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Vorrichtung zur Uberwachung einer Materialbahn auf Fehlstellen Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Uberwachung einer Materialbahn auf die Remission
und/oder Reflexion eines auftreffenden Sendelichtstrahls beeinflussende Fehlstellen,
bei der ein über die Breite der Materialbahn quer zu deren Bewegungsrichtung abtastender
Sendelichtstrahl durch eine Zylinderlinse auf die Bahn konzentriert und von der
Bahn zurückgeworfenes Licht auf einen Lichtloitstab geworfen wird, an dessen Stirnseite(n)
eine bzw. zwei photoelektrische Vorrichtungen angeordnet sind.
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Es ist bereits bekannt, Materialbahnen quer zu ihrer Bewegungsrichtung
beispielsweise durch einen Laserstrahl abzutasten, wobei eine in der Nähe der Materialbahn
angeordnete, sich in Abtastrichtung
erstreckende Zylinderlinse
das Sendlicht vorzugsweise noch auf einen Punkt der Materialbahn konzentriert.
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Von der Bahn zurückgeworfenos Licht wird dann auf einen ebenfalls
parallel zur Abtastrichtung angeordneten Lichtleitstab geworfen, wie er beispielsweise
in den deutschen Offenlegungsschriften 2 115 979 , 2 150 634 und 2 312 944 beschrieben
ist.
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Derartige Lichtleitstäbe haben die Eigenschaft, daß auf ihren Mantelbereich
auftreffendes Licht durch Streuung und Totalreflexion zu an einer oder beiden Stirnseiten
vorgesehenen photoelektrischen Empfangseinrichtungen geleitet wird, wo es dann gemessen
werden kann.
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Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, die bekannten Vorrichtungen
dahingehend weiterzubilden, daß das optische System wesentlich vereinfacht wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die erfindung vor, daß das remittierte
Licht im wesentlichen entgegengesetzt der Auftreffrichtung des Sendelichtstrahls
abgenommen wird, der Sendelichtstrahl und remit tiertes Licht von entlang der Längsachse
einer Zylinderlinse geteilten Aperturen erfaßt werden und daß hinter der ersten
Zylinderlinse eine schmalere zweite Zylinderlinse angeordnet ist, die das remittierte
Licht auf den Empfangsmantelbereich des Lichtleitstabes konzentriert. In vorteilhafter
Weise wird also die für den Sendestrahl vorgesehene Zylinderlinse in doppelter eise
auch für den Empfang ausgenutzt, Aufgrund des geringen Abstandes der Sendezylinderlinse
von der Materialbahn wird auf diese Weise eine sehr gute Lichtausbeute erzielt.
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Ein für die ecke vorliegender Erfindung besonders geeigneter Lichtsendeteil
ist in der gleichzeitig eingereichten Anmeldung g] eichen Titels beschrieben, deren
Offenbarungeinhalt hiennit auch zum Gegenstand vorliegender Anmeldung gemacht wird.
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Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung
beschrieben; in dieser zeigt: Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungegemäßen
Vorrichtung, Fig. 2 eine Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Richtung des
Pfeiles II und Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der gleichen Vorrichtung.
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Nach der Zeichnung bewegt sich eine Materialbahn 12 in Richtung des
Pfeiles f unter, der optischen Vorrichtung gemäß der Erfindung hinweg.
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Ein beispielsweise gemäß der erwallnten Parallelanmeldung durch eine
Glühlampe oder Xenon-Lampe und einen Laser erzeugter Sendelichtstrahl 15 wird durch
eine sich quer zur Bewegungs^richtung f der Bahn 12 erstreckende Zylinderlinse 11,
und zwar nur durch ihren in Fig. 1 linken Teil, auf ein nen Punkt 25 der Materialbahn
12 konzentriert. Der Sendelichtstrahl 15 tastet die Materialbahn senkrecht zu ihrer
Eewegungsrichtunc, d.h. in Richtung des Doppelpfeiles F nach Fig. 2 und 3 kontinuierlich
ab.
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Die in Fig. 1 rechte Hälfte der Zylinderlinse 11 dient dazu, von der
Materialbahn 12 remittiertes Licht 17 zu empfangen
und parallel
zu richten. Die, Zylinderlines wird also durch Pupillenteilun,, für das Sende- und
Empfangslicht ausgenutzt.
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Links oberhalb der Zylinderlinse 11 ist eine weitere Zylinderlinse
20 parallel zu der erstgenannten angeordnet, welche das mit ihrem gesamten Querschnitt
empfangene parallele Lichtbündel auf den streuenden Mantelempfangsbereich 24 (Fig.
2) eines Lichtleitstabes 14 konzentriert. Gemäß Fig. 2 und 3 gelangt das auf den
Mantelbereich 24 fallende Licht durch Streuung und Totalreflexion auf zwei an den
Stirnseiten angeordnete photoelektrische Vorrichtungen 19, 18, welche z.b. Photovervielfacher
sein kannen. Zwischen den Stirnseiten des Lichtleitstabes 11 und den Photovervielfachern
13, 19 sind noch geeignete Farbfilter 21, 22 angeordnet.
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Es sei angenommen, daß der Sendelichtstrahl unter dem Winkel α
auf die Materialbahn 12 auftrifft; es wird dann unter dem entgegengesetzt gleichen
Winkel α relativ zur Senkrechten auf der Materialbahn 12 eine weitere Empfangsvorrichtung
angeordnet, die den reflektierten Anteil 15 des auftreffenden Lichtes empfängt.
Diese Vorrichtung besteht aus einer Zylinderlinse 23, die parallel zu den beiden
anderen Zylinderlinsen 11, 20 verläuft und das reflektierte Licht 15 auf den streuenden
Mantelempfangsbereich 25 eines weiteren Lichtleitstabes 13 lenkt. Dieser ist analog
dem Lichtleitstab 14 ausgebildet und trägt gemäß Fig. 5 an seinen Stirnseiten ebenfalls
Farbfilter 27, 29 und Photovervielfacher 28. Zur Darstellung der Zylinderlinse 23
ist in Fig. 3 der Photovervielfacher 30 nur durch strichpunktiert Linien angedeutet.
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Die gesamte Anordnun ist in eine aufgebrochen dargestellten Gehäuse
49 untergebracht.
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Cährcnd die Photovervielfacher 1 8, 19 am Lichtleitstab 14 ein riaß
für ds Remissionsvermögen der vo Sendelichtstrahl getroffenen Fehlerstelle 2S der
Materialbahn 12 liefern, kann von den photoelektrischen Vorrichtungen 28, 30 an
den Stirnseiten des Lichtleitstabes 13 ein Signal abgenoriiiiien werden, das für
das Reflexionsvermögen der Stelle 26 repräsentativ ist.
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Bei Anordnung nur eines Photovervielfachers z.B. 18, 28 an jedem Lichtleitstab
stehen somit zwei elektrische Signale zur Verfügung, nämlich ein Remissionssignal
und ein Reflexionssignal. Hierdurch ist eine dilferenzierte Aussage über den Charakter
des festgestellten Fehlers 26 möglic-h..
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Bevorzugt werden jedoch an beiden Enden jedes der beiden Lichtleitstäbe
13, 14 Photovervielfacher 18, 19 bzw. 28, 30 verwendet, welche z.B. durch vorgeschaltete
Farbfilter 21, 22 bzw. 27, 29 für verschiedene Spektralbereiche empfindlich sind.
Hierdurch kann man nun auch noch das Remissions- bzw. Reflexionsvermögen in den
verschiedenen Spektralbereichen (z+B. rot und grün) feststellen. Insgesamt stehen-also
vier elektrische Signale für die Charakterisierung der abgetasteten Fehlerstelle
26 zur Verfügung.
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Die optische Kombination der dargestellten Zylinderlinsen und Lichtleitstäbe
gestattet besonders in der Achsrichtung K große Empfangswinkel (-aperturen), die
sich auch auf das Struktursignal der gesamten Empfangseinrichtung günstig auswirken.
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Für die Erkennung von Farbunterschieden können die Photovervielfacher
18, 19 bzw. 28, 30 an den beiden Stirnseiten der Lichtleitstäbe 13 und/oder 14 auch
unterschiedlich farbempfindliche Kathoden aufweisen. Hierdurch kann die weitere,
spektrale Differenzierung erfolgen. Mit den dargestellten
Farbfiltern
21, 22 bzw. 27, 29 kann das auf die Photovervielfacher gelangende Licht bezüglich
seiner spektralen ZusammensetzunJ in einen günstigen Bereich verlegt werden.
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- Patentansprüche -