DE2438869B2

DE2438869B2 - DEVICE FOR MEASURING THE PROPERTIES OF A FILM WITH AN INFRARED RADIATION SOURCE

Info

Publication number: DE2438869B2
Application number: DE19742438869
Authority: DE
Inventors: Paul Columbus Ohio Williams (V.StA.)
Original assignee: Infra Systems, Inc., Columbus, Ohio (V.St.A.)
Priority date: 1973-08-24
Filing date: 1974-08-13
Publication date: 1977-02-03
Also published as: FR2241781B3; DE2438869A1; FR2241781A1; GB1483215A

Description

)ie Erfindung betrifft ein Gerät zur Vermessung von enschaften eines Films mit einer Infrarot-Strahlungs- :lle zur Erzeugung eines eine erste Wellenlänge weisenden Meßstrahls, dessen Absorption im Film ι der zu vermessenden Eigenschaft abhängt, sowie es eine zweite Wellenlänge aufweisenden Referenzstrahls, der von der zu vermessenden Eigenschaft wenigstens annähernd nicht beeinflußbar ist, einem ersten Detektor zum Empfang von an der Vorder- und der Rückseite des Films gerichtet reflektierter sowie vom Film diffus in Richtung des ersten Detektors gestreuter Energie und mit einer an den ersten Detektor angeschlossenen Auswerteschaltung zur Bildung eines dem Quotienten der Intensitäten von Meß- und Referenzstrahl entsprechenden Meßsignals. Ein solches) The invention relates to a device for measuring properties of a film with an infrared radiation : lle for generating a measuring beam pointing a first wavelength, its absorption in the film ι depends on the property to be measured, as well as a reference beam having a second wavelength, which can at least approximately not be influenced by the property to be measured, one first detector for receiving directional reflected from the front and back of the film as well energy scattered diffusely from the film towards the first detector and with one at the first detector connected evaluation circuit for the formation of the quotient of the intensities of measurement and Measurement signal corresponding to the reference beam. One such

ίο Meßgerät ist in der US-PS 30 17 512 beschrieben.ίο The measuring device is described in US Pat. No. 3,017,512.

Meßgeräte zur Bestimmung der Eigenschaften von Filmen sind wohlbekannt Beispielsweise ist es bekannt, die Dicke eines herausgepreßten oder als eine zusammenhängende hohle Säule oder »Blase« gebiase-Measuring instruments for determining the properties of films are well known. For example, it is known the thickness of a squeezed out or blown as a coherent hollow column or "bubble"

nen Films zu messen, um sicherzustellen, daß die Dicke einen vorgegebenen Wert einhält Normalerweise enthält das Meßgerät eine Quelle für Infrarot-(IR-)-Strahlung, die Strahlen in zwei schmalen Spektralbereichen in Richtung auf den Film emittiert. Ein Teil der auftreffenden Strahlung wird von den Vorder- und Rückseiten des Films spiegelnd reflektiert. Ein IR-Strahlungsdetektor ist auf der gleichen Seite des Films wie die Quelle und zu dieser in einer solchen Winkelbeziehung angeordnet, daß die spiegelnd reflektierte Strahlung aufMeasure a film to ensure that the thickness is within a specified value Normally the meter contains a source of infrared (IR) radiation, the rays in two narrow spectral ranges emitted towards the film. Part of the incident radiation is from the front and rear The back of the film is specularly reflected. An IR radiation detector is on the same side of the film as the source and angularly related to it arranged that the specularly reflected radiation on

die Empfangsfläche des Detektors auftriffl. Der Detektor ist somit derart positioniert, daß er im Idealfalle nur die Strahlungsanteile registriert, die einmal von der Vorderseite des Films und zum anderen von der Rückseite des Films nach Eindringen und Verlassen des Films spiegelnd reflektiert werden. Ein elektronischer Schaltkreis zur Signalverarbeitung ist mit dem Ausgang des Detektors verbunden, um eine Anzeige der vermessenen Filmeigenschaft, beispielsweise seine Dicke, oder ein Steuersignal im Falle eines automatischen Steuerungssystems für die Fertigung zu liefern.hits the receiving surface of the detector. The detector is thus positioned so that it is in Ideally, only those radiation components are registered that once from the front of the film and the other from the back of the film after penetration and Leaving the film to be reflected in a specular way. An electronic circuit for signal processing is connected to the output of the detector to provide an indication of the measured film property, for example its thickness, or a control signal in the case of an automatic control system for manufacturing deliver.

Die beiden Strahlen liegen bei verschiedenen Spektralbereichen oder Wellenlängen, die daraufhin ausgewählt sind, daß eine Wellenlänge, bekannt als die Referenzwellenlänge, von den Harzmolekülen vergleichsweise sehr wenig absorbiert wird, während die andere Wellenlänge, die Absorpt'onwellenlänge, eine relativ hohe Absorption durch die Harzmoleküle zeigt. Eine Wellenlänge starker Absorption wird für das Absorptionssignal deshalb gewählt, um eine empfindliche Messung und Kalibrierung sehr dünner Filme zu ermöglichen. Wenn sich die Filmdiicke ändert, ändert sich die Intensität des in den Film eindringenden und von der Rückseite zum Detektor reflektierten Anteils der IR-Energie aufgrund der guten Absorptionseigenschaften des Films in erheblichem Maße und schafft eine Grundlage für eine hochempfindliche Filmmessung. Die Energie, die von der Vorderfläche des Films spiegelnd reflektiert wird, enthält hinsichtlich der Filtndicke keine Information; allerdings ist die von dieser Vorderseite reflektierte Energie sowohl bei den Absorptions- als auch bei den Referenzwellenlängen im wesentlichen gleich groß und beeinflußt die Messung auch nicht nachteilig.The two rays are at different spectral ranges or wavelengths, which then are selected to have a wavelength known as the reference wavelength of the resin molecules by comparison very little is absorbed, while the other wavelength, the absorpt'on wavelength, is a shows relatively high absorption by the resin molecules. A wavelength of strong absorption is used for the Absorption signal is therefore chosen to allow sensitive measurement and calibration of very thin films enable. When the film thickness changes, change the intensity of the portion that penetrates the film and is reflected from the rear to the detector the IR energy due to the good absorption properties of the film to a considerable extent and creates a Basis for a highly sensitive film measurement. The energy reflecting off the front surface of the film is reflected does not contain any information regarding the filter thickness; however, the one from this front reflected energy at both absorption and reference wavelengths essentially the same size and does not adversely affect the measurement.

Der mit dem Ausgang des IR-Detektors verbundene Verarbeitungskreis enthält gewöhnlich einen Schaltkreis (Verhältniszahl-Schaltkreis) zur Bildung des elektrischen Verhältnisses vom registrierten Absorptionssignal zum Referenzsignal,, Dieses Verhältnis ist proportional zur Strahlungsenergie, die im Film von den Harzmolekülen absorbiert wird, und daher auch proportional zur Dicke des Films. Da von den beiden Signalen ein Verhältnis genommen wird, ist derThe processing circuit connected to the output of the IR detector usually includes circuitry (Ratio circuit) to form the electrical ratio of the recorded absorption signal to the reference signal ,, This ratio is proportional to the radiant energy in the film from the Resin molecules is absorbed, and therefore also proportional to the thickness of the film. Because of the two A relationship is taken from signals is that

Ausgang unabhängig von Umgebungsfaktoren, beispielsweise Schwankungen in der Quellenintensität, die die Referenz- und Absorptionssignale im gleichen Maße beeinflussen.Output independent of environmental factors, for example Fluctuations in source intensity affecting the reference and absorption signals to the same extent influence.

Bei der Messung klarer Filme wird die gesamte IR-Energie im wesentlichen entweder an den Vorder- und Rückseiten zum Detektor hin reflektiert oder tritt durch die Rückseite aus dem Film und ist für den Detektor verloren. Im Falle eines gefärbten Films, der einen Farbstoff (Pigment) wie beispielsweise Titandioxid enthält, bilden die Pigmentpartikeln Streuzentren, die einen Teil der Energie bei ihrem Durchgang durch den Film abfangen und sie im wesentlichen mit gleicher Intensität in alle Richtungen innerhalb einer Halbkugel streuen. Ein Teil dieser Energie erreicht den Detektor zusammen mit der spiegelnd reflektierten Energie, so daß am Detektorausgang ein Signal entsteht, das sich vom Signal bei Abwesenheit von Streuzentren (klarer Film) unterscheidet. Mit wachsender Anzahl von Streuzeutren im Film, verursacht durch eine größere Farbstoffzugabe in die plastische Schmelze, wachsen der Betrag an Energie, der von den Streuzentren zurückreflektiert wird, und der Betrag an gestreuter Energie, die vom Detektor empfangen wird. Sollten sich Streuzentren hinter dem Film befinden, wie sie beispielsweise durch Rauch, der im Inneren einer Filmblase im Falle eines geblasenen Films eingefangen ist. gebildet werden könnten, so könne; diese Streuzentren zusätzlich dazu führen, daß Energie zurück durch den Film gestreut wird. Ein Teil dieser Energie kann den Detektor erreichen, wenn dieser innerhalb der halbkugelförmigen Zone angeordnet ist, in die die Energie gestreut wird. Weil man im Verarbeitungskreis von den registrierten Absorptio:is- und Referenz«' ■·nalen das Verhältnis erhält, könnte man annehmen, jede durch Streuung verursachte Erhöhung der registrierten Energie wäre für die Referenz als auch die Absorptionssignale annähernd gleich groß und würde sich daher gegenseitig aufheben. Dies ist jedoch nicht der Fall. Während die Größe der von einem einzigen Streuzentrum reflektierten Energie bei den Absorptions- und Referenzwellenlängen ungefähr gleich groß ist, wird die gestreute Energie der Referenzwellenlänge nicht von der Filmdicke sondern lediglich durch die Anzahl der im Film (und möglicherweise hinter dem Film) vorhandenen Streuzentren beeinflußt. Andererseits hängt die bei der Absorptionswellenlänge gestreute Energie sowohl von der Anzahl der Streuzentren als auch von der Lage der Streuzentren im Film (oder hinter ihm) ab. Die bei der Absorptionswellenlänge gestreute Energie wird bei jeglichem Durchgang durch den Film absorbiert, die Menge der gestreuten Energie, die den Detektor erreicht, ist daher im Mittel geringer als beim Referenzsignal. Hinzu kommt, daß sie von einem Streuzentrum reflektierte Strahlung die Rückseite des Films nicht trifft, ihre Weglänge durch den Film ist verändert. Die im Film stattfindende Absorption ist daher von dem Fall, in dem keine streuenden Partikeln vorhanden sind, verschieden. Im Endergebnis ist das Verhältnis des Absorptionssignals zum Referenzsignal gestört und bewirkt einen Meßfehler.When measuring clear films, substantially all of the IR energy is either reflected on the front and back surfaces toward the detector or passes out of the film through the back and is lost to the detector. In the case of a colored film containing a dye (pigment) such as titanium dioxide, for example, the pigment particles form scattering centers which intercept some of the energy as it passes through the film and scatter it with essentially the same intensity in all directions within a hemisphere. Part of this energy reaches the detector together with the specularly reflected energy, so that a signal is generated at the detector output which differs from the signal in the absence of scattering centers (clear film). As the number of scattering elements in the film increases, caused by a greater addition of dye into the plastic melt, the amount of energy that is reflected back from the scattering centers and the amount of scattered energy that is received by the detector increase. Should there be scattering centers behind the film, such as those caused by smoke trapped inside a film bubble in the case of a blown film. could be formed so could; these scattering centers additionally cause energy to be scattered back through the film. Some of this energy can reach the detector if it is located within the hemispherical zone into which the energy is scattered. Because the ratio of the registered absorption and reference signals is obtained in the processing circuit, one could assume that any increase in the registered energy caused by scattering would be approximately the same for the reference and the absorption signals and would therefore be mutually exclusive lift. However, this is not the case. While the amount of energy reflected from a single scattering center is approximately the same for the absorption and reference wavelengths, the scattered energy of the reference wavelength is not influenced by the film thickness but only by the number of scattering centers present in the film (and possibly behind the film). On the other hand, the energy scattered at the absorption wavelength depends both on the number of scattering centers and on the position of the scattering centers in the film (or behind it). The energy scattered at the absorption wavelength is absorbed every time it passes through the film, so the amount of scattered energy that reaches the detector is on average less than that of the reference signal. In addition, radiation reflected by a scattering center does not hit the rear side of the film; its path through the film is changed. The absorption occurring in the film is therefore different from the case in which there are no scattering particles. As a result, the ratio of the absorption signal to the reference signal is disturbed and causes a measurement error.

Es ist aufgefunden worden, daß bei einer vorgegebenen Filmdicke eine Erhöhung der Anzahl der Streuzentren im Film, beispielsweise herbeigeführt durch eine verstärkte Pigmentierung, den Film für den Meßkreis dicker erscheinen läßt als er tatsächlich ist. Diese Täuschung rührt daher, daß die bei der Referenzfrequenz registrierte Energie in stärkerem Maße anwächst als die bei der Absorptionsfrequenz.It has been found that for a given film thickness, there is an increase in the number of scattering centers in the film, for example brought about by increased pigmentation, the film for the measuring circuit appears thicker than it actually is. This deception is due to the fact that the reference frequency registered energy increases to a greater extent than that at the absorption frequency.

Für eine bestimmte Filmdicke und Filmpigmentierung kann der Signalverarbeitungskreis durch geeignete Wahl der Spanne oder des Skalenfaktors umgeeicht werden, um den Streufehler auszugleichen. Diese Lösung ist jedoch nicht als befriedigend empfunden worden. Ein Problem liegt darin, daß bei nicht genau kontrollierter Pigmentierung während des Filmpreßvorgangs oder bei einer schlechten Verteilung der Pigmente im plastischen Film der Verarbeitungskreis aufgrund der veränderten Streueigenschaften des Films fehlerhaft eine Änderung der Filmdicke anzeigt Eine derartige Reaktion ist besonders unerwünscht, wenn der Ausgang des Verarbeitungskreises zur automatischen Kontrolle der Filmdicke verwendet wird. In diesem Falle werden an den Steuersignalen Korrekturen angebracht, um etwas zu berichtigen, das als Fehler in der Filmdicke in Erscheinung tritt, wo doch das einzige Problem in der Anzahl oder Dispersion der Farbpigmente liegt.For a certain film thickness and film pigmentation, the signal processing circuit can be recalibrated by a suitable choice of the span or the scale factor in order to compensate for the scattering error. However, this solution has not been found to be satisfactory. One problem is that if the pigmentation is not precisely controlled during the film pressing process or if the pigments are poorly distributed in the plastic film, the processing circuit will incorrectly display a change in the film thickness due to the changed scattering properties of the film is used for automatic control of the film thickness. In this case, corrections are applied to the control signals applied to correct something that occurs as an error in the film thickness in appearance, but where the only problem lies in the number or dispersion of color pigments.

Ein anderer Nachteil besteht darin, daß der Signalverarbeitungskreis für jede Änderung im Pigmentierungsprozentsatz oder in den Farbpigmenten erneut kalibriert werden muß. Normalerweise muß hierzu die automatische Steuerung des Herstellungsprozesses unterbrochen und der Verarbeitungskreis neu geeicht werden, um die Änderung in den Streueigenschaften des Films auszugleichen. Die Zeit, die eine solche Rekalibrierung erfordert, kann zu einem unbrauchbaren oder in seiner Qualität verschlechterten Film führen, da die Möglichkeit einer Abweichung von der vorgegebenen Dicke und eines hieraus resultierenden Ausbeuteverlustes besteht.Another disadvantage is that the signal processing circuitry for any change in the percentage of pigmentation or has to be recalibrated in the color pigments. Usually the automatic control of the manufacturing process interrupted and the processing circuit recalibrated to compensate for the change in the film's scattering properties. The time it takes for such a recalibration may result in unusable or deteriorated film quality, as the Possibility of a deviation from the specified thickness and a resultant loss of yield consists.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Überwindung der geschilderten Schwierigkeiten und Mängel, insbesondere die Schaffung eines verbesserten zweistrahligen 1R-Meßgerätes im Reflexionsbetrieb, bei dem Meßfehler im Zusammenhang mit der Streuung von IR-Energie aus dem vermessenen Film vermieden sind.The object of the present invention is to overcome the difficulties and deficiencies described, in particular the creation of an improved twin-engine 1R measuring device in reflection mode, with the measurement error in connection with the scattering of IR energy from the measured film are avoided.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Gerät der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß ein zweiter, im wesentlichen nur auf die zweite Wellenlänge ansprechender Detektor allein zum Empfang von diffus am Film gestreuter IR-Energie vorgesehen ist, und daß der zweite Detektor zur Kompensation des Einflusses der vom ersten Detektor empfangenen gestreuten Energie auf das Meßsignal an die Auswerteschaltung angeschlossen ist.To solve this problem, the invention provides for a device of the type mentioned at the outset, that a second, essentially only responsive to the second wavelength detector for reception only of diffusely scattered on the film IR energy is provided, and that the second detector for Compensation for the influence of the scattered energy received from the first detector on the measurement signal the evaluation circuit is connected.

Ein erfindungsgemäßes IR-Meßgerät enthält somit einen Bestandteil, der im wesentlichen den Effekt aufhebt, der auf die fehlerbildende Gegenwart von Streuzentren im plastischen Film während seiner Herstellung zurückzuführen ist. Somit haben Änderungen in der Anzahl oder in der Dispersion der streuenden Partikeln nur einen geringen oder praktisch keinen Einfluß auf die Meßgenauigkeit der vermessenen Filmeigenschaft. Beispielsweise können geplante Pigmentierungsänderungen oder Wechsel des Farbpigments für den Film leicht durchgeführt werden, ohne hierzu die Filmherstellung oder die Tätigkeit des automatischen Steuergeräts unterbrechen zu müssen, um den Signalverarbeitungskreis zu rekalibrieren.An IR measuring device according to the invention thus contains a component which essentially has the effect who cancels out the flawed presence of scattering centers in the plastic film during his Manufacturing is due. Thus there have been changes in the number or in the dispersion of the scattering Particles only have a small or practically no effect on the accuracy of the measured Film property. For example, planned changes in pigmentation or changing the color pigment for the film can be easily carried out without the need for film production or the operation of the to interrupt the automatic control unit in order to recalibrate the signal processing circuit.

Die Verwendung zweier Detektoren, von denen der eine eine gerichtet reflektierte Strahlung und der andere eine diffus reflektierte Strahlung registriert, ist an sich bereits in »Feingerätetechnik«, 17. Jg., Heft 3 (1968), S. 126-130, beschrieben. Bei dieser vorbekannten Meß-The use of two detectors, one of which is directionally reflected radiation and the other a diffusely reflected radiation registered is already in "Feingerätetechnik", 17th vol., Heft 3 (1968), p. 126-130. With this previously known measuring

methode, die zur Glanzbestimmung verschiedener Papiersorten dient, wird allerdings keine monochromatische Strahlung verwandt und auch nicht zwischen einem Meßstrahl und einem Referenzstrahl unterschieden; die der Erfindung zugrundeliegenden Probleme stellen sich im dortigen Zusammenhang nicht.The method used to determine the gloss of different types of paper is not, however, a monochromatic one Related to radiation and also not differentiated between a measuring beam and a reference beam; the problems on which the invention is based do not arise in the context there.

In einer bevorzugten Ausführung enthält der zweite Detektor ein im wesentlichen nur für die zweite Wellenlänge durchlässiges Filter. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen beschrieben.In a preferred embodiment, the second detector contains one essentially only for the second Wavelength permeable filter. Further advantageous refinements of the invention are given in the claims described.

Die Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Figuren der Zeichnung näher erläutert werden. In den Figuren sind einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:The invention will now be based on an exemplary embodiment in conjunction with the figures of the drawing are explained in more detail. In the figures, parts that correspond to one another are provided with the same reference symbols. Show it:

F i g. 1 das Ausführungsbeispiel eines IR-Meßgeräts in einer schaubildlichen Ansicht,F i g. 1 the embodiment of an IR measuring device in a perspective view,

Fig.2 in einem Blockdiagramm die bevorzugte Ausführung des Verarbeitungakreises aus F i g. 1 und2 shows the preferred one in a block diagram Execution of the processing circle from FIG. 1 and

Fig. 3 in einem Blockdiagramm eine weitere bevorzugte Ausführung des Verarbeitungskreises aus Fig. t.3 shows a further preferred embodiment of the processing circuit in a block diagram Fig. T.

F i g. 1 zeigt in einer schaubildlichen Darstellung ein in Reflexion betriebenes zweistrahliges 1R-Meßgerät vor einem einlagigen Material 10 in Plattenform. Es sei hier angenommen, daß das Material 10 ein geblasener Plastikfilm ist, der in einer zusammenhängenden Zylinderform, in der Fachwelt auch »Blase« genannt, ausgepreßt wird. Das IR-Meßgerät dient dazu, eine Eigenschaft des Films 10 zu bestimmen, die im vorliegenden Falle die Filmdicke sein soll. Der Ausgang des Meßgerätes liefert somit eine Dicken-nzeige für den gerade hergestellten Film. Der Ausgang wird vorzugsweise als Steuersignal für die Herstellung verwendet, um die Filmdicke bei einem vorgegebenen Wert zu halten. Der Film 10 besteht aus einem Material, das den Durchtritt von IR-Strahking erlaubt und eine spiegelnd reflektierende Vorderseite 12 sowie eine spiegelnd reflektierende innere Rückseite 14 aufweist, von denen ein Teil der IR-Energie reflektiert und, wie nachfolgend noch beschrieben werden soll, registriert wird. Der Film kann aus organischem Polyäthylen bestehen, ist auf dieses Material jedoch nicht beschränkt, da auch andere Filmwerkstoffe vermessen werden können, soweit sie den Anforderungen genügen, für IR-Energie durchlässig zu sein und über spiegelnd reflektierende Vorder- und Rückseiten zu verfügen.F i g. 1 shows a diagrammatic representation of a two-beam 1R measuring device operated in reflection in front of a single-layer material 10 in plate form. It is assumed here that the material 10 is a blown plastic film which is pressed out in a coherent cylindrical shape, also called a "bubble" in the specialist field. The IR measuring device is used to determine a property of the film 10, which in the present case should be the film thickness. The output of the measuring device thus provides a gauge for the thickness of the film that has just been produced. The output is preferably used as a control signal for the production in order to keep the film thickness at a predetermined value. The film 10 consists of a material that allows the passage of IR radiation and has a specularly reflective front side 12 and a specularly reflective inner rear side 14, some of which reflect the IR energy and, as will be described below, registered will. The film can consist of organic polyethylene, but is not limited to this material, since other film materials can also be measured, provided they meet the requirements of being transparent to IR energy and having specularly reflective front and rear sides.

Die Vorrichtung, die die erforderliche IR-Strahlung erzeugt und nachfolgend die reflektierte Energie registriert, ist in F i g. 1 nur schematisch dargestellt, weil der Aufbau für die Messung einer Filmeigenschaft unter Ausnutzung der IR-Absorption in der Fachwelt wohlbekannt istThe device that provides the required IR radiation generated and subsequently registered the reflected energy is shown in FIG. 1 only shown schematically because the setup for the measurement of a film property under Exploitation of IR absorption is well known in the art

Wie der Figur zu entnehmea enthält das zweistrahli ge, in Reflexion betriebene Gerät; eine IR-Strahlungsquelle 16, die einen ersten und einen zweiten IR-Strahl bei jeweils verschiedenen Wellenlängen erzeugen kann. Einer der Strahlen wird als der Absorptionsstrahl bezeichnet und ist so gewählt daß er in Abhängigkeit von der gemessenen Ftlmeigenschaft beispielsweise der Dicke, starker absorbiert wird als der andere, als der Referenzstrahl bekannte Strahl. Die beiden diskreten IR-Strahlen werden von der Quelle 16 in Richtung auf die Vorderseite 12 des Hirns 10 geführt As can be seen in the figure, the two-beam device operated in reflection includes; an IR radiation source 16 capable of generating first and second IR beams at different wavelengths, respectively. One of the beams is referred to as the absorption beam and is selected in such a way that it is absorbed more strongly than the other beam, known as the reference beam, depending on the measured film property, for example the thickness. The two discrete IR rays are guided from the source 16 in the direction of the front side 12 of the brain 10

Während die beiden IR-Strahlen längs desselben Weges (in der Figur als starke durchbrochene linie dargestellt) geführt werden, so werden sie vorzugsweise nicht gleichzeitig sondern zeitlich getrennt übertragen. Die US-Patentschrift 30 S9 382, auf die für weitergehende Einzelheiten verwiesen wird, beschreibt eine Vorrichtung zur Erzeugung zweier IR-Strahlen, die zur Bildung der beiden zeitlich getrennten Energiestrahlen für die Durchführung einer mit Reflexion arbeitenden Messung verwendet werden können. In kurzen Worten enthält eine solche Vorrichtung vorzugsweise eine IR-Strahlungsquelle zur Erzeugung einer breitbandigen ίο Strahlung; die Quelle wird so aufgestellt, daß die emittierte IR-Strahlung zum Film hin gerichtet ist. Diese Srahlung hat Filterelemente zu passieren, die abwechselnd in den Strahlungsweg geführt werden und auf diese Weise zwei diskrete Strahlen entstehen lassen. Diese Filterelemente mit schmalem Durchlaßbereich werden mechanisch im Strahlenweg beispielsweise mittels einer rotierenden Achse gehaltert, um abwechselnd die beiden zeitlich voneinander getrennten Strahlen zu erzeugen. While the two IR beams are guided along the same path (shown in the figure as a thick broken line), they are preferably not transmitted simultaneously but separately in time. US Pat. No. 30,59,382, to which reference is made for further details, describes a device for generating two IR beams which can be used to form the two energy beams which are separated in time for carrying out a measurement using reflection. In short, such a device preferably contains an IR radiation source for generating broadband ίο radiation; the source is positioned so that the emitted IR radiation is directed towards the film. This radiation has to pass through filter elements, which are alternately guided into the radiation path and in this way create two discrete beams. These filter elements with a narrow passage range are mechanically held in the beam path, for example by means of a rotating shaft, in order to alternately generate the two beams that are separated from one another in time.

Die Wellenlängen des Durchlaßbereiches eines jeden Filterelements werden durch das spezielle Filmmaterial und die interessierende Filmeigenschaft bestimmt. Ein Strahl, der Absorptionsstrahl, liegt bei einer derart ausgewählten Wellenlänge bzw. in einem derart ausgewählten engen Wellenlängenbereich, daß er eine charakteristische Resonanzabsorption durch die Harzmoleküle im Film zeigt; für den anderen Strahl. Referenzstrahl genannt, ist eine solche Wellenlänge bzw. ein solcher enger Wellenlängenbereich gewählt, daß er von den Harzmolekülen entweder nicht beeinflußt wird oder ein viel geringeres Ausmaß an Absorption als der Absorptionsstrahl zeigt. Demgemäß unterliegen die beiden Strahlen verschiedenen Wirkungen als Folge der Reflexion an der Filmrückseite 14, da ein Strahl bei seinem Durchgang durch den Film 10 absorbiert wird. Diese Differenz ist mit einem geeigneten, in der Fachwelt ebenfalls bekannten Verarbeitungssystem zur Lieferung des gewünschten Ausgangssignals registrierbar.The wavelengths of the pass band of each filter element are determined by the special film material and determine the film property of interest. One beam, the absorption beam, is one of these selected wavelength or in such a selected narrow wavelength range that it is a shows characteristic resonance absorption by the resin molecules in the film; for the other ray. Called the reference beam, such a wavelength or such a narrow wavelength range is selected, that it is either not influenced by the resin molecules or to a much lesser extent Shows absorption as the absorption ray. Accordingly, the two rays are subject to different effects as a result of the reflection on the film back 14, since a beam as it passes through the film 10 is absorbed. This difference is a suitable one which is also known to those skilled in the art Processing system for delivery of the desired output signal can be registered.

Nach Maßgabe der Quelle 16 ist ein erstes Nachweisinstrument aufgestellt das die Energie derjenigen Strahlen registriert die an der Vorderseite 12 und an der Rückseite 14 des Films 10 spiegelnd reflektiert werden. Im vorliegenden Falle ist ein Detektor 18 in einer bestimmten Winkelbeziehung relativ zur Quelle 16 positioniert so daß die von der Front- und Rückseite des Films 10 reflektierte IR-Energie auf die strahlenempfindliche Oberfläche des Detektors IS auftruit Der Detektor 18 ist von bekanntem Aufbau und liefert ein zum Pegel bzw. der Intensität der registrierten Energie proportionales AusgangssignaL According to the source 16, a first detection instrument is set up that registers the energy of those rays which are reflected in a specular manner on the front side 12 and on the rear side 14 of the film 10. In the present case, a detector 18 is positioned in a certain angular relationship relative to the source 16 so that the IR energy reflected from the front and back of the film 10 is incident on the radiation-sensitive surface of the detector IS. The detector 18 is of known construction and provides a Output signal proportional to the level or intensity of the registered energy

Beide aus der Quelle 16 stammende Strahlen laufen längs des gleichen Weges zum Film 10 und treffen auf die spiegelnde Vorderfläche 12 des Films. Die von der reflektierten Energie eingenommene Richtung wird durch den Reflexionswinkel bestimmt der bezüglich einer Normalen zur Oberfläche 12 am Ort des Einfalls gleich dem Einfallswinkel der von der Quelle 16 kommenden Strahlung ist Der Detektor 18 ist in dem Weg aufgestellt den der an der Vorderfläche 12 spiegelnd reflektierte Strahlungsteil nimmt Nur ein kleiner Prozentsatz der auf die Vorderfläche 12 einfallenden Strahlung wird an dieser Oberfläche reflektiert, der größte Teil der Energie in jedem Strahl dringt in den Film 10 ein und trifft auf die spiegelnde Rückfläche 14 auf. Ein ähnlich geringer Prozentsatz eines jeden auf die Rückfläche 14 auftreffenden Strahls wird von dort reflektiert und zwar in einem Winkel, derBoth rays originating from the source 16 travel along the same path to the film 10 and encounter the reflective front surface 12 of the film. The one from the The direction taken by the reflected energy is determined by the angle of reflection a normal to surface 12 at the point of incidence equal to the angle of incidence from source 16 The detector 18 is placed in the path that the on the front surface 12 is Specularly reflected radiation takes up only a small percentage of that on the front surface 12 Incident radiation is reflected off this surface, most of the energy in each ray penetrates the film 10 and strikes the reflective rear surface 14. A similarly small percentage of each ray impinging on the rear surface 14 is reflected from there and at an angle that

bezüglich einer Normalen zur Oberfläche 14 am Einfallsort gleich dem Einfallswinkel ist. Der Rest der in den Strahlen enthaltenen Energie tritt an dieser Rückfläche 14 aus dem Film 10 und ist für den Detektor verloren. Der Detektor 18 ist ausreichend großflächig S und kann auch in den Reflexionsweg von der Rückfläche 14 angeordnet werden, so daß er auch die von dieser Rückfläche reflektierte Energie abfängt und dadurch registriert.with respect to a normal to the surface 14 at the point of incidence is equal to the angle of incidence. The rest of the in The energy contained in the rays emerges at this rear surface 14 from the film 10 and is for the detector lost. The detector 18 has a sufficiently large area S and can also be in the reflection path from the rear surface 14 are arranged so that it also intercepts the energy reflected from this rear surface and thereby registered.

Die beschriebene Ausführung enthält daneben auch Schaltmittel, die die registrierte Energie verarbeiten und das Verhältnis der registrierten Signale, die dem registrierten Absorptions- und Referenzstrahl entsprechen, messen. Im vorliegenden Fall ist ein Verarbeitungsschaltkreis 20, wie in den Figuren schematisch dargestellt, an den Ausgang des Detektors 18 angeschlossen, um die Absorptions- und Referenzsignale zu verarbeiten und eine Verhältniszahlmessung als Ausgang zu liefern. Diese Zahl kann auf einem Auslesegerät, beispielsweise dem mit 22 bezeichneten Indikator, beobachtet werden oder in einer (nicht dargestellten) Verarbeitungssteuerschleife zur Kontrolle der gerade vermessenen Eigenschaft des Films 10 verwendet werden.The embodiment described also contains switching means that process the registered energy and the ratio of the registered signals, which correspond to the registered absorption and reference beam, measure up. In the present case, a processing circuit 20 is as shown in the figures schematically shown, connected to the output of the detector 18, the absorption and reference signals to process and provide a ratio measurement as an output. This number can be on a Readout device, for example the indicator marked 22, can be observed or in a (not processing control loop for controlling the property of the film 10 that has just been measured be used.

Ein Verarbeitungsschaltkreis 20 zur Verarbeitung von Absorptions- und Referenzsignalen, wie er beispielsweise vom Detektor 18 gebildet wird, ist in der Fachwelt wohlbekannt i:nd umfaßt im allgemeinen Verstärkungsund Schalteinrichtungen, wobei die Schalteinrichtungen zeitlich abgestimmt auf die Betriebsweise der Quelle 16 bei ihrer Erzeugung der beiden diskreten Strahlen arbeitet. Auf diese Weise kann der Verarbeitungsschaltkreis 20 fortlaufend und abwechselnd die beiden diskreten registrierten Signale verarbeiten und sie auf einen Vergleichsschaltkreis, beispielsweise einen die 3S genannte Verhältniszahl bildenden Schaltkreis, geben und somit den erwünschten Ausgang liefern. Ein allgemeines Blockdiagramm eines solchen mit dem Betrieb einer Strahlungsquelle synchronisierten Verarbeitungsschaltkreises ist in der bereits zitierten US-Patentschrift 30 89 382 sowie in den US-Patentschriften 36 93 025 und 35 51 678 dargestellt; alle dortigen Schaltkreise liefern als Ausgang das Verhältnis der Absorptions- zu den Referenzsignalen. Solange dieses Ausgangsverhältnissignal fest bei einem vorgegebenen oder, wie im vorliegenden Fall, vorher bestimmten Wert bleibt, solange bleibt bekanntlich die Filmdicke beim erwünschten Wert Sollte sich dieses Ausgangsverhältnis ändern, so zeigt es eine Veränderung in der Fümdicke an, und es können Schritte unternommen werden, die Fertigungsanlage für den Film manuell oder automatisch zu ändern, um den Film zur erwünschten Dicke zurückkehren zu lassen.A processing circuit 20 for processing absorption and reference signals such as, for example formed by detector 18 is well known in the art and generally includes gain and gain Switching devices, the switching devices being timed to match the mode of operation of the source 16 works in their generation of the two discrete beams. In this way the processing circuit 20 continuously and alternately process the two discrete registered signals and display them give a comparison circuit such as a ratio forming circuit called 3S and thus deliver the desired output. A general block diagram of one with the Operation of radiation source synchronized processing circuitry is disclosed in the previously cited US patent 3,089,382 and shown in U.S. Patents 3,693,025 and 3,551,678; all there Circuits provide the ratio of the absorption to the reference signals as an output. As long as this Output ratio signal fixed at a predetermined value or, as in the present case, a predetermined value remains as long as it is known that the film thickness remains at the desired value change, it indicates a change in the film thickness and steps can be taken the production line for the film manually or automatically change to return the film to the desired thickness.

In der vorstehenden Beschreibung des Verarbeitungsschaltkreises war angenommen worden, daß der Film 10 klar oder frei von Streuzentren war. Im Falle eines gefärbten Films ist die Verwendung von Pigmenten üblich, die im Film während seiner Herstellung verteilt werden. Wie bereits dargestellt, wirken die Pigmentteilchen im Film als Streuzentren für die einfallende IR-Energie wenn sich der Film hinter der Anordnung Quelle/Detektor bewegt Nach Bestrahlung mit socher Energie reflektiert ein jedes Streuzentrum diese Energie diffus bzw. streut nahezu gleichmäßig ober eine annähernd 180°-Oberfläche zurück in «5 Richtung auf den Weg der auf treffenden Strahlung.In the above description of the processing circuit it was assumed that the Film 10 was clear or devoid of scattering centers. In the case of a colored film, the use of Pigments common that are dispersed in the film during its manufacture. As already shown, the pigment particles in the film act as scattering centers for the incident IR energy when the film is behind the Arrangement of source / detector moved After irradiation with such energy, each scattering center reflects this energy diffuses or scatters almost uniformly over an approximately 180 ° surface back in «5 Direction of the path of the incident radiation.

Dieses Phänomen ist in F i g. 1 schematisch dargestellt Dabei sind Pigmentteilchen, versehen mit dem Bezugszeichen 24, verteilt über den Film 10 eingezeichnet. Obwohl die IR-Strahlung von der Quelle 16 üblicherweise auf den sich bewegenden Film 10 fokussiert ist, hat der Strahl eine gewisse natürliche Verteilung, auch wenn dies in der Figur nicht dargestellt ist. Infolgedessen treffen die Strahlen von der Quelle 16 auf die Oberflächen 12 und 14 in einem schmalen Bereich von Einfallswinkeln auf, obwohl die reflektierte Energie nichtsdestotrotz im wesentlichen vollständig vom Detektor 18 abgefangen wird. In der Gegenwart von Pigmentpartikeln 24 treffen die in den Film 10 eindringenden Strahlen auf verschiedene Pigmentpartikeln 24 und führen zu einer ausgedehnten Streuung der IR-Strahlung zurück durch den Film und seine Vorderfläche 12. Dieser Effekt ist etwas übertrieben in F i g. 1 eingezeichnet.This phenomenon is shown in FIG. 1 shown schematically Here are pigment particles provided with the Reference numeral 24 drawn in distributed over the film 10. Although the IR radiation from source 16 is usually focused on the moving film 10, the beam has a certain natural character Distribution, even if this is not shown in the figure. As a result, the rays strike from source 16 on surfaces 12 and 14 at a narrow range of angles of incidence, although the reflected Energy is nevertheless essentially completely intercepted by the detector 18. In the present of pigment particles 24, the rays penetrating into the film 10 strike various pigment particles 24 and result in extensive scattering of the IR radiation back through the film and its Front surface 12. This effect is somewhat exaggerated in FIG. 1 drawn.

Die von der Vorderseite 12 rückreflektierte Strahlung wird natürlich nicht gestreut, der reflektierte Energieanteil gelangt ungestört zum Detektor 18. Innerhalb des Films fangen jedoch die streuenden Partikeln 24 einen Teil der auftreffenden Strahlung ab, abhängig von der Dichte oder Anzahl der im Film vorhandenen Streuzentren. Da nun die in den Film eindringende Energie teilweise abgefangen wird, trifft auch nur ein geringerer Energiepegel auf die Rückfläche 14 und wird demzufolge ein geringerer Anteil der eindringenden Energie zum Detektor 18 reflektiert Darüber hinaus kann ein Teil der von der Rückfläche 14 rückreflektierten Energie ebenfalls Streuzentren 24 auf seinem Rückweg treffen, so daß die den Detektor 18 erreichende Energie noch weiter geschwächt wird.The radiation reflected back from the front side 12 is of course not scattered, the reflected energy component reaches the detector 18 undisturbed. Within the film, however, the scattering particles 24 catch one Part of the incident radiation, depending on the density or number of those present in the film Scattering centers. Since the energy penetrating into the film is now partially intercepted, only occurs lower energy level on the rear surface 14 and will consequently be a lesser proportion of the penetrating Energy reflected to the detector 18. In addition, some of the energy reflected back from the rear surface 14 can be Energy also hit scattering centers 24 on its way back, so that the detector 18 reaching energy is further weakened.

Von der von den Partikeln 24 gestreuten Energie wird, wie zuvor erwähnt angenommen, daß sie im wesentlichen gleichmäßig in alle Richtungen innerhalb einer nahezu halbkugelförmigen Zone gestreut wird. Weil die empfindliche Oberfläche des Detektors 18. wie dargestellt, auf den Film zeigt wird jede innerhalb des Detektor-Gesichtsfeldes ankommende Energie vom Detektor empfangen und im Schaltkreis 20 verarbeitet Sollte sich darüber hinaus Streuzentren, beispielsweise Rauchteilchen, hinter dem Film befinden, also innerhalb der Filmblase im Falle einer Blasenfertigung, so durchtritt jegliche zurück zur Quelle 16 und zum Detektor 18 gestreute Energie den Film 10. Sobald ein Teil dieser Energie in das Gesichtsfeld des Detektors 18 tritt, wird er empfangen und auf dieselbe Weise wie die vom Filminneren teilchengestreute Energie verarbeitet. Infolgedessen führt der Streueffekt der Pigmentteilchen 24, obwohl die von der Rückfläche reflektierte und vom Detektor 18 empfangene Energie reduziert wird, zu einer Energieerhöhung.As previously mentioned, the energy scattered by the particles 24 is assumed to be in the is scattered substantially evenly in all directions within an almost hemispherical zone. Because the sensitive surface of the detector 18. points to the film as shown, every one within the Detector field of view incoming energy from the detector and processed in the circuit 20 In addition, there should be scattering centers, for example smoke particles, behind the film, i.e. within it of the film bubble in the case of bubble manufacture, any will pass back to source 16 and detector 18 scattered energy the film 10. As soon as part of this energy enters the field of view of the detector 18, is it receives it and processes it in the same way as the energy scattered from the interior of the film. As a result, the scattering effect of the pigment particles 24, although the reflected from the back surface and from the Detector 18 received energy is reduced, to an energy increase.

Wird der Referenzstrah! von der Quelle 16 emittiert so wird die vom Detektor 18 empfangene Energie in der Gegenwart von Streuteilchen 24 im Film nur von der Anzahl oder Dichte der vorliegenden Streuzentren beeinflußt Bezüglich des Absorptionsstrahles jedoch haben sowohl die Anzahl an Streuzentren als auch die Position eines jeden Streuzentrums, das zur auf den Detektor hin gestreuten Energie beiträgt Einfluß auf die vom Detektor 18 empfangene Energie. Diese Tatsache ist leicht einzusehen: Befindet sich das streuende Teilchen 24 direkt hinter der Vorderfläche 12, so ist der Weg der Energie in den Film hinein und aus ihm heraus kleiner als in dem Falle, in dem das Streuzentrum in der Nähe der Rückseite 14 liegt Offensichtlich findet im ersteren Fall aufgrund der kleineren Weglänge durch den Film geringere Absorption als im letzteren Fall statt Im Ergebnis wirkt dieWill the reference beam! emitted by the source 16 so the energy received by the detector 18 is in the Presence of scattering particles 24 in the film depends only on the number or density of the scattering centers present With regard to the absorption beam, however, both the number of scattering centers and the Position of each scattering center that contributes to the energy scattered towards the detector the energy received by detector 18. This fact is easy to see: Is this there scattering particles 24 just behind the front surface 12 so is the path of energy in and out of the film out smaller than in the case in which the scattering center is in the vicinity of the rear side 14 Obviously takes place in the former case due to the smaller path length through the film instead of less absorption than in the latter case

Gegenwart der Streuzentren 24 auf den Pegel der vom Detektor 18 registrierten Energie für die Referenz- und Absorptionsstrahlen nicht gleich ein. Das Vorhandensein der Streuzentren 24 führt nun zu einem Fehler am Ausgang des Verarbeitungsschaltkreises 20.Presence of the scattering centers 24 to the level of the energy registered by the detector 18 for the reference and Absorption rays do not come in straight away. The presence of the scattering centers 24 now leads to an error in the Output of the processing circuit 20.

Es ist nun ein zweites Nachweisinstrument vorgesehen, das so bezüglich der Quelle 16 aufgestellt ist, daß es nur die vom Film 10 gestreute Strahlenenergie, nicht aber die von den Filmoberflächen spiegelnd reflektierte Energie registriert. Im vorliegenden Fall ist ein zweiter Detektor 26, vorzugsweise vom selben Aufbau wie der Detektor 18, so plaziert, daß er sich außerhalb des Weges der von der Frontfläche 12 und Rückfläche 14 reflektierten Energie befindet. Der Detektor 26 ist allerdings so angeordnet, daß er im wesentlichen die gleiche Intensität an gestreuter Energie wie der Detektor 18 empfängt. Für den Aufbau des Detektors 26 gibt es zwei verschiedene bevorzugte Orte (Fig. 1), beide befinden sich bei einem Reflexionswinkel, der mit dem mit dem Einfallswinkel der erzeugten Strahlen identischen Reflexionswinkel nicht übereinstimmt. Der erste Ort liegt bei einem geringeren Reflexionswinkel als dem des Detektors 18, um den Empfang der von den Filmoberflächen reflektierten Signale zu vermeiden, jedoch im wesentlichen die gleiche Streuenergie zu empfangen. Die zweite Position ist in der F i g. 1 in gestrichelten Linien als Detektor 26a eingezeichnet, sie liegt auf der dem Detektor 18 abgewandten Seite der Quelle 16. Der Detektor 26a ist so aufgestellt ,daß er sich ebenfalls innerhalb der halbkugelförmigen Streuzone der Streupartikeln 24 befindet und annähernd die gleiche Intensität an gestreuter Energie aufnimmt wie der Detektor 18.There is now a second detection instrument is provided, which is set up with respect to the source 16 that it only the radiation energy scattered by the film 10, but not that specularly reflected from the film surfaces Energy registered. In the present case, a second detector 26, preferably of the same construction as that Detector 18 placed so that it is out of the way of the front surface 12 and rear surface 14 reflected energy. The detector 26 is, however, arranged so that it essentially the the same intensity of scattered energy as the detector 18 receives. For the construction of the detector 26 there are two different preferred locations (Fig. 1), both are at a reflection angle equal to does not match the angle of reflection identical to the angle of incidence of the generated rays. Of the The first location is at a smaller reflection angle than that of the detector 18 in order to receive the from the Film surfaces avoid reflected signals, however, essentially the same scattered energy too receive. The second position is shown in FIG. 1 shown in dashed lines as detector 26a, they is on the side facing away from the detector 18 of the source 16. The detector 26a is set up so that it is also located within the hemispherical scattering zone of the scattering particles 24 and approximately the the same intensity of scattered energy as the detector 18 picks up.

Vor dem zweiten Nachweisinstrument ist ein IR-Filter angeordnet, um die vom Film in Richtung auf dieses Instrument gestreute Energie abzufangen.In front of the second detection instrument, an IR filter is placed in order to prevent the from the film in the direction of this instrument to intercept the dissipated energy.

Das Filter hat einen Durchlaßbereich, der gestreute Energie mit der Referenzstrahl-Wellenlänge durchläßt, gestreute Energie mit der Absorptionsstrahl-Wellenlänge jedoch sperrt. Im vorliegenden Fall ist ein Bandpaß-Filter 28 vor den Detektor 26 gesetzt (F i g. 1), um die von den Streuzentren 24 im Film 10 oder von irgendwelchen Streuzentren hinter dem Film, wie vorstehend beschrieben, gestreute Energie abzufangen. Der Durchlaßbereich des Filters 28 ist bevorzugt so ausgewählt uaß er mit demjenigen des (nicht dargestellten) Filters übereinstimmt das gewöhnlich in der Quelle 16, W12 bereits geschildert, zur Bildung des Referenzstrahls verwendet wird. Nur die bei der Referenzstrahl-Wellenlänge gestreute Energie tritt durch das Fiiter 28 und erreicht den Detektor 26. Energie mit anderen Wellenlängen innerhalb des IR-Spektrums. insbesondere der Absorptionsstrahl-Wellenlänge, wird vom Filter gesperrt Benutzt man alternativ den Detektor 26a, so wird ein Filter 28a der gleichen Konstruktion wie Filter 28 vor diesen Detektor gesetzt: Filter 28a arbeitet wie Filter 28.The filter has a pass band that lets through scattered energy at the reference beam wavelength, scattered energy with the absorption beam wavelength however, locks. In the present case, a bandpass filter 28 is placed in front of the detector 26 (FIG. 1), by those from scattering centers 24 in film 10 or from any scattering centers behind the film, such as described above to intercept scattered energy. The pass band of the filter 28 is preferably so selected so that it matches that of the filter (not shown), usually in the source 16, W12 already described, for the formation of the reference beam is used. Only the energy scattered at the reference beam wavelength passes through the filter 28 and reaches detector 26. Energy at other wavelengths within the IR spectrum. in particular the absorption beam wavelength, is determined by the filter blocked If the detector 26a is used as an alternative, a filter 28a of the same construction as Filter 28 placed in front of this detector: Filter 28a works like filter 28.

Wie zuvor bereits erwähnt wird die Referenzstrahl-Energie in Gegenwart von Streuzentren 24 nur durch die Anzahl der Streuteflchen im Film beeinflußt und bleibt von der Filmdicke unberührt Durch Verwendung eines nur die Referenzstrahl-Wellenlänge durchlassenden Filters 28 wird der vom Detektor 26 registrierte Energiepegel somit zu einem MaB für die Anzahl an Streuzentren im Film. Diese Information kann nun dazu verwendet werden, den Fehler, der von der Beaufschlagung des Detektors 18 mit Streuenergie herrührt zu korrigieren. Hierzu wird auch der Ausgang des no As previously mentioned, the reference beam energy in the presence of scattering centers 24 is only influenced by the number of scattering surfaces in the film and remains unaffected by the film thickness Measure of the number of scattering centers in the film. This information can now be used to correct the error resulting from the application of scattered energy to the detector 18. For this purpose, the output of the no

Detektors 26 zum Verarbeitungsschaltkreis 20 geführt. In Fig.2 ist ein bevorzugtes Ausführungsbcispie eines Verarbeitungsschaltkreises 20 dargestellt, um zwar teilweise schematisch und teilweise als Blockdia gramm. Der Verarbeitungskreis enthält Schaltmittel, dit auf den Ausgang des zweiten Nac! weisinstrumentei ansprechen, um die Wirkung der im ersten Nachwei-" istrument empfangenen Streuenergie im wesentlicher aufzuheben. Im vorliegenden Fall besteht das zweite >o Nachweisinstrument aus einem Detektor 26, repräsentiert durch einen Widerstand mit einer von der Intensität der empfangenen Streustrahlung bei der Keterenz-Wellenlänge abhängigen Impedanz. In ähnlicher Weise ist der Detekior 18 als ein Widerstand dargestellt, dessen Impedanz sich mit dem Pegel oder der Intensität der empfangenen Strahlung (gestreute und spiegelnd reflektierte Strahlung mit Referenz- und Absorptions- Wellenlängen) ändert.Detector 26 led to processing circuit 20. In Fig.2 is a preferred Ausführungsbcispie of a processing circuit 20, although partly schematically and partly as a block slide gram. The processing circuit contains switching means, dit on the outcome of the second Nac! Weisinstrumentei address to the effect of the first evidence "istinstrument essentially cancel the received scattered energy. In the present case, there is the second > o Detection instrument from a detector 26 represented by a resistance with one of the intensity of the received scattered radiation at the Keterenz-wavelength dependent impedance. In a similar way The detector 18 is shown as a resistor, the impedance of which varies with the level or the intensity of the radiation received (scattered and specularly reflected radiation with reference and Absorption wavelengths) changes.

Mit den beiden Detektoren wird ein Schaltkreis » gebildet, in dem die Detektorenimpedanzen als spannungsteiler m Reihe zwischen den Endklemmen einer Spannungsquelle geschaltet sind. Vorzugsweise ist die positive Klemme der Quelle mit der einen Seite des uetektors 18 verbunden, die negative Klemme dieser *5 Quelle an eine Seite des Detektors 26 geführt. Der spannungsteiler enthält außerdem ein Potentiometer . rT^S *^{wischen die} beiden Detektoren eingeschaltet ■st Der bewegliche Abgriff 32 des Potentiometers 30 ist «, f-ΐ ^ei"^er\^G!eichstrom-Abblock-Kondensator 34 getuhrt die dem Abgriff gegenüberliegende Seite dieses Kondensators ist mit einem Vorverstärker 36 verbunden. Der Ausgang des Verstärkers 36 steht mit einem die genannte VerhältniszahJ bildenden Teiler-Schalt- « Zm 'i! ^Verblndung. ^dessen Ausgang den Ausgang ?^es yerarbe.tungsschaltkreises bildet und einen Indikator 22 beaufschlagt.A circuit is formed with the two detectors, in which the detector impedances are connected as a voltage divider in a series between the end terminals of a voltage source. The positive terminal of the source is preferably connected to one side of the detector 18, and the negative terminal of this source is connected to one side of the detector 26. The voltage divider also contains a potentiometer. rT ^S * ^{wipe the} two detectors turned ■ st The movable tap 32 of the potentiometer 30 is "f-ΐ ^ei" ^er \ ^{G! calibration current} -Abblock capacitor 34 getuhrt which the tap opposite side of this capacitor is connected to a preamplifier 36th the output of amplifier 36 is connected to a said VerhältniszahJ forming divider switching 'cm' i! g ^Verblndun. ^d eat output the output? makes ^it yerarbe.tungsschaltkreises and acts upon a indicator 22.

w^l^{der Messun}g ^klarer Filme, bei denen Streuzentren 24 fehlen, bleibt der Detektor 26 auf einem konstanten SnH. ^lmP^edanzwert nur der Wert des Detektors 18 - M ^SIu ^{beim Em}P^fa"g der reflektierten Energieoirunien bei den Absorptions- und Referenz-Wellenlän-H^nT⁵I? ^gepulsten Signale verändern die Impedanz pH \.T ¹⁸ Proportional zur Intensität oder zum 4s Ahf« Γ ^emP^fangenen Energie und formen gepulste Absorptions- und Referenzsignale, die durch den Kondensator 34 und den Vorverstärker 36 auf den leiler-Schaltkreis 38 geleitet werden, wo sie in sanesT ϊ>Γ ^Techniken zur Formung eines Aus-ΒρΓη η ,ⁿ'^S5!gna!s «rarbeitei werden. ^{When the measurement is} ^clear , films in which scattering centers 24 are absent, the detector 26 remains at a constant SnH. ^{In the} p ^edance value only the value of the detector 18 - M ^SI u ^{at the Em} P ^fa "g of the reflected energy orunia in the absorption and reference wavelength H ^ nT ⁵ I? ^pulsed signals change the impedance pH \ .T ¹⁸ proportional to intensity or 4s Ahf "Γ ^em P ^fan-related power and shape pulsed absorption and reference signals which are passed by the capacitor 34 and the preamplifier 36 to the Leiler circuit 38, where they in Sanest ϊ> Γ ^Technician n for forming a From-ΒρΓη η, ⁿ ' ^{S5! Gna! S} «r work.

eknipi ^kenmessung ^von Filmen, die Streuzentren isniP c„,».„ _verlej|_te Pigmentteilchen enthalten.eknipi ken ^measurement ^of films, the scattering centers isniP c ",». " _verlej | _te pigment particles contain.

-■ des in F i g. 2 dargestellten Kreises - wird der Teiler-Schaltkreis 38 vor aer Ulmfertigung auf übliche Weise mit einer •iimprobe mit der erwünschten Dicke geeicht so Film«".» · ^a!P^r 22 ^die richtige Dicke dieses klaren Rims anzeigt D,ese Maßnahme liefert das Verhältnis - ■ of the in F i g. 2 - the divider circuit 38 is calibrated in the usual way with an iim sample with the desired thickness before the Ulm production, so film "". " · ^A ! P ^r 22 ^{indicates the} correct thickness of this clear rim D, this measure provides the ratio

SreffS^?"!?⁸"³¹⁵ ^mm Referenzsignal für dieSreffS ^? "!? ⁸ " ³¹⁵ ^mm reference signal for the

6» der Sto^i ^e"^{Während der Kalibrierun}S ^bleibt we« ς»!- ^Ά ^{bei emem feste}n hohen Impedanzwert, S g·*¹»!««!. in der FÜmprobe fehlen. Nun wird FriL H υ"" f^efarbten- Streuzentren enthaltenden mms, der die gleiche Dicke wie die klare Probe zur erneuten Eichung des Verarbeitungsschalt-•enommen. In dieser weiten Kalibrierung ist "s wegen des Streuungseffektes auf die • α ^AbsorP^tions- und Referenzsignale verin der Anzeige des Indikators 22 stellt sich ein6 »Sto ^ i ^e" ^{During Calibration} S ^remains we "ς" -! ¹ """!. missing ^Ά ^{at emem fixed} n high impedance value, S g · * in FÜmprobe Now FRIL H υ."" f ^efarbten - scattering centers containing mms, the • enommen the same thickness as the clear sample for re-calibration of the Verarbeitungsschalt- In this broad calibration is "s due to the scattering effect on the • α ^sublingually P ^tio ns and reference signals of the display verin of the indicator. 22 comes on

Fehler ein. Die Tätigkeit des Detektors 26 und die Nachstellung des Abgriffs 32 dienen dazu, das Verhältnis wieder herzustellen und dadurch den von der Streuung verursachten Fehler aufzuheben.Mistake one. The activity of the detector 26 and the readjustment of the tap 32 serve to detect the To restore the relationship and thereby eliminate the error caused by the spread.

Zum besseren Verständnis der genannten Ausgleichswirkung soll die folgende Erklärung gegeben werden. Während der Emission des Referenzstrahls durch die Quelle 16 verringert die vom Detektor 18 empfangene Energie dessen Impedanz proportional zur Intensität der registrierten Strahlung, die durch spiegelnde Reflexion an der Vorder- und der Rückseite des Films entstand, und der von den Pigmentteilchen 24 gestreuten Strahlung. Der Detektor 26 führt jedoch zu einem Impedanzabfall proportional zur Intensität der vom Detektor 26 empfangenen Streustrahlung. Die Spannung am Abgriff 32 würde normalerweise ansteigen, wenn die Impedanz des Detektors "18 durch den Empfang von Streuenergie s'r.Ut; weil jedoch Detektor 26 auf die gleiche Weise wie der Detektor 18 durch die gestreute Energie beeinflußt wird, ist seine Wirkung auf die Spannung am Abgriff 32 entgegengesetzt zur Wirkung des Detektors 18 und senkt die Abgriffsspannung. Der Summeneffekt beider Spannungsänderungen aufgrund der durch Streusignale hervorgerufenen Impedanzänderungen der Detektoren 18 und 26 besteht darin, daß die eine Spannung durch die andere aufgehoben wird.For a better understanding of the mentioned compensating effect the following explanation should be given. During the emission of the reference beam by the Source 16 reduces the energy received by detector 18, its impedance in proportion to its intensity the registered radiation caused by specular reflection on the front and back of the film and the radiation scattered by the pigment particles 24. However, the detector 26 leads to an impedance drop proportional to the intensity of the scattered radiation received by detector 26. The voltage at tap 32 would normally increase, if the impedance of the detector "18 due to the reception of stray energy s'r.Ut; because, however, detector 26 in the same way that the detector 18 is affected by the scattered energy, its effect is on the voltage at tap 32 opposes the action of detector 18 and lowers the tap voltage. The cumulative effect of both voltage changes due to the effects of stray signals Changes in the impedance of the detectors 18 and 26 is that the one voltage through the other will be annulled.

Wenn der Absorptionsstrahl vom Detektor 18 empfangen wird, sinkt seine Impedanz proportional zur spiegelnd reflektierten Energie und zur gestreuten Energie, die auf diesen Detektor fällt. Die Impedanz des Detektors 26 bleibt unverändert, weil das Filter 28 den gestreuten Absorptionsstrahl am Erreichen des Detektors 26 hindert. Da in diesem Falle kein aufhebendes Signal wie im Falle des Referenzstrahl-Empfangs entsteht, wird der Abgriff 32 nachgestellt, um die Pegel der beim Abgriff 32 gelieferten Absorptionssignale und Referenzsignale so weit abzuändern, bis das Verhältnis durch Rückkehr der Indikatoranzeige zur bekannten Dicke der Probe -vieder hergestellt ist. Hiernach bleibt das Verhältnis bei jeder Änderung der Anzahl der Streuzentren im Film unverändert, und zwar aufgrund der am Abgriff 32 hergestellten Proportionalität in der Beziehung zwischen den Absorptions- und Referenzsignalen; am Indikator 28 kann die wahre Anzeige der Dicke abgelesen werden.When the absorption beam is received by the detector 18, its impedance decreases in proportion to the specularly reflected energy and the scattered energy that falls on this detector. The impedance of the Detector 26 remains unchanged because the filter 28 removes the scattered absorption beam on reaching the detector 26 hinders. In this case there is no canceling signal as in the case of reference beam reception arises, the tap 32 is readjusted to the levels of the absorption signals supplied at the tap 32 and Modify reference signals until the ratio is restored by returning the indicator reading to the known thickness of the sample. After that remains the ratio remains unchanged for every change in the number of scattering centers in the film, due to the proportionality established at tap 32 in the relationship between the absorption and reference signals; on the indicator 28 the true display of the thickness can be read.

Eine andere bevorzugte Variante des Verarbeitungsschaltkreises 20 ist in F i g. 3 in teilweise schematischer Form und teilweise als Blockdiagramm dargestellt. In diesem FaU sind die Detektoren 18 und 26 in zwei so voneinander getrennte Detektorkreise in Reihe mn Lastwiderständen 40 bzw. 42 geschaltet Der Ausgang des Detektors 18 wird über einen Kondensator 34a und Verstärker 36a auf die eine Seite des Potentiometers 30 gegebea In ähnlicher Weise ist der Ausgang des Detektors 26 Ober einen Kondensator 346 und einen Verstärker 362> auf die andere Seite des Potentiometers 30 gegeben. Ein verschiebbarer Abgriff 32 führt die an diesem Abgriff herrschende Spannung auf den Teiler-Schaltkreis 38. dessen Ausgang auf dem Indikator 22 als Filmdicke ausgelesen und als Steuersignal für eine automatische Verarbeitung, wie bereits geschildert, verwendet werden Kann.Another preferred variant of the processing circuit 20 is shown in FIG. 3 in partially schematic Form and partially shown as a block diagram. In this FaU, detectors 18 and 26 are in two like this separate detector circuits connected in series with load resistors 40 and 42 respectively. The output of the detector 18 is connected to one side of the potentiometer 30 via a capacitor 34a and amplifier 36a Similarly, the output of detector 26 is through a capacitor 346 and a Amplifier 362> on the other side of the potentiometer 30 given. A displaceable tap 32 leads the voltage prevailing at this tap to the divider circuit 38. read out its output on the indicator 22 as film thickness and as a control signal for a automatic processing, as already described, can be used.

Die Arbeitsweise eines Kreises nach F i g. 3 ist sehr ähnlich der bereits im Zusammenhang mit F i g. 2 beschriebenen Arbeitsweise. Nach Eichung mit einer klären Filmprobe und einer Filmprobe mit Streuzentren — beide Proben haben die gleiche Dicke — sind die vom Abgriff 32 abgeleiteten Spannungen frei von der Wirkung eines durch die Gegenwart von Streuzentren hervorgerufenen Fehlers. Die Anzeige am Indikator 22 nach Verarbeitung im Teiler-Schaltkreis 38 macht eine wahre Angabe über die Dicke des gerade hergestellten Films.The operation of a circle according to FIG. 3 is very similar to that already in connection with FIG. 2 described mode of operation. After calibration with a clear film sample and a film sample with scattering centers - both samples have the same thickness - the voltages derived from the tap 32 are free of the Effect of an error caused by the presence of scattering centers. The display on the indicator 22 after processing in divider circuit 38 gives a true indication of the thickness of what has just been manufactured Films.

Im Betrieb führt das Sinken der Impedanz des Detektors 18 aufgrund der spiegelnd reflektierten und gestreuten Absorptions- sowie Reterenzstrahlen zu positiven Ausgangsspannungsimpulsen an der Verbindung dieses Detektors mit seinem Lastwiderstand 40. Der Impedanzschwund des Detektors 26 nach Maßgabe der gestreuten und registrierten Referenzstrahlen bewirkt negative Ausgangsspannungsimpulse an der Verbindung dieses Detektors und seines Lastwiderstands 42. Nach Verstärkung werden alle Impulse auf das Potentiometer 30 geführt. Die gleichzeitig gebildeten positiven und negativen R^Wenzimpulse erscheinen als sich gegenseitig aufhebende Spannungsimpulse an den beiden Enden des Potentiometers 30. Dieses Potentiometer wirkt als ein Differenzkreis, dessen Ausgang proportional zur Differenz zwischen den beiden von den Detektoren 18 und 26 gelieferten Signalen ist.During operation, the decrease in impedance leads to the Detector 18 due to the specularly reflected and scattered absorption and retentive rays positive output voltage pulses at the connection of this detector with its load resistor 40. The impedance fading of the detector 26 according to the scattered and registered reference beams causes negative output voltage pulses at the junction of this detector and its load resistor 42. After amplification, all pulses are fed to potentiometer 30. Those educated at the same time positive and negative R ^ Wenzimpuls appear as mutually canceling voltage pulses at the two ends of the potentiometer 30. This Potentiometer acts as a differential circuit, the output of which is proportional to the difference between the both of the signals provided by the detectors 18 and 26.

Wie im Falle des Kreises aus F i g. 2 ist der Effekt der Streuung bei den Referenz-Wellenlängen neutralisiert. Die Nachstellung des Abgriffs 32 am Potentiometer stellt die richtige Proportionalität zwischen den Absorptionsimpulsen und den kompensierten Referenzimpulsen wieder her. Die am Indikator 22 erhaltenen Meßwerte sind wahre Dickenangaben und im wesentlichen frei von Fehlern, die von den Streueigenschaften des Films herrühren.As in the case of the circle from FIG. 2 the effect of scattering at the reference wavelengths is neutralized. The readjustment of the tap 32 on the potentiometer provides the correct proportionality between the Absorption pulses and the compensated reference pulses. The ones obtained on the indicator 22 Measured values are true thickness specifications and are essentially free from errors that arise from the scattering properties of the film.

Das Meßgerät bietet besondere Vorteile bei einer fortlaufenden Filmherstellung: Es fängt versehentliche wie auch geplante Veränderungen in den Streueigenschaften des Films ohne Fehler auf und verlangt keine Unterbrechung der Herstellung oder des Steuersystems für eine automatische Fertigung. Unabhängig davon, ob eine ungleichmäßige Farbe aufgrund einer schlechten PigrneiUveneihjng vorliegt, ob sich die Farbintensität geplant oder ungeplant durch eine Änderung der Pigmentenzahl ändert oder ob sich die Farbe dadurch verändert, daß ein neues streuendes Pigment in den Film injiziert wird, werden Streufehler automatisch aufgehoben und wird die genaue Herstellung unveränderi fortgesetztThe measuring device offers particular advantages in a continuous film production: It catches accidental as well as planned changes in the film's scattering properties without errors and does not require any Interruption of manufacturing or the control system for automatic manufacturing. Independent of there is an uneven color due to poor pigrneiUveneihjng whether the color intensity planned or unplanned due to a change in the number of pigments or whether the color changes as a result that changed a new scattering pigment into the film is injected, spreading errors are automatically canceled and the exact manufacture is unchanged continued

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for measuring properties of a film with an infrared radiation source for generation a measuring beam having a first byellen length, its absorption in the film from the to measuring property depends, as well as a reference beam having a second wavelength, which can at least approximately not be influenced by the property to be measured, a first Detector to receive reflections directed at the front and back of the film as well as from Film diffuse in the direction of the first detector gpscattered energy and with one attached to the first Detector connected evaluation circuit for forming one of the quotients of the intensities of Measurement signal corresponding to the measurement and reference beam, characterized in that a second detector (26, 26a) only, which essentially responds only to the second wavelength is provided for receiving diffusely on the film (10) scattered IR energy, and that the second Detector (26,26a) to compensate for the influence of the scattered signals received from the first detector (18) Energy on the measurement signal to the evaluation circuit (20,22; 22,34,36,38; 22, 34a, 346, 36a, 366,38) connected.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the second detector (26, 26a) is an im essentially only for the second wavelength permeable filter (28,28a).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the first and second detectors (18 or 26, 26a) consist of radiation-sensitive resistors that are connected in series to a Voltage source are placed, and that a voltage divider tap (32) of the series circuit with the Evaluation circuit is connected.

4. Apparatus according to claim 3, characterized by a between the two detectors (18, 26, 26a) switched potentiometer (30) whose tap (32) is connected to the evaluation circuit (22,34,36,38) is.

5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the evaluation circuit for The measurement signal is generated by a divider circuit (38) and a display unit connected to it (22) contains.

6. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the evaluation circuit has a Differential stage (30, 32, 34a, 36a, 346, 366) with two inputs that each contains one of the two Detectors (18, 26, 26a) connected to one of the inputs of the differential stage (30,32,34a, 36a, 346,366) is, and that the output (32) of the differential stage via a divider circuit (38) with a display unit (22) is connected.