DE1548245C

DE1548245C - Arrangement for the non-contact testing and measurement of the uniformity of the thickness of a web-shaped laminated material which comprises electrically conductive material

Info

Publication number: DE1548245C
Application number: DE19661548245
Authority: DE
Inventors: Brian Reginald Neale Denis Manktelow Ilford Essex Hall (Großbritannien)
Original assignee: Ilford Ltd
Current assignee: Ilford Imaging UK Ltd
Priority date: 1965-04-27
Filing date: 1966-04-27
Publication date: 1973-02-01

Description

1515th

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur berührungslosen Prüfung und Messung der Gleichförmigkeit der Dicke eines bahnförmigen Schichtmaterials, das elektrisch leitendes Material [T\ umfaßt, insbesondere der Dicke eines Emulsionsüber- -^ zuges auf einem photographischen Schichtträger, wobei das zu prüfende Bahnmaterial an kapazitiv mit dem Material gekoppelten Elektroden vorbeigeführt wird.The invention relates to an arrangement for the contactless testing and measurement of the uniformity of the thickness of sheet layer material, the electrically conductive material [T \ comprising, in particular the thickness of a Emulsionsüber- - ^ train on a photographic film support, the capacitive test sheet material at electrodes coupled to the material are passed by.

Es ist eine Anordnung bekannt, bei welcher ein Fehler im Material oder der Überzugsdicke mittels Stromdurchgang durch die Probe über mechanische Anschlüsse überwacht wird. Solche Anschlüsse rufen einen unkontrollierbaren und variablen Kontaktwiderstand hervor, und weiterhin ist dies nicht mit empfindlichem Material möglich, welches dabei einer Zerstörung ausgesetzt wird wie nasse photographische Überzüge. .An arrangement is known in which an error in the material or the coating thickness by means of Current passage through the sample is monitored via mechanical connections. Call such connections an uncontrollable and variable contact resistance emerges, and furthermore this is not with sensitive Material possible, which is subjected to destruction like wet photographic ones Coatings. .

Weiterhin ist eine Anordnung bekannt, mit welcher die Dicke eines nichtleitenden Materials gemessen werden kann, indem man es als Dielektrikum eines Kondensators verwendet. Diese Anordnung mißt Kapazitätsänderungen in Gegenwart geringfügiger Widerstandskomponenten, nicht jedoch Widerstandsänderungen in Gegenwart. relativ großer und variabler ka-. pazitiver Komponenten zu messen.Furthermore, an arrangement is known with which the thickness of a non-conductive material is measured by using it as the dielectric of a capacitor. This arrangement measures changes in capacitance in the presence of minor resistance components, but not resistance changes in present. relatively large and variable ka-. to measure capacitive components.

\J Außerdem ist eine Anordnung zur Messung der absohlten Dicke eines leitenden Filmes auf einer nichtleitenden Basis bekannt. Diese Anordnung ist bezüglich der Trägerdicke empfindlich, die gesondert gemessen werden muß, und eine Korrektur muß gemacht werden. Da diesen zwei Messungen verschiedene physikalische Prinzipien zugrundeliegen, unterliegt die Korrektur Fehlern, die von Störgrößen herrühren, welche eine Messung mehr beeinflussen als die andere. \ J addition, an arrangement for measuring the absohlten thickness of a conductive film on a non-conductive base known. This arrangement is sensitive to the carrier thickness which must be separately measured and a correction must be made. Since these two measurements are based on different physical principles, the correction is subject to errors resulting from disturbances which influence one measurement more than the other.

Weiterhin ist eine Anordnung bekannt, bei der der Widerstand eines Materials über Kopplungskapazitäten gemessen wird. Diese Anordnung erfordert, daß die kapazitive Kopplungsimpedanz relativ klein und konstant ist; keines von beidem ist erfüllt, wenn diese Technik auf ein sich bewegendes Bahn- oder Schichtmaterial angewendet wird. Ferner macht die Anordnung eher eine absolute als eine differentielle Messung. Furthermore, an arrangement is known in which the resistance of a material via coupling capacitances is measured. This arrangement requires that the capacitive coupling impedance be relatively small and is constant; neither is true when this technique is applied to a moving sheet or sheet material is applied. Furthermore, the arrangement makes an absolute rather than a differential measurement.

Schließlich sind Anordnungen bekannt, welche Eichnormalien sind, die nicht für eine laufende Messung anwendbar sind.Finally, arrangements are known which are calibration standards that are not used for an ongoing measurement are applicable.

Ein Erfordernis besteht darin, auf einem endlosen, sich bewegenden Band als Vergleichsbasis den Widerstand eines leitenden Materials zu messen unter Anwendung kapazitiver Kopplung, um mechanische Zerstörung zu vermeiden. Insbesondere besteht in der photographischen Industrie das Bedürfnis, die Gleichförmigkeit einer nassen Emulsionsschicht zu messen, nachdem sie auf ein nichtleitendes Band als Überzug aufgebracht ist. Die Emulsionsschicht ist sehr empfindlich hinsichtlich mechanischer Beschädigungen während des Herstellungsstadiums, bei dem sie überwacht wird, was einen Ohmschen Kontakt unmöglich macht. Weiterhin wird das Band wahrscheinlich vibrieren, was zur Folge hat, daß die kapazitive Kopplungsimpedanz willkürlich schwankt. Keine der vorgenannten bekannten Anordnungen befriedigt all diese Erfordernisse.One requirement is to use an endless moving belt as a basis of comparison to compare the resistance of a conductive material using capacitive coupling to measure mechanical Avoid destruction. In particular, there is a need in the photographic industry for uniformity a wet emulsion layer after applying it to a non-conductive tape as a coating is upset. The emulsion layer is very sensitive to mechanical damage during the manufacturing stage at which it is monitored, making ohmic contact impossible power. Furthermore, the tape is likely to vibrate, causing the capacitive coupling impedance fluctuates arbitrarily. None of the aforementioned known arrangements satisfy all of these Requirements.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung der eingangs genannten Art. zu schaffen, bei der der Kopplungswiderstand zwischen den Elektroden, und dem Bahnmaterial unbedeutend ist gegenüber dem Widerstand des zu prüfenden Überzuges, ohne daß eine sehr hohe Wechselstromfrequenz von mehreren Megahertz verwendet wird.The object of the invention is to provide an arrangement of the type mentioned. In which the Coupling resistance between the electrodes and the web material is insignificant compared to that Resistance of the coating to be tested without a very high alternating current frequency of several Megahertz is used.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Koppelungselektroden aus einem Paar von quer oder längs der Bahn in vorbestimmtem Abstand voneinander angeordneten Antriebselektroden sowie einer zwischen den beiden Antriebselektroden liegenden Suchelektrode bestehen, und daß an die Antriebselektroden gleiche Wechselspannungen von entgegengesetzter Phase angelegt sind sowie die von der Suchelektrode an der Zwischenstellung erfaßte Wechselspannung und Änderungen dieser Wechselspannung aufgrund von Dickenänderungen durch einen phasenempfindlichen Detektor gemessen werden.According to the invention, this object is achieved in that the coupling electrodes consist of a pair of drive electrodes arranged transversely or along the path at a predetermined distance from one another and a search electrode located between the two drive electrodes, and that of the drive electrodes the same alternating voltages of opposite phase are applied as well as those of the Search electrode at the intermediate position detected alternating voltage and changes in this alternating voltage due to changes in thickness can be measured by a phase sensitive detector.

Daher ergibt es bei der Anordnung gemäß der Erfindung keinen mechanischen Kontakt mit der Bahn. Die Anordnung wird in einer Brückenausführung angeordnet, die es erlaubt, differentielle Änderungen bezüglich des Widerstandes, und damit in der Dicke, zu erfassen, ohne bezüglich des Gesamtwiderstandes des Überzugs empfindlich ,zu sein. Die Brückenstellung verbessert auch die Empfindlichkeit. . ■Therefore, with the arrangement according to the invention, there is no mechanical contact with the web. The arrangement is arranged in a bridge design which allows differential changes with respect to of the resistance, and thus in the thickness, without regard to the total resistance of the Overlay sensitive to be. The bridge position also improves sensitivity. . ■

; Die maximale Kopplungskapazität, . die erhalten werden kann, wird durch die technischen Gegebenheiten vorgegeben. Um die Kopplungsimpedanz auf eine vernachlässigbare Höhe zu reduzieren, müßte die Frequenz auf einen Wert erhöht werden, wo der sogenannte »Skin-Effekt« die Aufdeckung bestimmter Arten von Nicht-Gleichförmigkeit verhindern würde. .; The maximum coupling capacity,. which can be obtained is due to the technical conditions given. In order to reduce the coupling impedance to a negligible level, the frequency would have to can be increased to a value where the so-called "skin effect" reveals certain Would prevent types of non-uniformity. .

In der Praxis liegt die. verwendete Frequenz bei einem solchen Wert, daß die Kopplungsimpedanz eine Ordnung höher liegt als der zu messende Widerstand. Daher werden andere Maßnahmen getroffen, um Schwankungen in der Kopplungsimpedanz und die dadurch hervorgerufenen Effekte auf ein Mindestmaß zu bringen. Doppelantriebselektroden, jeweils eine auf einer Seite der Filmbahn, werden verwendet, um den Vibrationseffekt bei der Kopplungskapazität herabzusetzen. Auch wird phasenempfindliche Gleichrichtung der angelegten Hochfrequenz zur Abschirmung gegen Änderungen im Ausgangssignal, das durch Schwankungen in dieser Kopplungskapazität erzeugt wird, verwendet.In practice it is. used frequency at such a value that the coupling impedance is one order higher than the resistance to be measured. Therefore, other measures are taken to minimize fluctuations in the coupling impedance and the resulting effects bring to. Double drive electrodes, one on either side of the film web, are used to reduce the vibration effect on the coupling capacitance. Also being phase sensitive Rectification of the applied high frequency to shield against changes in the output signal, generated by fluctuations in this coupling capacitance is used.

Damit kann eine Anordnung selektiv empfindlich gegenüber Schwankungen in einem der zwei Paare brückenverbundener Impedanzen gemacht werden, von denen eines der Paare von Natur aus rückwirkend ist und das andere nicht-reaktiv. Bei der aus der deutschen Auslegeschrift 1,095,525 bekannten Anord-This allows an arrangement to be selectively sensitive to fluctuations in one of the two pairs Bridge-connected impedances are made, one of the pairs of which is inherently retroactive and the other is non-reactive. In the arrangement known from the German Auslegeschrift 1,095,525

riung ist dies nicht möglich, weil die phasenempfindliche Demodulation hur bei der Gleichrichtung des Nieder-Frequenzmodulationssignals verwendet wird. Bei der bekannten Anordnung würde es daher unmöglich sein, zwischen Kapzitätsänderungen, die von j Schwankungen in der Produktgröße herrühren, und Phasenwinkelstörungen, die von der Anwesenheit von Wasser oder anderen leitenden Komponenten in dem Kunststoffmaterial herrühren, aus denen das Produkt besteht, zu unterscheiden.This is not possible because the phase-sensitive demodulation is only used for the rectification of the Low frequency modulation signal is used. With the known arrangement it would therefore be impossible between capacity changes resulting from j variations in product size and Phase angle perturbations resulting from the presence of water or other conductive components in the Plastic material from which the product is made to distinguish.

Die Anordnung gemäß der Erfindung stellt also eine wesentliche Verbesserung und eine beträchtliche Vereinfachung gegenüber den bekannten Anordnungen dar. Außerdem wird eine verbesserte Unterdriikkung von unerwünschten und/oder irrelevanten π Schaltsystemstörungen ermöglicht.The arrangement according to the invention thus represents a substantial improvement and a considerable one Simplification compared to the known arrangements. In addition, there is an improved suppression of unwanted and / or irrelevant π switching system malfunctions.

Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:The invention is explained in more detail below, for example with reference to the drawing. It shows:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer einfachen Anordnung gemäß der Erfindung;Fig. 1 is a schematic representation of a simple Arrangement according to the invention;

F i g. 2 eine allgemeine schematische Ansicht der Anordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; F i g. Figure 2 is a general schematic view of the arrangement according to an embodiment of the invention;

F i g. 3 eine Endansicht in Richtung Pfeil C, welche die Schaltung eines Teils der Anordnung darstellt; F i g. Figure 3 is an end view in the direction of arrow C showing the circuitry of part of the assembly;

F i g. 4 eine äquivalente Schaltung einer Elektrodenanordnung. F i g. 4 shows an equivalent circuit of an electrode arrangement.

F i g. 1 der Zeichnung zeigt im Schnitt ein flächiges Aufnahmematerial bzw. eine Bahn 10, z.B. einen CeI-luloseacetatfilm, auf welchem eine Schicht 11 aus elektrisch leitendem Material abgelagert worden ist. Die Schicht 11 kann aus einer fließfähigen Schicht, z.B. einer wäßrigen Schicht einer photographischen Emulsion, bestehen. Der elektrische Widerstand des Überzugs 11 ist der Überzugsdicke umgekehrt proportional. Wenn daher Strom durch den Überzug 11 in senkrechter Richtung zu seiner Dicke durchgeleitet wird, führen Unregelmäßigkeiten in der Dicke zu Unregelmäßigkeiten in dem Spannungsgradienten. Das Prinzip der Erfindung beruht auf der Feststellung derartiger Unregelmäßigkeiten des Spannungsgradienten.F i g. 1 of the drawing shows in section a flat recording material or a web 10, e.g. a cellulose acetate film, on which a layer 11 of electrically conductive material has been deposited. Layer 11 may be a flowable layer such as an aqueous layer of a photographic one Emulsion. The electrical resistance of the coating 11 is inversely proportional to the coating thickness. Therefore, when current is passed through the coating 11 in a direction perpendicular to its thickness irregularities in thickness lead to irregularities in the stress gradient. The The principle of the invention is based on the detection of such irregularities in the voltage gradient.

Zu diesem Zweck wird ein Paar von im Abstand voneinander angeordneten Antriebs- oder Steuerelektroden 12, 13 elektrisch mit der Oberfläche des Überzugs 11 an zwei betreffenden Stellen A, B gekoppelt, und eine Suchelektrode 14 ist in ähnlicher Weise an einer Stelle P, die zwischen den beiden Stellen A, B liegt, angebracht. Gleiche Wechselspannungen von entgegengesetzter Phase werden an die Antriebselektroden 12, 13 angelegt, wodurch ein Wechselstrom in dem Überzug 11 in senkrechter Richtung zu dessen Dicke erzeugt wird. Die Suchelektrode 14 mißt die Wechselspannung an der Zwischenstellung P. Wenn die Stelle P genau in der Mitte zwischen A und B 5 liegt, dann wird unter der Voraussetzung, daß die Amplituden der beiden Antriebspotentiale, die an die Elektroden 12, 13 angelegt sind, gleich sind, ein »Nulk-Zustand erreicht, wobei die Suchelektrode 14 so lange bei der Spannung oder dem Potential Null verbleibt, wie die Überzugswiderstände zwischen A und P und B und P gleich sind, d. h. so lange wie der Überzug 11 zwischen A und B eine gleichförmige Dicke aufweist. Eine Abweichung von der Gleichförmigkeit der Dicke zwischen A und B verursacht eine Abweichung von dem »Null«-Zustand und ergibt eine Wechselspannung bei P und erzeugt ein Potential an der Suchelektrode 14.To this end, a pair of spaced drive or control electrodes 12, 13 are electrically coupled to the surface of the coating 11 at two respective locations A, B , and a search electrode 14 is similarly at a location P between the both points A, B is attached. Equal alternating voltages of opposite phase are applied to the drive electrodes 12, 13, whereby an alternating current is generated in the coating 11 in a direction perpendicular to its thickness. The search electrode 14 measures the alternating voltage at the intermediate position P. If the point P is exactly in the middle between A and B 5, then, provided that the amplitudes of the two drive potentials applied to the electrodes 12, 13 are the same a »Nulk state is reached, the search electrode 14 remaining at the voltage or the potential zero as long as the coating resistances between A and P and B and P are the same, ie as long as the coating 11 between A and B is one has uniform thickness. A deviation from the uniformity of the thickness between A and B causes a deviation from the "zero" state and results in an alternating voltage at P and generates a potential at the search electrode 14.

Unter Anwendung ziemlich hoher Wechselstromfrequenzen im Bereich von 100 Kilohertz bis zu 1 Megahertz wird eine kapazitive Kopplung zwischen den Elektroden 12, 13, 14 und dem Überzug 11 angewendet, wodurch die Notwendigkeit einer physikalischen Berührung mit dem Überzug 11 vermieden wird. Typische photographische Emulsionsüberzüge besitzen einen Widerstand von 10 000 Ohm je cm² in senkrechter Richtung zu ihrer Dicke. Die Antriebselektroden sind beispielsweise einige cm lang und durch einen Abstand von einigen cjn getrennt. Um den Kopplungswiderstand zu dem Überzug 11 gegenüber dem Widerstand des Überzugs 11 unbedeutend zu machen, wäre es daher erforderlich, bei einem Spalt oder Abstand zwischen Elektrode und Überzug von 1 cm Wechselstromfrequenz von mehreren Megahertz anzuwenden, d. h. eine Größe, die aufgrund des Einsetzens des »Skin«- oder »Haut«-Effektes praktisch nicht anwendbar wäre. Durch die Anwendung der vorstehend beschriebenen »Nulk-Methode löschen sich jedoch die Kopplungswiderstände an den beiden Antriebselektroden 12 und 13 in wirksamer Weise gegenseitig aus.Using fairly high AC frequencies in the range of 100 kilohertz up to 1 megahertz, capacitive coupling is applied between electrodes 12, 13, 14 and coating 11, thereby avoiding the need for physical contact with coating 11. Typical photographic emulsion coatings have a resistance of 10,000 ohms per cm ² in the direction perpendicular to their thickness. The drive electrodes are, for example, a few cm long and separated by a distance of a few cm. In order to make the coupling resistance to the coating 11 insignificant in relation to the resistance of the coating 11, it would therefore be necessary to use an alternating current frequency of several megahertz with a gap or distance between the electrode and the coating of 1 cm. Skin "or" skin "effect would not be practically applicable. By using the »Nulk method described above, however, the coupling resistances at the two drive electrodes 12 and 13 effectively cancel each other out.

Eine Vorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist schematisch in Fig. 2 dargestellt. Die überzogene Bahn 10 ist auf Führungswalzen 15, 16 angeordnet und wird über die Walzen 15, 16 kontinuierlich in Richtung von Pfeil C geführt. Zwischen den Walzen 15, 16 wird die Bahn 10 nacheinander unterhalb einer festen Elektrodenanordnung 17 und einer bewegbaren Elektrodenanordnung 18 vorübergeleitet.A device according to a preferred embodiment of the invention is shown schematically in FIG shown. The coated web 10 is placed on guide rollers 15, 16 and is passed over the rollers 15, 16 continuously guided in the direction of arrow C. Between the rollers 15, 16, the web 10 is successively below a fixed electrode arrangement 17 and a movable electrode arrangement 18 passed by.

Die stationäre oder feststehende Elektrodenanordnung 17 umfaßt ein Paar von Antriebselektroden 12', 13' und eine dazwischenliegende Suchelektrode 14', die in gleicher Weise wie die Elektroden 12, 13, 14 von Fig. 1 angeordnet sind. Die Antriebselektroden 12', 13' sind länglich und erstrecken sich parallel zueinander in einer zu der Bewegungsrichtung C der Bahn 10 senkrechten Richtung, wobei die Suchelektrode 14' ebenfalls länglich ist und etwa eine Längenausdehnung von V₄ der Länge der Antriebselektroden 12', 13' aufweist. Um eine ziemlich gleichförmige Stromdichte in dem Überzug 11 zwischen den Antriebselektroden 12', 13' zu erzeugen, besitzt jede der \ Antriebselektroden 12', 13' eine Länge, die etwa gleich dem zweifachen Abstand, durch welchen sie getrennt sind, beträgt.The stationary or fixed electrode arrangement 17 comprises a pair of drive electrodes 12 ', 13' and an intermediate search electrode 14 ', which are arranged in the same way as the electrodes 12, 13, 14 of FIG. The drive electrodes 12 ', 13' are elongated and extend parallel to one another in a direction perpendicular to the direction of movement C of the web 10, the search electrode 14 'also being elongated and approximately a length of V _{4 of} the length of the drive electrodes 12', 13 ' having. In order to produce a fairly uniform current density in the coating 11 between the drive electrodes 12 ', 13', each of the drive electrodes 12 ', 13' has a length approximately equal to twice the distance by which they are separated.

Die bewegbare Elektrodenanordnung 18 umfaßt eine Mehrzahl von abwechselnd angeordneten Antriebselektroden 20 und Suchelektroden 21, wobei sich diese Anordnung im wesentlichen über die gesamte Breite der Bahn 10 erstreckt. Jede Antriebselektrode 20 ist in Richtung der Bewegung C der Bahn 10 langgestreckt und besitzt eine Längenausdehnung, die im wesentlichen gleich dem zweifachen Abstand zwischen benachbarten Antriebselektroden 20 beträgt. Die Suchelektroden 21 sind in der Mitte zwischen benachbarten Antriebs elektroden 20 angeordnet und erstrecken sich parallel zu den Antriebselektroden, wobei jede Suchelektrode 21 eine Länge von etwa V₄ der Länge der Antriebselektrode 20 aufweist. Die Elektrodenanordnung 18 ist für eine hin- und hergehende Bewegung (durch eine nicht gezeigte Einrichtung) in einer Richtung im rechten Winkel zu der Bewegungsrichtung der Bahn 10, wie dies durch die Pfeile D angezeigt ist, angebracht. Der Einfachheit halber sind in Fig. 2 lediglich 5 AntriebselektrodenThe movable electrode arrangement 18 comprises a plurality of alternately arranged drive electrodes 20 and search electrodes 21, this arrangement extending essentially over the entire width of the web 10. Each drive electrode 20 is elongated in the direction of movement C of the web 10 and has a length which is essentially equal to twice the distance between adjacent drive electrodes 20. The search electrodes 21 are arranged in the middle between adjacent drive electrodes 20 and extend parallel to the drive electrodes, each search electrode 21 having a length of approximately V ₄ the length of the drive electrode 20. The electrode assembly 18 is mounted for reciprocating movement (by means not shown) in a direction at right angles to the direction of movement of the web 10, as indicated by arrows D. For the sake of simplicity, only 5 drive electrodes are shown in FIG

20 dargestellt, wobei bei der praktischen Ausführung jede zweckmäßige Anzahl zur Anwendung gelangen kann.20 shown, with the practical implementation any convenient number can be used.

Die bewegbare Elektrodenanordnung 18 stellt, wie ersichtlich, praktisch eine Mehrzahl von Elektrodenan-Ordnungen der in Fig. 1 gezeigten Art dar. Die alternative angeordneten Antriebselektroden 20 sind mit den jeweiligen Anschlußklemmen einer Quelle 22 für Wechselspannung verbunden, die so ausgelegt ist, um gleiche Wechselspannungen von entgegengesetzter Phase auf die jeweiligen abwechselnden Elektroden 20 zu liefern. Die genannten Anschlußklemmen der Quelle 22 sind außerdem mit den jeweiligen Antriebselektroden 12', 13' der feststehenden Elektrodenanordnung 17 verbunden. Die jeweiligen Suchelektroden 14', 21 sind mit den jeweiligen Detektoreinheiten 23, 24 verbunden.As can be seen, the movable electrode arrangement 18 practically constitutes a plurality of electrode arrangements of the type shown in Fig. 1. The alternative arranged drive electrodes 20 are with connected to the respective terminals of a source 22 of AC voltage which is designed to equal alternating voltages of opposite phase to the respective alternating electrodes 20 to deliver. Said connection terminals of the source 22 are also connected to the respective drive electrodes 12 ', 13' of the stationary electrode arrangement 17 connected. The respective search electrodes 14 ', 21 are connected to the respective detector units 23, 24 connected.

Die stationäre oder feststehende Elektrodenanordnung 17 und die bewegbare Elektrodenanordnung 18 sind angeordnet, um Ungleichförmigkeiten in dem Filmüberzug 11, der sich jeweils über die Breite der Bahn 10 und in Längsrichtung derselben erstreckt, X^s) festzustellen. Eine querlaufende Fehlerstelle t im Überzug 11, die sich quer über die Breite der Bahn 10 erstreckt, erzeugt eine Potential- oder Spannungsänderung an der Suchelektrode 14', wenn sie zwischen den Antriebelektroden 12', 13' durchgeht, wobei die Änderung durch den Detektor 23 festgestellt wird. In ähnlicher Weise bewirkt eine in Längsrichtung verlaufende Fehlerstelle 1 eine Spannungsänderung, die an einer der Suchelektroden 21 erzeugt wird, wobei die Änderung durch den Detektor 24 wahrgenommen wird.The stationary or fixed electrode assembly 17 and the movable electrode assembly 18 are arranged to detect non-uniformities in the film coating 11, which extends respectively across the width of the web 10 and in the longitudinal direction thereof ( X ^s ) . A transverse flaw t in the coating 11, which extends across the width of the web 10, produces a potential or voltage change at the search electrode 14 'when it passes between the drive electrodes 12', 13 ', the change being detected by the detector 23 is detected. In a similar way, a flaw 1 running in the longitudinal direction causes a voltage change which is generated at one of the search electrodes 21, the change being perceived by the detector 24.

Es ist ersichtlich, daß unterhalb jeder der Antriebsund Suchelektroden eine wirksame »Blindstelle« oder »tote Zone« vorhanden ist, bei welcher eine Diskontinuität ih der Dicke des Überzugs 11 keinerlei Änderung in dem an der jeweiligen Suchelektrode erzeugten Potential verursacht. Hinsichtlich der stationären Elektrodenanordnung 17 ist dies ohne Folgeerscheinung, da die Bahn 10 kontinuierlich sich über den Raum bewegt, der die Antriebselektroden 12', 13' trennt; diese Tatsache muß jedoch hinsichtlich der ^ Elektrodenanordnung 18 berücksichtigt werden. Aus '^J) diesem Grund ist die Anordnung 18 hin- und herbewegbar ausgebildet. Die Amplitude der Hin- und Herbewegung ist so eingestellt, daß sie wenigstens den halben Abstand zwischen benachbarten Antriebselektroden 20 beträgt, und die Geschwindigkeit .der Hin- und Herbewegung ist mit der Geschwindigkeit der Bewegung der Bahn 10 so abgestimmt, daß sämtliche Teile der Überzugsoberfläche zwischen zwei benachbarten Elektroden 20 zu einem bestimmten Zeitpunkt bei ihrer Fortbewegung unterhalb der Elektrodenanordnung 18 liegen.It can be seen that underneath each of the drive and search electrodes there is an effective "blind spot" or "dead zone" in which a discontinuity in the thickness of the coating 11 does not cause any change in the potential generated at the respective search electrode. With regard to the stationary electrode arrangement 17, this is of no consequence since the web 10 moves continuously over the space which separates the drive electrodes 12 ', 13'; however, this fact must be taken into account with regard to the electrode arrangement 18. From '^ J) this reason, the arrangement is back 18 and formed forth. The amplitude of the reciprocating movement is adjusted so that it is at least half the distance between adjacent drive electrodes 20, and the speed of the reciprocating movement is matched with the speed of movement of the web 10 so that all parts of the coating surface between two adjacent electrodes 20 lie beneath the electrode arrangement 18 at a certain point in time during their movement.

Die Detektoreinheiten 23, 24 können von irgendeiner bekannten Art in Abhängigkeit von der erwünschten Anzeigeart sein. Zweckmäßig umfaßt die Detektoreinheit (Fig. 3) einen Verstärker 25, der ein verstärktes Signa] einem Strahlablenkstromkreis einer Kathodenstrahlröhre 26 zuführt. Es kann dann die Anordnung getroffen werden, daß eine Stelle in dem Auffang- oder Leuchtschirm der Kathodenstrahlröhre verschoben wird, wenn immer eine Potentialänderung, die eine Fehlerstelle anzeigt, von einer Suchelektrode aufgenommen wird. Bei der Detektoreinheit 24 kann jede Suchelektrode 21 wiederum an den Strahl ablenkenden Stromkreis angeschlossen sein. Auf diese Weise kann ein Kathodenstrahlröhrenbild, bestehend aus einer Anzahl von Spuren, die jeweils einer besonderen Suchelektrode 21 entsprechen, erhalten werden, wodurch das Auffinden oder Wahrnehmen der Stelle von Fehlern z.B. bei 1, ermöglicht wird.The detector units 23, 24 can be any known type depending on the type of display desired. Appropriately includes Detector unit (Fig. 3) an amplifier 25, which an amplified signal] a beam deflection circuit of a Cathode ray tube 26 supplies. It can then be arranged that a point in the The collecting or fluorescent screen of the cathode ray tube is moved whenever there is a change in potential, which indicates a fault, is picked up by a search electrode. In the case of the detector unit 24 each search electrode 21 can in turn be connected to the beam-deflecting circuit. To this A cathode ray tube image can consist of a number of tracks, each with a particular one Search electrode 21 correspond to be obtained, thereby finding or perceiving the site of errors, e.g. at 1, is made possible.

Ein weiterer Vorteil der hin- und hergehenden Anordnung 18 besteht darin, daß man in gewissem Ausmaß die Art des Fehlers in dem Überzug 11 sowie dessen Lage ableiten kann. So verursacht eine kontinuierliche Abnahme in der Filmdicke über die Bahnbreite eine gleichbleibende Änderung in der Spannung an der einen oder anderen der Suchelektroden 21, was z.B. zu einer konstanten Verschiebung der Kathodenstrahlröhrenspur führt, während eine Strich- oder Liniendiskontinuität oder ein »Abwärtsstrich« wie bei 1 eine abwechselnde Änderung im Potential an der einen oder anderen der Suchelektroden 21 verursacht, was zu einer modulierten Verschiebung der Kathodenstrahlröhrenspur führt.Another advantage of the reciprocating assembly 18 is that you can in certain ways Extent of the type of defect in the coating 11 as well as its location. So causing a continuous decrease in film thickness over the Track width a constant change in the voltage on one or the other of the search electrodes 21, which for example leads to a constant displacement of the cathode ray tube track while a Dash or line discontinuity or a "downward dash" as in 1 an alternating change in potential at one or the other of the search electrodes 21, resulting in a modulated displacement the cathode ray tube track leads.

Der Elektrodenstrahl in der Kathodenstrahlröhre 26 kann mittels strahlmodulierender Impulse, die von einem Impulserzeuger 32 aufgebracht werden, in seiner Intensität synchron mit der auf die Antriebselektroden angelegten Wechselspannung moduliert werden, wobei die Phase der Modulierung so ist, daß, wenn der Überzug 11 gleichförmig ist, der Elektronenstrahl verstärkt wird, wenn die den Strahl ablenkende Wechselspannung, falls überhaupt, durch Null geht. · · . .The electrode beam in the cathode ray tube 26 can by means of beam-modulating pulses, which from a pulse generator 32 are applied, in its intensity synchronous with that of the drive electrodes applied alternating voltage are modulated, the phase of the modulation being such that, if the coating 11 is uniform, the electron beam is amplified when the one deflecting the beam AC voltage, if at all, goes through zero. · ·. .

Das Bild auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre kann kontinuierlich auf einem lichtempfindlichen Film aufgezeichnet werden, der sich im rechten Winkel zur Richtung der Ablenkung des Elektronenstrahls bewegt, um eine kontinuierliche Aufzeichnung der Gleichförmigkeit des Überzugs 11 zu erzeugen.The image on the screen of the cathode ray tube can be continuous on a photosensitive film recorded moving at right angles to the direction of deflection of the electron beam, to produce a continuous record of the uniformity of the coating 11.

Eine lichtelektrische Fühleinrichtung 27 von bekannter Art kann vorgesehen sein, um den Schirm der Kathodenstrahlröhre 26 »zu überblicken«. Es kann z.B. die Anordnung getroffen werden, daß durch die Verwendung einer geeigneten Schirmabdekkung eine Leuchtspur oder -stelle von der lichtelektrischen Fühl- oder Wahrnehmungseinrichtung 27 nur »gesehen« oder wahrgenommen wird, wenn diese um einen vorbestimmten Betrag abgelenkt wird. Die Vorrichtung 27 kann an einen Relaisstromkreis angeschlossen sein, so daß bei Aufnahme einer Ablenkung, die über diesen vorbestimmten Betrag hinausgeht, ein Relais erregt wird, um eine Warneinrichtung zu betätigen. Umgekehrt kann natürlich die Anordnung getroffen werden, daß die lichtelektrische Fühleinrichtung 27, die nicht abgelenkte Kathodenstrahlröhrenspur oder -stelle sichtet oder aufnimmt, wobei die Spur oder Stelle aus dem Suchfeld der Einrichtung 27 bei Ablenkung um mehr als einen vorbestimmten Betrag herausgeht. Die Unterbrechung des von der lichtelektrischen Fühleinrichtung 27 aufgenommenen Signals kann dann so angeordnet werden, um eine Warneinrichtung zu betätigen; andererseits kann die Kathodenstrahlröhre 26 eine Einrichtung umfassen, die sicherstellt, daß der Elektronenstrahl den Fluoreszenzschirm lediglich dann erreicht, wenn er um mehr als einen vorbestimmten Betrag abgelenkt wird.Photoelectric sensing means 27 of known type may be provided around the screen of the cathode ray tube 26 "overlook". For example, it may be arranged that By using a suitable screen cover, a light trail or point from the photoelectric Feeling or perception device 27 is only "seen" or perceived when it is around is deflected a predetermined amount. The device 27 can be connected to a relay circuit so that when a deflection is recorded that exceeds this predetermined amount, a relay is energized to actuate a warning device. Of course, the arrangement can be reversed be taken that the photoelectric sensing device 27, the undeflected cathode ray tube track or site views or records, with the track or site from the search field of the facility 27 goes out when distracted by more than a predetermined amount. The interruption of the The signal picked up by the photoelectric sensing device 27 can then be arranged in such a way that to operate a warning device; on the other hand, the cathode ray tube 26 may be a device include, which ensures that the electron beam only reaches the fluorescent screen when it is deflected by more than a predetermined amount.

Vorzugsweise werden Maßnahmen getroffen, um die nachteiligen Effekte von ungewollten Bewegungen der Bahn 10, beispielsweise Erschütterungen oder Schwingungen, zu vermeiden oder auf ein Minimum zurückzuführen, die Änderungen in der elektrischenMeasures are preferably taken to reduce the adverse effects of unwanted movements of the web 10, for example shocks or vibrations, to avoid or to a minimum attributed to the changes in the electrical

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Kopplung zwischen den Elektroden und dem Überzug 11 verursachen. Der äquivalente Stromkreis einer Elektrodenanordnung, entsprechend dem in Fig. 1 dargestellten, ist in Fig. 4 gezeigt. Die Antriebselektroden-Kopplungskapazitäten C_A, C_B sind mit den Überzugswiderständen R_AP, R_BP zwischen den Stellen A, P und B, P. jeweils elektrisch in Reihe. Die an der Suchelektrode 14 durch deren Kopplungskapazität Cp aufgenommene Spannung V_P wird durch ungewollte Änderungen von entweder C₄ oder C_B modifiziert,, wodurch ein Geräuschsignal, das irgendeinem Signal überlagert werden soll, aufgrund von Spannungsgradientenschwankungen erzeugt wird.Cause coupling between the electrodes and the coating 11. The equivalent circuit of an electrode arrangement, corresponding to that shown in FIG. 1, is shown in FIG. The drive electrode coupling capacitances C _A , C _B are each electrically in series with the coating resistances R _AP , R _BP between the points A, P and B, P. The voltage V _P picked up at the search electrode 14 by its coupling capacitance Cp is modified by unwanted changes in either C ₄ or C _B , whereby a noise signal which is to be superimposed on any signal is generated due to voltage gradient fluctuations.

Um das durch Bahnerschütterungen oder -schwingungen verursachte Geräusch auf ein Minimum herabzusetzen, können Doppelantriebselektroden der in Fig. 3 gezeigten Art angewendet werden. Jede Antriebselektrode 20 ist mit einer entsprechenden Ergänzungsantriebselektrode 20', die auf einer anderen Seite der Bahn 10 angeordnet ist, elektrisch verbunden. Eine Erschütterung der Bahn 10 in Richtung seiner Dicke erzeugt geringe Änderungen in den Kopplungskapazitäten zwischen der Doppelantriebselektrode 20, 20'. Auf diese Weise wird das Geräusch um einen Faktor in der Größenordnung 10 bei einer Schwingung oder Erschütterung mit einer Amplitude von etwa 1 mm verringert.In order to reduce the noise caused by rail vibrations or vibrations to a minimum, For example, dual drive electrodes of the type shown in Fig. 3 can be used. Every drive electrode 20 is connected to a corresponding supplementary drive electrode 20 ', which is on top of another Side of the web 10 is arranged, electrically connected. A vibration of the web 10 in the direction of his Thickness creates small changes in the coupling capacitances between the double drive electrode 20, 20 '. In this way, the noise is reduced by a factor of the order of 10 in one Vibration or shock with an amplitude of about 1 mm is reduced.

Weiterhin wird das Geräusch durch Anwendung eines phasenempfindlichen Such- oder Aufnahmebereichs in den Detektoreinheiten 23, 24, die mit den jeweiligen Suchelektroden 14, 21 verbunden sind, herabgesetzt. Furthermore, the noise is determined by using a phase-sensitive search or recording area in the detector units 23, 24 connected to the respective search electrodes 14, 21.

Spannungsschwankungen aufgrund von Änderungen in den Kopplungskapazitäten C_A; C_B (d. h. Geräusch) sind in 90° Phasenverschiebung mit Änderungen aufgrund von Änderungen in den Überzugswiderständen R_AP, R_BP (aufgrund von Dickenschwankungen); demzufolge werden die letzteren Änderungen oder Schwankungen vorzugsweise gegenüber den ersteren durch die Anwendung der bekannten Phasenwahrnehmungsarbeitsweisen (Phasendetektionsverfahren) wahrgenommen und verstärkt. . . ·..■.. >^;.Voltage fluctuations due to changes in the coupling capacitances C _A ; C _B (ie, noise) are in 90 ° phase shift with changes due to changes in coating resistances R _AP , R _BP (due to thickness variations); consequently, the latter changes or fluctuations are preferably perceived and amplified over the former by the application of the known phase perception procedures (phase detection methods). . . · .. ■ ..>^; .

Die Hin- und Herbewegung.der beweglichen Anordnung 18 verursacht einen »Randeffekt« hinsichtlich der äußersten Antriebselektroden 20 der Anordnung. Um diesen Effekt zu überwinden, kann die Anordnung 18 an jedem Außenende durch zusätzlicheThe to-and-fro movement of the movable assembly 18 causes an "edge effect" with respect to of the outermost drive electrodes 20 of the assembly. To overcome this effect, the arrangement can 18 at each end with additional

ίο Elektroden 28 abgeschlossen _:werden, die über eine Induktanz L (nicht gezeigt) mit der. Erde verbunden sind. Die Induktanz L wird so gewählt, daß sie mit der Kopplungskapazität C_E der Zusatzelektrode 28 einen Serienresonanzkreis an der Wechselstromfrequenz bildet. Dies führt dazu, daß der Überzug 11 unmittelbar unter der Zusatzelektrode 28 in wirksamer Weise auf dem Erdpotential gehalten wird, so daß die äußeren Antriebselektroden 20 im wesentlichen durch Änderungen in der relativen Stellung des Überzugs 11 aufgrund der Hin- und Herbewegung der Anordnung 18 nicht beeinflußt werden. ■ .ίο electrodes 28 completed _: are connected via an inductance L (not shown) with the. Connected to earth. The inductance L is chosen so that it forms a series resonance circuit at the alternating current frequency with the coupling capacitance C _{E of the additional electrode 28.} This results in the coating 11 immediately below the auxiliary electrode 28 being effectively maintained at ground potential so that the outer drive electrodes 20 are substantially unaffected by changes in the relative position of the coating 11 due to the reciprocating movement of the assembly 18 will. ■.

Die Randeffektkompensation, wie sie vorstehend beschrieben ist, besitzt zwei Nachteile: ■..'·.-..·■■■.■■ The edge effect compensation as described above has two disadvantages: ■ .. '· .- .. · ■■■. ■■

1. Der Wert der Induktanz ist sehr kritisch und die Einstellung ist schwierig.1. The value of the inductance is very critical and it is difficult to adjust.

2. Geringe Änderungen in der Kopplungskapazität C_E verschieben oder stauchen den Resonanzpunkt und demgemäß den Kompensationseffekt.2. Small changes in the coupling capacitance C _E shift or compress the resonance point and accordingly the compensation effect.

Eine andere Weise zur Kompensierung des Randeffektes besteht in der Bestimmung des Potentials des Überzugs 11 an den Stellen der Zusatzelektroden 28 mittels Zusatzsuchelektroden 29. Dieses Potential wird nach Verstärkung und Phasenumkehrung in Verstärkern 30, 31 an die Zusatzelektroden 28 angelegt. So wird ein geschlossenes Schleifsystem gebildet,Another way to compensate for the edge effect consists in determining the potential of the coating 11 at the locations of the additional electrodes 28 by means of additional search electrodes 29. This potential is after amplification and phase inversion in Amplifiers 30, 31 are applied to the additional electrodes 28. This creates a closed grinding system,

das dazu dient, jenen Teil des Überzugs,; der den Zusatzelektroden 28 gegenüberliegt, sehr nahe aufthat serves to cover that part of the coating; which lies opposite the additional electrodes 28, very close

Erdspannung zu halten. . · .-;.·. ■·..:■;To hold earth tension. . · .- ;. ·. ■ · ..: ■;

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Arrangement for non-contact testing and measurement of the uniformity of the thickness of a sheet-like layer material which comprises electrically conductive material, in particular the thickness of an emulsion coating on a photographic substrate, the sheet material to be tested being guided past electrodes capacitively coupled to the material, characterized in that, that the coupling electrodes consist of a pair of drive electrodes (12, 13) arranged transversely or along the track at a predetermined distance (AB) and a search electrode (14) between the two drive electrodes and that the same alternating voltages are applied to the drive electrodes (12, 13) of opposite phase are applied and the alternating voltage detected by the search electrode (14) at the intermediate position (P) and changes in this alternating voltage due to changes in thickness are measured by a phase-sensitive detector (23, 32).

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that that the 'drive electrodes (12, 13,

20) are elongated and parallel to one another, each of a length greater than that of the one separating them Distance.

3. Arrangement according to one of claims 1 or 2, characterized in that a device for moving the web-shaped material (10, 11) for continuous discharge or Setting is provided relative to the drive electrodes (13 ', 14 ^, the drive electrodes (130 is essentially perpendicular to the direction of movement of the material. ,

4. Arrangement · according to one of claims 1 to 3, characterized in that one device for moving the electrodes back and forth (20,

21) is provided relative to the layer material, the drive electrodes (20) extending essentially perpendicular to the direction (D) of the reciprocating movement.

5. Arrangement according to claim 4, characterized in that the electrodes are suitable to perform a reciprocating motion with an amplitude substantially equal to half that Separation distance of the drive electrodes (20).

6. Arrangement according to claim 3 and 4, characterized in that it has a first set of drive and search electrodes (17) which extend substantially perpendicular to the direction of movement (C) of the .Materials (10, 11), this set on Addressing irregularities in thickness (t) extending perpendicular to the direction of travel and at least a second set of drive and search electrodes (18) arranged for reciprocation in a direction (D) perpendicular to the direction of travel (C) and is responsive to irregularities in thickness (t) extending parallel to the direction of movement of the material.

7. Arrangement according to claim 4 or 5, characterized by an electrode arrangement (18) which a plurality of adjacent pairs of parallel Drive electrodes (20) with a search electrode (21) between each respective pair is arranged by drive electrodes and each drive electrode with the exception of the two outer Drive electrodes of the arrangement each belong to two of these pairs in common.

8. An arrangement according to claim 7, characterized in that at each end of the arrangement (18) an additional electrode (28) is provided, each additional electrode being electrically connected to the earth potential connected and electrically coupled to the material (11) whose thickness is to be checked is.

9. Arrangement according to claim 8, characterized in that that the ground connection of each additional electrode is made by an inductance whose Impedance at the frequency of the applied AC voltage is essentially equal to the impedance obtained by the capacitive coupling between the additional electrode and the material will.

10. The arrangement according to claim 8, characterized in that the ground connection has an impedance is carried out, which with the power output of a phase reversing voltage amplifier! (30) is connected, its input power with auxiliary search electrodes (29), which respond to Alternating potentials generated in the part of the material opposite the additional electrodes (28) are arranged, connected.

11. Arrangement according to one of claims 1 to 10, characterized in that a shielding electrode opposite the or each search electrode on the one removed from the layer material (11) Side is arranged and means for applying to the or each shielding electrode an alternating voltage which exactly follows the potential generated in the respective search electrode is provided is.

12. Arrangement according to one of claims 1 to 10, characterized in that each drive electrode has two electrically connected, parallel plates (20, 200, which can be arranged on opposite sides of the material (11).

13. Arrangement according to one of claims 1 / to 12, characterized in that the or each ν Search electrode (21) via an amplifier device (25) with a beam deflection circuit of a Cathode ray tube (26) for creating deflections on the tube image which reduce the non-uniformity represent the thickness of the material (11) is connected.

14. Arrangement according to claim 13, characterized in that the image of the cathode ray tube (26) is connected to a photoelectric sensing device (27) which is responsible for the generation an electrical signal upon the occurrence of a predetermined deflection of the cathode ray tube image suitable is.

15. Arrangement according to claim 13, characterized in that the cathode ray tube (26) is provided with a screen cover surrounding the undeflected points, whereby a through the photoelectric sensing device (27) generated signal interrupted when the image is deflected will.

16. The arrangement according to claim 13, characterized in that a device is provided

to ensure that the electron beam of the cathode ray tube (26) only covers the screen reached when the beam is deflected.

17. Arrangement according to one of claims 1 to 16, characterized in that each drive electrode (13 ', 20) is connected to earth via an inductance selected so that it is connected to the capacitance (Q ₄ , C _B ) between the electrode and the earth is in resonance at the frequency of the applied alternating potential difference.