DE2064959C3 - Elektronische Auswerteeinrichtung, welche von einer fotoelektrischen Abtastvorrichtung, die zur Fehlerabtastung von Materialoberflächen verwendet wird, ein Ausgangssignal erhält - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Auswerteeinrichtung, welche von einer fotoelektrischen Abtastvorrichtung, die zur Fehlerabtastung von Materialoberflächen verwendet wird, ein Ausgangssignal erhält und welche zwei Signalwege besitzt, von denen der eine den Ausgang der Abtastvorrichtung mit dem einen Eingang einer Koinzidenzstufe verbindet zur Übertragung eines im wesentlichen unmodifizierten Abtastsignals und der andere den Ausgang der Abtastvorrichtung Über eine das Ausgangssignal der Abtastvorrichtung modifizierende Vorrichtung mit dem zweiten Eingang der Koinzidenzstufe verbindet, die an ihrem Ausgang ♦in Fehlersignal erzeugt.

Aus der DT-AS 1 154 656 ist es bekannt, die Zeitkon- »lante der Differentiation zu modifizieren, wenn der Abtaststrahl die Kanten der Bahn oder eines Materialfcogens passiert. Diese Modifikation soll verhindern, daß Signale, welche durch die Differenzierstufe beim Passieren der Kante erzeugt werden, während des Abtastens des Bogens in unerwünschter Weise fortbeste hen, und ermöglicht es somit, eine Prüfung in der Nähe der Kante des Materials auszuführen.

Weiterhin ist es aus der DT-AS I 136 509 bekannt, von einem fotoelektrischen Signa! ein modifiziertes Signal abzuleiten, welches zeitlich um eine ganze Abtastperiode verzögert ist, und die uriverzögerten und vereögerten Signale auf eine Koinzidenzstufe zu geben, welche nur dann ein Ausgangssignal liefert, wenn beid Signale gleichzeitig anzeigen daß ein Fehler vorhan den ist. Durch diese Anordnung ist sichergestellt, dal Siörimpulse nicht als Fehlerimpulse registriert werdei können.

Weiterhin ist aus der USA.-Patentschrift 2 939 96: eine Vorrichtung zur Überwachung von Papier be kannt. Diese bekannte Vorrichtung weist zwei Photo detektoren auf, die paarweise angeordnet und mit Dif

ίο ferentialverstärkern gekoppelt sind, welche nur auf dai von einem Paar der Photodetektoren abgeleitete Diffe renzsignal ansprechen. Änderungen des Differenz signals werden durch zwei unterschiedliche Detektorer festgestellt, von denen einer eine lange Zeitkonstante aufweist und eine Gteich-Vorspannung liefert, die von dem Pegel eines Uniergrundsignals abgeleitet wird, das durch die Körnung des Papiers erzeugt wird. Der andere Detektor weist eine kurze Zeitkonstante auf und stellt Unregelmäßigkeiten fest, die in ihrer Größe die

ao von dem ersten Detektor vorgesehene Vorspannung überschreiten. Diese bekannte Vorrichtung beschränkt sich somit darauf, daß die erste und die zweite Zeitkonstante als Teil der Detektoren von durch Wechselstrom gekoppelte Verstärker verarbeiteten Schwankungen

»5 arbeitet Die bekannte Vorrichtung erfordert zumindest zwei getrennte Photodetektoren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Auswerteeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche dazu in der Lage ist. Fehler mit verbesserter Ansprechkonstanz auf die Fehlergröße festzustellen und eine derartige Empfindlichkeit auch beizubehalten, wenn die Abtastung in die Nähe von Kanten des untersuchten Materials gelangt.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Koinzidenzstufe ein die Amplitude der beiden Eingangssignale vergleichender Komparator ist. daß die das Ausgangssignal der Abtastvorrichtung modifizierende Vorrichtung ein Tiefpaßfilter und eine die relative Amplitude der beiden Eingangssignale des Komparators anpassende Vorrichtung umfaßt und daß für eine Abtastung von Kante zu Kante Schaltelemente vorgesehen sind, welche die Zeitkonstante des Tiefpaßfilters unmittelbar nach dem Ende des an der Vorderkante der Materialoberfläche auftretenden Abtastimpulses auf einen niedrigeren Wert einstellen und unmittelbar vor dem an der Hinterkante der Materialoberfläche auftretenden Abtastimpuls wieder auf einen höheren Wert umschalten.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß ein Taktimpulsgenerator mit dem Ausgang des Komparators und ein Zähler mit dem Taktimpulsgenerator verbunden sind.

Gegenüber der Anordnung nach der DT-AS I 136 509 weist der Erfindungsgegenstand den Vorteil auf. daß keine Differentiation des fotoelektrischen Signals erforderlich ist, sondern daß mit Hilfe eines Filters ein modifiziertes Analog-Vergleichssignal erzeugt wird. Zu diesem Zweck spaltet die Einrichtung die fotoelektrische Signalwellenform in zwei Teile auf, von denen der eine durch ein Filter modifiziert und der andere im wesentlichen unmodifiziert beibehalten wird. Im vorteilhaften Gegensatz zu der Schaltung nach der DT-AS I 136 509 sind die beiden Signale im wesentlichen koinzidenl, und jede eingeführte Verzögerung

S₅ muli wesentlich kleiner sein als die Abtastperiode. Darüber hinaus werden die beiden Signale lediglich in einem Komparator verglichen, der für die relativen Momentanwerte der Signale empfindlich ist.

Gegenüber der aus der USA.-Patentschrift 2 939 963 bekannten Anordnung weist die erfindungsgemäße AuFwerteeinrichtung den wesentlichen Vorteil auf, daß bei vorgegebenen identischen Fehlern in zwei verschiedenen Teilen eines Blattes, von denen sehr unterschiedliche Lichtpegel empfangen werden, das erfindungsgemäße System dieselbe Empfindlichkeit für jeden dieser Fehler aufweist, was bei der bekannten Anordnung nicht möglich ist. Weiterhin spricht das erfindungsgemäße System bei gegebenen verschiedenen Anzahlen von Fehlern gleicher Größe mit im wesentlichen unveränderter Empfindlichkeit auf jedem Fehler an, während bei der bekannten Anordnung eine verringerte Empfindlichkeit auftritt, wenn die Anzahl der Fehler wächst

Bei der bekannten Anordnung ist die Zeitkonstante der Einrichtung so ausgelegt, daß sie viel größer ist als die Dauer eines typischen Fehlerimpulses, wohingegen beim Erfindungsgegenstand die Dauer vergleichbar ist. Die erfindungsgemäße Auswerteeinrichtung behandelt jeden Fehlerimpuls annähernd unabhängig und ohne Störung durch das Vorkommen eines vorherigen Fehlerimpulses, während bei der bekannten Einrichtung gemäß der USA.-Patentschrift 2 939 963 eine steigende Tendenz zum Ignorieren der Fehler festzustellen ist Bei der bekannten Einrichtung soll die Empfindlichkeit für Fehlerimpulse gemäß den von der Papierkörnung herrührenden Untergrundschwankungen verringert werden. Aus diesem Grunde bildet der Detektor mit der großen Zeitkonstante ein Signal, das dem iangzeitigen Durchschnitt der gleichgerichteten Schwankungen proportional ist und verwendet dieses Signal dazu, einen Schwankungspegel und daher einen Fehlcrpegel zu definieren, unterhalb von welchem kein Fehlerausgangssignal erzeugt wird. Bei der erfindungsgemäßen Auswerteeinrichtung wird hingegen ein nicht gleichwertiger Durchschnitt genommen, so daß die Untergrundschwankungen in dem höheren Frequenzband keinen bedeutenden Effekt hervorrufen und daher nicht den Feststellungspegel beeinflussen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. In dieser zeigt

F i g. 1 eine zur Lieferung eines Ausgangssignals an die elektronische Auswerteeinrichtung verwendete fotoelektrische Abtastvorrichtung,

F i g. 2 ein schematisches Teilschaltbild bestimmter Teile der elektronischen Auswerteeinrichtung,

F i g. 3 ein logisches Blockschaltbild, das weitere Teile der elektronischen Auswerteeinrichtung und den Verlauf der von dieser erzeugten Impulse dargestellt,

F i g. 4 ein schematisches Teilschaltbild verschiedener monostabiler Einrichtungen, die in Teilen des in F i g. 3 dargestellten Blockschaltbildes verwendet werden,

F i g. 5 bis 15 verschiedene Formen von Abtastimpulsen und zugeordnete, von der elektronischen Auswerteeinrichtung erzeugte Impulse, und

Fig. 16 ein Abtastschema für eine Folie.

Eine Abtastvorrichtung zur Lieferung eines Ausgangssignals an die elektronische Auswerteeinrichtung gemäß F i g. 1 umfaßt eine Lichtquelle 10 und einen das von einer Materialoberfläche U reflektierte Licht aufnehmenden trommeiförmigen, von einem Motor 14 angetriebenen Abtastkopf 12 mit mehreren um seine Umfangsfläche angeordneten Abtastlinsen 13, über die das Licht auf einen Fotovervielfacher 100 fällt. Das sich ergebende elektrische Signal besteht aus einer Reihe von Gleichstromimpulsen mit einer konstanten Folgefrequenz, die in der gesamten Beschreibung als Abtastimpulse bezeichnet sind, von denen jeder einer von eine: der Linsen 13 gemachten Abtastung entspricht. Di< Abtastimpulse werden verstärkt und einer elektroni sehen Auswerteeinrichtung zugeführt.
Bei einer idealen Materialoberfläche hätten die Ab tastimpulse die Form von Rechteckimpulsen. Sollter Sprünge bzw. Risse in der Oberfläche auftreten, danr wurden bestimmte Unregelmäßigkeiten in der Spitzt bzw. dem Dach eines Abtastimpulses auftreten, an de

ίο nen z. B. die Momentanspannung plötzlich abfaller kann. Die Dauer der Unregelmäßigkeit, die sich z. B. ir einem Abfall der Spannung bemerkbar macht, ist eir Hinweis für das Ausmaß des Sprunges.

F i g. 5 zeigt eine Reihe von Abtastimpulsen, die durch eine ideale Materialoberfiäche verursacht wer den; F i g. 6 zeigt die Wirkung, die ein Sprung in einei idealen Oberfläche auf die Form der Impulse ausüber würde, und Fig.7 zeigt einen mehr tatsächlichen Impuls, der von einer Oberfläche verursacht wird, die

ao einen Sprung aufweist. Zweckmäßigerweise wird dieser letztere Impuls als der angesehen, de^r zur Auswertung erzeugt wird.

Wie in Fig.2 gezeigt ist, werden die Impulse (F i g. 7), die von dem Fotovervielfacher 10 erzeugt

»5 werden, zu Kaskadenverstärkern 20,21 und 22 geleitet, von denen der Verstärker 20 ein Vorverstärker ist. Das Ausgangssignal des Verstärkers 22 wird zu einem besonderen umschaltbaren Filter 23 geleitet. Das Filter 23 ist so geschaltet, daß seine Grenzfrequenz während des Zeitintervalls des Impulses geändert wird; dies ist am besten aus den F i g. 8 und 9 zu ersehen.

F i g. 8 zeigt das Ergebnis, wenn einer der Abtastimpulse durch ein Tiefpaßfilter mit konstanter Grenzfrequenz läuft. Wie gezeigt ist, sind die Vorderflanke und die Rückflanke des Abtastimpulses infolge der Langzeitkonstante des Filters effektiv verlorengegangen. Irgendeine Art eines besonderen Tiefpaßfilters ist erwünscht, das von einer kürzeren Zeitkonstante und einer höheren Grenzfrequenz zu einer längeren Zeitkonstante und einer tieferen Grenzfrequenz umgeschaltet werden kann, nachdem die Vorderflanke des Abtastimpulses durchgelaufen ist. Unmittelbar vor der Rückflanke des Abtastimpulses sollte das Filter von der längeren Zeitkonstante zu der kürzeren Zeitkonstante umgeschaltet werden, um die Rückflanke möglichst ungeändert durchzulassen. Durch diese Maßnahme werden irgendwelche Änderungen an dem Dach des Abtastimpulses geglättet, während die allgemeine Form des Abtastimpulses beibehalten wird. Die Wirkung eines solchen besonderen Filters ist in F i g. 9 gezeigt, in der die Stellen Zund Kangeben, wenn das Filter von der höheren Grenzfrequenz zu der niedrigeren Grenzfrequenz und umgekehrt umgeschaltet wird. Das Filter 23 wird vorzugsweise automatisch geschaltet; dies kann durch Erzeugung eines Torimpulses erreicht werden, der in den F i g. 3 und 4 als X bezeichnet ist. Die Torimpulse X in dem System werden von den Abtastimpulsen abgeleitet und dies führt dazu, daß die Lage der einzelnen zu untersuchenden F¹OHe bzw. des einzelnen zu untersuchenden Streifens auf einem Förderband keine Rolle spielt. Daher ist es nicht nötig, die Folien bzw. Streifen in irgendeiner vorbestimmten Lage anzuordnen. Auch spielt die Breite der Folie bzw. Des Streifens keine Rolle, und Folien verschiedener Breiten können gewünschtenfalls aufeinanderfolgend geprüft werden.

Um den Torimpuls X zu erzeugen, wird ein Rechteckimpuls erzeugt. Zu diesem Zweck wird das Ausgangssignal des Verstärkers 22 über einen Trennver-

stärker 27 einem Komparator 28 zugeführt. Der Komparator 28 enthält einen aktiven Verstärker 50, der als ein Gleichstromaddierer mit zwei Eingängen verwendet wird. Allgemein werden die Abtastimpulse einem dieser Eingänge zugeführt, und eine Gleichstrom-Vergleichsspannung wird an den zweiten dieser Eingänge gelegt. Das Ausgangssignal des Verstärkers 50 wird als Abtast-Rechteckimpuls C bezeichnet. Die dem zweiten Eingang des Verstärkers 50 zugeführte Gleichstromspannung wird mit jedem Abtastimpuls an dem ersten Eingang effektiv verglichen.

Bei der Anordnung, die in F i g. 2 dargestellt ist, erzeugt ein Widerstandsnetzwerk 5! eine Gleichspannung mit zu den Abtastimpulsen entgegengesetzter Polarität. Diese Spannung wird den Abtastimpulsen zügeführt, bevor diesem dem ersten Eingang des Verstärkers 50 zugeführt werden. Der zweite Eingang des Verstärkers 50 wird dann auf Null gesetzt. Diese besondere Anordnung wird verwendet, um den Verstärker 50 vor einer Beschädigung bzw. Zerstörung zu schützen, falls ao die Spannungsdifferenz zwischen seinen Eingängen das für den Verstärker 50 bestimmte Maß überschreiten sollte. Eine allgemeine Beziehung zwischen dem ersten und zweiten Eingangssignal und dem Ausgangssignal des Verstärkers 50, das als Abtast-Rechteckimpuls C »5 bezeichnet ist, ist in Fig. 10 gezeigt. Diese Beziehungen entsprechen nicht den tatsächlichen Beziehungen für die besondere Sicherheitsanordnung, die in F i g. 2 gezeigt ist, sondern eher dem allgemeinen Prinzip des Vergleichs einer Gleichspannung mit einem Abtastimpuls. Fig. 10zeigt das erste Eingangssignal A,d. h.den Abtastimpuls, das zweite Eingangssignal B, d. h. eine Gleichspannung und das Ausgangssignai C, d. h. den Abtast-Rechteckimpuls.

Der Abtast-Rechteckimpuls C muß geändert werden, um den Torimpuis X zu schaffen, der verwendet wird, um die Grenzfrequenz des Filters 23 umzuschalten. Die Beziehung zwischen dem Torimpuls X, dem Abtast-Rechteckimpuls C und dem Abtastimpuls A ist in F i g. 11 gezeigt, in der wieder A den Abtastimpuls, X den Torimpuls und C den Abtast-Rechteckimpuls bezeichnet. Die Ableitung des Torimpulses Λ'ist in F i g. 3 und 4 dargestellt. Die Verzögerung »*« zwischen dem Beginn des Abtast-Rechteckimpulses C und dem Beginn des Torimpulses X kann mittels einer monostabilen Vorrichtung 91 (F i g. 3 und 4) erreicht werden, die von einem Folienimpuls K (F i g. 3) gesteuert wird, der vorhanden ist, wenn eine korrekte Abtastung stattfindet. Die Verzögerung »y« zwischen dem Ende des Abtastimpulses C und dem Ende des Torimpulses X kann durch Verwendung eines weiteren Spaltes in der Abtasttrommel erreicht werden, um einen weiteren besonderen Abtastimpuls zu erzeugen, der zeitlich geringfügig vor dem Grundabtastimpuls liegt Ein zweckmäßigerer Weg zur Erreichung der Verzögerung »y« be- steht jedoch darin, die Rückflanke des Torimpulses X durch Triggerung von einer durch die Rückflanke des Abtastimpulses, der dem fraglichen vorausgeht eingeleiteten Verzögerung zu erzeugen. Diese Verzögerung wird durch eine monostabile Vorrichtung 92 (F i g. 3 und 4) erreicht. Diese Verzögerung ist wie dies gewünscht ist konstant da die Abtastimpulsfolgefrequenz konstant ist Wie zuvor erwähnt wurde, wird der Torimpuis X verwendet um die Grenzfrequenz des Filters 23 zu schalten.

Das Vorhandensein von Sprüngen bzw. Rissen in den Abtastimpulsen wird wie folgt festgestellt:

Das Ausgangssignal des Riters 23 wird durch einen

Teiler 34 heruntergeteilt, um eine Vergleichswellenform zu liefern, und einem Trennverstärker 24 zugeführt. Ein ungefiltertes Ausgangssignal des Verstärkers 22 wird einem ähnlichen Trennverstärker 25 zugeführt. Die Ausgangssignale der Trennverstärker 24, 25 werden einem Komparator 26 zugeführt. Die Eingangssignale und das Ausgangssignal des Verstärkers 26 sind in Fig. 12 dargestellt. Das erste Eingangssignal des Komparator 26, d. h. das ungefilterte Abtastsignal ist mit /- bezeichnet und L ist auch das Ausgangssignal des Verstärkers 25; das zweite Eingangssignal des Komparators 26, d. h. die Vergleichswellenform, ist mit K bezeichnet und K ist auch das Ausgangssignal des Verstärkers 24; das Ausgangssignal des Komparator 26 ist mit M bezeichnet. Durch diese Anordnung wird ein heruntergeteiltes, gefiltertes Abtastsignal (Wellenform K) effektiv von dem Abtastsigna! selbst (Wellenform L) abgezogen, um das Ausgangssignal Mzu erzeugen. Das Ausgangssignal Λ/des Komparator 26 ist ein logischer Impuls, der als »Sprungimpuls« bezeichnet wird und der auf das Vorhandensein eines Sprunges in der Materialoberfläche hinweist. Das Vorhandensein von öl od. dgl. auf der Oberfläche, die untersucht wird, bzw. kleine Unregelmäßigkeiten in der optischen Ausrichtung des Gerätes verursachen vermutlich nur geringe Änderungen des Abtastimpuls-Spitzenpegels. Somit wurden diese Änderungen bei beiden Wellenformen L und K vorhanden sein und würden nicht als Sprünge festgestellt werden. Die Wellenform K ist effektiv ein heruntergeteiltes Mittel der Wellenform L über einen Teil der Abtastung. Das Verhältnis der Momentanspannungen bzw. des Spitzenpegels, wie sie zuvor bestimmt wurden, der Wellenformen L und K ist gleich einem Faktor μ, der entsprechend der von dem System geforderten Empfindlichkeit eingestellt wird. Allgemein ist der Faktor μ kleiner als Eins und wird durch den Teiler 34 bestimmt, jedoch würde in bestimmten Anwendungsfällen, in denen Sprünge in der Oberfläche, die geprüft wird, zu Übergängen führen, die eine Zunahme des Spitzenpegels der Abtastimpulse darstellen, der Teiler 34 durch einen Verstärker ersetzt werden, und der Faktor μ wäre dann größer als Eins.

Bei einer alternativen Behandlung wird der Spitzenpegel der Wellenform K so angeordnet, daß er im wesentlichen der gleiche ist wie der Spitzenpegel der Wellenform L, so daß der Faktor μ gleich Eins ist. Die Weilenformen L und A' werden voneinander abgezogen und einem Eingang eines Komparators zugeführt. Ein zweites Eingangssignal des Komparators wird von der Wellenform K abgeleitet die vorzugsweise eine herun tergeteilte Version der Wellenform K ist. Dies ist er wünscht da das erste Eingangssignal des Komparators eine relativ kleine Spannung ist

Ein Taktimpulsgenerator 61 (F i g. 3) mit einer Frequenz von 4 M Hz wird durch die Vorderflanke des logischen Impulses M getriggert, wenn der letztere während des Vorhandenseins eines der Torimpulse X auftritt Der Taktimpulsgenerator läuft bis die Rückflanke des gleichen logischen Impulses M ihn zum Anhalten veranlaßt. Die Anzahl der Taktimpulse, die von dem Taktimpulsgenerator erzeugt werden, entspricht der Breite des logischen Impulses M und damit der Abmessung des Risses in dem Material. Der Torimpuls X wird verwendet um den Betrieb des Taktimpulsgenerators 61 während des Intervalls zwischen aufeinanderfolgenden Abtastimpulsen zu unterbrechen.

Ein Zähler 62 (F i g. 3). der zunächst auf Null gesetzt ist, kann verwendet werden, um die Anzahl der Impulse

zu zählen, die von dem Taktimpulsgenerator 61 für jede Oberfläche erzeugt wird, die untersucht wird. Das Zählerausgangssignal kann mit einer vorbestimmten Zahl in einem digitalen Komparator 63 (F i g. 3) verglichen werden, so daß, wenn das Zählerausgangssignal die s vorbestimmte Zahl überschreitet, der Komparator ein Alarmsignal liefert, das z. B. verwendet wird, um eine Anzeigelampe zu erregen oder einen Sperrmechanismus zu betätigen, und somit kann Material automatisch auf Sprünge bzw. Risse untersucht werden.

Die Form der Abtastimpulse kann mehr verzerrt sein, als in F i g. 7 gezeigt ist, und auch die mittlere Amplitude des Abtdstimpulses kann insbesondere dann schwanken, wenn die Abtastlinien nicht parallel zu den Enden der Folie verlaufen. Es wird daher irgendein Kriterium benötigt, durch das annehmbare Abtasiimpulse beurteilt werden können. Zu diesem Zweck wird, wie in F i g. 2 gezeigt ist, das Ausgangssignal des Trennverstärkers 27 durch einen Teiler 53 um einen bestimmten Faktor, etwa 50 bis 75%, in Abhängigkeit von der ao Ebenheit des Abtastimpulsdaches heruntergeteilt. Dieser heruntergeteilte Abtastimpuls wird in einer Schaltung 29 einer Spitzengleichrichtung unterzogen, um eine Gleichspannung zu erzeugen, die über einen Trennverstärker 30 einem ersten Eingang eines Korn- as parators 31 zugeführt wird. Der Komparator 31 besitzt einen zweiten Eingang, der das Hauptausgangssignal des Verstärkers 27 empfängt, das natürlich das ungeteilte Abtastsignal ist. Das Ausgangssigna] des !Comparators 31 ist :in weiterer logischer Impuls, der als der Abtastformimpuls 5 bezeichnet ist. Die Beziehung zwischen den Eingangssignalen und dem Ausgangssignal des Komparators 31 und dem Torimpuls X ist in Fig. 13 gezeigt, in der D das zweite Eingangssignal des Komparators 31 in Form eines Abtastimpulses bezeichnet. der eine normale Abtastung ohne einen Sprung abgibt; E bezeichnet das erste Eingangssignal des Kompdiaiors 3J, d. h. den Gleichspannungsbezugspegel, der dem Spitzenwert der Wellenform D proportional ist; 5 bezeichnet das Ausgangssignal des Komparators 31, d. h. den Abtastformimpuls und X bezeichnet den Torimpuls, der auch in F i g. 11 gezeigt ist. Die Dauer eines jeden Abtastformimpulses 5 gibt die Zeil an, in der der Abtastimpuls oberhalb eines bestimmten Faktors seines Spitzenpegels liegt; solange diese Dauer größer ist als die Dauer des entsprechenden Torimpulses, wie in F i g. 13 dargestellt ist, ist der Abtastimpuls annehmbar. Die F i g. 3 und 4 zeigen unter anderem eine monostabile Vorrichtung für minimale Länge, die auf das Vorhandensein bzw. die Abwesenheit des Abtaslformimpulses 5 anspricht die zusammen mit den anderen logischen Schaltungen dazu bestimmt ist, die Annehmbarkeit der in Fig. 13 dargestellten Abtastimpulse abzuschätzen. Die Abtastimpulse, die in F i g. 13 dargestellt sind, haben genau bestimmte Vorder- und Rückflanken; dies kann nicht immer der Fall sein und Fig. 14 zeigt die Beziehung zwischen den Wellenformen der Fig. 13 mit einem Abtastimpuls. der eine ungenau bestimmte Vorderflanke besitzt. Die Vorderflanke des Abtastformimpulses S tritt jetzt später auf als die Vorderilanke des Torimpulses X und der TorimpuK X liegi nicht ganz innerhalb des Abtastformimpulses S. wie dies in Fig. 13 der Fall war. Wenn dagegen die Rückflanke des Abtastimpulses schräg abfällt, tritt die Rück Danke des Abtastformimpulses S früher auf als die Rückflanke des Torimpulses X.

Selbst dann ist die in Fig. 14 dargestellte Situation noch etwas idealisiert und je unregelmäßiger die Form der Abtastinipulse wird, desto wahrscheinlicher wire die Vorrichtung eine fehlerhafte Information registrie ren. Ein Abtasiimpuls, der vermutlich eine solche fal sehe Information liefert, ist in Fig. 15 dargestellt, ir der die zackige Rückflanke einer der Flanken der Folie entspricht, die untersucht wird. E bezeichnet wiede den Gleichspannungs-Bezugspegel zur Erzeugung de; Abtastformimpulses 5. Die Stelle 1 liegt dort, wo de Torimpuls X zur Umschaltung des Filters 23 endet unc folglich wird an dieser Stelle die Grenzfrequenz de? Filters 23 von einem niedrigen zu einem hohen Wer umgeschaltet. Die Stellen 2 und 3 liegen dort, wo die Unregelmäßigkeit der Abtastwellenformen als Sprünge interpretiert werden würden. Es ist sehr wahrscheinlich daß diese Situation an den hinteren bzw. vorderen En den der Folie, die untersucht wird, hervorgerufen wird Diese Situation und die Einrichtung, um diesem Pro blem zu begegnen, ist am besten aus Fig. 16 ersieht lieh, in der 60 die Folie bezeichnet, die untersucht wird. G bezeichnet die Bewegungsrichtung der Folie, so daß das fragliche Ende das hintere ist; C bezeichnet die Bewegungsrichtung der Folie, so daß das fragliche Ende das vordere ist, und H bezeichnet die Abtastrich tung. In Fig. 16 ist die Abtastlinie 150 eine normale Abtastlinie, die sich von einer Kante der Folie zu de gegenüberliegenden Kante erstreckt. Die Abtastlinien 151, 152 dagegen tasten von der einen Kante der Folie zu dem vorderen bzw. hinteren Ende der Folie ab. Bei diesem Beispiel sind die Abtastlinien als einander dich benachbarte gezeigt, dies ist jedoch nicht immer so. Die Breite der Linien kann im Bereich von etwa 5 mm (0,2 Inch) liegen. Wie gezeigt ist, sind die Abtastlinien 151. 152 kurzer als die normalen Abtastlinien und können zu einem fehlerhaften Betrieb der Sprungfeststellschaltun gen führen; es sind daher besondere Maßnahmen not wendig, um mit der Abtastung der vorderen und hinte ren Enden der Folie fertig zu werden, an denen eine falsche Information aufgenommen werden kann. Die Abtastlinien 151. 152 könnten den in Fig. 15 darge stellten Abtastimpuls mit einer schlecht definierten Flanke erzeugen. Bei einem Beispiel werden der Ab last-RechteckimpuIs C und der Abtastformimpuls .S verwendet, um den Gradienten der Rückflanken de Abtastimpulse zu bestimmen. Wenn die Dauer zwi sehen den Rückflanken des Abtastformimpulses S und des Abtast-Rechteckimpulses C größer ist als ein vor bestimmter Wert, wird ein Signal erzeugt, um einen fehlerhaften Betrieb der Schaltungen mittels einer verzögerten monostabilen Vorrichtung 90 (F i g. 3 und 4 zu verhindern.

Um eine Fehlfunktion an den vorderen und hinteren Enden der Folie zu verhindern, ist eine nicht gezeigt Fotodiode in dem Abtastkopf befestigt, um das Lieh beim Vorrücken der Abtastlinie zu empfangen. Die Fotodiode empfängt einen Teil des reflektierten Lichttes. das durch jede der Linsen 13 gelaufen ist und das Ausgangssignal dieser Fotodiode wird verstärkt und den logischen Schaltungen 32 und 33 (F i g. 2) zugeführt, dii das Signal in einen logischen Impuls umwandeln, der al »Vorfolienimpuls« P bezeichnet wird. Der Beginn de; Vorfolienimpulses P tritt unmittelbar vor der eigentlichen Abtastung auf und der Umpuls P wird verwendet um die in F i g. 3 dargestellten Schaltungen zurückzusetzen, so daß die Folie richtig untersucht werden kann Wenn das hintere Ende der Folie erreicht wird, empfängt die Fotodiode diese Information etwas früher al die übrigen Schaltungen; dies ruft ein Warnsignal her vor. um die Schaltungen an der Registrierung einer fal

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sehen Information zu hindern.

Bei einer anderen in den Zeichnungen nicht gezeigten Anordnung werden zwei schmale Lichtstrahlen auf die Folie unmittelbar vor und hinter der Abtastlinie relativ zu der Bewegungsrichtung der Folie gerichtet. Das Licht, das von der Folie reflektiert wird und von diesen schmalen Strahlen ausgeht, aktiviert vier Detektoren; jeder Detektor muß sein zugehöriges, reflektiertes Licht empfangen, ansonsten das System daran gehindert wird, Informationen zu registrieren.

Um die Gefahr einer falschen Beobachtung weiter auszuschließen, wenn nahe den Enden der Folie abgetastet wird, werden die Abtastlinien nahe den Enden der Folie absichtlich gegenüber dem Hauptteil der Folie mit einer geringeren Empfindlichkeit ausgestattet. Dies kann durch Umschaltung der Grenzfrequenz des Filters 23 vor dem Zeitpunkt erreicht werden, zu dem es durch den Torimpuls X umgeschaltet werden würde; dies kann z. B. durch Umschaltung des Filters mit dem Ablaslformimpuls S erreicht werden. Das Filter 23 ao kann so an der Stelle 4 in F i g. 15 geschaltet werden, um zu verhindern, daß die unregelmäßige Rückflanke des Abtastimpulses als Sprung bzw. Sprünge ermittelt wird. Jeder größere plötzliche Spannungsabfall wird jedoch noch korrekt als ein Sprung festgestellt. Die Umschaltung des Filters 23 mittels des Abiastformimpulses S, d. h. die Sperrung des Torimpulses X, hört auf, wenn die Abtastimpulse steile Flanken wie in F i g. 11 bekommen, die anzeigen, daß die Abtastlinien korrekt von einer Seitenkante der Folie zu der gegenüberliegenden Seitenkante verlaufen, wie dies bei der Abtastlinie 50 der Fall ist.

Es könnte die Situation eintreten, daß die Enden der Folie relativ zu den Abtastünien steil geneigt sind, wie in F i g. 16 gezeigt ist, und somit würden verkürzte Abtastimpulse erzeugt werden. Um dieses Problem zu beseitigen, ist Vorsorge getroffen, daß die Dauer des Abtastformimpulses 5 größer sein muß als ein minimaler Wert, ansonsten das System daran gehindert wird.

Sprünge festzustellen. Die monostabile Vorrichtung 93 für minimale Länge (F i g. 3 und 4) wird zur Durchführung dieser Funktion verwendet.

Wenn die vordere Kante der Folie durch die Vorfotodiode untersucht wird, um den Vorfolienimpuls P zu erzeugen, wird das System betriebsbereit gemacht. Das System wird jedoch gesperrt, bis die Dauer der Abtastimpulse größer wird ais der minimale bestimmte Wert. An dieser Stelle werden die Schaltungen zur Erzeugung des Torimpulses X und zur Untersuchung der Steilheit der Flanken der Abtastimpulse unter anderem durch die Vorrichtung 93 in Betrieb genommen. Sobald die Kanten ausreichend steil sind, arbeitet das System normal, bis das hintere Ende der Folie nahezu erreicht ist. Die Vorfotodiode meldet dann dem System, daß das hintere Ende erreicht ist, da der Vorfolienimpuls P nicht vorhanden ist, und das System wird in einer etwa der, wenn die vordere Kante festgestellt wurde, analogen Weise gesperrt.

Wenn die Folie, die untersucht wird, mit ihren Enden parallel zu den Abtastlinien angeordnet ist, dann würde der letzte empfangene Abtastimpuls eine Dauer haben, die langer ist als der minimale Wert und die Sperrfunktion würde eintreten. Wie in F i g. 7 gezeigt ist, empfängt die monostabile Vorrichtung 94 Eingangsignale, die auf das Vorhandensein bzw. die Abwesenheit des Abtast-Rechteckimpulses C hinweisen, und sie wird wirksam durch das Vorhandensein der Abtastimpulse gesperrt und kann während der Abwesenheit der Abtastimpulse laufen. Diese monostabile Vorrichtung 94 besitzt eine Laufzeit gleich der Dauer von etwa drei Abtastungen. Beim Zurückstellen der monostabilen Vorrichtung wird ein Signal erzeugt, das verwendet wird, um das System an einer Registrierung zu hindern, wie dies die normale Erkennung des Endes der Folie, d. π. eine Kurzlängenabtastung macht, die von der Vorrichtung 93 festgestellt wird, bis die nächste Folie wieder die Vorfotodiode erregt.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   I. Elektronische Auswerteeinrichtung, welche von einer fotoelektrischen Abtastvorrichtung, die zur Fehlerabtastung von Materialoberflächen verwendet wird, ein Ausgangssignal erhält und welche zwei Signalwege besitzt, von denen der eine den Ausgang der Abtastvorrichtung mit dem einen Eingang einer Koinzidenzstufe verbindet zur Übertragung eines im wesentlichen unmodifizierten Abtastsignals und der andere den Ausgang der Abtastvorrichtung über eine das Ausgangssignal der Abtastvorrichtung modifizierende Vorrichtung mit dem zweiten Eingang der Koinzidenzstufe verbindet, die »n ihrem Ausgang ein Fehle-signai erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Koinzidenzstufe ein die Amplitude der beiden Eingangssignale vergleichender Komparator (26) ist, daß die das Ausgangssignal der Abtastvorrichtung modifizierende Vorrichtung ein Tiefpaßfilter (23) und eine die relative Amplitude der beiden Eingangssignale (K. L) des Komparators (26) anpassende Vorrichtung (34) umfaßt und daß- für eine Abtastung von Kante zu Kante Schaltelemente (28,91,92) vorgesehen sind, welche die Zeitkonstante des Tiefpaßfilters (23) unmittelbar nach dem Ende des an der Vorderkante der Materialoberfläche auftretenden Abtastimpulses auf einen niedrigeren Wert einstellen und unmittelbar vor dem an der Hinterkante der Materialoberfläche auftretenden Abtastimpuls wieder auf einen höheren Wert umschalten.
2. 2. Elektronische Auswerteeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Taktimpulsgenerator (61) mit dem Ausgang des Komparators (26) und ein Zähler (62) mit dem Taktirepulsgenerator(61) verbunden sind.