whose lateral field distribution hardly varies beyond the distance with the distance from the lens. This makes it possible to detect defects even at great depths.

Für eine akzeptable Fokussierung muss der Linsendurchmesser groß gegenüber der Wellenlänge gewählt werden. Beispielsweise bei f = 24 GHz wurde die gewünschte Fokussierung für eine Ortsauflösung von 50 mm mit einer hyperbolischen Linse nach Silver mit 60 mm Durchmesser erreicht. Geht man von diesen Abmessungen aus, so kann man Linsenstrahler nicht in einem linearen Array anordnen und gleichzeitig 100% einer Probe überprüfen. Daher sind die Linsenstrahler in mehreren Reihen anzuordnen.For acceptable focusing, the lens diameter must be large compared to the wavelength. For example, at f = 24 GHz, the desired focussing for a spatial resolution of 50 mm was achieved with a silver hyperbolic lens of 60 mm diameter. Assuming these dimensions, you can not arrange lens emitters in a linear array while checking 100% of a sample. Therefore, the lens emitters are to be arranged in several rows.

Linsen zur Fokussierung von Mikrowellen bestehen aus Kunststoffen mit den gewünschten dielektrischen Eigenschaften. Je höher die Permittivität des verwendeten Materials ist, desto flacher kann die Linse geformt sein. Üblicherweise werden Linsen zerspanend aus Kunststoff-Rohlingen gedreht bzw. gefräst. Dies ist eine aufwändige und kostspielige Prozedur, die für Linsenarrays nicht wirtschaftlich ist. Preiswerter wären hier (Spritz-)Gießverfahren, die die monolithische Herstellung multipler Linsen in einem Herstellungsschritt ermöglichen.Lenses for focusing microwaves are made of plastics with the desired dielectric properties. The higher the permittivity of the material used, the flatter the lens can be formed. Usually, lenses are turned or milled from plastic blanks. This is a costly and expensive procedure that is not economical for lens arrays. More economical would be injection molding methods which allow the monolithic production of multiple lenses in one production step.

Die Bestrahlung der Linse kann über eine Strahlerkonfiguration erfolgen, die sich direkt auf Basis von Microstrip-Leitungen aufbauen lässt. Eine Möglichkeit hierfür wären Microstrip-gespeiste Schlitzstrahler, die sich einfach und kostengünstig aufbauen lassen.The irradiation of the lens can be done via a radiator configuration that can be built directly on the basis of microstrip lines. One possibility for this would be microstrip-fed slot radiators, which can be easily and inexpensively built.

Mit einer Anordnung mehrerer Linsen zu einem Raster kann eine vollständige Abdeckung eines Holzwerkstoffes gelingen. Wird eine Holzwerkstoffplatte in einem fortlaufenden Strang gefertigt, so zeichnet sich dieser Strang durch eine festgelegte Breite von beispielsweise 2 m aus. Unter der Annahme, dass jede Linse einen Fleck mit einem Durchmesser von 50 mm bestrahle, könnten zwei zueinander versetzt angeordneten Reihen aus 20 Linsen nebeneinander angeordnet werden und dadurch jeder Punkt auf der Oberfläche der Holzwerkstoffplatte während ihres Hindurchführens unter diesem Raster mit Mikrowellenstrahlung erreicht werden.With an arrangement of several lenses to form a grid, complete coverage of a wood-based material can succeed. If a wood-based panel is produced in a continuous strand, this strand is characterized by a defined width of, for example, 2 m. Assuming that each lens irradiates a 50mm diameter spot, two rows of 20 lenses could be juxtaposed and thereby reach each point on the surface of the wood board during its passage under this microwave array.

Sollte die Breite der Holzwerkstoffplatte sich verändern, kann auch an dem Raster eine Veränderung vorgenommen werden. Das Raster ist nach einer Weiterbildung der Erfindung als Modulbauteil, das nur eine Teilmenge des Gesamtrasters umfasst, ausgebildet, es kann mit weiteren baugleichen Modulbauteilen verknüpft werden.If the width of the wood-based panel change, can also on the grid a Change to be made. The grid is according to a development of the invention as a modular component, which includes only a subset of the overall grid, formed, it can be linked to other identical modular components.

Zur weiteren Ausbildung der Erfindung ist noch vorgesehen, dass Strahlenquelle und Detektor auf ein und derselben Seite bezüglich des Holzwerkstoffes angeordnet sind. Mit dem Detektor werden somit vom Holzwerkstoff bzw. von einem Defekt im Holzwerkstoff reflektierte Anteile der Mikrowellenbestrahlung aufgenommen und vermessen. Strahlenquelle und Detektor können so auf ein und derselben Seite des Werkstoffes angeordnet sein, wodurch sich die baulichen Voraussetzungen gegenüber einer Anordnung auf beiden Seiten des Holzwerkstoffes verringern. Die Bauteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung können beispielsweise in ein und demselben geschlossenen Gehäuse angeordnet sein. In diesem sind sie gut gegenüber äußeren Einflüssen geschützt.For a further embodiment of the invention, it is also provided that the radiation source and detector are arranged on one and the same side with respect to the wood material. With the detector thus reflected from the wood material or by a defect in the wood material reflected portions of the microwave irradiation and measured. Radiation source and detector can be arranged on one and the same side of the material, thereby reducing the structural requirements against an arrangement on both sides of the wood material. The components of the device according to the invention can be arranged, for example, in one and the same closed housing. In this they are well protected against external influences.

Zur Detektion von Materialinhomogenitäten, Fremdkörpern und Spaltern muss an jedem Linsenstrahler der Reflexionsfaktor komplex bestimmt werden. Zu diesem Zweck werden Mikrowellenschaltungen verwendet. In einem Array müsste prinzipiell jeder Strahler mit einer derartigen Mikrowellenschaltung ausgestattet sein. Dies ist jedoch aus Kostengründen nicht ratsam. Als Alternative sollte eine Mikrowellenschaltung für n Strahler verwendet und zyklisch auf die n Strahler durchgeschaltet werden. Zu diesem Zweck wird ein Schaltnetzwerk angefügt, das es ermöglicht, elektronisch gesteuert und zyklisch auf n-Antennen umzuschalten.For the detection of material inhomogeneities, foreign bodies and splitters, the reflection factor must be determined complex at each lens emitter. For this purpose, microwave circuits are used. In principle, each radiator would have to be equipped with such a microwave circuit in an array. However, this is not advisable for cost reasons. As an alternative, a microwave circuit for n radiators should be used and cyclically switched through to the n radiators. For this purpose, a switching network is added, which makes it possible to electronically controlled and cyclically switch to n-antennas.

In diesem Zusammenhang muss erwähnt werden, dass es in der praktischen Realisation kaum möglich ist, die Leitungen zu den n Strahlern identisch zu gestalten. Folglich werden die gemessenen Reflexionsfaktoren von Strahler zu Strahler variieren, auch wenn die Probe in allen Fällen identisch ist. Deshalb sind die komplexen Reflexionsfaktoren aller n Strahler zu kalibrieren. Im Idealfall sollte dies ohne separate Kalibrierstandards im laufenden Betrieb erfolgen.In this context, it must be mentioned that it is hardly possible in practice to make the lines identical to the n radiators. Consequently, the measured reflection factors will vary from source to emitter, even if the sample is identical in all cases. Therefore, the complex reflection factors of all n radiators are to be calibrated. Ideally, this should be done without separate calibration standards during operation.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:An embodiment of the invention, from which further inventive features arise, is shown in the drawing. Show it:

1: eine schematische Ansicht einer Zuordnung von Mikrowellensonden zu einem Werkstoff, 1 : a schematic view of an assignment of microwave probes to a material,

2: ein Diagramm des mit den Mikrowellensonden in 1 gemessenen Reflexionsverhaltens, 2 : a diagram of the microwave probes in 1 measured reflection behavior,

3: eine Draufsicht eines Holzwerkstoffes, dem mehrere Linsen zugeordnet sind, three FIG. 4: a plan view of a wood material with multiple lenses associated therewith

4: eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Linsen gemäß 3 und 4 : A schematic view of the device according to the invention with lenses according to three and

5: eine weitere Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Linsen gemäß 3. 5 a further view of a device according to the invention with lenses according to three ,

In einem Holzwerkstoff 1, beispielsweise einer Holzwerkstoffplatte während ihrer Herstellung, ist ein Defekt 2 angeordnet. Ein derartiger Defekt 2 kann mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung detektiert werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vier Mikrowellensonden 3 enthalten. Von den Mikrowellensonden 3 ausgesandte Strahlung dringt in den Werkstoff 1 ein und wird von dem Defekt 2 reflektiert. Die Reflexion der Strahlung am Defekt 2 tritt insbesondere im Bereich der beiden rechten Mikrowellensonden 3' auf, wie im Diagramm in 2 erkenntlich. Hier zeigt sich ein höherer Reflexionswert, der auf den Defekt 2 hinweist.In a wood material 1 , For example, a wood-based panel during their manufacture, is a defect 2 arranged. Such a defect 2 can be detected with a device according to the invention. The device according to the invention can be four microwave probes three contain. From the microwave probes three emitted radiation penetrates into the material 1 one and gets off the defect 2 reflected. The reflection of the radiation at the defect 2 occurs especially in the area of the two right-hand microwave probes 3 ' on, as in the diagram in 2 gratitude. This shows a higher reflection value, which is due to the defect 2 points.

Um einen als Holzwerkstoffplatte ausgebildeten Werkstoff 1 mit flächigen Ausmaßen, wie in 3 gezeigt, überdecken zu können, sind den Mikrowellensonden 3 Linsen 4 zugeordnet. Jede Linse 4 ist kreisrund ausgebildet. Innerhalb jeder Linse 4 ist durch einen weiteren Kreis 5 die nutzbare Feldverteilung der durch die Linse 4 geführten Mikrowellenstrahlung deutlich gemacht. Hilfsweise werden die Feldverteilungen 5 auch durch gestrichelte Linien erkennbar. Die Anordnung der Linsen 4 mit ihrer jeweiligen nutzbaren Feldverteilung nach Kreis 5 erfolgt so, dass die gesamte Breite des Werkstoffes 1 abgedeckt ist.To a designed as a wood-based panel material 1 with areal dimensions, as in three shown to be able to cover are the microwave probes three lenses 4 assigned. Every lens 4 is circular. Inside each lens 4 is through another circle 5 the usable field distribution of the through the lens 4 guided microwave radiation made clear. In the alternative, the field distributions 5 also recognizable by dashed lines. The arrangement of the lenses 4 with their respective usable field distribution by circle 5 done so that the entire width of the material 1 is covered.

Die Vorrichtung in 4 zeigt eine Linsenanordnung, die in der dargestellten Anordnung vier Linsen 4 aufweist. Diesen Linsen 4 sind mehrere Mikrowellensonden 3 zugeordnet, jede Mikrowellensonde 3 ist als planarer Strahler, z. B. Schlitzstrahler ausgebildet.The device in 4 shows a lens assembly, the four lenses in the illustrated arrangement 4 having. These lenses 4 are several microwave probes three assigned to each microwave probe three is as a planar radiator, z. B. slot radiator formed.

Sämtliche Mikrowellensonden 3 stehen mit einer Mikrowellenschaltung 6 und des Schaltnetzwerks 7 in elektrisch leitender Verbindung. Die Mikrowellensonden 3 sind dabei in einem Schaltnetzwerk 7 angeordnet, dieses wird von einem Steuerrechner 8 beaufschlagt. Der Steuerrechner 8 erhält von der Mikrowellenschaltung 6 Mitteilungen über die Reflexionen in der in 4 nicht dargestellten Werkstoffplatte. Die Verbindung zwischen Mikrowellenschaltung 6 und Steuerrechner 8 ist durch den Pfeil 9 dargestellt. Über ein Netzteil 10 erfolgt eine Spannungsversorgung der Mikrowellenschaltung 6. Die Mikrowellenschaltung 6, das Schaltnetzwerk 7 mit den Mikrowellensonden 3 sowie die Linsen 4 sind in einem Gehäuse 11 angeordnet.All microwave probes three stand with a microwave circuit 6 and the switching network 7 in electrically conductive connection. The microwave probes three are in a switching network 7 arranged, this is from a control computer 8th applied. The control computer 8th gets from the microwave circuit 6 Messages about the reflections in the in 4 not shown material plate. The connection between microwave circuit 6 and control computer 8th is by the arrow 9 shown. About a power supply 10 there is a power supply of the microwave circuit 6 , The microwave circuit 6 , the switching network 7 with the microwave probes three as well as the lenses 4 are in a housing 11 arranged.

In 5 sind einem Werkstoff 1 mehrere Linsenmodule 12 mit jeweils vier Linsen 4 zugeordnet. Über die Pfeile 9 werden von der Probe hervorgerufene Reflexionen dem Steuerrechner 8 zugeführt. Dieser beaufschlagt wiederum entlang des Pfeils 13 die Schaltnetzwerke 7 der Mikrowellensonden 3.In 5 are a material 1 several lens modules 12 each with four lenses 4 assigned. About the arrows 9 Reflections caused by the sample become the control computer 8th fed. This acts in turn along the arrow 13 the switching networks 7 the microwave probes three ,

5 zeigt, dass je nach Größe des Werkstoffes 1 mehrere Linsen 4 zu einem größeren Linsenmodul zusammengesetzt werden können. Die einzelnen Linsenmodule 12 bilden insgesamt ein Linsenmodul aus, dessen Ausdehnung größer als die z. B. Breite des Werkstoffes 1 ist. 5 shows that, depending on the size of the material 1 several lenses 4 can be assembled to a larger lens module. The individual lens modules 12 form a total of a lens module whose extension is greater than the z. B. Width of the material 1 is.

Die Darstellung des Reflexionsfaktors erfolgt in Echtzeit und in Falschfarbendarstellung getrennt nach Real- und Imaginärteil in separaten Diagrammen auf dem Steuerrechner. Dabei ist auf der Abszisse der Ort (gemäß y-Koordinate nach 3) aufgetragen und auf der Ordinate die Nummer des Linsenstrahlers. Als Parameter lässt sich interaktiv der Projektionswinkel der komplexen Ebene variieren. Korrekturen des des Versatzes in y-Richtung bei mehrreihigen Arrays sollen im Diagramm automatisch durchgeführt werden. Im Betrieb werden die Diagramme bei Vorschub einer Holzwerkstoffplatte im Live-View-Modus von links nach rechts mit Farbwerten gefüllt.The representation of the reflection factor takes place in real time and in false color representation separated according to real and imaginary part in separate diagrams on the control computer. The location on the abscissa (according to the y-coordinate to three ) and on the ordinate the number of the lens radiator. As a parameter, the projection angle of the complex plane can be interactively varied. Corrections of the offset in the y direction in the case of multi-row arrays should be carried out automatically in the diagram. During operation, the diagrams are filled with color values from left to right when moving a wood-based panel in live view mode.

Für eine automatische Defekterkennung soll ein Algorithmus kreiert werden, der die weiter oben geschilderten Defekte in Holzwerkstoffplatten detektiert, in der grafischen Darstellung markiert und schließlich einen potenzialfreien Schalter betätigt. Die Schwellenwerte bzw. die Auslöseempflindlichkeit des Algorithmus müssen in praktischen Prüfungen ermittelt werden.For an automatic defect detection, an algorithm is to be created, which detects the above-described defects in wood-based panels, marked in the graphical representation and finally actuates a potential-free switch. The threshold values or the triggering sensitivity of the algorithm must be determined in practical tests.

Claims

Device for checking a wood-based panel in a continuous strand during its production, wherein inhomogeneities, foreign bodies and splitters are to be detected, comprising: at least one microwave probe ( three ), which is designed as a slot radiator, - at least one lens ( 4 ), the microwave probe ( three ), a detector which records the portions of the microwave radiation emitted by the microwave probe and reflected by the inhomogeneities or the foreign bodies or the splitters.

Device according to claim 1, characterized in that the lens ( 4 ) has a mono-convex training.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that a plurality of lenses ( 4 ) are combined into a grid.

Apparatus according to claim 3, characterized in that the grid as a modular component ( 12 ) is formed and with further identical modular components ( 12 ) is connectable.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the radiation source and detector on one and the same side with respect to the wood material ( 1 ) are arranged.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that its components in a closed housing ( 11 ) are arranged.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that all the microwave probes ( three ) with a common microwave circuit ( 6 ) are linked.