DE2064959C3 - Elektronische Auswerteeinrichtung, welche von einer fotoelektrischen Abtastvorrichtung, die zur Fehlerabtastung von Materialoberflächen verwendet wird, ein Ausgangssignal erhält - Google Patents
Elektronische Auswerteeinrichtung, welche von einer fotoelektrischen Abtastvorrichtung, die zur Fehlerabtastung von Materialoberflächen verwendet wird, ein Ausgangssignal erhältInfo
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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.
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
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, der 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:
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)
- 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. 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.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB286269 | 1969-01-17 | ||
DE19702001693 DE2001693A1 (de) | 1969-01-17 | 1970-01-15 | Verfahren und elektrooptisches System zur Untersuchung von Folien- bzw. Streifenmaterial |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2064959A1 DE2064959A1 (en) | 1971-12-02 |
DE2064959B2 DE2064959B2 (de) | 1974-09-12 |
DE2064959C3 true DE2064959C3 (de) | 1975-05-07 |
Family
ID=25758501
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19702064959 Expired DE2064959C3 (de) | 1969-01-17 | 1970-01-15 | Elektronische Auswerteeinrichtung, welche von einer fotoelektrischen Abtastvorrichtung, die zur Fehlerabtastung von Materialoberflächen verwendet wird, ein Ausgangssignal erhält |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2064959C3 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3013549C2 (de) * | 1980-04-09 | 1984-06-14 | Erwin Sick Gmbh Optik-Elektronik, 7808 Waldkirch | Anordnung zur Signalauswertung bei einem Lochsuchgerät |
-
1970
- 1970-01-15 DE DE19702064959 patent/DE2064959C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2064959A1 (en) | 1971-12-02 |
DE2064959B2 (de) | 1974-09-12 |
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---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |