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Verfahren und Einrichtung zum Prüfen mehrerer lichtempfindlicher
Vorrichtungen Die Erfindung bezieht sich auf Prüfeinrichtungen mit mehreren getrennten
lichtempfindlichen Vorrichtungen, z. B. auf Einrichtungen zum Feststellen feiner
Löcher oder ähnlicher Fehler im Blechmaterial; hierbei wird das Blechmaterial unmittelbar
nach seiner Herstellung zwischen einer Lichtquelle und einer Reihe von lichtempfindliehen
Vorrichtungen hindurchgeführt, welch letztere in Abeständen über die Breite des
Blechmatcrials verteilt sind, so daß jede Vorrichtung auf Licht ansprechen kann.
das durch einen anderen Teil der Breite des Blechstreifens fällt.
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Einc derartige Einrichtung kann sich als unbrauchbar erweisen. wenn
eine oder mehrere der lichtempfindlichcn Vorrichtungen versagen oder wenn es nicht
bekannt ist. ob sämtliche lichtempfindlichen Vorrichtungen während der Prüfung einwandfrei
gearbeitet haben. ein Ziel der Erfindung besteht nunmchr darin, eine Einrichtung
zu schaffen, mittels deren die lichtcmpíindlicllen Vorrichtungen überwacht werden
können.
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Eine gemein der h lilldung ausgebildete Einrichtung zum Prüfen und
Ohcrwachcn der einzelnen lichtempfindlichcn Vorrichtungen umfaßt Lichtquellen, die
jeder lichtempfindlichen Vorrichtung örtlich zugeordnet sind, Mittel, um die einzelnen
örtlichen Lichtquellen jeweils einzeln einzuschalten, damit sie Licht aus senden.
auf das die lichtcmpfindlichen Vorrichtungen ansprechen können, sowie eine Umschalteinrichtung,
die bestätigt wird. wenn die einzelnen lichtempfindlichen Vorrichtungen auf das
Licht der zugehörigen örtlichen Lichtquellen ansprechen. um das Einschalten der
nt ebsten örtlichen Lichtquelle zu bewirken.
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Wenn bei irgendeiner der lichtempfindlichen Vorrichtungcn eine Störung
auftritt, so daß sie nicht auf das Licht der zugehörigen örtlichen Lichtquelle anspricht.
tritt somit die u)msehalteinriehtung nicht in Tätigkeit. d. h., die nächste örtliche
Lichtquelle wird nicht eingeschaltet. Aus diesem Grunde wird der Überwachungszyklus
nicht vollständig durchlaufen, und es kann keine Warnvorrichtung vorgesehen sein,
die betätigt wird, wenn der Überwachungszyklus nicht innerhalb einer bestimmten
Zeit abgeschlossen wird, die länger ist als diejenige Zeit. welche normalerweise
für die Durchführung des Überwachungszyklus benötigt wird. wenn sämtliche lichtempfindlichen
Vorrichtungen einwandfrei ansprechen.
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Die Umschalteinrichtung umfaßt zweckmäßig eine Mehrkathoden-Glimmentladungsröhre,
an deren Umschaltclektrode das Ausgangssignal der lichtempfindlichen Vorrichtungen
angelegt wird, so daß dann, wenn eine der Vorrichtungen auf das Licht der örtlichen
Lichtquelle anspricht, die Glimmentladung von einer
Kathode auf eine andere Kathode
übergeführt wird; hierbei ist jede Kathode so angeschlossen, daß sie jeweils eine
andere der örtlichen Lichtquellen einschaltet. Es sei bemerkt, daß dann, wenn irgendeine
der lichtempfindlichen Vorrichtungen nicht auf das Licht der zugehörigen örtlichen
Lichtquelle anspricht, die Glimmentladung nicht auf die entsprechende Kathode übergeführt
wird, und daß die Bedienungsperson beim Auftreten eines Warnsignals erkennen kann,
wo die Glimmentladung zum Stillstand gekommen ist, wodurch erkennbar wird, bei welcher
der lichtempfindlichen Vorrichtungen die Störung aufgetreten ist.
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Zweckmäßig ist das Licht der örtlichen Lichtquellen ein anderes als
das Licht der Lichtquelle, welche während des normalen Betriebs der Einrichtung
zum Prüfen von Material verwendet wird. Beispielsweise kann man den Lichtquellen
verschiedene Frequenzen zuführen. Eine Lampe, welche die Beleuchtung für den normalen
Prüfvorgang liefert, kann mit einer hohen Frequenz moduliert werden, während es
sich bei dem Licht der örtlichen Lichtquellen um kontinuierliches Licht handelt;
dann kann man die Einrichtung so ausbilden, daß eine Unterscheidung zwischen dem
Ansprechen einer lichtempfindlichen Vorrichtung auf das Licht von der einen Lichtquelle
und dem Ansprechen auf das Licht einer anderen Lichtquelle getroffen
werden
kann. Dies bietet den großen Vorteil, daß das Ansprechen auf das Licht der örtlichen
Lichtquellen nicht zu bewirken braucht, daß die Prüfeinrichtung einen Fehler anzeigt
oder daß eine andere Anzeige hervorgerufen wird, wenn während des normalen Prüfvorgangs
eine Belichtung stattgefunden hat. Ferner wird das Ansprechen auf das Licht der
normalen Lichtquelle durch den Überwachungsvorgang nicht beeinträchtigt, so daß
die Prüfeinrichtung nicht zeitweilig außer Betrieb gesetzt zu werden braucht, während
eine Prüfung der lichtempfindlichen Vorrichtungen stattfindet.
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Ferner umfaßt die Einrichtung zweckmäßig eine elektrische Ladeschaltung
od. dgl., mittels deren automatisch ein Überwachungszyklus eingeleitet wird, wenn
nach dem letzten Oberwachungszyklus eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist; in diesem
Falle kann man die Einrichtung jeweils einige Zeit hindurch unbeaufsichtigt arbeiten
lassen, denn es wird ein Warnsignal erzeugt, wenn in der Prüfeinrichtung eine Störung
auftritt. Es können jedoch auch mit der Hand zu betätigende Mittel vorgesehen sein,
um die Zeitkonstante der Ladeschaltung zeitweilig zu verkleinern, so daß die Bedienungsperson
schnell einen Überwachungszyklus ablaufen lassen kann, um einen angezeigten Fehler
festzustellen.
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Die Umschalteinrichtung kann eine Sperre umfassen, die normalerweise
geschlossen ist, jedoch während des Überwachungszyklus geöffnet werden kann, um
das Ausgangssignal der lichtempfindlichen Vorrichtungen zu der Umschalteinrichtung
gelangen zu lassen.
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Weiterhin sieht die Erfindung eine Prüfeinrichtung mit mehreren gesonderten
lichtempfindlichen Vorrichtungen und einer Überwachungseinrichtung vor, mittels
deren die lichtempfindlichen Vorrichtungen einzeln geprüft werden können, wobei
jeder lichtempfindlichen Vorrichtung eine örtliche Lichtquelle zugeordnet ist und
wobei jede lichtempfindliche Vorrichtung zusammen mit der zugehörigen örtlichen
Lichtquelle in einer gesonderten Umschließung angeordnet ist, so daß das Licht jeder
örtlichen Lichtquelle nur die zugehörige lichtempfindliche Vorrichtung erregen kann.
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Zweckmäßig ist der vollständige Satz von lichtempfindlichen Vorrichtungen
in den zugehörigen Umschließungen als Ganzes aus der Einrichtung herausnehmbar sind,
so daß er instand gesetzt werden kann, während er durch einen zweiten, gleichartigen
Satz ersetzt worden ist.
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Ferner sieht die Erfindung ein Verfahren zum Prüfen einer Prüfeinrichtung
mit mehreren getrennten lichtempfindlichen Vorrichtungen vor, bei dem zum Prüfen
dienende Lichtimpulse nacheinander auf die einzelnen lichtempfindlichen Vorrichtungen
geworfen werden und bei dem das Ansprechen der lichtempfindlichen Vorrichtungen
auf die Prtfflichtimpulse ohne Unterbrechung des normalen Betriebs der Prüfeinrichtung
geprüft wird.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand einer schematischen Zeichnung
an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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Die Zeichnung läßt die Anordnung der Prüfeinrichtung in Beziehung
zu dem zu prüfenden Blechmaterial erkennen und zeigt außerdem die Schaltung der
obere wachungseinrichtung.
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Unmittelbar nach seiner Herstellung wird das eine lückenlose Bahn
bildende Blech 1 unter einer Röhrenlampe 2 mit einer Länge von etwa 1,20 m hindurch-
geführt,
welche durch einen mit einer Frequenz von 4 kHz arbeitenden Oszillator 3 erregt
wird, und das Blech bewegt sich oberhalb einer Reihe von neun Photomultiplikatorröhren
4, die über die Breite des Blechstreifens 1 verteilt sind. Wie bei 5 deutlicher
gezeigt, ist jeder Photomultiplikator 6 in ein gesondertes Metallgehäuse 7 eingebaut,
das eine Linse 8 in einer der Unterseite des Blechstreifens zugewandte Offnung aufweist.
Die Blickfelder der Photomultiplikatoren überlappen sich, und wenn in dem Blechstreifen
ein feines Loch oder ein Riß oder ein ähnlicher Fehler auftritt, wird eine Erregung
eines oder mehrerer der Photomultiplikatoren bewirkt, und in der Leitung 9 erscheint
ein Ausgangs signal, um anzuzeigen, daß in dem betreffenden Teil des Blechstreifens
eine Fehlstelle vorhanden ist, so daß man diesen Teil als Ausschuß ausscheiden kann.
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Das Ausgangssignal der Photomultiplikatoren wird über die Leitung
9 als Eingangssignal einem insgesamt mit 11 bezeichneten Verstärker zugeführt, dessen
Ausgangssignal bei 12 erscheint und zum Betätigen eines Anzeigegeräts dient.
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Wenn einer der Photomultiplikatoren 6 versagen sollte, könnte ein
feines Loch in dem Blechstreifen unentdeckt bleiben, und aus diesem Grunde ist eine
insgesamt mit 13 bezeichnete Überwachungsschaltung vorgesehen, mittels deren die
Photomultiplikatoren 6 automatisch periodisch geprüft werden.
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Damit die Arbeitsweise der Überwachungseinrichtung verständlich wird,
erscheint es zweckmäßig, zunächst kurz die Arbeitsweise des Verstärkers 11 zu behandeln.
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Die in der Leitung 9 erscheinenden Ausgangssignale der Reihe von
Photomultiplikatoren werden dem Steuergitter einer Triode 21 zugeführt, die zusammen
mit einer Triode 22 ein Röhrenpaar bildet, und der Ausgang der Triode 21 ist mit
dem Steuergitter einer Pentode 23 gekoppelt, die mit einem negativen Rückkopplungsweg
versehen ist, welcher eine Bandsperre für etwa 8 kHz umfaßt. Das Ausgangs signal
der Pentode 23 wird der Steuerelektrode einer weiteren Pentode 25 zugeführt, die
eine Anodenlast 26 aufweist, welche aus einer Schaltung besteht, die so abgestimmt
ist, daß sie bei etwa 8 kHz einen hohen Widerstand aufweist. Der Ausgang der Pentode
25 ist mit der Klemme 12 verbunden.
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Es sei bemerkt, daß Streulicht der Lichtquelle 2, das die Kanten
des Blechstreifens 1 passiert, in einem gewissen Ausmaß mit Hilfe eines Signals
kompensiert werden kann, welches einem Photomultiplikator 31 entnommen wird, der
ebenfalls durch die Röhrenlampe 2 erregt wird; dieses Signal wird der Steuerelektrode
der Triode 22 zugeführt.
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Damit jeder Photomultiplikator 6 für sich überwacht werden kann,
ist in jedem Gehäuse 7 eine mit Neon gefüllte Röhre 32 enthalten, die dann, wenn
sie entsprechend gesteuert wird, Licht aussenden kann, auf das der Photomultiplikator
in dem betreffenden Gehäuse ansprechen kann, um in der Leitung 9 ein Ausgangssignal
erscheinen zu lassen.
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Die Steuerspannungen für die Neonröhren 32 werden einer Dekadenzählröhre
33 entnommen, und die Kathoden 1 bis 9 der Röhre 33 sind über mit Kondensatoren35
parallel geschaltete Einzeiwiderstände 34 geerdet und mit einem gemeinsamen handbetätigten
Rückstellschalter 36 verbunden. Die Kathoden 1 bis 9 der Dekadenzählröhre sind einzeln
an die Steuerelektroden der Neonröhren 32 angeschlossen.
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Die Kathode 10 der Dckadenzählröhre 33 ist ständig geerdet und führt
normalerweise den Entladungsstrom. Ferner ist sie mit der Steuerelektrode einer
Triode 37 verbunden, um diese Triode im leitfähigen Zustand zu halten. vorausgesetzt,
daß die Entladung der Dekadenzlihllvhre 33 über die Kathode 10 stattfindet. Die
Triode 37 weist in ihrer Anodenlast ein Relais A mit normalerweise offcnen Kontakten
ci und normalerweise geschlossenen Kontakten a auf, so daß dann. wenn sich die Triode
37 im leitfiihigen Zustand befindet. die Kontakte ci geschlossen und die Kontakte
ci geöffnet sind. Während die Triode 37 leitcnd ist, dient eine Anzapfung 38 ihrer
Anodenlast, die zu der Unterdrückungselektrode einer Sperrpentode 39 führt, dazu,
diese Sperrpentode geschlossen zu halten.
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Der Überwachungs- und Prüfzyklus wird durch das Steuer einer Thyratronröhre
41 eingeleitet, die normalerweise durch eine Vorspannung außer Betrieb gehalten
wird; das Steuerclektrodenpotential der Röhre 41 wird durch die Ladung eines Kondensators
42 von 16 Mikrofarad bestimmt, der so geschaltet ist, daß er über einen großen Widerstand
43 von etwa 33 Mcgohm auf eine Spannung aufgeladen wird, die sich nach der Einstellung
der Anzapfung eines die Hochspannungsquelle überbrückcnden Schieberwiderstandes
44 richtet.
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Der Kondensator 42 lädt sich in etwa 20 Minuten auf und stcuert dann
das Thyratron 41, das eine negative Spannung erzeugt, welche über einen Gleichrichter
45 der Umschaltelektrode 46 der Dekadenzählröhre33 zugeführt wird. Wenn das Thyratron
beginnt. leitend zu werden, beginnt die Anodenspannung abzufallcn, und die Leitfähigkeit
verschwindet sofort, so daß die Spannung die Form eines Impulses erhält.
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Wenn dieser Impuls an der ttmschaltelektrode 46 erscheint, wird der
Entladungsweg der Dekadenzählröhre 33 zur Kathode 1 verlegt, und infolgedessen wird
die Triode 37 abgeschaltet, wobei das Relais A stromlos wird. Wenn sich die Kontakte
aí öffnen, beginnt ein Kondensator 47, sich zu entladen, und die eine Triode 48
im nichtleitenden Zustand haltende Gittervorspannung beginnt anzusteigen. Der Entladungskreis
des Kondensators 47 ist so ausgebildet, daß die Triode 48 nach etwa 4 Sekunden leitend
wird. um ein Relais B in ihrer Anodenlast einzuschalten.
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Dieses Relais gibt ein akustisches Warnsignal, um anzuzeigen, daß
bei der Prüfung eine Störung bei einem der Photomultiplikatoren 60 festgestellt
worden ist.
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Der gesamte Prüfvorgang dauert weniger als 1 Sekunde, und wenn die
Prüfung ohne Zwischenfälle zu Ende geführt wird, wird die Triode 37 wieder leitfähig,
bevor das Warnsignal erzeugt wird, und die Spannung an der Steuerelektrode der Triode
48 wird bis weit unterhalb des Abschaltpunktes zurückgeführt, so daß kein Warnsignal
erzeugt wird.
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Wenn sich die Kontakte a, schließen, nachdem die Triode 37 ihre Leitfähigkeit
verloren hat, wird damit begonnen. die Ladung des Kondensators 42 vor der der nächsten
periodischen Überprüfung vorausgehenden Ladeperiode herabzusetzen.
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Wenn die Triode 37 ihre Leitfähigkeit verliert, steigt außerdem die
Spannung an der Anzapfung 38 ihrer Anode wegen des Rückgangs des Spannungsabfalls
an dem Anodenwiderstand 51 erheblich an, und daher nimmt die Spannung an der Unterdrükkungselektrode
der Sperre 39 zu, so daß die Sperre geöffnet wird.
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Wenn der Entladungsweg in der Dekadenzählröhre 33 auf die Kathode
1 übergeführt wird, erscheint bei 52 ein Steuerimpuls, der der ersten Neonröhre
32 zugeführt wird, welche nunmehr aufleuchtet und den zugehörigen Photomultiplikator
6 erregt. Infolgedessen erscheint bei 9 ein Signal, das dem Verstärker 11 zugeführt
wird. Dieser Verstärker umfaßt außer den bereits beschriebenen Schaltungselementen
eine Pentode 53, deren Steuerelektrode das Ausgangssignal des Photomultiplikators
über die Leitung 9 zugeführt wird, und deren Anode mit der Steuerelektrode der Sperrpentode
39 gekuppelt ist. Somit wird das dem Neonröhrenblitz entsprechende Signal durch
die Sperrpentode 39 geleitet, die, wie schon erwähnt, durch das Ansteigen der Unterdrückungsspannung
geöffnet wurde, um das Signal der Umschaltelektrode 46 der Dekadenzählröhre 33 zuzuführen,
so daß die Entladungsbahn auf die Kathode 2 übergeführt wird und die nächste Neonröhre
32 zu leuchten beginnt. In der gleichen Weise wird ein in der Leitung 9 erscheinendes
Ausgangssignal über den Verstärker 11 zu der Sperrpentode 39 geleitet, um die Entladungsbahn
auf die nächste Kathode der Dekadenzählröhre 33 überzuführen.
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Wenn alles in Ordnung ist, wird die Entladungsbahn schließlich wieder
zu der Kathode 10 übergeführt, so daß die Triode 37 erneut leitend wird, wobei das
Relais A eingeschaltet und die Sperre 39 geschlossen wird. Dieser Zyklus wird in
Abständen von 20 Minuten wiederholt; diese Zeitspanne ergibt sich durch die Ladezeit
des Kondensators 42.
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Wenn jedoch bei einem der Photomultiplikatoren 6 eine Störung aufgetreten
ist und der betreffende Photomultiplikator bei seiner Belichtung durch die zugehörige
Neonröhre 32 kein Signal erzeugt, wird die Entladungsbahn in der Dekadenzählröhre
33 nicht von der zugehörigen Kathode auf die nächste übergeführt, und nach Ablauf
der Zeit von 4 Sekunden, während welcher die Triode 37 nicht wieder leitend wird,
wird die Triode 48 leitfähig, und das Warnsignal wird durch das Einschalten des
Relais B erzeugt. Wenn die Bedienungsperson das Warnsignal hört, kann sie mit Hilfe
der Dekadenzählröhre 33 erkennen, an welcher Kathode die Entladungsbahn zum Stillstand
gekommen ist, um anzuzeigen, welcher der Photomultiplikatoren 6 kein Ausgangssignal
erzeugt hat.
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In diesem Falle kann man den vollständigen Satz von Photomultiplikatoren
in den Gehäusen 7 durch einen anderen, gleichartigen Satz ersetzen, während der
ursprünglich benutzte Satz instand gesetzt wird.
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Es sei bemerkt, daß die auf das Steuern der Neonröhren 32 zurückzuführenden
Signale auch der Steuerelektrode der Triode 21 des Verstärkers 11 zugeführt werden.
Das Signal wird jedoch nur eine Komponente von sehr kleiner Amplitude bei 8 kHz
aufweisen, so daß das gesamte der Pentode 23 zugeführte Signal von dem die Bandsperre
24 enthaltenden Rückkopplungsweg durchgelassen wird, und der Verstärkungsgrad der
Pentode 23 wird auf dieses Signal herabgesetzt, so daß der Pentode 25 ein Signal
zugeführt wird, das nicht ausreicht, um die abgestimmte Anodenlast 26 anzuläuten
und einen Anzeigeimpuls an der Klemme 12 erscheinen zu lassen. Dies gilt jedoch
nicht für die auf in dem Blechstreifen 1 vorhandene feine Löcher zurückführenden
Impulse von 8 kHz, denn bei dieser Frequenz wird die negative Rückkopplung um die
Pentode 23 herum durch die Bandsperre 24 verhindert.
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Die Anordnung bietet somit den Vorteil, daß die Prüfeinrichtung für
das Blechmaterial nicht außer Betrieb gesetzt wird, während die Prüfung der Photomultiplikatoren
erfolgt, und daß die Prüfsignale nicht fälschlicherweise das Vorhandensein eines
Lochs in dem Blech anzeigen.
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Natürlich ist es möglich, daß ein Loch in dem zu prüfenden Blech,
das die Prüfeinrichtung während des Überwachungszyklus passiert, die Entladungsbahn
in der Dekadenzählröhre 33 weiterschaltet und den Eindruck erweckt, ein tatsächlich
gestörter Photomultiplikator 6 arbeite einwandfrei. Es ist jedoch so unwahrscheinlich,
daß dies im richtigen Augenblick geschieht, daß es praktisch ausgeschlossen ist,
daß sich dieser Vorgang bei zwei oder drei aufeinanderfolgenden Überwachungszyklen
wiederholt.
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Ferner ist es möglich, daß die Dekadenzählröhre 33 fälschlicherweise
eine Störung anzeigt, wenn tatsächlich alle Photomultiplikatoren 6 einwandfrei arbeiten.
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Wenn ein Fehler angezeigt wird, kann jedoch die Bedienungsperson die
Dekadenzählröhre33 zurückstellen, so daß der Entladungsweg zu der Kathode 10 verläuft;
zu diesem Zweck kann man den Schalter 36 öffnen und dann eine schnelle Nachprüfung
durchführen, indem man einen Druckknopfschalter 55 schließt, der einen kleinen Widerstand
56 einschaltet, um den Widerstand 43 zu überbrücken, so daß sich der Kondensator
42 innerhalb von 1 bis 2 Minuten auf die Spannung aufladen kann, die erforderlich
ist, um das Thyratron 41 zu zünden und eine erneute Priifung der Photomultiplikatoren
einzuleiten. Wenn dann die Photomultiplikatoren tatsächlich alle in einwandfreiem
Zustand sind, läuft der Prüfvorgang ohne Zwi schenfälle ab, vorausgesetzt, daß in
der Prüfschaltung kein Fehler vorhanden ist.
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Man erkennt, daß ein Vorteil des beschriebenen Systems darin besteht,
daß die Photomultiplikatoren einzeln geprüft werden und daß gegebenenfalls unmittelbar
angezeigt wird, bei welchem Photomultiplikator eine Störung aufgetreten ist.