DE19921217A1 - Arrangement for detecting objects has ultrasonic transmitter and a receiver with object bearer material between them, receiver output being compared with threshold value - Google Patents

Arrangement for detecting objects has ultrasonic transmitter and a receiver with object bearer material between them, receiver output being compared with threshold value

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Abstract

The arrangement has a transmitter (5) and a receiver (6) of ultrasonic waves (4). The bearer material (2) is arranged between the transmitter and receiver and the receiver output is compared with a threshold value that is automatically determined during a comparison process when there is a bearer material and/or label (3) between the transmitter and receiver depending on the recorded receiver signal.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Detektion von Etiketten auf einem Trägermaterial gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for detecting labels on a Backing material according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-PS 195 21 129 bekannt. Diese Vor­ richtung umfaßt einen kapazitiven Sensor mit zwei Kondensatorelementen, die in Abstand nebeneinanderliegend einer Kondensatorplatte gegenüberstehen. Das Trägermaterial mit den Etiketten wird im Luftspalt zwischen der Konden­ satorplatte und den Kondensatorelementen geführt.Such a device is known from DE-PS 195 21 129. This before direction includes a capacitive sensor with two capacitor elements, the face each other at a distance from a capacitor plate. The carrier material with the labels is in the air gap between the condens satorplatte and the capacitor elements.

Zur Detektion der Etiketten auf dem Trägermaterial ist jedem Kondensatorele­ ment ein eine Pulsfolge erzeugendes Zeitglied und ein Tiefpaß nachgeschaltet, wobei die Ausgänge der Tiefpässe auf die Eingänge eines Differenzverstärkers geführt sind.To detect the labels on the carrier material, each capacitor is followed by a timing element generating a pulse train and a low-pass filter, the outputs of the low-pass filters on the inputs of a differential amplifier are led.

Mit dieser Schaltungsanordnung sind Etiketten auf dem Trägermaterial detek­ tierbar, und zwar selbst dann wenn die Etiketten und das Trägermaterial aus transparenten Materialien bestehen.With this circuit arrangement labels are detek on the carrier material animal, even if the labels and the liner are out transparent materials.

Nachteilig hierbei ist jedoch, daß derartige Vorrichtungen äußerst empfindlich gegen Temperatureinflüsse und insbesondere gegen Feuchtigkeit sind. Des­ weiteren ist die Detektion von metallisierten Materialien problematisch.The disadvantage here, however, is that such devices are extremely sensitive against temperature influences and especially against moisture. Des the detection of metallized materials is also problematic.

Zudem können mit den beiden Kondensatorelementen lediglich die Signalflan­ ken erfaßt werden, welche bei der Detektion einer Etikettenkante auftreten. Voraussetzung hierfür ist, daß die Etiketten mit dem Trägermaterial mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit an den Kondensatorelementen vorbeibewegt werden. Eine statische Detektion bei ruhendem Trägermaterial ist nicht mög­ lich. Zudem ist nachteilig, daß eine Etikettendetektion nur dann sicher möglich ist, wenn die Etikettenkanten längs einer Geraden quer zur Transportrichtung des Trägermaterials verlaufen, so daß über die Breite der Etiketten jeweils ein zumindest näherungsweise konstanter Abstand benachbarter Etiketten vorliegt.In addition, only the signal flange can be used with the two capacitor elements ken are detected, which occur in the detection of a label edge. The prerequisite for this is that the labels with the carrier material with a predetermined speed past the capacitor elements become. Static detection with the substrate at rest is not possible Lich. Another disadvantage is that label detection is only possible with certainty  is when the label edges are along a straight line transverse to the transport direction of the backing material so that each across the width of the labels there is at least an approximately constant distance between adjacent labels.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs ge­ nannten Art so auszubilden, daß eine sichere Detektion von Etiketten auf Trä­ germaterialien für ein möglichst breites Spektrum von Materialien gewährlei­ stet ist.The invention has for its object a device of the beginning ge named type so that a reliable detection of labels on Trä Ensure germ materials for the widest possible range of materials is steady.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfin­ dung sind in den Unteransprüchen beschrieben.The features of claim 1 are provided to achieve this object. Advantageous embodiments and expedient further developments of the Erfin tion are described in the subclaims.

Erfindungsgemäß ist zur Detektion von Etiketten auf einem Trägermaterial ein Ultraschallwellen emittierender Sender und ein Ultraschallwellen empfangen­ der Empfänger vorgesehen. Dabei wird das Trägermaterial mit den Etiketten im Zwischenraum zwischen Sender und Empfänger geführt. Je nachdem, ob zwi­ schen Sender und Empfänger das Trägermaterial alleine oder eine auf dem Trägermaterial aufgebrachte Etikette von den Ultraschallwellen erfaßt wird, werden die Ultraschallwellen in unterschiedlicher Weise abgeschwächt. Die entsprechenden Unterschiede des Empfangssignals am Ausgang des Empfän­ gers werden dadurch erfaßt, in dem das Empfangssignal mit einem Schwellwert verglichen wird. Dieser Schwellwert ist an die auftretenden Pegel der Emp­ fangssignale durch einen Abgleichvorgang angepaßt. Bei dem vor der Detekti­ on der Etiketten durchgeführten Abgleichvorgang wird die Höhe des Schwell­ werts bei zwischen Sender und Empfänger angeordnetem Trägermaterial und/oder einer dort angeordneten Etikette in Abhängigkeit des dabei registrierten Empfangssignals selbsttätig bestimmt.According to the invention for the detection of labels on a carrier material Transmitter emitting ultrasonic waves and receiving an ultrasonic wave the recipient provided. The backing material with the labels in the Intermediate space between transmitter and receiver. Depending on whether between sender and receiver the carrier material alone or one on the Carrier material applied label is detected by the ultrasonic waves the ultrasonic waves are attenuated in different ways. The corresponding differences in the received signal at the output of the receiver gers are detected in that the received signal with a threshold is compared. This threshold is related to the level of the Emp catch signals adjusted by a matching process. In front of the detectives The leveling of the threshold is carried out on the labels value in the case of carrier material arranged between transmitter and receiver and / or a label arranged there depending on the registered one Received signal determined automatically.

Mittels der Ultraschallwellen sind Etiketten auf dem Trägermaterial nahezu unabhängig von deren Materialbeschaffenheit detektierbar. Insbesondere kön­ nen Etiketten auf Trägermaterialien erkannt werden, selbst wenn diese aus transparenten Materialien bestehen oder wenn diese metallisierte Oberflächen aufweisen. Zudem sind mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung selbst sehr dünne Etiketten sicher detektierbar. Besonders vorteilhaft dabei ist, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung unempfindlich gegen Umgebungseinflüsse, wie zum Beispiel Feuchtigkeit oder Temperaturschwankungen ist.Using the ultrasonic waves, labels are almost on the carrier material detectable regardless of their material properties. In particular, labels on carrier materials are recognized, even if they are out  transparent materials or if these are metallized surfaces exhibit. In addition, the device itself is very useful thin labels can be reliably detected. It is particularly advantageous that the Device according to the invention insensitive to environmental influences, such as for example humidity or temperature fluctuations.

Weiterhin ist vorteilhaft, daß mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung Etiketten auf dem Trägermaterial unabhängig davon erkannt werden können, ob das Trä­ germaterial relativ zur Vorrichtung bewegt wird oder nicht. Schließlich ist vorteilhaft, daß mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung die gesamte Fläche der Etiketten erkannt wird und nicht nur deren Kanten. Dies führt dazu, daß Eti­ ketten mit nahezu beliebigen Randkonturen erfaßbar sind.It is also advantageous that with the device according to the invention labels can be recognized on the carrier material regardless of whether the Trä germ material is moved relative to the device or not. Finally is advantageous that with the device according to the invention the entire area of Labels are recognized and not just their edges. This leads to Eti chains with almost any edge contours can be detected.

Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The invention is explained below with reference to the drawings. It demonstrate:

Fig. 1 Querschnitt durch die in einem Gehäuse integrierte erfindungsgemä­ ße Vorrichtung. Fig. 1 cross section through the device according to the invention integrated in a housing.

Fig. 2 Erstes Ausführungsbeispiel einer Auswerteschaltung für die Vor­ richtung gemäß Fig. 1. Fig. 2 First embodiment of an evaluation circuit for the on direction of FIG. 1.

Fig. 3 Zweites Ausführungsbeispiel einer Auswerteschaltung für die Vor­ richtung gemäß Fig. 2. Fig. 3 second embodiment of an evaluation circuit for the on direction in FIG. 2.

Fig. 1 zeigt den Aufbau einer Vorrichtung 1 zur Detektion von auf einem Trägermaterial 2 aufgebrachten Etiketten 3. Die Vorrichtung 1 weist einen Ul­ traschallwellen 4 emittierenden Sender 5 und einen Ultraschallwellen 4 emp­ fangenden Empfänger 6 auf, die in einem Gehäuse 7 untergebracht sind. Das Gehäuse 7 ist gabelförmig aufgebaut, wobei die beiden Arme der Gabel parallel verlaufend in Abstand zueinander verlaufen. Der Sender 5 und der Empfänger 6 sind jeweils in einem Arm der Gabel gegenüberliegend angeordnet. Im Zwi­ schenraum zwischen den Gabeln wird das bandförmige Trägermaterial 2 mit den darauf aufgesetzten Etiketten 3 in Längsrichtung transportiert. Dabei liegt das Trägermaterial 2 auf einem Auflagestab 8 im Zwischenraum zwischen den Armen der Gabel auf und wird quer zum Auflagestab 8 über eine nicht darge­ stellte Antriebsvorrichtung gefördert. Der Sender 5 und der Empfänger 6 sind oberhalb und unterhalb des Trägermaterials 2 angeordnet, so daß die vom Sen­ der 5 emittierten Ultraschallwellen 4 das Trägermaterial 2 und gegebenenfalls die Etiketten 3 durchsetzen und zum Empfänger 6 gelangen. Fig. 1 shows the structure of a device 1 for detecting applied to a carrier material 2 coupons 3. The device 1 has an ultrasonic waves 4 emitting transmitter 5 and an ultrasonic waves 4 receiving receiver 6 , which are housed in a housing 7 . The housing 7 is constructed in a fork-shaped manner, the two arms of the fork running parallel and at a distance from one another. The transmitter 5 and the receiver 6 are each arranged in an arm opposite the fork. In the inter mediate space between the forks, the band-shaped carrier material 2 with the labels 3 placed thereon is transported in the longitudinal direction. The carrier material 2 rests on a support rod 8 in the space between the arms of the fork and is conveyed transversely to the support rod 8 via a drive device not shown. The transmitter 5 and the receiver 6 are arranged above and below the carrier material 2 , so that the ultrasonic waves 4 emitted by the sensor 5 pass through the carrier material 2 and possibly the labels 3 and reach the receiver 6 .

Die Etiketten 3 sind dabei auf dem Trägermaterial 2 in Längsrichtung hinter­ einander in vorgegebenen Abständen zueinander aufgebracht.The labels 3 are applied to the carrier material 2 in the longitudinal direction one behind the other at predetermined intervals.

Der Sender 5 und der Empfänger 6 sind an eine Auswerteschaltung angeschlos­ sen, die auf mehreren Leiterplatten 9, 10, 11 im Inneren des Gehäuses 7 inte­ griert sind. An eine der Leiterplatten 9 ist zudem eine von der Außenseite des Gehäuses 7 betätigbare Teach-in Taste 12 angeschlossen.The transmitter 5 and the receiver 6 are connected to an evaluation circuit ruled out, which are integrated on a plurality of printed circuit boards 9 , 10 , 11 inside the housing 7 . A teach-in button 12 which can be actuated from the outside of the housing 7 is also connected to one of the printed circuit boards 9 .

Zur Detektion der Etiketten 3 auf dem Trägermaterial 2 wird die durch die Eti­ ketten 3 bewirkte Abschwächung der Ultraschallwellen 4, die auf den Empfän­ ger 6 auftreffen, ausgewertet. Hierzu wird das Empfangssignal am Ausgang des Empfängers 6 mit einem Schwellwert S1 verglichen. Dieser Schwellwert S1 wird vor der eigentlichen Detektion der Etiketten 3 in einem Abgleichvorgang ermittelt. Während des Abgleichvorgangs wird das Empfangssignal bei zwi­ schen Sender 5 und Empfänger 6 befindlichem Trägermaterial 2 registriert und daraus die Höhe des Schwellwerts S1 bestimmt. Prinzipiell ist auch ein Ab­ gleich denkbar, bei welchem das Empfangssignal ausgewertet wird, wenn eine Etikette 3 mit oder ohne Trägermaterial 2 zwischen Sender 5 und Empfänger 6 angeordnet ist.To detect the labels 3 on the carrier material 2 , the weakening of the ultrasound waves 4 caused by the eti 3 , which strike the receiver 6 , is evaluated. For this purpose, the received signal at the output of the receiver 6 is compared with a threshold value S1. This threshold value S1 is determined in an adjustment process before the actual detection of the labels 3 . During the adjustment process, the received signal is registered at the carrier material 2 located between the transmitter 5 and the receiver 6 , and the height of the threshold value S1 is determined therefrom. In principle, an Ab is also conceivable, in which the received signal is evaluated if a label 3 with or without carrier material 2 is arranged between transmitter 5 and receiver 6 .

Der Sender 5 emittiert längs einer Strahlachse gerichtete Ultraschallwellen 4, die typischerweise im Frequenzbereich zwischen 200 KHz und 400 KHz lie­ gen. Der Empfänger 6 liegt dabei in der Strahlachse 13 der Ultraschallwellen 4. The transmitter 5 emits ultrasound waves 4 directed along a beam axis, which are typically in the frequency range between 200 KHz and 400 KHz. The receiver 6 lies in the beam axis 13 of the ultrasound waves 4 .

Das Trägermaterial 2 mit den Etiketten 3 liegt horizontal im Zwischenraum zwischen den Armen des gabelförmigen Gehäuses 7. Bei einer Anordnung des Senders 5 und Empfängers 6 in Richtung der Oberflächennormalen des Trä­ germaterials 2 bestünde die Gefahr, daß sich stehende Ultraschallwellen 4 zwi­ schen Sender 5 und Empfänger 6 bilden könnten, was zur Bildung von Interfe­ renzen führen würde. Dies würde die Detektion der Etiketten 3 beeinträchtigen.The carrier material 2 with the labels 3 lies horizontally in the space between the arms of the fork-shaped housing 7 . If the transmitter 5 and receiver 6 are arranged in the direction of the surface normal of the carrier material 2, there is a risk that standing ultrasonic waves 4 could form between the transmitter 5 and receiver 6 , which would lead to the formation of interferences. This would affect the detection of the labels 3 .

Um derartige Interferenzen der Ultraschallwellen 4 zu vermeiden sind der Sen­ der 5 und der Empfänger 6 schräg im Gehäuses 7 angeordnet, so daß die Strahlachse 13 der Ultraschallwellen 4, in einem vorgegebenen Winkel α ge­ neigt zur Oberflächennormalen des Trägermaterials 2 verläuft. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt dieser Winkel α etwa im Bereich 5° ≦ α ≦ 10°. Da­ durch werden durch Interferenzen bedingte Minima und Maxima der Ultra­ schallwellen 4 teilweise ausgemittelt.In order to avoid such interference of the ultrasonic waves 4, the sensor 5 and the receiver 6 are arranged obliquely in the housing 7 , so that the beam axis 13 of the ultrasonic waves 4 , at a predetermined angle α, tends to the surface normal of the carrier material 2 . In the present exemplary embodiment, this angle α is approximately in the range 5 ° ≦ α ≦ 10 °. As a result of interference-induced minima and maxima of the ultra sound waves 4 are partially averaged.

Zur vollständigen Unterdrückung der Interferenzen der Ultraschallwellen 4 wird der Sender 5 mit einer vorgegebenen Modulationsfrequenz im Bereich vom 2 KHz ≦ ≦ 5 KHz frequenzmoduliert.In order to completely suppress the interference of the ultrasonic waves 4 , the transmitter 5 is frequency-modulated with a predetermined modulation frequency in the range from 2 KHz ≦ ≦ 5 KHz.

Ohne diese Frequenzmodulation könnten Interferenzen der Ultraschallwellen 4 auch dadurch unterdrückt werden, daß der Neigungswinkel α größer, etwa im Bereich von 40°, gewählt wird.Without this frequency modulation, interference of the ultrasonic waves 4 could also be suppressed by choosing the angle of inclination α to be larger, for example in the range of 40 °.

Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Auswerteschaltung. Der als Ultraschallgeber ausgebildete Sender 5 ist an eine Ausgangstreiberschaltung 14 mit mehreren Invertern und an einen Oszillator 15 angeschlossen. Der Oszilla­ tor 15 stößt den Ultraschallgeber resonant zur Abgabe von Ultraschallwellen 4 an, deren Frequenzen vorzugsweise im Bereich zwischen 200 KHz und 400 KHz liegen. Über die Ausgangstreiberschaltung 14 wird die hierfür erforderli­ che Leistung zur Verfügung gestellt. Fig. 2 shows a first embodiment of the evaluation circuit. The transmitter 5, which is designed as an ultrasound transmitter, is connected to an output driver circuit 14 with a plurality of inverters and to an oscillator 15 . The oszilla gate 15 triggers the ultrasound generator resonantly to emit ultrasound waves 4 , the frequencies of which are preferably in the range between 200 kHz and 400 kHz. The power required for this purpose is made available via the output driver circuit 14 .

Die Ultraschallwellen 4 werden mittels eines Impulsgenerators 16, welcher über eine einstellbaren Widerstand 17 und einen Kondensator 18 an den Oszil­ lator 15 angeschlossen ist, mit der Modulationsfrequenz frequenzmoduliert.The ultrasonic waves 4 are frequency-modulated with the modulation frequency by means of a pulse generator 16 , which is connected to the oscillator 15 via an adjustable resistor 17 and a capacitor 18 .

Die auf den Empfänger 6 auftreffenden Ultraschallwellen 4 generieren an des­ sen Ausgang ein Empfangssignal, welches einem Bandpaßfilter 19 und einem Demodulator 20 zugeführt wird, an dessen Ausgang ein Kondensator 21 ge­ schaltet ist.The incident on the receiver 6 ultrasonic waves 4 generate a received signal at the sen output, which is fed to a bandpass filter 19 and a demodulator 20 , at the output of which a capacitor 21 is switched.

Das gefilterte und demodulierte Empfangssignal ist auf einen Eingang eines ersten Komparators 22 geführt. Zudem ist das Empfangssignal auf einen Ein­ gang eines zweiten Komparators 23 geführt, dessen Ausgang über eine Puffer­ schaltung 24 auf einen Schaltausgang 25 geführt ist.The filtered and demodulated received signal is fed to an input of a first comparator 22 . In addition, the received signal is routed to an input of a second comparator 23 , the output of which is routed via a buffer circuit 24 to a switching output 25 .

An der Eingangsseite der Komparatoren 22, 23 sind mehrere Widerstände 26, 27, 28 geschaltet, wobei einer der Widerstände 28 in einer Zuleitung, die je­ weils einen Eingang der Komparatoren 22, 23 verbindet, geschaltet ist und als Spannungsteiler wirkt.On the input side of the comparators 22 , 23 , a plurality of resistors 26 , 27 , 28 are connected, one of the resistors 28 being connected in a feed line, each connecting an input of the comparators 22 , 23 , and acting as a voltage divider.

Zur Durchführung des Abgleichvorgangs der Vorrichtung 1 ist ein E2- Potentiometer 29 vorgesehen, welches über ein Flip-Flop 30 steuerbar ist. Der Ausgang Q des Flip-Flops 30 ist über ein Zeitglied 31 auf den Eingang U/D des E2-Potentiometers 29 und über einen Impulsgenerator 32 auf einen weiteren Eingang INC des E2-Potentiometers 29 geführt. Der Ausgang Q des Flip-Flops 30 ist auf einen Eingang CS des E2-Potentiometers 29 geführt.An E 2 potentiometer 29 , which can be controlled via a flip-flop 30, is provided for carrying out the adjustment process of the device 1 . The output Q of the flip-flop 30 is fed via a timing element 31 to the input U / D of the E 2 potentiometer 29 and via a pulse generator 32 to a further input INC of the E 2 potentiometer 29 . The output Q of the flip-flop 30 is fed to an input CS of the E 2 potentiometer 29 .

An einen Eingang R des Flip-Flops 30 sind ein Widerstand 33 und ein Konden­ sator 34 angeschlossen. An einen weiteren Eingang D ist die Teach-in Taste 12 angeschlossen.A resistor 33 and a capacitor 34 are connected to an input R of the flip-flop 30 . The teach-in button 12 is connected to a further input D.

Schließlich ist das Ausgangssignal RDY am ersten Komparator 22 auf einen weiteren Eingang des Flip-Flops 30 geführt. Finally, the output signal RDY is fed to a further input of the flip-flop 30 at the first comparator 22 .

Der Ausgang des E2-Potentiometers 29 ist auf den zweiten Eingang des ersten Komparators 22 geführt.The output of the E 2 potentiometer 29 is routed to the second input of the first comparator 22 .

Der Abgleichvorgang der Vorrichtung 1 wird durch Betätigen der Teach-in Taste 12 ausgelöst. Dabei wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Ab­ gleichvorgang bei zwischen Sender 5 und Empfänger 6 stationär angeordnetem Trägermaterials 2 durchgeführt. Hierzu kann beispielsweise eine Etikette 3 vom Trägermaterials 2 entfernt werden, wobei dieses Stück des Trägermateri­ als 2 in den Zwischenraum zwischen Sender 5 und Empfänger 6 gehalten wird.The adjustment process of the device 1 is triggered by pressing the teach-in button 12 . In the present exemplary embodiment, the same process is carried out with carrier material 2 arranged stationarily between transmitter 5 and receiver 6 . For this purpose, for example, a label 3 can be removed from the carrier material 2 , this piece of the carrier material being held as 2 in the space between the transmitter 5 and the receiver 6 .

Durch Betätigen der Teach-in Taste 12 wird über das Flip-Flop 30 und das Zeitglied 31 das E2-Potentiometer 29 auf seinen Anfangswert zurückgesetzt. Über den Impulsgenerator 32 wird dann der Eingang INC des E2- Potentiometers 29 aktiviert, wodurch der Widerstand des E2-Potentiometers 29 schrittweise erhöht wird und damit auch die Spannung am Eingang des ersten Komparators 22 schrittweise erhöht, bis diese gleich dem Spannungswert des Empfangssignals am anderen Eingang des Komparators ist. Sobald die Ein­ gangsspannungen an den Eingängen des Komparators 22 gleich groß sind, er­ folgt am Ausgang des Komparators 22 ein Signalwechsel, der auf das Flip-Flop 30 rückgekoppelt ist. Dadurch wird die Inkrementierung im E2-Potentiometer 29 angehalten und der so eingestellte Spannungswert am Eingang des Kompa­ rators 22 als Referenzspannung übernommen. Diese Referenzspannung wird über den als Spannungsteiler wirkenden Widerstand 28 auf einen Wert von etwa der Hälfte der Referenzspannung geteilt und liegt an einem Eingang des zweiten Komparators 23 an. Dieser Spannungswert bildet die Höhe des Schwellwerts S1, mit welchem nach Beendigung des Abgleichvorgangs wäh­ rend der Betriebsphase der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 das Empfangs­ signal fortlaufend verglichen wird. Je nachdem, ob das Empfangssignal ober­ halb oder unterhalb des Schwellwerts S1 liegt, ergibt sich am Schaltausgang 25 ein bestimmter Schaltzustand. Dabei entspricht das oberhalb des Schwellwerts S1 liegende Empfangssignals und der entsprechende Schaltzustand am Schalt­ ausgang 25 der Detektion des Trägermaterials 2. Liegt das Empfangssignal unterhalb des Schwellwerts S1, so entspricht dies der Detektion einer Etikette 3 auf dem Trägermaterial 2 mit dem entsprechenden Schaltzustand am Schalt­ ausgang 25.By pressing the teach-in button 12 , the E 2 potentiometer 29 is reset to its initial value via the flip-flop 30 and the timer 31 . The input INC of the E 2 potentiometer 29 is then activated via the pulse generator 32 , as a result of which the resistance of the E 2 potentiometer 29 is gradually increased and thus the voltage at the input of the first comparator 22 is gradually increased until it equals the voltage value of the received signal at the other input of the comparator. As soon as the input voltages at the inputs of the comparator 22 are the same size, it follows a signal change at the output of the comparator 22 , which is fed back to the flip-flop 30 . As a result, the increment in the E 2 potentiometer 29 is stopped and the voltage value thus set at the input of the comparator 22 is adopted as the reference voltage. This reference voltage is divided by the resistor 28 acting as a voltage divider to a value of approximately half of the reference voltage and is present at an input of the second comparator 23 . This voltage value forms the level of the threshold value S1, with which the received signal is continuously compared after the adjustment process has ended during the operating phase of the device 1 according to the invention. Depending on whether the received signal is above half or below the threshold value S1, a certain switching state results at the switching output 25 . The received signal above the threshold S1 and the corresponding switching state at the switching output 25 correspond to the detection of the carrier material 2 . If the received signal is below the threshold S1, this corresponds to the detection of a label 3 on the carrier material 2 with the corresponding switching state at the switching output 25 .

Da der Schwellwert S1 durch einen Abgleich des Empfangssignals bei zwi­ schen Sender 5 und Empfänger 6 angeordnetem Trägermaterial 2 erfolgt, ist die Höhe des Schwellwerts S1 optimal an die Pegelverhältnisse der Empfangs­ signale während der nachfolgenden Betriebsphase angepaßt.Since the threshold value S1 is carried out by comparing the received signal between the transmitter 5 and the receiver 6 arranged carrier material 2 , the level of the threshold value S1 is optimally adapted to the level relationships of the received signals during the subsequent operating phase.

Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Auswerteschaltung für die erfindungsgemäße Vorrichtung 1. Fig. 3 shows a second embodiment of the evaluation circuit for the inventive apparatus 1.

Dabei entspricht diese Auswerteschaltung in wesentlichen Teilen der Auswer­ teschaltung gemäß Fig. 2. Insbesondere ist die Beschaltung des Senders 5 identisch zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2. Desweiteren ist analog zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 zur Durchführung des Abgleichvorgangs das Flip-Flop 30 vorgesehen, welches über das Zeitglied 31 und den Impulsge­ nerator 32 an das E2-Potentiometer 29 angeschlossen ist, dessen Ausgang auf den ersten Komparator 22 geführt ist. Zudem ist wiederum das Ausgangssignal RDY des ersten Komparators 22 auf einen Eingang des Flip-Flops 30 geführt.In this case, this evaluation circuit corresponds in essential parts of the Auswer teschaltung according to Fig. 2. In particular, the circuitry of the transmitter 5 is identical to the embodiment according to Fig. 2. Further, analogous provided for the embodiment of FIG. 2 for carrying out the trimming operation, the flip-flop 30, which is connected via the timer 31 and the pulse generator 32 to the E 2 potentiometer 29 , the output of which is routed to the first comparator 22 . In addition, the output signal RDY of the first comparator 22 is again passed to an input of the flip-flop 30 .

Ebenso wird entsprechend dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 über den Spannungsteiler die Referenzspannung am ersten Komparator 22 auf etwa die Hälfte geteilt und als Schwellwert S1 an einen Eingang des zweiten Kompara­ tors 23 angelegt, der zur Erkennung der Etiketten 3 dient und dessen Ausgang auf den Schaltausgang 25 geführt ist.Likewise, according to the embodiment shown in FIG. 2, the reference voltage at the first comparator 22 is divided into about half by the voltage divider and applied as a threshold S1 to an input of the second comparator 23 , which is used to recognize the labels 3 and whose output to the switching output 25 is performed.

Im Unterschied zur Auswerteschaltung gemäß Fig. 2 ist bei der Schaltungsan­ ordnung gemäß Fig. 3 die Teach-in Taste 12 auf einen Eingang S eines zwei­ ten Flip-Flops 35 geführt. In contrast to the evaluation circuit according to FIG. 2, in the circuit arrangement according to FIG. 3, the teach-in key 12 is guided to an input S of a second flip-flop 35 .

Zudem wird im Unterschied zur Auswerteschaltung gemäß Fig. 2 das Emp­ fangssignal am Ausgang des Bandpaßfilters 19 nicht nur dem ersten Demodu­ lator 20 sondern auch einem zweiten Demodulator 36 zugeführt. Am Ausgang des zweiten Demodulators 36 sind mehrere Widerstände 37-39 und Konden­ satoren 40-42 sowie ein dritter Komparator 43 und schließlich ein Transistor 44 geschaltet.In addition, in contrast to the evaluation circuit shown in FIG. 2, the Emp signal at the output of the bandpass filter 19 is not only supplied to the first demodulator 20 but also to a second demodulator 36 . At the output of the second demodulator 36 , a plurality of resistors 37-39 and capacitors 40-42 and a third comparator 43 and finally a transistor 44 are connected.

Der Emitter des Transistors 44 ist auf den Ausgang Q des zweiten Flip-Flops 35 geschaltet. Der Kollektor des Transistors 44 ist auf den Eingang S des ersten Flip-Flops 30 geführt. Zudem führt vom Emitter des Transistors 44 eine Zulei­ tung zu einem Analogschalter 45, der mit jeweils einem Eingang des ersten und zweiten Komparators 22, 23 verbunden ist.The emitter of transistor 44 is connected to the output Q of the second flip-flop 35 . The collector of the transistor 44 is led to the input S of the first flip-flop 30 . In addition, leads from the emitter of transistor 44 to an analog switch 45 , which is connected to an input of each of the first and second comparators 22 , 23 .

Mit diesen zusätzlichen Schaltungselementen wird ein dynamischer Abgleich­ vorgang ermöglicht, während dessen des Trägermaterial 2 mit den Etiketten 3 durch den Zwischenraum zwischen Sender 5 und Empfänger 6 hindurchbewegt wird. Dabei stellen die Schaltungselemente einen Spitzenwertdetektor dar, mit welchem ein Abgleich auf den Wert des Empfangssignals erfolgt, der bei De­ tektion des Trägermaterials 2 ohne Etiketten 3 erhalten wird.With these additional circuit elements, a dynamic balancing process is made possible, during which the carrier material 2 with the labels 3 is moved through the space between the transmitter 5 and the receiver 6 . The circuit elements represent a peak value detector with which a comparison is made to the value of the received signal which is obtained when the carrier material 2 is detected without labels 3 .

Die Etiketten 3 sind jeweils in vorgegebenen Abständen zueinander auf dem Trägermaterial 2 in dessen Längsrichtung hintereinander aufgebracht. Wird ein Etikett 3 mittels der Ultraschallwellen 4 abgetastet, so werden diese relativ stark abgeschwächt, so daß dementsprechend die Amplitude des Empfangs­ signals am Ausgang des Empfängers 6 relativ klein ist. Sind die Ultraschall­ wellen 4 auf das Trägermaterial 2 im Zwischenraum zwischen zwei Etiketten 3 gerichtet, so steigt das Empfangssignal kurzfristig an. Die Breite des so erhal­ tenen Peaks im Empfangssignal ist abhängig von der Breite des Zwischen­ raums und der Geschwindigkeit mit welcher das Trägermaterial 2 am Sender 5 und Empfänger 6 vorbeibewegt wird. The labels 3 are in each case applied one after the other on the carrier material 2 in the longitudinal direction thereof at predetermined intervals. If a label 3 is scanned by means of the ultrasonic waves 4 , these are weakened relatively strongly, so that the amplitude of the received signal at the output of the receiver 6 is accordingly relatively small. If the ultrasound waves 4 are directed onto the carrier material 2 in the space between two labels 3 , the received signal increases briefly. The width of the peak thus obtained in the received signal depends on the width of the intermediate space and the speed at which the carrier material 2 is moved past the transmitter 5 and receiver 6 .

Mit dem Spitzenwertdetektor wird die Höhe des Peaks des Empfangssignals detektiert und gespeichert. Dabei werden durch Betätigen der Teach-in Taste 12 die Schaltungselemente des Spitzenwertdetektors über das zweite Flip-Flop 35 aktiviert.The peak value of the received signal is detected and stored with the peak value detector. The circuit elements of the peak value detector are activated via the second flip-flop 35 by actuating the teach-in key 12 .

Durch Betätigen der Teach-in Taste 12 wird das zweite Flip-Flop 35 gesetzt, wodurch der Emitter des Transistors 44 auf Masse geschaltet wird. Das demo­ dulierte Empfangssignal am Ausgang des zweiten Demodulators 36 wird über eine vom Kondensator 41 gebildete dynamisierte Kopplung dem dritten Kom­ parator 43 zugeführt.By actuating the teach-in button 12 , the second flip-flop 35 is set, as a result of which the emitter of the transistor 44 is switched to ground. The demodulated received signal at the output of the second demodulator 36 is fed to the third comparator 43 via a dynamic coupling formed by the capacitor 41 .

Mit diesem Komparator 43 wird die Breite des Peaks des Empfangssignal er­ faßt. Dabei wechselt der Ausgang des dritten Komparators 43 mit Beginn des Signalpeaks vom Signalwert "high" auf den Signalwert "low" und wird bei Ende des Peaks des Empfangssignals auf den Signalwert "high" zurückgesetzt. Somit gibt die Dauer, über welche am Ausgang des dritten Komparators 43 der Signalwert "low" ansteht, ein direktes Maß für die Breite des Peaks des Emp­ fangssignals und damit für die Breite der Lücke zwischen zwei Etiketten 3 auf dem Trägermaterial 2.With this comparator 43 , the width of the peak of the received signal is recorded. The output of the third comparator 43 changes from the signal value "high" to the signal value "low" at the beginning of the signal peak and is reset to the signal value "high" at the end of the peak of the received signal. Thus, the duration over which the signal value "low" is present at the output of the third comparator 43 gives a direct measure of the width of the peak of the received signal and thus of the width of the gap between two labels 3 on the carrier material 2 .

Durch das Setzen des Flip-Flops 35 wird gleichzeitig über dessen Ausgang Q der Analogschalter 45 geöffnet. Dadurch kann sich der Kondensator 21 am Ausgang des ersten Demodulators 20 auf den Spitzenwert des Empfangssignals an dessen Ausgang aufladen und diesen Wert halten. Durch den Signalwechsel am Ausgang des dritten Komparators 43 am Ende des Signalpeaks des Emp­ fangssignals entsteht ein Impuls am Kollektor des Transistors 44, der den Ab­ gleichvorgang über das E2-Potentiometer 29 analog zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 in Gang setzt. Da im Kondensator 21 am Ausgang des ersten Demodulators 20 der Spitzenwert des Empfangssignals gespeichert ist, ist ge­ währleistet, daß der Abgleich auf diesen Spitzenwert erfolgt. Dabei erfolgt der Abgleichvorgang und die Generierung des Schwellwerts S1 analog zum Aus­ führungsbeispiel gemäß Fig. 2.By setting the flip-flop 35 , the analog switch 45 is opened simultaneously via its output Q. As a result, the capacitor 21 at the output of the first demodulator 20 can charge up to the peak value of the received signal at its output and hold this value. Due to the signal change at the output of the third comparator 43 at the end of the signal peak of the received signal, a pulse is generated at the collector of the transistor 44 , which initiates the same process via the E 2 potentiometer 29 analogously to the exemplary embodiment according to FIG. 2. Since the peak value of the received signal is stored in the capacitor 21 at the output of the first demodulator 20 , it is ensured that the adjustment to this peak value takes place. The adjustment process and the generation of the threshold value S1 take place analogously to the exemplary embodiment according to FIG. 2.

Claims (18)

1. Vorrichtung zur Detektion von Etiketten auf einem Trägermaterial, ge­ kennzeichnet durch einen Ultraschallwellen (4) emittierenden Sender (5) und einen Ultraschallwellen (4) empfangenden Empfänger (6), wobei das Trägermaterial (2) mit den Etiketten (3) zwischen Sender (5) und Emp­ fänger (6) angeordnet ist, und wobei zur Detektion der Etiketten (3) das Empfangssignal am Ausgang des Empfänger (6) mit einem Schwellwert S1 verglichen wird, welcher während eines Abgleichvorgangs bei zwi­ schen Sender (5) und Empfänger (6) angeordnetem Trägermaterial (2) und / oder dort angeordneter Etikette (3) in Abhängigkeit des dabei regi­ strierten Empfangssignals selbsttätig bestimmbar ist.1. Device for detection of labels on a carrier material, characterized by an ultrasonic wave ( 4 ) emitting transmitter ( 5 ) and an ultrasonic wave ( 4 ) receiving receiver ( 6 ), the carrier material ( 2 ) with the labels ( 3 ) between the transmitter ( 5 ) and receiver ( 6 ) is arranged, and wherein for the detection of the labels ( 3 ) the received signal at the output of the receiver ( 6 ) is compared with a threshold value S1, which during an adjustment process between the transmitter ( 5 ) and receiver ( 6 ) arranged carrier material ( 2 ) and / or label arranged there ( 3 ) depending on the regi strated received signal can be determined automatically. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (5) längs einer Strahlachse (13) gerichtete Ultraschallwellen (4) im Fre­ quenzbereich zwischen 200 KHz und 400 KHz emittiert.2. Device according to claim 1, characterized in that the transmitter ( 5 ) along a beam axis ( 13 ) directed ultrasonic waves ( 4 ) in the fre quency range between 200 kHz and 400 kHz emits. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultra­ schallwellen (4) mit einer Modulationsfrequenz im Bereich von 2 KHz ≦ ≦ 5 KHz frequenzmoduliert sind.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the ultra sound waves ( 4 ) are frequency modulated with a modulation frequency in the range of 2 KHz ≦ ≦ 5 KHz. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Strahlachse der Ultraschallwellen (4) geneigt zur Oberflä­ chennormalen des Trägermaterials (2) mit den Etiketten (3) verläuft.4. Device according to one of claims 2 or 3, characterized in that the beam axis of the ultrasonic waves ( 4 ) inclined to the surface normal to the substrate ( 2 ) with the labels ( 3 ). 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlachse der Ultraschallwellen (4) in einem Winkel α im Bereich 5° ≦ α ≦ 10° geneigt zur Oberflächennormalen des Trägermaterials (2) mit den Etiketten (3) verläuft. 5. The device according to claim 4, characterized in that the beam axis of the ultrasonic waves ( 4 ) at an angle α in the range 5 ° ≦ α ≦ 10 ° inclined to the surface normal of the carrier material ( 2 ) with the labels ( 3 ). 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung des Abgleichvorgangs ein erster Komparator (22) vorgesehen ist, auf dessen ersten Eingang das Empfangssignal und auf dessen zweiten Eingang das Ausgangssignal eines E2-Potentiometers (29) geführt ist.6. Device according to one of claims 1-5, characterized in that a first comparator ( 22 ) is provided for performing the adjustment process, on the first input of the received signal and on the second input of the output signal of an E2 potentiometer ( 29 ) is performed . 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das dem ersten Komparator (22) zugeführte Empfangssignal in einem ersten De­ modulator (20) demoduliert wird.7. The device according to claim 6, characterized in that the received the first comparator ( 22 ) received signal is demodulated in a first de modulator ( 20 ). 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die durch den Abgleich des Ausgangssignals des E2- Potentiometers (29) auf das Empfangssignal gewonnene Referenzspan­ nung über einen Spannungsteiler geteilt und dem Eingang eines zweiten Komparators (23) zugeführt wird und den Schwellwert S1 zur Bewertung des Empfangssignals bildet.8. Device according to one of claims 6 or 7, characterized in that the reference voltage obtained by comparing the output signal of the E 2 potentiometer ( 29 ) on the received signal is divided by a voltage divider and fed to the input of a second comparator ( 23 ) and forms the threshold value S1 for evaluating the received signal. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß am zweiten Eingang des zweiten Komparators (23) das demodulierte Empfangssignal ansteht.9. The device according to claim 8, characterized in that the demodulated received signal is present at the second input of the second comparator ( 23 ). 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeich­ net, daß der Ausgang des zweiten Komparators (23) auf einen Schaltaus­ gang (25) geführt ist.10. Device according to one of claims 8 or 9, characterized in that the output of the second comparator ( 23 ) is guided to a switching output ( 25 ). 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß während des Abgleichvorgangs die Ultraschallwellen (4) das statio­ när angeordnete Trägermaterial (2) ohne Etiketten (3) durchsetzen.11. The device according to any one of claims 1-10, characterized in that during the adjustment process, the ultrasound waves ( 4 ) pass through the statio narily arranged carrier material ( 2 ) without labels ( 3 ). 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ab­ gleichvorgang über eine Teach-in Taste (12) auslösbar ist.12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the same process from a teach-in button ( 12 ) can be triggered. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß während des Abgleichvorgangs das Trägermaterial (2) mit den Eti­ ketten (3) zwischen Sender (5) und Empfänger (6) hindurch bewegt wird. 13. Device according to one of claims 1-10, characterized in that during the adjustment process, the carrier material ( 2 ) with the Eti chains ( 3 ) between the transmitter ( 5 ) and receiver ( 6 ) is moved through. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Ab­ gleich auf ein Empfangssignal erfolgt, welches bei der Detektion des Trägermaterials (2) ohne Etikette (3) generiert ist.14. The apparatus according to claim 13, characterized in that from the same occurs on a received signal, which is generated in the detection of the carrier material ( 2 ) without a label ( 3 ). 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur Be­ stimmung des bei Detektion des Trägermaterials (2) generierten Emp­ fangssignals ein Spitzenwertdetektor vorgesehen ist.15. The apparatus according to claim 14, characterized in that a peak value detector is provided for determining the receiving signal generated upon detection of the carrier material ( 2 ). 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Spit­ zenwertdetektor durch Betätigen der Teach-in Taste (12) aktivierbar ist.16. The apparatus according to claim 15, characterized in that the peak zenwertdetektor can be activated by pressing the teach-in button ( 12 ). 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Spitzenwertdetektor einen dritten Komparator (43) aufweist, auf dessen Eingang über einen ersten Kondensator (41) das in einem zweiten Demodulator (36) demodulierte Empfangssignal einge­ koppelt wird, sowie einen an den Ausgang des dritten Komparators (43) angeschlossenen Transistor (44), dessen Emitter an einen Flip-Flop (35) angeschlossen ist, wobei über den Ausgang Q des Flip-Flops (35) ein Analogschalter (45) betätigbar ist, an dessen Ausgang ein zweiter Kon­ densator (21) geschaltet ist, welcher an den Ausgang des ersten Demo­ dulators (20) angeschlossen ist und auf den am Ausgang dieses Demo­ dulators (20) anstehenden Spitzenwert aufladbar ist, und daß über den an das Flip-Flop (30) angeschlossenen Kollektor des Transistors (44) der Abgleichvorgang aktivierbar ist.17. The device according to one of claims 15 or 16, characterized in that the peak detector has a third comparator ( 43 ), on the input of which is coupled in via a first capacitor ( 41 ) the received signal demodulated in a second demodulator ( 36 ), and a transistor ( 44 ) connected to the output of the third comparator ( 43 ), the emitter of which is connected to a flip-flop ( 35 ), an analog switch ( 45 ) being operable via the output Q of the flip-flop ( 35 ), at the output of which a second capacitor ( 21 ) is connected, which is connected to the output of the first demo detector ( 20 ) and can be charged to the peak value present at the output of this demo detector ( 20 ), and that via the to the flip- Flop ( 30 ) connected collector of the transistor ( 44 ) the adjustment process can be activated. 18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß über den Kollektor das Transistors (44) der mit dem E2-Potentiometer (29) durch­ geführte Abgleichvorgang aktivierbar ist.18. The apparatus according to claim 17, characterized in that via the collector, the transistor ( 44 ) with the E 2 potentiometer ( 29 ) can be activated by guided adjustment process.
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