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Vorrichtung und Verfahren zum Aufsuchen und Orten von Streifen auf
laufenden Bahnen bei der Herstellung von Fotopapieren und Filmen Die Erfindung richtet
sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufsuchen und Orten von Streifen
oder andersartigen Fehlern auf laufenden Bahnen bei der Herstellung von Fotopapieren
und Filmen, wobei ein mit einem Strahler und einem fotoelektrischen Wandler auagestatteter
Meßkopf auf einer Transportworrichtung über der laufenden Bahn hin- und herbeweglich
angeordnet ist und die Bahn von einem optischen Strahl abgetastet wird.
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Die einfachste, bekannteste, aber auch sehr unsichere Methode zum
Feststellen von Streifen beim Begießen von Fotopapi.ren oder beim Gießen von Filmen
ist das Beobachten der laufenden Bahn mit dem Auge im streifenden reflektierten
Licht während des Gießens oder das Abmustern der fertig begossenen Bahn unter den
gleichen Bedingungen, Eine andere sehr aufwendige und zeitraubende Methode ißt die
Uberwachung der gefertigten Bahn nach statistischen Gesichtspunkten, wobei Stücke
aus der Bahn heraus geschnitten, belichtet und entwickelt werden. Alle dies Methoden
sind zu subjektiv und deshalb zu unsicher.
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Es sind auch bereits insbesondere für die Pspierherstellung Verfahren
und Vorrichtungen bekannt, mit denen Streifen gefunden werden können. Bei diesen
Systemen wird in der Regel ein Lichtzeiger über die Papierbahn senkrecht zu deren
Laufrichtung geführt. Das Hauptanliegen bei diesen Vorrichtungen ist Jedoch nicht
die Streifensuche, sondern die Suche nach Flecken, Löchern und dergleichen. Es ist
auch eine Vorrichtung bekannt, die mit einem speziellen elektronischen Auswertekanal
für die Streifensuche ausgestattet ist. Bei dieser Vorrichtung werden Fehler, die
beim Abtasten mit dem Lichtzeiger gemeldet werden und die in Laufrichtung der Bahn
aufeinanderfolgen, summiert. Auf diese Weise können je doch nur Streifen gefunden
werden, wenn der Störuntergrund nicht zu groB ist.
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Alle bekannten Vorrichtungan haben für das Aufsuchen von Streifen
bedeutende Nachteile. Sie sind nämlich nur bei hohem Signal/ Rauschverhältnis zur
Streifensuche geeignet. Oft aber ist dieses Verhältnis durchaus nicht groß. So ist
z. B. bei einer besonders wichtigen Suchaufgabe, nämlich der Streifensuche, beim
Begießen von Fotopapier oder Fotofils die für das Aufsuchen von Streifen verfügbare
Lichtleistung nur klein. Andererseits sind die bekannten Suchapparaturen außerordentlich
aufwendig. Zu den aufwendigen eigentlichen Suchsystemen kommen dann noch weitere
umfangreiche Vorrichtungen zur Auswertung der Ergebnisse und Protokollierung hinzu.
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Die Schwierigkeiten der nach dem Stand der Technik bekannten Einrichtungen
zur Streifensuche können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Uberraschend einfacher
Weise überwunden werden, durch einen optischen Meßkopf, der die Bahn unmittelbar
hinter der Begießeinrichtung an einer Stelle, an der der Beguß noch naß ist, inepiziert,
in dem sich ein Strahler, vorzugsweise eine Infrarotlichtquelle, befindet, die vorzugsweise
den Wellenlängenbereich innerhalb der Wasserabsorptionsbande bei 2 abstrahlt, und
der mit einer Anzeigevorrichtung verbunden ißt.
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Betrachtet man beispielsweise die Wirkung der Einrichtung beim Aufsuchen
von Streifen auf Photopapier, so spielt sie sich nach dem folgenden Schema ab: Das
Meßlicht fällt auf den nassen Beguß, wird teile von dem darin enthaltenen Wasser
abeorbiert, wird von der Papierunterlage zu fast 100 % remittiert, durchläuft zum
zweiten Mal den Beguß, wobei es wiederum zum Teil absorbiert wird, und gelangt schließlich
auf den Empfänger. Weist nun die Schichtdicke an der eben vom Licht durchleuchteten
Stelle einen Unterschied zur mittleren Schichtdicke auf, so tut sich dies in einer
sich ändernden Absorption und damit einem sich ändernden Meßausschlag kund. Um eine
einwandfreie Messung zu erhalten, wird vorzugsweise gegenüber der rseßstelle die
Bahn über Walzen angesaugt und gespannt, um ein Flattern der Bahn im Bereich der
Meßstelle zu verhindern. Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung findet als
Strahler eine Fadenlampe Anwendung, deren Faden etwa 20 mm lang und 0,2 mm dick
ißt. Das Bild des Fadens wird
vorzugsweise im Verhältnis 1 : 2 auf
der laufenden Bahn abgebildet und hat etwa die Breite der schmalsten zulässigen
Streifen und ist sehr lang gegenüber der Breite. Je länger der Faden ist, desto
besser hebt er einen Streifen aus dem Störuntergrund, der auf sonstigen Ungleichmäßigkeiten
des Begusses beruht, heraus.
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Der Länge des Bildes ist aber eine Grenze gesetzt, weil bei zu langem
Padenbild es nicht mehr hinreichend gut gelingt, die Papier bahn räumlich zu definieren.
Dadurch wird wiederum der Länge des Lampenfadens eine Bedingung auferlegt: Erzeugt
man das erwähnte Bild in der Abmessung von etwa 0,5 mm Breite und 5 cm Länge auf
der Bahn durch eine zu starke Vergrößerung des Lampenfadens: eo wird dieser zu dünn
und damit zu fragil. Wählt man eine-zu starke Verkleinerung, so wird der Faden zu
lang. Er wird dann leicht von Schwingungen angeregt, wobei er meist in der Nähe
eines Aufgängungspunktes bricht. Es wurde gefunden, daß der oben erwähnte Kompromiß,
der zu einem etwa 0,2 mm dicken, 2 cm langen Faden bei einer Vergrößerung von 1:2
führt, günstig ist.
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Nach einem alternativen Vorschlag der Erfindung wird als Lichtquelle
eine Bandlampe angewendet. Es werden vorzugsweise Bänder benutzt, deren Länge wesentlich
größer als ihre Breite ist, z,B.
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Verhältnis 1 : 5. Die Anwendung eines Bandes hat den Vorteil, daß
der Leuchtkörper nicht so fragil ist wie bei einem Faden.
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Ein weiterer Vorteil ist, daß beim Abtasten eines Streifens im Beguß
zwei Signale geliefert werden, eines, wenn das Bild der einen Kante des Leuchtkörperbandes
über den Streifen wandert,
ein zweites, wenn das Bild der anderen
Kante über den Streifen läuft. Die Eigenschaft, zwei entgegengesetzt glciche Signale
in einem festen Zeitabstand voneinander zu liefern, kann zur Charakterisierung eines
Begußstreifene verwertet werden. Der Meßkopf selbst bewegt sich auf einer Transportvorrichtung
gemaß einem Ausführungsbeispiel mit einer Geschwindigkeit von etwa 1 x pro 5 sec
über die laufende Bahn. Es dürfen so wenig wie möglich Erschütterungen auf den Meßkopf
übertragen werden, ul die Messung nicht durch Störimpulse zu beeinträchtigen und
auch den empfindlichen Lampenfaden zu achUtzen. Deshalb ist der Hekopf mit der Transportvorrichtung
über ein elastisches Zwischenglied verbunden. Die von der laufenden Bahn reflektierte
Strahlung wird von einem fotoelektrischen Wandler aufgefangen, der mit dem nachgeschalteten
Vorverstärker durch starre Verdrahtung verbunden ist, die ihre Kapazität in Bezug
auf ihre Umgebung bei Erschütterungen des Meßkopfes in vernachlässigbarer Weise
ändert. Als Vorverstärker wird ein Halbleiterverstärker verwendet, der ebenfalls
gegen Erschütterungen unempfindlich ist.
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Der nachgeschaltete Hauptverstärker sondert das für die Erkennung
der Streifen wichtige Frequenzband aus. Dieses Band wird im wesentlichen festgelegt
durch die Zeit, in der der Meßstrahl den schmalsten vorkommenden Streifen abtastet.
D.r Hauptverstärker gibt das Signal weiter an den Diskriminator, der auf einem Sollwert
eingestellt ist und der beim Überschreiten des Sollwertes durch die Meßwerte Fehlersignale
aussendet, die als Impuls TRansistorteile ansteuern, die sie in eine geeignete Form
bringen, um eine Fehleranzeigevorrichtung anzusteuern.
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Nach einer besonders zweckmäßigen Weiterführung der Erfindung wird
der Streifen nicht nur angezeigt sondern überdies der Steile der Bahn zugeordnet,
an der er sich befindet0 Daru wird die Bewegung des Meßkopfes auf ine Schreibvorrichtnng
einer Registriereinrichtung übertragen, deren Registrierpapier sich synchron zu
der su prüfenden Behn bewegt. Die den Dickriminator verlassenden Impulse betätigen
die Schreibvorrichtung, die bei Impulsempfang beispielsweise Löcher in ein iit Metall
beschichtetes Registrierpapier einbrennt. Mittels die Binrichtung entsteht dann
eine äquiforme Abtildung der Bahn auf dem Begistrierpapier, wobei die registrierten
Fahlerstellen denen rot der Bahn eindeutig zugeordnet sind. Die Art der Aufzeichnung
hat den Vorteil, daß die Fahlersignale bei einiger Übung einwandfrei als solche
erkannt, bestimmt und von den Störeignalen, die der Einrichtung anhaften und sogar
in der Übersahl sein können, unterschieden werden können. Es stellt sich 1. 3. ein
auf der Bahn vorhandener Streifen als eine streifenförmige Punktfolge auf dem Registrierpapier
dar und kann als solche deutlich von eines statistisch angeordneten Ströruntergrund
unterschieden werden. Eine in Hinblick auf gewisse Störeinflüsse zweckmäßige Weiterbildung
der Erfindung betrifft die Anordnung eines Zeitversögerungsgliedes zwischen Diskriminator
und Schreibvorrich-j tung. Auf diese Weise entstehen anstelle einer äquiformen Abbildung
der Bahn auf dem Registrierpapier deren zwei, nämlich ein für die eine Bewegungsrichtung
des Meßkopfes und die andere für dessen Gegenbewegung. Das Abbild eines in der Bahn
auftretenden
Streifene erscheint dam auf dem Registrierpapier als
zwei parallel zueinander und dicht nebeneinander liegende streifenföriige Punktfolgen.
Der Vorteil dieser Darstellungsweise besteht darin, daß Störeinflüsse auftreten
können, wenn beispielsweise der Meßkopf in seiner Bewegung in immer derselben Richtung
geheilt wird. Derartige Störeinflüsse führen dann zu einer einfachen streifenförmigen
Punktfolge auf dem Regletrierpapier und können deshalb von Fehlern auf der zu prüfenden
Bahn, die sich stets als Doppelpunktfolgen abbilden, gut unterschieden werden.
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Man ksnn auch zwei Registriereinrichtungen verwenden, von denen eine
die groben und die andere die feinen Fehler registriert.
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Dazu Kind selbstverständlich zwei Diskriminatoren erforderlich, die
auf verschiedene Sollwerte eingestellt sind.
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In einer Zeichnung sei nun an einem Beispiel das Wesen der Erfindung
schematisch erläutert und zwar zeigen : Figur 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Streifensuche an einer Begießvorrichtung in der Darauf sich und Figur 2 den
Meßkopf und die Figuren 3 und 4 das Ergebnis einer Bandabtastung.
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In Figur 1 läuft unter dem Gießer 1 zum Auftragen der Emulsion die
Bahn 2-her. Uber deren noch nassem Bereich ist die Fehlerzucheinrichtung 5 angeordnet,
die im wesentlichen aus dem Meßkopf 4 besteht, der auf der von dem Motor 5 hin und
her bewegten
Transportvorrichtung 6, die quer über der laufenden
Bahn 2. angler ordnet ist, mit elastischen Zwischengliedern 7 befestigt ist.
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Die vom Strahler 19 (Fig. 2) des Meßkopfes 4 ausgehende Strahlung
wird von der Bahn 2 reflektiert und vom fotoelektrischen Wandler 8, der eigentlich
im Meßkopf 4 (Fig. 2) angeordnet ist, aber in Fig. 1 zur besseren Veranschaulichung
außerhalb desselben dargestellt wurde) aufgefangen, in elektrische Energie umgewandelt
und in den Vorverstärker 9 eingespeist. Der nachgeschaltete Hauptverstärker 10 ist
mit dem Diskriminator 11 verbunden, der die Fehlersignale beim Überschreiten, des
Sollwertes weitergibt. an das Zeitverzögerungsglied 12, wobei die Fehlersignale
von Transistorelementen in eine geeignete Form gebracht werden, um die Schreibvorrichtung
13 zu betätigen, die auf dem Reglstrlerstreifen 14 einen Schrieb erzeugt. Der Meßkopf
4 ist Uber den Seilzug 15 und das mit einer Rüekstellreder (nicht dargestellt) versehene
Rad 16 kraftschlilssig mit dem Rad 17 der Transportvorrichtung 18 der Schreibvorrichtung
13 gekoppelt.
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In Figur 2 ist auf dem Meßkopf X die Fadenlampe 19 angeordnet.
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Der ausgesandte Strahl geht durch das Objektiv 20, das ein hohes Öffnungsverhältnis
besitzt. Zwischen Objektiv 20 und Bahn 2 ist das Filter 21 angeordnet, das das Fotopapier
vor Belichtung schützt. Der reflektierte Strahl fällt auf das Filter 22, das den
Bereich der Wellenlänge der Wasserabsorption von etwa 2 yu aussondert. Der nachgeordnete
Kondensor 23 leitet einen Teil des diffus reflektierten Strahls auf den fotoelektrisclhen
Wandler 8, der beispielsweise als Bleisulfidzelle ausgebildet ist.
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In Figur 3 zeigt die abzutastende Bahn 2 einen Streifen 24 als Fehler.
Bei 25 ändert der Streifen auf der Bahn seine Lage,in Bezug auf die Bahnkante. Bei
26 setzt der Streifen für ein kurzes Stück aus. Bei 27 sind Teile aus dem Rand der
Bahn ausgerissen.
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28 sei eine Stelle, bei deren Durchlaufen unter dem Meßkopf 4 die
Bahn 2 zusätzlich zu ihrer normalen Laufrichtung eine Bewegung in der Bahnebene
senkrecht zu dieser Richtung ausfUhrt.
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In Pigur 4 ist das Ergebnis des Abtastvorganges auf dem Registrierstreifen
14 wiedergegeben. Auf dem Registrierstreifen 14 mit den Rändern 29 befindet sich
ein Bereich mit den Rändern 30, innerhalb dessen der Narkierungsstift sich bei dem
Abtastvorgang bewegt. Wenn die Fehlersucheinrichtung-3 den Rand der Bahn 2 über
schreitet, tritt in jedem Falle ein hohes Signal auf, das den eingestellten Pegel
weit überschreitet. Die Bahnränder markieren sich daher auf dem Registrierstreifen
14 in einer Punktfolge 31.
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In dem schraffierten Teil zwischen den Rändern 30 und 31 spielen sich
irgendwelche Vorgänge bei der Abtastung ab, die teils zur Markierung des Registrierstreifens
14 führen können, teils den Registrierstreifen 14 unmarkiert lassen, im übrigen
aber nicht weiter interessieren. Bei 32 sieht man die Verschiebung der Bahnkante
in Bezug auf den Meßkopf 4. Der Streifen 24 auf der Bahn mit seiner Unterbrechung
26 und seiner Lageverschiebung 25 in Bezug auf die Bahnränder wird in der Punktfolge
33 wiedergegeben.
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Bei 34 wurde eine Marke z. B. zu einem wichtigen Zeitpunkt angel bracht.
Neben den bisher bezeichneten Objekten können sich noch
eine mehr
oder weniger große Zahl von Registrierpunkten auf dem Registrierpapier befinden,
die von irgendwelchen Stövordingen herrühren mögen.
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Obwohl die Erfindung sich in diesem besonderen Falle auf die Anwendung
zur Streifensuche bei Potopapieren und -filmen bezieht, versteht es sich, daß sie
sich auch im Rahmen der Erfindung zur Prtifung anderer Materialbahnen anwenden läßt,
beispielsweise bei der Beschichtung von Papierbahnen mit Polyäthylen usw.