DE19511939A1 - Sensor for non-contact thickness measurement of sheeting esp. inflatable foil - Google Patents

Sensor for non-contact thickness measurement of sheeting esp. inflatable foil

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Abstract

The sensor has a sensor head with a holder, which includes at least one non-contact sensor element for thickness measurement, and is adjusted according to the physical properties of the sheeting. A sensor head (3) whose position is regulatable in such a manner, that the sensor head is held at a specified constant distance to the sheeting (2), during the entire measurement operation. The sensor element, over a small distance range between the sensor head and the sheeting, delivers measurement results, independent of distance. The sensor element can work capacitively or inductively. The sensor head is located movable in its holder (4).

Description

Die Erfindung betrifft einen Sensor zur berührungslosen Dicken­ messung an Folien, insbesondere an Blasfolien, mit einem Sen­ sorkopf und einer Halterung für den Sensorkopf.The invention relates to a sensor for contactless thicknesses measurement on foils, especially blown foils, with a Sen sensor head and a holder for the sensor head.

Sensoren zur berührungslosen Dickenmessung sind in den ver­ schiedensten Ausführungen aus der Praxis bekannt. Beispiels­ weise wird die Dicke von Folienbändern während der Fertigung mit zwei einander gegenüberliegend angeordneten Wegmeßsensoren überwacht, indem das Folienband zwischen den Wegmeßsensoren ge­ führt wird. Diese Sensoranordnung ist in der Praxis problema­ tisch, da Wegmeßsensoren in der Regel innerhalb ihres Meßbe­ reichs ein nichtlineares Verhalten zeigen. Durch Flattern des zu überwachenden Folienbandes, durch unterschiedliche Band­ dicken oder durch Bewegung des Bandes zu den Wegmeßsensoren hin oder von den Wegmeßsensoren weg treten Meßfehler auf, die auf das nichtlineare Verhalten der Wegmeßsensoren im Meßbereich zu­ rückzuführen sind.Sensors for non-contact thickness measurement are in the ver various designs known from practice. Example the thickness of foil tapes becomes wise during production with two displacement sensors arranged opposite each other monitored by the foil tape between the position sensors leads. In practice, this sensor arrangement is problematic table, as displacement sensors are usually within their measuring range show a non-linear behavior. By fluttering the foil tape to be monitored by different tape thick or by moving the belt towards the displacement sensors or away from the displacement sensors, measuring errors occur the non-linear behavior of the displacement sensors in the measuring range are to be returned.

Für Dickenmessungen an Blasfolien ist die bekannte Sensoranord­ nung gänzlich ungeeignet, da sich eine Blasfolie nicht zwischen den beiden Wegmeßsensoren führen läßt. Daher wurden bislang in der Regel tastende Sensoranordnungen zur Dickenmessung an Blas­ folien verwendet. Da die Dickenmessung aber in einem Stadium des Herstellungsverfahrens erfolgen soll, in dem das Folienma­ terial noch weich und verformbar ist, hinterläßt eine tastende Dickenmessung immer Schleifspuren des Sensorkopfes, wenn sie nicht sogar zu Beschädigungen des Folienbandes und im Extrem­ falle zum Abreißen des Folienbandes führt.The well-known sensor arrangement is used for thickness measurements on blown films completely unsuitable since a blown film does not intervene the two displacement sensors can lead. Therefore, so far in usually probing sensor arrangements for thickness measurement on blow foils used. Since the thickness measurement is in one stage of the manufacturing process in which the film size material is still soft and deformable, leaves a groping Thickness measurement always shows wear marks on the sensor head when they not even to damage the film tape and in the extreme trap leads to tearing of the film tape.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Sensor zur Dickenmessung an Folien anzugeben, mit dem einerseits eine berührungslose Dickenmessung, insbesondere auch an Blasfolien, möglich ist und andererseits Meßfehler bedingt durch die Bewe­ gung der Folie im Fertigungsprozeß weitgehend vermieden werden.The invention is therefore based on the object of a sensor to specify the thickness measurement on foils with which on the one hand non-contact thickness measurement, especially on blown films,  is possible and on the other hand measurement errors due to the movement supply of the film in the manufacturing process can be largely avoided.

Der erfindungsgemäße Sensor löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Danach ist der ein­ gangs genannte Sensor derart ausgebildet, daß der Sensorkopf mindestens ein berührungslos, in Abstimmung auf die physika­ lischen Eigenschaften der Folie arbeitendes Sensorelement zur Dickenmessung umfaßt und daß die Position des Sensorkopfes der­ art regelbar ist, daß der Sensorkopf während des gesamten Meß­ vorgangs in einem vorgebbaren, zumindest weitgehend konstanten Abstand zu der Folie gehalten ist.The sensor according to the invention solves the above task by the features of claim 1. Then the one gangs mentioned designed such that the sensor head at least one contactless, in coordination with the physika lical properties of the film working sensor element Thickness measurement includes and that the position of the sensor head Art is adjustable that the sensor head during the entire measurement process in a predetermined, at least largely constant Distance to the film is kept.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß insbesondere für Mes­ sungen an Folien während des Herstellungsprozesses berührungs­ los arbeitende Sensorelemente zu bevorzugen sind, da diese den Verformungsprozeß des Folienmaterials keinesfalls beeinflussen können. Es ist ferner erkannt worden, daß die Wahl dem Sensor­ elements bzw. eines geeigneten Meßverfahrens wesentlich von den physikalischen Eigenschaften des Folienmaterials abhängt. Schließlich ist noch erkannt worden, daß bei allen berührungs­ los arbeitenden Sensorelementen Voraussetzung für eine mög­ lichst zuverlässige Meßwerterfassung ein definierter Abstand zwischen dem Sensorelement und dem Meßobjekt, hier der Folie, ist. Davon ausgehend ist erkannt worden, daß ein definierter Abstand zwischen Sensorkopf bzw. Sensorelement und der Folie nicht notwendigerweise eine Fixierung der Folie gegenüber dem Sensorkopf erfordert, sondern daß lediglich eine definierte Re­ lativlage zwischen der Folie und dem Sensorkopf eingehalten werden muß. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, die Posi­ tion des Sensorkopfes dynamisch an die Lage der Folie anzupas­ sen. Die Position des Sensorkopfes soll also nicht lediglich einmal auf die voraussichtliche Lage der Folie eingestellt wer­ den sondern soll derart regelbar sein, daß der Sensorkopf während des gesamten Meßvorganges in einem vorgebbaren, zumin­ dest weitgehend konstanten Abstand zu der Folie gehalten ist. Das heißt, erfindungsgemäß wird nicht ausschließlich die Fo­ lienlage fixiert sondern auch die Lage des Sensorkopfes auf die Bewegung der Folie abgestimmt.According to the invention, it has been recognized that especially for mes solutions on foils during the manufacturing process detachable sensor elements are to be preferred, as these Under no circumstances influence the deformation process of the film material can. It has also been recognized that the choice is the sensor elements or a suitable measuring method significantly from the physical properties of the film material depends. Finally, it has been recognized that all touch working sensor elements required for a possible The most reliable measured value acquisition a defined distance between the sensor element and the measurement object, here the film, is. Based on this, it has been recognized that a defined Distance between sensor head or sensor element and the film not necessarily a fixation of the film to the Sensor head required, but that only a defined Re relative position between the film and the sensor head observed must become. According to the invention it is therefore proposed that the posi tion of the sensor head dynamically to the position of the film sen. The position of the sensor head should not just be once adjusted to the expected position of the film it should be adjustable so that the sensor head  during the entire measuring process in a predeterminable, at least largely constant distance from the film is kept. That is, according to the invention, the Fo lienlage fixed but also the position of the sensor head on the Movement of the slide matched.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Sensors liefert das Sensorelement in einem kleinen Abstandsbereich zwischen Sensorkopf und Folie abstandsunabhän­ gige Meßergebnisse. Auf diese Weise können kleinere Ungenauig­ keiten bei der Positionsregelung des Sensorkopfes vernachläs­ sigt werden. Auch ein gewisser Zeitversatz zwischen der Folien­ bewegung und der Bewegung des Sensorkopfes wirkt sich dann noch nicht negativ auf die Meßgenauigkeit des Sensors aus, wenn der Abstand zwischen Sensorkopf und Folie innerhalb des Abstandsbe­ reichs der abstandsunabhängigen Meßergebnisse liegt.In a particularly advantageous embodiment of the inventions sensor according to the invention provides the sensor element in a small Distance between the sensor head and the film regardless of the distance current measurement results. This can make minor inaccurate neglect the position control of the sensor head be sigt. Also a certain time offset between the foils movement and the movement of the sensor head then still has an effect not negatively affect the measuring accuracy of the sensor if the Distance between sensor head and film within the distance range of the distance-independent measurement results.

Insbesondere zur Dickenmessung an Blasfolien haben sich kapazi­ tiv arbeitende Sensorelemente bewährt. Blasfolien werden näm­ lich in der Regel aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, welches als Dielektrikum die Kapazität einer Kondensatoranord­ nung beeinflußt. Im Gegensatz dazu bieten sich induktive Sen­ sorelemente im Falle eines elektrisch leitfähigen Folienma­ terials an. Derartige Materialien wechselwirken mit dem Feld einer Meßspule und beeinflussen dadurch die Induktivität der Meßspule. Berührungslose Dickenmessungen können auch mit op­ tisch arbeitenden Sensorelementen durchgeführt werden, was dann eine entsprechende Meßanordnung und ein geeignetes Folienma­ terial erfordert.In particular for measuring the thickness of blown films have capacities Proven sensor elements proven. Blown films are called usually made of a plastic material, which as a dielectric is the capacitance of a capacitor arrangement influence. In contrast, there are inductive sensors sorelemente in the case of an electrically conductive film terials. Such materials interact with the field a measuring coil and thereby influence the inductance of the Measuring coil. Non-contact thickness measurements can also be done with op table working sensor elements are performed, then what a corresponding measuring arrangement and a suitable foil size material required.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sen­ sors ist der Sensorkopf in der Halterung verschiebbar gelagert. Dies ist insbesondere deshalb vorteilhaft, weil die Position des Sensorkopfes im wesentlichen nur senkrecht zur Trans­ portrichtung der Folie geregelt werden muß. Bei entsprechender Orientierung der Halterung ist also lediglich eine eindimensio­ nale Beweglichkeit des Sensorkopfes erforderlich, die sich am einfachsten in einer Linearverschiebung realisieren läßt.In an advantageous embodiment of the Sen according to the invention The sensor head is slidably mounted in the holder. This is particularly advantageous because of the position of the sensor head essentially only perpendicular to the trans  port direction of the film must be regulated. With appropriate Orientation of the bracket is therefore only one dimension nale mobility of the sensor head required easiest to implement in a linear displacement.

Grundsätzlich sind ganz unterschiedliche Antriebsmittel zur Po­ sitionsregelung des Sensorkopfes denkbar.Basically, there are very different drive means to the bottom sition control of the sensor head conceivable.

Besonders vorteilhaft ist eine Positionsregelung mit Hilfe ei­ ner Gaszuführung im Sensorkopf und mindestens einer meßseitig angeordneten Austrittsöffnung. Über die Gaszuführung und die Austrittsöffnung wird Gas mit einem vorbestimmten Druck auf das Meßobjekt, nämlich die Folie, geleitet. Dabei überlagern sich zwei Effekte, so daß sich zwischen dem Sensorkopf und der Folie ein Luftpolster ausbildet. Einerseits wird die Folie aufgrund des Gasdrucks vom Sensorkopf weggedrückt, während die Folie an­ dererseits zumindest im Randbereich des Sensorkopfes aufgrund des seitlich zwischen dem Sensorkopf und der Folie wegströmen­ den Gases und des dadurch entstehenden Unterdrucks angezogen wird. Wird nun der Gasdruck auf die Anordnung und geometrische Ausgestaltung der Austrittsöffnung abgestimmt sowie auf den Ge­ gendruck der Folie, so bildet sich ein Luftpolster zwischen dem Sensorkopf und der Folie aus, dessen Dicke den Abstand zwischen dem Sensorkopf und der Folie bestimmt. Besonders vorteilhaft bei dieser Vorgehensweise ist, daß sich bei geeigneter Wahl der Betriebsparameter nach einem kurzen Einschwingvorgang ein an­ nähernd konstanter Abstand zwischen Sensorkopf und Folie ein­ stellt, der sich praktisch während des gesamten Meßvorgangs selbst einregelt.Position control with the aid of egg is particularly advantageous ner gas supply in the sensor head and at least one on the measurement side arranged outlet opening. About the gas supply and the The outlet opening is gas with a predetermined pressure on the Object to be measured, namely the film. Thereby overlap two effects, so that between the sensor head and the film forms an air cushion. On the one hand, the slide is due the gas pressure is pushed away from the sensor head while the film is on on the other hand, at least in the edge area of the sensor head flow away from the side between the sensor head and the film the gas and the resulting negative pressure becomes. Now the gas pressure on the arrangement and geometric Design of the outlet opening matched to the Ge pressure of the film, an air cushion forms between the Sensor head and the film, the thickness of the distance between the sensor head and the film. Particularly advantageous with this procedure is that with a suitable choice the Operating parameters on after a short settling process approximately constant distance between the sensor head and the film represents that practically during the entire measurement process self-regulates.

Die Verwendung von Druckgas als Mittel zur Positionsregelung des Sensorkopfes hat außerdem noch mehrere positive Randef­ fekte. Zum einen dient das durch den Sensorkopf auf die Folie geleitete Gas zur Temperaturstabilisierung und Innenkühlung der Meßanordnung. Dadurch können auch temperaturbedingte Meßfehler weitgehend vermieden werden. Zum anderen kann das Gas je nach Zusammensetzung gegebenenfalls noch zur Weiterbehandlung des Folienmaterials verwendet werden.The use of compressed gas as a means of position control the sensor head also has several positive Randef effects. On the one hand, this serves through the sensor head on the film conducted gas for temperature stabilization and internal cooling of the  Measuring arrangement. This can also result in temperature-related measurement errors largely avoided. On the other hand, the gas can vary depending on Composition if necessary for further treatment of the Foil material can be used.

Besonders einfach, kostengünstig und daher vorteilhaft ist es, wenn als Gas Druckluft verwendet wird. Denkbar wäre aber auch der Einsatz eines Schutzgases oder eines Gases, das sich günstig auf das Folienmaterial auswirkt.It is particularly simple, inexpensive and therefore advantageous if compressed air is used as gas. But it would also be conceivable the use of a protective gas or a gas that is has a favorable effect on the film material.

Der selbstregulierende Effekt der voranstehend beschriebenen Sensoranordnung kann noch durch die spezielle konstruktive Aus­ gestaltung des Sensorkopfes positiv verstärkt werden. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die Meßseite des Sensor­ kopfes plattenförmig ausgebildet ist und mehrere Austrittsöff­ nungen vorzugsweise konzentrisch um die Position des Sensorele­ ments, vorzugsweise in der Plattenmitte, angeordnet sind. In diesem Falle kann sich ein relativ großes Luftpolster im Be­ reich des Sensorelements ausbilden.The self-regulating effect of those described above Sensor arrangement can still by the special constructive Aus design of the sensor head can be positively reinforced. In this Context, it is advantageous if the measuring side of the sensor is plate-shaped head and several outlet opening Solutions preferably concentric around the position of the sensor element elements, preferably in the middle of the plate. In In this case, a relatively large air cushion in the loading train the range of the sensor element.

Der Ansaugeffekt zwischen der Platte und der Folie, kann da­ durch reguliert werden, daß meßseitig in der Platte des Sensor­ kopfes Nuten bzw. Rillen ausgebildet sind, in die die Austritts­ öffnungen münden. Ein derartiger Sensorkopf zeigt je nach der Orientierung der Nuten und Rillen ein unterschiedliches Posi­ tionsregelverhalten. Insgesamt läßt sich also der Abstand zwischen dem Sensorkopf und der Folie bei vorgegebenem Gegen­ druck der Folie in vorteilhafter Weise über den Gasdruck in Verbindung mit der Dimensionierung und Anordnung der Austritts­ öffnungen sowie der Dimensionierung, Anordnung und Orientierung der Nuten oder Rillen regeln.The suction effect between the plate and the film can be there be regulated by that on the measuring side in the plate of the sensor Head grooves or grooves are formed, in which the exit openings open. Such a sensor head shows depending on the Orientation of the grooves and grooves a different posi tion control behavior. Overall, the distance can be between the sensor head and the film for a given counter pressure of the film in an advantageous manner via the gas pressure in Connection with the dimensioning and arrangement of the outlet openings as well as the dimensioning, arrangement and orientation regulate the grooves or grooves.

Als Gaszuführung bietet sich in einer vorteilhaften Ausgestal­ tung des erfindungsgemäßen Sensors ein endseitig am Sensorkopf angeordnetes Rohr an. Zusätzlich von Vorteil ist es, wenn der Sensorkopf über das Rohr verschiebbar in der Halterung gelagert ist. Im Hinblick auf eine Selbstregelung der Position des Sen­ sorkopfes sollte die Lagerung des Sensorskopfes bzw. des Rohres möglichst reibungsarm sein. Eine bevorzugte Möglichkeit besteht darin, den Sensorkopf über Luftlager in der Halterung anzuord­ nen, so daß der Sensorkopf im wesentlichen reibungsfrei ver­ schiebbar ist. Die Halterung könnte dazu ein Führungsrohr für das den Sensorkopf tragende Rohr umfassen, in dessen Wandung Durchtrittsöffnungen zur Einleitung von Luft ausgebildet sind. Das Rohr würde dann quasi auf einem Luftkissen innerhalb des Führungsrohres hin und her gleiten können.In an advantageous embodiment, the gas supply is advantageous device of the sensor according to the invention at the end of the sensor head  arranged pipe on. It is also an advantage if the Sensor head slidably mounted in the holder over the pipe is. With regard to self-regulation of the position of Sen sorkkopfes should be the storage of the sensor head or the tube be as low as possible. A preferred option is in placing the sensor head in the bracket via air bearings NEN, so that the sensor head ver is slidable. The bracket could be a guide tube for this include the tube carrying the sensor head, in the wall Through openings for the introduction of air are formed. The tube would then be placed on an air cushion inside the Guide tube can slide back and forth.

Zusätzlich zu der Feineinstellung der Sensorkopfposition könnte die Halterung für den Sensorkopf eine Zustelleinrichtung zur Grobeinstellung der Position des Sensorkopfes umfassen. Eine solche Zustelleinrichtung könnte beispielsweise in Form eines servo-getriebenen Zylinders realisiert sein. Um nun auch die Grobeinstellung der Position des Sensorkopfes soweit wie mög­ lich zu automatisieren, könnte der erfindungsgemäße Sensor zur berührungslosen Dickenmessung einen zusätzlichen Abstandssensor umfassen. Dieser könnte beispielsweise kapazitiv oder nach dem Ultraschall-Meßprinzip arbeiten. Denkbar wären aber auch andere Meßverfahren in Abhängigkeit von dem Folienmaterial, wie z. B. das optische Meßprinzip. Da der Abstandssensor der Grobeinstel­ lung des Sensorkopfes dienen soll, ist es vorteilhaft, wenn der Abstandssensor auch selbst am Sensorkopf angeordnet ist.In addition to the fine adjustment of the sensor head position could the holder for the sensor head an infeed device Roughly adjust the position of the sensor head. A such delivery device could, for example, in the form of a servo-driven cylinder. To now also the Rough adjustment of the position of the sensor head as far as possible Lich to automate, the sensor according to the invention could non-contact thickness measurement an additional distance sensor include. This could be capacitive or after Ultrasonic measuring principle work. Others would also be conceivable Measuring method depending on the film material, such as. B. the optical measuring principle. Because the distance sensor of the coarse to serve the sensor head, it is advantageous if the Distance sensor is itself arranged on the sensor head.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorlie­ genden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und wei­ terzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Er­ läuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert.There are now several ways to teach the present the present invention in an advantageous manner and white to train. For this purpose, on the one hand, to claim 1 subordinate claims, on the other hand to the subsequent Er purification of an embodiment of the invention based on the Reference drawing. In connection with the explanation of the  preferred embodiment of the invention based on the Drawing are also generally preferred configurations and further training in teaching explained.

In der Zeichnung zeigt
die einzige Figur einen Längsschnitt durch einen er­ findungsgemäßen Sensor zur berührungslosen Dickenmes­ sung an Folien.In the drawing shows
the only figure shows a longitudinal section through a sensor according to the invention for contactless thickness measurement on films.

Der Sensor 1 ist insbesondere geeignet zur berührungslosen Dickenmessung an Blasfolien. Zur Herstellung derartiger Folien wird das erwärmte Ausgangsmaterial extrudiert und gleichzeitig geblasen. Die Dickenmessung mit Hilfe des erfindungsgemäßen Sensors 1 erfolgt während des Herstellungsverfahrens zu einem Zeitpunkt, an dem das Folienmaterial 2 noch nicht vollständig ausgekühlt und erhärtet ist. Derartige Dickenmessungen werden zur Qualitätskontrolle während des Herstellungsprozesses vorge­ nommen, um frühzeitig material- oder verfahrensbedingte Produk­ tionsfehler zu erkennen und Gegenmaßnahmen ergreifen zu können. Die berührungslose Dickenmessung ermöglicht hier eine Quali­ tätskontrolle, ohne daß die noch verformbare Folie in irgend­ einer Weise beeinträchtig wird.The sensor 1 is particularly suitable for non-contact thickness measurement on blown films. To produce such films, the heated starting material is extruded and blown at the same time. The thickness measurement with the aid of the sensor 1 according to the invention takes place during the production process at a point in time at which the film material 2 has not yet completely cooled and hardened. Thickness measurements of this type are carried out for quality control during the manufacturing process, in order to be able to identify material or process-related production errors at an early stage and to be able to take countermeasures. The non-contact thickness measurement enables quality control here without the deformable film being impaired in any way.

Der hier dargestellte Sensor 1 umfaßt einen Sensorkopf 3 und eine Halterung 4 für den Sensorkopf.The sensor 1 shown here comprises a sensor head 3 and a holder 4 for the sensor head.

Erfindungsgemäß umfaßt der Sensorkopf 3 mindestens ein hier nicht dargestelltes berührungslos, in Abstimmung auf die physi­ kalischen Eigenschaften der Folie 2 arbeitendes Sensorelement zur Dickenmessung. Die Position des Sensorkopfes 3 ist derart regelbar, daß der Sensorkopf 3 während des gesamten Meßvorgan­ ges in einem vorgebbaren, zumindest weitgehend konstanten Ab­ stand zu der Folie 2 gehalten ist. According to the invention, the sensor head 3 comprises at least one non-contact sensor element (not shown here) that works in coordination with the physical properties of the film 2 for thickness measurement. The position of the sensor head 3 can be regulated in such a way that the sensor head 3 is held in a predeterminable, at least largely constant, position from the film 2 throughout the entire measuring process.

Prinzipiell kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Sensors jedes zur Dickenmessung geeignete, berührungslos arbeitende Sensor­ element eingesetzt werden. Welche Meßmethode letztlich angewen­ det wird, hängt entscheidend von den physikalischen Eigenschaf­ ten der Folie 2 ab. Vorteilhaft ist es, wenn das Sensorelement zumindest in einem kleinen Abstandsbereich zwischen Sensorkopf 3 und Folie 2 abstandsunabhängige Meßergebnisse liefert und der Abstand zwischen Sensorkopf 3 und Folie 2 auch innerhalb des Abstandsbereiches der abstandsunabhängigen Meßergebnisse liegt. Dann nämlich lassen sich vergleichsweise fehlerunanfällige Mes­ sungen durchführen.In principle, in the context of the sensor according to the invention, any non-contact sensor element suitable for thickness measurement can be used. Which measurement method is ultimately used depends crucially on the physical properties of film 2 . It is advantageous if the sensor element delivers distance-independent measurement results at least in a small distance range between sensor head 3 and film 2 and the distance between sensor head 3 and film 2 also lies within the distance range of the distance-independent measurement results. Then namely comparatively error-prone measurements can be carried out.

Im vorliegenden Fall der Dickenmessung an Blasfolien, die in der Regel aus einem als Dielektrikum wirkenden Kunststoff her­ gestellt werden, umfaßt der erfindungsgemäße Sensor 1 ein kapa­ zitiv arbeitendes Sensorelement zur Dickenmessung.In the present case of thickness measurement on blown films, which are generally made of a plastic acting as a dielectric, the sensor 1 according to the invention comprises a capacitively operating sensor element for thickness measurement.

Der Sensorkopf 3 des hier dargestellten Sensors 1 ist in der Halterung 4 verschiebbar gelagert, was durch den Doppelpfeil 5 angedeutet ist. Der Sensorkopf 3 kann danach senkrecht zur Fo­ lie 2 bzw. zur Transportrichtung der Folie 2 bewegt werden. Als Antrieb dieser Bewegung und also als Mittel zur Positionsrege­ lung weist der Sensorkopf 3 eine Gaszuführung 6 und meßseitig mehrere Austrittsöffnungen 7 auf. Im dargestellten Ausführungs­ beispiel ist die Meßseite des Sensorkopfes 3 plattenförmig (8) ausgebildet. Von den Austrittsöffnungen 7 ist lediglich bei­ spielhaft eine dargestellt. Insgesamt sind die Austrittsöffnun­ gen 7 konzentrisch in einem bestimmten Abstand um die Platten­ mitte angeordnet, wo das Sensorelement lokalisiert ist. Vor­ teilhafterweise münden die Austrittsöffnungen 7 in meßseitig in der Platte 8 ausgebildeten Nuten oder Rillen, die der einzigen Figur nicht zu entnehmen sind. The sensor head 3 of the sensor 1 shown here is slidably mounted in the holder 4 , which is indicated by the double arrow 5 . The sensor head 3 can then lie perpendicular to Fo 2 or be moved to the transport direction of the film. 2 As the drive for this movement and thus as a means for position control, the sensor head 3 has a gas supply 6 and a plurality of outlet openings 7 on the measurement side. In the illustrated embodiment, the measuring side of the sensor head 3 is plate-shaped ( 8 ). Of the outlet openings 7 , only one is shown at play. Overall, the outlet openings 7 are arranged concentrically at a certain distance around the center of the plates, where the sensor element is located. Advantageously, the outlet openings 7 open into grooves or grooves formed on the measuring side in the plate 8 , which cannot be seen in the single figure.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird Druckluft durch den Sensorkopf 3 auf die Folie 2 geleitet. Bei geeigneter Ab­ stimmung von Druck, Anzahl, Anordnung und Geometrie der Aus­ trittsöffnungen 7 und Nuten und Rillen sowie des Gegendrucks der Folie 2, die an dem Sensorkopf 3 vorbeigeführt wird, bildet sich ein Luftkissen im Bereich des Sensorelements, also der Plattenmitte, zwischen Sensorkopf 3 und Folie 2 aus. Dies ist einerseits auf den durch die Druckluft auf die Folie 2 ausgeüb­ ten Druck und andererseits auf den Unterdruck zwischen dem Sen­ sorkopf 3 bzw. der Platte 8 und der Folie 2 in den Randberei­ chen der Platte 8 zurückzuführen. Dadurch nämlich wird die Re­ lativlage zwischen dem Sensorkopf und der Folie 2 stabilisiert. Nach einer kurzen Einschwingphase besteht dann ein konstanter Abstand zwischen Sensorkopf 3 und Folie 2. Dies gilt auch während des Transports der Folie 2 bei etwaig auftretendem Flattern der Folie 2. Dadurch ist eine berührungslose und ab­ standsunabhängige Dickenmessung auch an der laufenden, noch weichen elastischen Folie 2 möglich.In the illustrated embodiment, compressed air is passed through the sensor head 3 onto the film 2 . With a suitable coordination of pressure, number, arrangement and geometry of the outlet openings 7 and grooves and grooves and the counterpressure of the film 2 , which is guided past the sensor head 3 , an air cushion forms in the area of the sensor element, i.e. the plate center, between the sensor head 3 and slide 2 . This is due on the one hand to the pressure exerted by the compressed air on the film 2 and on the other hand to the negative pressure between the sensor head 3 or the plate 8 and the film 2 in the peripheral areas of the plate 8 . This is because the relative position between the sensor head and the film 2 is stabilized. After a short settling phase, there is a constant distance between sensor head 3 and film 2 . This also applies during the transport of the film 2 in the event of any fluttering of the film 2 . This enables a non-contact thickness measurement that is independent of the position, even on the running, still soft, elastic film 2 .

Die aus dem Sensorkopf 3 austretende Druckluft hat zusätzlich noch einen Kühleffekt, so daß die Dickenmessungen in einem kon­ stanten Temperaturbereich durchgeführt werden und also auch Meßfehler bedingt durch Temperaturschwankungen weitgehend ver­ mieden werden.The compressed air emerging from the sensor head 3 also has a cooling effect, so that the thickness measurements are carried out in a constant temperature range and measurement errors due to temperature fluctuations are largely avoided.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemä­ ßen Sensors 1 ist der Sensorkopf 3 endseitig an einem Rohr 9 angeordnet, das gleichzeitig als Gaszuführung 6 für den Sensor­ kopf 3 dient. Der Sensorkopf 3 ist über das Rohr 9 in der Hal­ terung 4 verschiebbar gelagert. Genauer gesagt umfaßt die Hal­ terung 4 ein Gehäuse 10 mit einem Führungsrohr 11 für das Rohr 9. In der Wandung des Führungsrohrs 11 sind Durchtrittsöffnun­ gen 12 zur Einleitung von Luft ausgebildet, die letztlich als Luftlager 13 für das Rohr 9 und also für den Sensorkopf 3 die­ nen. Über die Luftlager 13 ist der Sensorkopf 3 im wesentlichen reibungsfrei in der Halterung 4 verschiebbar gelagert.In the illustrated embodiment of a sensor 1 according to the invention, the sensor head 3 is arranged at the end of a tube 9 which also serves as a gas supply 6 for the sensor head 3 . The sensor head 3 is mounted on the pipe 9 in the Hal 4 delivery. More specifically, the Hal tion 4 comprises a housing 10 with a guide tube 11 for the tube 9th In the wall of the guide tube 11 Durchgangsöffnun conditions 12 are formed for the introduction of air, which ultimately as an air bearing 13 for the tube 9 and thus for the sensor head 3, the NEN. Via the air bearing 13 , the sensor head 3 is slidably mounted in the holder 4 essentially without friction.

In der einzigen Figur ist lediglich ein Teil der Halterung 4 des Sensors 1 dargestellt. Die Halterung des Sensors 1 könnte zusätzlich noch eine Zustelleinrichtung zur Grobeinstellung der Position des Sensorkopfes umfassen. Um nun die Grobeinstellung weitgehend automatisch vornehmen zu können, umfaßt der Sensor 1 einen zusätzlichen Abstandssenor, der hier zwar nicht darge­ stellt ist, aber ebenfalls im Bereich des Sensorkopfes 3 ange­ ordnet ist. Dieser Abstandssensor könnte beispielsweise eben­ falls kapazitiv arbeiten oder nach dem Ultraschall-Meßprinzip oder auch auf optischer Basis.In the single figure, only part of the holder 4 of the sensor 1 is shown. The holder of the sensor 1 could additionally include a delivery device for rough adjustment of the position of the sensor head. In order to be able to make the rough adjustment largely automatically, the sensor 1 includes an additional distance sensor, which is not shown here, but is also arranged in the area of the sensor head 3 . This distance sensor could, for example, work capacitively or on the ultrasonic measuring principle or on an optical basis.

Zusammenfassend sei an dieser Stelle nochmals hervorgehoben, daß bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfin­ dungsgemäßen Sensors zur berührungslosen Dickenmessung an Fo­ lien zunächst eine Grobeinstellung des Abstandes zwischen Sen­ sorkopf und Folie mit Hilfe eines zusätzlichen Abstandssensors vorgenommen wird. Die Feineinstellung des Abstandes zwischen Sensorkopf und Folie erfolgt automatisch, indem mit Hilfe von Druckluft ein kleiner Luftspalt bzw. ein Luftpolster zwischen Sensorkopf und Folie erzeugt wird, dessen Breite vorzugsweise im Bereich der abstandsunabhängigen Meßergebnisse des Sensor­ elements zur Dickenmessung liegt. Zur Einstellung des Luft­ spalts wird Druckluft über den Sensorkopf auf die Folie gelei­ tet, so daß sich am Rande des Sensorkopfes ein Unterdruck aus­ bildet und die Folie dadurch angesaugt wird, jedoch ohne den Sensorkopf selbst zu berühren. Daneben ist der Sensorkopf noch reibungsfrei innerhalb der Halterung des Sensors gelagert, so daß nicht nur die Position der Folie selbst modifiziert wird sondern auch die Position des Sensorkopfes. Bei dem erfindungs­ gemäßen Sensor wird der Abstand zwischen Sensorkopf und Folie also durch Regelung der Relativlage zwischen Sensorkopf und Fo­ lie konstant gehalten.In summary, it should be emphasized at this point that that in the embodiment shown here invented sensor according to the invention for non-contact thickness measurement on fo First, roughly adjust the distance between Sen Sork head and foil with the help of an additional distance sensor is made. The fine adjustment of the distance between Sensor head and film is done automatically by using Compressed air a small air gap or an air cushion between Sensor head and film is generated, the width of which is preferred in the range of the distance-independent measurement results of the sensor elements for thickness measurement. To adjust the air compressed air is fed onto the film via the sensor head tet, so that there is a vacuum at the edge of the sensor head forms and the film is sucked thereby, but without the Touch the sensor head itself. Next to it is the sensor head stored smoothly within the holder of the sensor, so that not only the position of the film itself is modified but also the position of the sensor head. In the invention The distance between the sensor head and the film becomes the appropriate sensor  by regulating the relative position between the sensor head and Fo lie kept constant.

Hinsichtlich weiterer in der einzigen Figur nicht gezeigter Merkmale wird auf den allgemeinen Teil der Beschreibung verwie­ sen.With regard to others not shown in the single figure Features is referred to the general part of the description sen.

Abschließend sei hervorgehoben, daß die erfindungsgemäße Lehre nicht nur zur Dickenmessung an Blasfolien geeignet ist, sondern sich generell zur Dickenmessung an Folien aus beliebigem Ma­ terial eignet.Finally, it should be emphasized that the teaching according to the invention is not only suitable for measuring the thickness of blown films, but also are generally suitable for measuring the thickness of foils of any size suitable material.

Claims (19)

1. Sensor zur berührungslosen Dickenmessung an Folien (2), insbesondere an Blasfolien, mit einem Sensorkopf (3) und einer Halterung (4) für den Sensorkopf (3), dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor­ kopf (3) mindestens ein berührungslos, in Abstimmung auf die physikalischen Eigenschaften der Folie (2) arbeitendes Sensor­ element zur Dickenmessung umfaßt und daß die Position des Sen­ sorkopfes (3) derart regelbar ist, daß der Sensorkopf (3) während des gesamten Meßvorgangs in einem vorgebbaren, zumin­ dest weitgehend konstanten Abstand zu der Folie (2) gehalten ist.1. Sensor for non-contact thickness measurement on films ( 2 ), in particular on blown films, with a sensor head ( 3 ) and a holder ( 4 ) for the sensor head ( 3 ), characterized in that the sensor head ( 3 ) at least one non-contact, in tuning element to the physical properties of the film (2) operating sensor comprises for measuring the thickness and the position of the Sen sorkopfes is such adjustable (3) that the sensor head (3) during the entire measurement operation at a predeterminable, at least substantially constant distance from the film ( 2 ) is held. 2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorelement zumindest in einem kleinen Abstandsbereich zwi­ schen Sensorkopf (3) und Folie (2) abstandsunabhängige Meßer­ gebnisse liefert.2. Sensor according to claim 1, characterized in that the sensor element at least in a small distance between rule's head ( 3 ) and film ( 2 ) delivers distance-independent measurement results. 3. Sensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen Sensorkopf (3) und Folie (2) innerhalb des Ab­ standsbereichs der abstandsunabhängigen Meßergebnisse liegt.3. Sensor according to claim 2, characterized in that the distance between the sensor head ( 3 ) and film ( 2 ) is within the range from the distance-independent measurement results. 4. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Sensorelement kapazitiv arbeitet.4. Sensor according to one of claims 1 to 3, characterized records that the sensor element works capacitively. 5. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Sensorelement induktiv arbeitet.5. Sensor according to any one of claims 1 to 3, characterized records that the sensor element works inductively. 6. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Sensorkopf (3) in der Halterung (4) ver­ schiebbar gelagert ist. 6. Sensor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sensor head ( 3 ) in the holder ( 4 ) is slidably mounted ver. 7. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Sensorkopf (3) als Mittel zur Positionsrege­ lung eine Gaszuführung (6) und meßseitig mindestens eine Aus­ trittsöffnung (7) aufweist.7. Sensor according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the sensor head ( 3 ) as a means for Positionrege treatment a gas supply ( 6 ) and on the measuring side has at least one outlet opening ( 7 ). 8. Sensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszuführung (6) durch eine Druckluftzuführung gebildet ist.8. Sensor according to claim 7, characterized in that the gas supply ( 6 ) is formed by a compressed air supply. 9. Sensor nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Meßseite des Sensorkopfes (3) plattenförmig ausgebildet ist und daß mehrere Austrittsöffnungen (7) vorzugs­ weise konzentrisch um die Position des Sensorelements vorzugs­ weise in der Plattenmitte angeordnet sind.9. Sensor according to one of claims 7 or 8, characterized in that the measuring side of the sensor head ( 3 ) is plate-shaped and that several outlet openings ( 7 ) are preferably arranged concentrically around the position of the sensor element, preferably in the middle of the plate. 10. Sensor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (7) in meßseitig ausgebildete Nuten oder Rillen der Platte (8) münden.10. Sensor according to claim 9, characterized in that the outlet openings ( 7 ) open into grooves or grooves of the plate ( 8 ) formed on the measuring side. 11. Sensor nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Abstand zwischen dem Sensorkopf (3) und der Folie (2) über den Gasdruck in Verbindung mit der Dimensionie­ rung und Anordnung der Austrittsöffnung (7) sowie ggf. der Nu­ ten oder Rillen regelbar ist.11. Sensor according to any one of claims 7 to 10, characterized in that the distance between the sensor head ( 3 ) and the film ( 2 ) via the gas pressure in connection with the dimensioning and arrangement of the outlet opening ( 7 ) and possibly the Nuts or grooves can be regulated. 12. Sensor nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Sensorkopf (3) endseitig an einem Rohr (9) angeordnet ist und daß die Gaszuführung (6) durch das Rohr (9) geführt ist.12. Sensor according to one of claims 7 to 11, characterized in that the sensor head ( 3 ) is arranged on the end of a tube ( 9 ) and that the gas supply ( 6 ) is guided through the tube ( 9 ). 13. Sensor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (9) mit dem Sensorkopf (3) über Luftlager (13) im wesent­ lichen reibungsfrei in der Halterung (4) verschiebbar ist. 13. Sensor according to claim 12, characterized in that the tube ( 9 ) with the sensor head ( 3 ) via air bearings ( 13 ) in wesent union smoothly in the holder ( 4 ) is displaceable. 14. Sensor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (4) ein Führungsrohr (11) für das Rohr (9) umfaßt und daß die Wandung des Führungsrohrs (11) Durchtrittsöffnungen (12) zur Einleitung von Luft aufweist.14. Sensor according to claim 12, characterized in that the holder ( 4 ) comprises a guide tube ( 11 ) for the tube ( 9 ) and that the wall of the guide tube ( 11 ) has passage openings ( 12 ) for introducing air. 15. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Halterung eine Zustelleinrichtung zur Grobeinstellung der Position des Sensorkopfes umfaßt.15. Sensor according to one of claims 1 to 14, characterized records that the bracket is a delivery device for Coarse adjustment of the position of the sensor head includes. 16. Sensor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustelleinrichtung einen servo-getriebenen Zylinder umfaßt.16. Sensor according to claim 15, characterized in that the Delivery device includes a servo-driven cylinder. 17. Sensor nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Abstandssensor für die Grobeinstellung der Position des Sensorkopfes vorgesehen ist.17. Sensor according to one of claims 15 or 16, characterized ge indicates that a distance sensor for coarse adjustment the position of the sensor head is provided. 18. Sensor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandssensor kapazitiv oder nach dem Ultraschall-Meßprinzip arbeitet.18. Sensor according to claim 17, characterized in that the Capacitive distance sensor or based on the ultrasonic measuring principle is working. 19. Sensor nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Abstandssensor am Sensorkopf angeordnet ist.19. Sensor according to one of claims 17 or 18, characterized ge indicates that the distance sensor is arranged on the sensor head is.
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