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Einrichtung zur Dickenmessung mit Ultraschall Die vorliegende Erfindung
betrifft eine Einrichtung zur berührungsfreien Dickenmessung vorzugsweise von sich
bewegenden Materialbahnen, z. B.
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aus Papier, Kunststoff, Glas, Metall usw., mittels Ultraschall.
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Seit langem sind - unter anderem durch ATM-Blatt 1122-7 vom Mai 1962,
Seite 97 mit Bild 1 - Schall-bzw. Ultraschall-Meßverfahren zur Entfernungs -bzw.
Dickenbestimmung bekannt. Beim Durchstrahlungsverfahren ist die Absorption der Strahlung
ein Maß für die Dicke der von ihr durchsetzten Materialschicht (vgl. auch USA-Patent
3 254 888). Die Meßergebnisse dieses Verfahrens werden leicht verfälscht durch zusätzliche
Schwankungen der Sende- und Empfangsstrahlung z, B. durch Temperaturschwankungen
von Sender und Empfänger sowie durch Absorptionsschwankungen des Materials.
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Beim Rückstrahlverfahren ist die Laufzeit eines Strahlimpulses vom
Sender zur reflektierenden Fläche und zurück zum Empfänger oder bei kontinuierlicher
Strahlung die dieser Laufzeit entsprechende Phasendifferenz zwischen
ausgesendeter
und reflektierter Welle ein Maß für die Entfernung der reflektierenden Oberfläche
und somit bei bekannter Entfernung der z.B. osuf einer ortsfesten Unterlage aufliegenden
Unterseite der reflektierenden Wa terialschicht zugleich für die Dicke dieser Schicht.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß Intensitätsschwankungen der Strahlung das
Ergebnis der Laufzeit- bzw. Phasendifferenzmessung nicht beeinflussen.
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Bekannt ist es auch bereits, z.B. durch DAS 1 214 418, die Dicke
einer bewegten Materialbahn, deren Unterseite keine konstante Lage hat, durch gleichzeitige
Messung der Entfernungen zweier Rückstrahl-Meßeinrichtungen von beiden Oberflächen
der Materialbahn deren Dicke zu ermitteln, in diesem Fall mittels elektromagnetischer
Strahlung.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, Dickenabweichungen
von einem in einem bestimmten Bereich einstellbaren Grenzwert bei bewegten, in einem
engen Kanal geführten Materialbahnen z. B. aus Papier, Kunststoff, Glas, Metall
usw. auch unabhängig von deren Lage zu den Wandungen des Kanals zu messen. Diese
Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein von einem Hochfrequenz-Oszillator
gespeister erster Ultraschall-Sender und -Empfänger durch eine mit einer Schallfüh.-rung
versehene Öffnung in der einen Wand des Führungskanals für die an der anderen Wand
anliegende Materialbahn hindurch auf die freie Bahnoberfläche unter verschiedenen
Winkeln gerichtet sind, daß ein von demselben Oszillator gespeister zweiter Ultraschall-Sender
und -Empfänger räumlich genau wie die ersten gegenüber einer Nachbildung der Kanalöffnung
mit Schallfthrung angeordnet sind und das Ausgangssignal des zweiten Empfängers
über einen Verstärker und ein Potentiometer in einem Differenzver-,stärker mit Begrenzer
die vom ersten Empfänger umgewandelten Signalanteile des von der ersten Schallführung
reflektierten Ultraschallt kompen I siert und daß ein vom gleichen Oszillator gespeister
dritter Ultraschall-Sender und -Empfänger in gleicher räumlicher Anordnung zu einer
zweiten Schallführungs-Nachbildung durch diese hindurch auf die Oberfläche
einer
feststehenden Nachbildung einer Materialbahn mit oberem Dicken-Grenzwert gerichtet
sind und das Ausgangssignal des dritten Empfängers -Uber einen Phasenregler und
einen Verstärker mit Begrenzer als Bezugssignal zue4lmmen mit dem Meßsignal aus
dem Differenzverstärker einem die Laufzeit- bzw. Phasendifferenz beider Signale
als Maß für den Abstand der Bahnoberfläche vom oberen Grenzwert bestimmenden Meßkreis
zugeführt wird.
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Der Meßkreis enthält zwei bistabile Kippkreise, die durch die #####
### Bezugssignale eingeschaltet und durch die Meßsignale ausgeschaltet werden und
deren Einschaltzeiten durch zwei Integrierkreise gemessen werden, die gemeinsam
einen Auswertekreis mit einem oder mehreren einstellbaren Schwellwerten steuern.
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Spiegelbildlich zum ersten Sender und Empfänger ist ein ebenfalls
vom Oszillator gespeister vierter Ultraschall-Sender und -Empfänger durch eine Öffnung
mit SchallfSlhrung in der anderen Wand des Ftihrungskanals hindurch auf die untere
Oberfläche der Materialbahn mit schwankenden Abständen von beiden Kanalwänden gerichtet.
Das Ausgangssignal des vierten Empfängers wird in einem zweiten Differenzverstärker
mit Begrenzer mit dem über ein zweites Potentiometer zugeführten Kompensationssignal
aus dem zweiten Empfänger vereinigt. Das zweite Meßsignal aus dem zweiten Differenzverstärker
steuert zusammen mit dem Bezugssignal aus dem dritten Empfänger einen dem ersten
gleichen zweiten Meßkreis. Das Mittel der Ausgangsspannungen der Integrierkreispaare
beider Meßkreise wird in einem Potentiometer gebildet und einem Auswertekreis mit
einstellbaren Schwellwerten zugeführt. *einem oder mehreren Nachstehend werden zwei
Ausführungsbeispiele der Dickenmeßeinrichtung gemäß der Erfindung an Hand von Zeichnungen
näher beschrieben. Von diesen ist
Fig. 1: die Schaltskizze einer
erfindungsgemäßen Dickenmeßeinrichtung für Materialbahnen, die auf der unteren Wand
eines Führungskanals anliegen, mit nur einer Abfühleinrichtung auf der Oberseite;
Fig. 2: die Schaltskizze einer entsprechenden Dickenmeßeinrichtung für Materialbahnen
mit schwankender Lage gegenüber - bei -den Kanalwänden, die auf beiden Bahnseiten
je eine Abfieinrichtung enthält.
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Nach Fig. i wird eine in Pfeilrichtung bewegte Materialbahn 10, die
endlos sein oder aus einzelnen aufeinanderfolgenden Stücken bestehen kann, ïn einem
Kanal mit den Wänden 11 und 12 so geführt, daß sie auf der unteren Wand 12 aufliegt,
die entweder feststehend oder Teil eines Transportbandes oder einer Walze sein kann.
Die Materialbahn kann z.B. aus Papier, Kunststoff, Glas, Metall usw. mit einer Ultraschall
reflektierenden Oberfläche bestehen. Oberhalb der Wand 11 des Führungskanals sind
zwei handelsübliche Ultraschallwandler, ein Sender (S) 14 und ein Empfänger <R)
15, beispielsweise piezoelektrische Kristallwandler, angeordnet. Der Sender 14 wird
von einem Hochfrequenzoszillator 16 gespeist und sendet fUltraschallwellen unter
einem steilen Winkel durch ein Loch 17 in der Kanalwand- 11 hindurch gegen die Oberfläche
der Materialbahn 10, von der sie aufwärts etwa in Richtung auf den Empfänger 15
reflektiert werden.
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Um zu verhindern, daß sichstbrende stehende Wellen zwischen Sender,
Bahn und Empfänger ausbilden können, sind Sender 14 und Empfänger 15 unter verschiedenen
Winkeln gegen die Bahn 10 geneigt. Der Empfänger 15 wandelt die empfangenen reflektierten
Ultraschallwellen in entsprechende elektrische Signale um, die einem der beiden
Eingänge eines Differenzverstärkers 18 zugeführt werden.
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Da die Öffnung 17 in der Kanalwand 11 nur relativ klein sein dard,
um eine sichere Führung der Materialbahn 10 zu gewährleisten und, wenn
letztere
aus aufeinanderfolgenden Stücken besteht, deren Hängenbleiben zu verhindern, so
wArde ohne Gegenmaßnahmen ein beträchtlicher Teil der Ultraschallweilen von der
Kanalwand 11 statt nur von der 3ahn 10 reflektiert werden. Deshalb ist eine zusätzliche
Schallfuhrung 19 mit dreieckigem Querschnitt um die t)ffnung 17 herum angeordnet,
die den größten Teil der Ultraschallwellen auf die Bahn 10 leitet. Trotzdem wird
noch ein gewisser konstanter Wellenanteil von dieser Schaliführung 19 in den Empfänger
15 reflektiert, der sich zu dem mit zunehmender Entfernung der Bahnoberfläche abnehmenden
Anteil der von der Bahn 10 reflektierten Wellen addiert und auf die Phasenbeziehungen
des resultierenden Wellengemisches einen störenden nichtlinearen Einfluß ausübt.
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Dieser störende Einfluß des von der Schallflihrung 19 in den Empfänger
15 renektierten Ultraschallwellen-Anteils wird nun erfindungsgemß elektrisch, kompensiert
mittels eines ebenfalls vom Oszillator 16 gespeisten gleichartigen Hilfssenders
20 und Hilfsempfängers 21, die räumlich genauso wie der Sender 14 und Empfänger
15 über einer Nachbildung 23 bzw. 22 der Kanalwand 11 bzw. der Öffnung 17 mit zugehöriger
Schallführung 19 angeordnet sind. In den Hilfsempfänger 21 gelangt nur der von der
SchaIlführung 19 reflektierte Wellenanteil und wird dort in ein entsprechendes elektrisches
Signal umgewandelt, das von einem Verstärker 24 phasengetreu verstärkt wird. Dem
niederohmigen Ausgang des Verstärkers 24 wird mittels eines Potentiometers 40 ein
einstellbarer Teil des elektrischen Signals entnommen und dem zweiten Eingang des
Differenzverstärkers 18 zugeführt. tJbrigens kann dem Ausgang des Verstärkers 24
gleichzeitig mittels eines zweiten Potentiometers 41, wie es Fig. 2 zeigt, ohne
gegensei-; tige Beeinflussung ein anderer Teil der Ausgangsspannung entnommen werden.
Das Potentiometer 40 wird bei entfernter Materialbahn auf minimale Ausgangsspannung
des Differenzverstärkers 18 eingestellt; dann ist derjenige Spannungsanteil des
Empfängers 15, welcher dem von der Schallführung 19 des Loches 17 reflektierten
Wellenanteil entspricht, vollständig
durch den am Potentiometer
40 eingestellten Teil der verstärkten Ausgangsspannung des Hilfsempfängers 21 kompensiert.
Nach Einführung der Materialbahn 10 in den Kanal 11, 12 entspricht dann die Ausgangsspannung
des Differenzverstärkers 18 nur noch dem allein von der Bahn 10 reflektierten Wellenanteil
(ohne den von der SchallfZihrung 19 reflektierten Störanteil).
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Der Abstand der Oberfläche der Materialbahn 10 wird nun durch die
Laufzeit der Ultraschallwellen vom Sender 14 zum Empfänger 15 bzw. durch die Phase
der empfangenen Wellen gemessen. Dazu werden nur die steilsten Flankenteile der
Ultraschallwellen bzw. der ihnen entsprechenden elektrischen Signale benötigt, und
daher enthält der Differenzverstärker 18 noch einen Begrenzer, der die sinusförmige
Ausgangs spannung in eine steilflankige Rechteckspannung umformt.
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E rfindungsgemäß wird jedoch nicht die gesamte Entfernung vom Sender
14 zur Oberfläche der Materialbahn 10 und zurück zum Empfänger 15 gemessen, sondern
die Differenz gegenüber einer festen Bezugsentfernung gleicher Größenordnung, wodurch
sich kleine Meßwerte und große prozentuale Änderungen bei Schwankungen derselben,
d. h. große Meßgenauigkeit er -geben. Als Bezugsentfernung wird der Abstand eines
Bezugs-Senders 25 und -Empfängers 26 von der Oberfläche einer Nachbildung 28 der
Materialbahn 10 benutzt. Sender 25 und Empfänger 26 von gleicher Art wie die Sender
14 und 20 bzw. die Empfänger 15 und 21 haben gleiche Anordnung und Entfernung zu
einer Nachbildung 23 bzw. 27 der Kanalwand 11 bzw. ihrer Öffnung 17 mit Schallführung
19 wie Sender 14 und Empfänger 15 von den letztgenannten. Die Nachbildung 28 der
Bahn 10 ist unterhalb der Wandnachbildung 23 in einem solchen festen Abstand von
ihr angeordnet, der etwas geringer ist als der von der zu erwartenden höchsten Lage
der Oberfläche der Materialbahn 10. Der Bezugssender 25 wird ebenfalls vom Oszillator
16 phasensynchron mit den Sendern 14 und 20 gespeist.
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Dem Bezugsempfänger 26 ist ein Phasenregler 29 in Form eines einstellbaren
Verzögerungskreises
sowie ein Verstärker mit Begrenzer 30 nachgenchaltet. Der Phasenregler 29 ermöglicht
die Einstellung einer zusätzlichen elektrischen Laufzeit entsprechend einem größeren
Bezugs-Abstand von der Oberfläche einer nachgebildeten Materialbahn mit geringerer
Dicke Die Einstellung des Bezugsabstandes kann statt durch den Phasenregler 29 auch
mittels einer mechanischen Höhenverstellung der Materialbahn-Nachbildung 28 erfolgen.
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Der Verstärker-Begrenzer 30 wandelt das durch Ultraschallabtastung
der Materialbahn-Nachbildung 28 erhaltene sinusförmige elektrische BezugssignaI
in eine steilflankige Rechteckspannung für den Laufzeit- bzw. Phasenvergleich mit
der Rechteckspannung aus dem Differenzverstärker-Begren zar 18 um.
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Das elektrische Bezugssignal könnte grundsätzlich auch ohne den Umweg
über den Bezugs-Sender 25 und -Empfänger 26 mit dazwischenliegender Ultraschallstrecke
direkt nur mittels einer einstellbaren elektrischen Verzdtgerung, d.h. allein durch
einen Phasenregler 29 mit entsprechend vergrößertem Bereich, erzeugt werden. Die
erfindungsgemäße Verwendung eines mit dem Meßkreis weitgehend übereinstimmenden
Ultraschall-Bezugskreises ermöglicht jedoch eine für eine große Meßgenauigkeit erforder
liche Temperaturkompensation, da besonders die piezoelektrischen Ultraschallwandler
empfindlich gegen Temperaturänderungen sind, aber auch diei Ausbreitungsgeschwindigkeit
de s Ultraschalls in Luft temperaturabhängig ist. Dadurch, daß in der erfindungsgemäßen
Meßeinrichtung das Bezugssignal aus dem Verstärker-Begrenzer denselben Temperatureinflüssen
unterworfen wird wie das Meßsignal aus dem Differenzverstärker-Begrenzer 18 und
das mit letzterem vereinigte Kompensationssignal aus dem Verstärker 24, ist der
Temperatureinfluß nur sehr gering.
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Die Differenz der Ultraschallwege zwischen Meß-Sender 14 und -Empfänger
15 einerseits und Bezugs-Sender 25 und -Empfänger 25 andererseits
wird
als Laufzeit- bzw. Phasendifferenz zwischen den entsprechenden Rechtecksignalen
aus dem Differenzverstärker-Begrenzer 18 und dem Verstärker-Begrenzer 30 mittels
eines Meßkreises 31 fortlaufend gemessen als Zeitdifferenz zwischen jedem voraussetzungsgemäß
zuerst eintreffenden Bezugsimpuls und jedem nachfolgenden Meßimpuls. Die Vorderflanke
des Bezugsimpulses aus dem Verstärker 30 schaltet einen bistabilen Kippkreis 32,
im folgenden kurz Trigger genannt an seinem oberen Eingang an einen RC-Int¢grierkreis
aus dem Widerstand 33 und dem Kondensator 34 legt und dadurch letzteren langsam
auflädt.Die Vorderflanke des nachfolgenden Meß impulses aus dem Differenzverstärker
18 schaltet dann denselben Trigger 32 an seinem unteren Eingang wieder in den AUS-Zustand
zurück, wodurch der Kondensator 34 über den Widerstand 33 und den Ausgangskreis
des Triggers 32 wieder entladen wird. Die mittlere Ladespannung des Kondensators
34 ist ein Maß für die Ladedauer und somit für die Laufzeit bzw.
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Phasendifferenz von Meß- und Bezugsimpuls, die wiederum dem Lageullterschied
der Oberflächen von Materialbahn 10 und Bahnnachbildung bzw.
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Bezugsfläche 28 entspricht. Die Abhängigkeit der mittleren Kondensatorspannung
vom Abstand zwischen den Oberflächen der Materialbahn 10 und der Bezugsfläche 28
wird linear, wenn Lade- und Entladewiderstand im Ausgangskreis des Triggers 32 gleich
gemacht werden. Die Zeitkonstante des RC-Integrierkreises 33, 34 sollte mindestens
10 Perioden der Schwingung des Oszillators 16 entsprechen, um die Welligkeit der
Kondensatorspannung genügend klein zu halten.
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Eine weitere Herabsetzung der Welligkeit der Spannung des Kondensators
34 infolge Verdopplung der Welligkeitsfrequenz wird erreicht durch einen gleichen
zweiten Trigger 37, der über einen Inverter 36 durch die RWckflanke des Bezugsimpulses
aus dem Verstärker 30 eingeschaltet und durch die Rückflanke des folt,enden Meßimpulses
aus dem Differenzverstärker 18 wieder ausgeschaltet wird. Die Einschaltdauer dieses
Triggers 37 wird durch einen zweiten mit seinem Ausgang verbundenen RO-lntegrierkreis
gemessen, der aus einem Widerstand 39 und demselben Kondensator 34
gebildet
ist. Die Aufladungen des Kondensators 34 durch den Trigger 37 erfolgen wegen der
Symmetrie der Rechteckspannungen in gleicher wo, aber mit 1800 Phasenverschiebung
zwischen denen durch den Trigger 33, Die dadurch wesontlich geglättete mittlere
Kondensatorspannung ist unter der gleichen Widerstandsbedingung auch für den Ausgangskreis
des Trig gers 37 obenfalls der Höhendifferenz zwischen den Oberflächen von Materialbahn
10 und Bezugsilãche 28 direkt proportional.
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Dies mittlere Kondensatorspannung wird nun auf einen Auswertekreis
35 beispielsweise mit einer oder mehreren, vorzugsweise zwei, einstellbaren Schwellenspannungen,
bei deren aber oder Unterschreitung ein Warnsignal gegeben oder eine Anzeige betätigt
oder ein Steuersignal zur Betätigung einer entsprechenden Steuerung geliefert wird.
Die erfindungsgemäße Mßeinrichtung ist vorteilhaft auch in Fällen @prunghafter Dickenänderung
anwendbar, z.B. beim Transport von aufeinanderfolgenden dünnen Materialbahnab@chnitten,
wie Lochkarten, Schecks u@w., von d@n@n normalerw@i@e jeweils nur ein Abschnitt
bzw. Exemplar gefördert werden soll. Wenn fehlerhafterweise gleichzeitig zwei üb@reinanderlieg@nde
Exemplare gefördert werden» so führt deren unbemerkte Auswertung meist zu sehr unli@bsamen
Fehlern und Störungen. Sie können vermieden werden durch rechtseitiges Erkennen
solcher fehlerhafter Dopp@lzuführung mittels der erfindung gemäßen Dickenmessung.
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Bei der praktischen Ausfuehrung und Anwendung der beschriebenen Dickenmeßeinrichtung
hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Oszillatorfrequenz nahe der Resonanzfrequenz
der pezoelektrischen Ultraschallwandler zu wählen, da diese dann wegen der geringen
inneren Dämpfung erhöhte Empfindlichkeit besitzen. Gleichheit beider Frequenzen
ist jedoch ungünstig wegen der starken Phasenänderung zwischen elektrischer d mechanischer
Schwingung bei Resonanz und sollte daher vermieden wden. Am günstigsten ist ein
Frequenzunterschied von einem bis zu mehrere Prozenten.
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Der gesamte Ultra@challweg vom Sender zur Materialbahn und zurück'
zum' Empfänger sollte mindestens vier Wellenlängen lang, rein, um störende Nahf@ldeffekte
su vermeiden. Bei einer O@@illatorfrequenz von z.B 40 lSz und einer Schallgeschwindigkeit
von 336 m/ in Luft von 270C ergibt sich eine @challw@@@nge von 8,4 mm und somit
ein erforderlicher gesamter Ultra@challweg von 33, 6 mmr Der Bereich der sicher
erfaßbaren Dickenänderungen beträgt dann etwa eine halbe Wellenlänge, also 4, 2
mm. Die Dickenmeßeinrichtung wird g@eicht mittels des Phasenreglers 29, mit dem
ein - @ch@inbarer - Bezug@-Schallweg eingestellt wird, der etwas kürzer ist als
der bei der zu erwartenden höchsten Lage der Materialbahn-Oberflache, d,h. bei der
größten Bahndicko. Dann ist die Ausgangsspannung am Kondensator 34 eine praktisch
lineare Funktion der Lageänderungen d der Materialbahn-Oberfläche.
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Zur Dickenmessung von bewegten Materialbahnen, deren Unterseite nicht
an der Wand 12 des Führungskanals anliegt, sondern ebenso wechselnde Entfernungen
von ihr annehmen kann wie ihre Oberfläche von der Wand 11, wird eine Einrichtung
gem@@ Fig. 2 benutzt. Sie unterscheidet sich von d*r vorstehend beschriebenen nach
Fig. 1, deren Bestandteile mit denselben Bezeichnungen w:"d Bezugszeichen in Fig.
2 übernommen sind, durch einen @u@@t@lichen Ultrschall-Sender 50 und -Empfänger
51, der spiegelbildlich zum Me@-@@nder 14 und -Empfär 15 an der Unterseite der Materialbahn
10 gegenüber einer Öffnung 52 in der Kanalwand 12 mit einer Schallführung 19 in
genau derselben Art und mit den gleichen Abmessungen angeordnet ist und gleichzeitig
auch die Höhenschwankungen der Unterseite der Materialbahn 10 mißt. Zu diesem Zweck
ist der Sender 50 an den gemeinsamen Oszillator 50 angeschlossen und der Empfänger
51 mit einem Eingang eines zweiten DifferenzverstärkesBegrenzers 53 verbunden. Dessen
zweitem Eingang wird über ein zweites Potentiometer 41 ein Teil der verstärkten
Ausgangsspannung des Kompensations-Empfängers 21 zugeführt, wodurch derjenige T«er
Ausgangsspannung des zusätzlichen Empfänger 51 kompensiert wird, der von dem durch
die Schallführung
19 reflektierten Schallanteil erzeugt ist. Die
kompensierten sinusförmigen Signale werden durch die Begrenzerstufe des zweiten
Differenzverstärkers 53 auch in Rechteckapannung umgeformt zwecks Messung ihrer
Phasendifferenz gegenüber der Bezugs-Rechteckspannung aus dem Verstärker-Be grenter
30, Diese Messung erfolgt durch einen zweiten Meßkreis 54, der ebenso wie der Meßkreis
31 aufgebaut ist und aus zwei Triggern 56, 62, zwei Invertern 60, 61 und zwei RC-Integrierkreisen
57, 58 bzw. 63, 58 be steht. Die' Trigger 56 bzw. 62 werden ebenfalls von den Vorder-
bzw. Rückflanken der Bezugsimpulse aus dem Verstärker 30 eingeschaltet und der Meßimpulse
aus dem Differenzverstärker 53 ausgeschaltet. Die Einschaltzeit die-1 ser Trigger
wird durch die genannten beiden Integrierkreise mit gemeinsamem Kondensator 58 gemessen.
Die Kondensatorspannung am Kondensator 58 ist zugleich ein Maß für den Lageunterschied
zwischen der Unterseite der Materialbahn 10 und der Bezugsfläche 28, während gleichzeitig
die Spannung des Kondensators 34 im Meßkreis 31 den Lageunterschied zwischen der
Oberseite der Materialbahn 10 und der Bezugsfläche 28 angibt. Wenn sich nun nur
die Lage der Materialbahn im Führungskanal, aber nicht ihre Dicke ändert, so nimmt
beispielsweise die Spannung des Kondensators 34 um denselben Betrag zu wie die des
Kondensators 58 ab oder umgekehrt, d.h. ihr Mittelwert bleibt unverändert. Ändert
sich dagegen die Dicke der Materialbahn, so nehmen beide Kondensatorspannun gen
gleichzeitig zu oder ab, d. h. ihr Mittelwert steigt oder fällt. Dieser aus den
Messungen der Abstände der Ober- und Unterseite der Materialbahn von einem oberen
Grenzwert resultierende Mittelwert entspricht der Materialbahn-Dicke. Er wird mittels
eines an die Kondensatoren 34 und 58 angeschlossenen Potentiometers 59 gebildet
und mit dem Schleifer 65 entnommen. Der Schleifer 65 befindet sich normalerweise
in Mittelstellung und braucht nur zum Ausgleich kleiner Empfindlichkeitsunterschiede
der beiden Meßschaltungen für die Ober- bzw. Unterseite der Materialbahn etwas verstellt
zu werden.
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Die Auswertung des der Materialbahn-Dicke entsprechenden Mittelwertes
der beiden Kondensatorspannungen erfolgt in der schon beim Auswertekreis 35 der
Fig. 1 beschriebenen Weise durch einen mit dem Potentiometerabgriff 65 verbundenen
Auswertekreis 66.
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Für die Meßeinrichtung nach Fig. 2 ist vorausgesetzt, daß die Ausführung
und Anordnung der Ultraschallwandler 50 und 51 denjenigen der Wandler 14 und 15
genau gleich sind. Bestehen jedoch z. B. aus konstruktiven Gründen Unterschiede,
so ist eine gesonderte Nachbildung der Schallführung auf der Bahnunterseite mit
einem zweiten Kompensations -Sender und -Empfänger, der über das Potentiometer 41
mit dem Differenzverstärker 53 verbunden ist, zweckmäßig.
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Durch entsprechende Wahl der Betriebsfrequenz kann der Dicken-Meßbereich
der beschriebenen Meßeinrichtung geändert und den Erfordernissen angapaßt werden.