DE2541261A1

DE2541261A1 - Verfahren und vorrichtung zur ueberwachung der belegung textiler unterlagen mit kunstharz

Info

Publication number: DE2541261A1
Application number: DE19752541261
Authority: DE
Inventors: Josef Hann
Original assignee: HESTRONIC VERTRIEBS ANSTALT
Current assignee: HESTRONIC VERTRIEBS ANSTALT
Priority date: 1975-09-16
Filing date: 1975-09-16
Publication date: 1977-03-17

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Ueberwachung der Belegung textiler Unterlagen mit Kunstharz Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ueberwachung der punktförmigen oder kontinuierlichen Belegung textiler Unterlagen mit Kunstharz sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
An bekannten Beschichtungs- und Kaschieranlagen wird die Belegung der belegten Stoffbahnen visuell durchgeführt.
Bei Punktbeschichtung wird die Stoffbahn mit einer Quarzlampe beleuchtet und eine Person kontrolliert die Stoffbahn und markiert visuell festgestellte Fehlbeschichtungen manuell mittels eines Stiftes am Rand der Stoffbahn.
Zweck dieser Erfindung ist den angeführten Nachteil zu beheben.
Es stellt sich somit die Aufgabe ein Verfahren zur Ueberwachung der punktförmigen oder kontinuierlichen Belegung textiler Unterlagen mit Kunstharz zu schaffen, nach welchem die Belegung der Stoffbahn automatisch überwacht wird und Fenlbelegungen automatisch angezeigt und angezeichnet werden können, so dass die Anwesenheit einer Person zur Kontrolle überflüssig wird.
Das Verfahren ist erfindungcgem2ss dadurch gekennzeichnet, dass die belegte textile Unterlage kontinuierlich abgetastet wird, dass ein erstes die Verteilung der Belegung kennzeichnendes elektrisches Signal und ein zweites das Gewicht der Belegung kennzeichnendes elektrisches Signal erzeugt wird und ein Ist/Sollwertvergleich für die Verteilung und das Gewicht durchgeführt wird, um bei einer bestimmten Sollwertabweichung ein akustisches und optisches Signal zu erzeugen.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist erfindungsgemäss gekennzeichnet durch mindestens einen Messkopf mit einer Messkapazität und einer Messeinrichtung durch mindestens eine Spannungsquelle zur Speisung der Messkapazität welche mit der Messeinrichtung verbunden ist; wobei die Messkapazität aus einer ersten und einer zweiten plattenförmigen Elektrode besteht, die in einem bestimmten Abstand zueinander parallel, gegenüberliegend angeordnet sind und zwischen welchen die textile Unterlage durchläuft und ein elektrisches Feld aufgebaut wird und wobei die Messeinrichtung die durch die durchlaufende belegte textile Unterlage verursachte Feldstärkenänderung misst und in Abhängigkeit von dieser Aenderung ein Istwertsignal erzeugt, durch einen an die Messeinrichtung angeschlossenen Messschaltkreis zur Durchführung des Ist/Sollwertvergleiches für die Verteilung, durch einen an die Messeinrichtung angeschlossenen Messverstärker zur Durchführung des Ist/Sollwertvergleiches für~Gewieht und durch -Auswerteinrichtungen, die mit dem Messschaltkreis und dem Messverstärker verbunden sind, um die Ausgangssignale aus dem Messschaltkreis und dem Messverstärker auszuwerten.
Es ist von Vorteil, wenn der Messkopf mehrere in einer Reihe nebeneinander angeordnete Messkapazitäten und Messeinrichtungen aufweist, dass zwei Spannungsquellen vorgesehen sind, die abwechselnd mit einer Messeinrichtung verbunden sind, um zwei benachbarte Messkapazitäten mit einer anderen HF-Spannung zu versorgen, wobei die erste Elektrode eine gemeinsame Elektrode für alle Messkapazitäten und die zweite Elektrode jeweils für eine Messkapazität ausgelegt ist, dass jeder Messeinrichtung ein Messschaltkreis zur Durchführung des Ist/ sollwertvergleichs für die Verteilung der Belegung nachgeschaltet ist, dass zu allen Messeinrichtungen ein Messverstärker zur Durchführung des Ist/Sollwertvergleichs für das Gewicht der Belegung parallel geschaltet ist und dass Auswerteinrichtungen vorgesehen sind, um die Ausgangssignale aus den Messschaltkreisen und dem Messverstärker auszuwerten.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemässen Vorrichtung, Fig. 2 einen Schnitt durch den Messkopf, Fig. 3 ein Schema einer erfindungsgemässen Messeinrichtung zur Messung der Feldstärkenänderung, Fig. 4 und 5 Schemata eines Leitungsverstärkers und -empfängers zur verlustfreien Uebertragung der Messignale, Fig. 6 ein Schema eines erfindungsgemässen Messschaltkreises mit einer Kontrollschaltung zur Erzeugung des die Verteilung kennzeichnenden Istwertsignals und nachgeschalteten Komparator, und Fig. 7 ein Blockschema der Steuerlogik der Kontrollschaltung.
Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist die erfindungsgemässe Vorrichtung in einen Messkopf 1 und ein Steuergerät 2 unterteilt. Der Messkopf 1 weist mehrere Messkapazitäten 3 auf, die aus zwei gegenüberliegend angeordneten Elektroden besteht und zwischen welchen die textile Unterlage geführt wird, und mehrere re Messeinrichtungen 4 auf, wobei jeder Messkapazität 3 eine Messeinrichtung 4 zugeordnet ist.
Jeder Messeinrichtung ist ein Leitungsverstärker (nicht dargestellt) zur Uebertragung des Messignals an das Steuergerät 2 zugeordnet.
Im Steuergerät 2 sind am Eingang mehrere Leitungsempfänger i; mit je zwei Ausgängen vorgesehen, wobei ein Ausgang parallel an einen Messverstärker 5 geschaltet ist und der andere Ausgang jeweils an eine Messkreisschaltung 6 angeschlossen ist.
Der Messverstärker 5 misst das Gewicht der Belegung in gr/m gemittelt über die gesamte Breite der zu messenden textilen Unterlage. In diesem Verstärker 5 wird dabei auch die Dielektrizitätskonstante Er des aufgebrachten Kunststoffes mittels eines verstellbaren Widerstandes 51 korrigiert. Darnach gelangt der Messwert sowohl an in einer Auswerteinrichtung eingebautes Instrument zur Anzeige, als auch an je einen Strom- und Spannungsausgang zur externen Anzeige bzw. Registrierung. Parallel dazu wird dem Messwert eine Ueberwachungseinheit 9 zugeführt, die jegliche Abweichung eines vorgegebenen Sollwertes in ein Alarmsignal umwandelt.
Die Messkreisschaltung 6 misst die Verteilung der Belegung über die gesamte Breite der zu messenden textilen Unterlage. Das aus der Messkreisschaltung 6 kommende Signal wird von einer Ueberwachungseinrichtung 10 überwacht. In dieser durch einstellbare Widerstände lo,l 10,2 10,3 werden die Dielektrizitätskonstante ( Fr ) des Kunststoffes das Gewicht der Belegung (gr/m2) korrigiert und der Sollwert für die Verteilung der Belegung eingestellt. In der nachgeschalteten Auswerteinrichtung sind Ueberwachungseinheiten vorgesehen welche die in der Ueberwachungseinrichtung erzeugten Signale für die anzusteuernden Geräte, wie Glocke, Lampe, Schreiber, Markierungseinrichtung usw. aufbereitet. Die Alarmgebung erfolgt über einen Alarontakt, der sowohl auf Fehler in der Verteilung und im Gewicht der Belegung anspricht. Der Schreiber registriert nur Verteilungsfehler. Weiter ist je ein Anschluss für einen weiteren Schreiber vorgesehen, wobei ein Anschluss einen Verteilungsfehler signalisiert während der andere sowohl einen Verteilungsfehler als auch einen Fehler im Gewicht der Belegung signalisiert.
Ferner sind im Steuergerät 2 zwei HF-Spannungsquellen 7,8 für den Messkopf 1 vorgesehen.
Im folgenden werden die erfindungswesentlichen Teile der Vorrichtung näher beschrieben.
Der in Fig. 2 im Schnitt dargestellte Kesskopf 1 weist einen T-Träger 11 auf an dessen Stirnseiten zwei Halteplatten 12 angeordnet sind. An den Halteplatten 12 ist oberhalb des T-Trägers 11 einen Doppel-T-Träger 13 befestigt, dessen Stegkanten parallel zum Balken 14 des T-Trägers 11 verlaufen. An jeder dem Balken 14 zugewandten-Steigkante des Doppel T-Trägers 13 ist ein erster Schenkel 15 eines Z-Winkelprofils 16 angeschraubt, derart, dass die zweiten Schenkel 17 zueinander weisen. An den ersten Schenkeln 15 ist auf der Schenkelfläche aufliegend eine Abschirmung 18 aus Kupfer und in einem Abstand zu dieser ein Print 19, auf welchem die Messeinrichtung 4 aufgebaut ist, aufgeschraubt.
In den Balken 14 des T-Trägers 11 ist eine Metallplatte 20 bündig mit der Oberfläche des Balkens über die gesamte Trägerlänge eingelegt und mit geeigneten Mitteln befestigt. An den zweiten Schenkeln 17 der Z-Profilabschnitte ist ein Print 21 eingelassen, derart, dass eine Printseite in einem bestimmten Abstand parallel zur Oberfläche des Balkens 14 angeordnet ist. Auf dieser Printseite ist eine Kupferschicht 22 aufgetragen, welche über eine Leitung 23 mit der Messeinrichtung 4 verbunden ist. Die in den Balken 14 eingelegte Metallplatte 20 und die dieser zugewendeten Kupferschicht 22 gleicher Breite bilden die Messkapazitäten 3.
Zwischen der Metallplatte oder ersten Elektrode 20 und der Kupferschicht oder zweiten Elektrode 22 wird die textile Unterlage in Richtung des Pfeiles "A" durchgeführt.
Der Messkopf 1 übernimmt die Aufgabe die Belegung der textilen Unterlage zu messen und in ein proportionales elektrisches Signal umzuwandeln. Da die Auflösung der Messung relativ gross sein muss, wurde das Messfeld in Einheiten à 10 cm unterteilt. Diese werden über die gesamte Breite des Stoffes aneinandergereiht. Ein für Stoffbahnen von 1 m Breite ausgelegter Messkopf enthält somit 10 von einander unabhängige Messkapazitäten 3. In der Laufrichtung des Stoffes ist die Abmessung des Feldes 1 cm. Daraus folgt, dass jeder Mess-2 kopf eine Fläche von 10 cm kontinuierlich misst.
Um die gesamte Breite der textilen Unterlage erfassen zu können müssen die einzelnen Messkapazitäten in einer nahezu lückenlosen Reihe im Messkopf 1 angeordnet werden. Dadurch wird jedoch die gegenseitige Beeinflussung zweier nebeneinander angeordneter Messkreise bestehend aus Messkapazität 3 und Messeinrichtung im Messkopf 1 sehr gross.
Aus diesem Grund werden zwei Messfrequenzen, welche von den HF-Spannungsquellen 7,8 erzeugt werden, eingeführt, wobei die eine Messfrequenz für die ungradzahligen Messeinrichtungen 4 und die andere Messfrequenz für die gradzahligen Messeinrichtungen verwendet werden. Um die Beeinflussung durch die Nachbarfrequenz zu vermeiden werden in jeder Messeinrichtung 4 Quarzfilter Q1 verwendet.
Die Schaltung der Messeinrichtung ist aus Fig. 3 ersichtlich. Um die durch das überwachende Material verursachte Feldänderung in ein proportionales elektrisches Signal umzuwandeln, wird aufgrund der geringen Feldänderung und kleinen Kapazitäten die Umwandlung mittels der in der HF-Spannungsquelle 7,8 erzeugten Hochfrequenzspannung durchgeführt. Da die durch die Belegung hervorgerufene Feldänderung auch indirekt den Wert der Messkapazität 3 verändert ist die an dieser anliegende HF-Spannungsamplitude ein Mass für die Dicke des zwischen die Elektroden 20,22 eingeführten Mediums.
Die Messeinrichtung 4 weist über eine 50-Ohm Koaxialleitung 31 einen mit der HF-Spannungsquelle 7,8 und der zweiten Elektrode 22 verbundenen'Messkreis 32, einen Messverstärker 33 auf, der aus dem Quarzfilter Q1 besteht und über einen Impedanzwandler T1,T2 an den Messkreis 32 gekoppelt ist, um eine Rückwirkung wegen der relativ hochohmigen HF-Spannung die an der Messkapazität. 3 anliegt, zu vermeiden.
Um den Einfluss der textilen Unterlage kompensieren zu können, wurde eine Varicap-Diode D1 zur Messkapazität 3 in Serie geschaltet. Ferner hat der Messkreis 31 einen Anschluss 34 an welchem eine variable Gleichspannung angelegt wird, um die Messkapazität 3 zu kompensieren, derart, dass nur die Belegung auf der textilen Unterlage gemessen wird. Dem Messverstärker 33 ist eine Detektorschaltung 35 nachgeschaltet die einen Transistor T3 zur Verstärkung des Signals und einem Gleichrichter D3 aufweist, durch welchen das Signal gleichgerichtet wird, so dass ein zur Aenderung proportionales Gleichspannungsmessignal am Ausgang der Messeinrichtung 4 erscheint.
Dieses Gleichspannungssignal wird einem Leitungsverstärker, der der Messeinrichtung 4 nachgeschaltet ist zugeführt. Der in Fig. 4 dargestellte Leitungsverstärker weist einen Verstärker IC 1 zur Verstärkung des Gleichspannungsmesssignals und einen in Serie geschalteten Widerstand R 28 aufzug das Messsignal als Strom an eine Messleitung 36 zum Steuergerät abzugeben.
Im Steuergerät 2 sind Leitungsempfänger (Fig. 5) angeordnet, die die aus der Messleitung 36 ankommenden Signale verstärken und das Signal über eine Leitung 37 an den Messverstärker 5 und über eine Leitung 38 an die Messkreisschaltung 6 weiterleitet. In den Abgängen der Leitungser.pfänger ist ein Schalter 51 angeordnet, mit welchem die einzelnen Messkapazitäten 3 abgeschaltet werden können.
Im folgenden ist die erfindungsgemässe Messkreisschaltung mit Bezug auf Fig, 6 näher beschrieben. Das aus der Leitung 38 kommende Messstromsignal wird durch den Verstärker IC 1 des Leitungsempfängers und einen ersten Verstärker IC 2 in der Messkreisschaltung verstärkt und in eine Spannung umgewandelt. Dem ersten Verstärker IC2 ist ein Kondensator C 7 nachgeschaltet, an dem die Spannung anliegt.
Erscheint ein Messignal am Ausgang der Verstärkerschaltung IC 3, IC 4, so schaltet der Komparator IC 5, und durch die Steuerlogik (Fig. 7) wird verhindert, dass der Transistor T1 leitend werden kann. Gleichzeitig wird der Transistor T2 gesperrt und der Transistor T3 eingeschaltet, so dass der Integrator IC 6 zurückgestellt wird.
In Fig. 7 ist die Steuerlogik dargestellt. Die Logik wird durch NAND-Gatter realisiert. Da die Funktion der Kontrollschaltung 40 in Zusammenhang mit Fig. 6 bereits beschrieben wurde, wird auf eine detailierte Beschreibung verzichtet.
An den Kondensator C 7 ist in Serie eine Verstärkerschaltung IC 3, IC 4 angeschlossen zu der ein Transistor T1 parallel geschaltet ist. Der Ausgang der Verstärkerschaltung IC3, 104 ist mit einem Komparator IC5, der in der Ueberwachungseinheit (ACG) angeordnet ist, und mit einer Kontrollschaltung 40 verbunden. Da der Transistor Tl gesperrt ist, wird die Messspannungsamplitude von C 7 vollständig und ohne Fehler auf den sehr hochohmigen Eingang der Verstärkerschaltung IC 3, IC 4 übertragen und die Messspannung nochmals verstärkt. Diese Messspannung, welche das Istwertsignal der Verteilung der Belegung darstellt wird dann dem Komparator IC 5 zugeführt.
Damit auch sehr kleine Messspannungen ausgewertet werden können, muss die Nullpunktstabilität von IC 3 und IC 4 sehr gross sein und der Kondensator C 7 darf sich nicht aufladen. Damit dies gewährleistet ist, wurde die Kontrollschaltung eingebaut, welche aus einer Steuerschaltung 41 und einer Steuerlogok 42, welche in Fig. -7 dargestellt ist, besteht.
Die Steuerschaltung besteht im wesentlichen aus einem Integrator IC 6 und einem ersten und zweiten Komparator IC 7 IC 8, die parallel zueinander geschaltet sind und über einen Transistor T2 an den Ausgang der Verstärkerschaltung IC 3, IC 4 angeschlossen sind.
Lädt sich der Kondensator C 7 auf, so erscheint am Ausgang der Verstärkerschaltung IC 3, IC 4 eine Spannung Diese Spannung wird vom Integrator IC 6 verstärkt. Da die Integration durch den Kondensator 13 keine schnelle Aenderung zulässt, erscheint am Ausgang des Integrators IC 6 nur die Driftspannung des Verstärkers und nicht die Hessspannung.
Steigt nun die Spannung am Ausgang des Integrators 10 6 über einen bestimmten Wert an, so schaltet entweder der erste oder zweite Komparator IC 7, IC 8 über die Steuerlogik den Transistor T1 ein, wodurch der Kondensator C 7 wieder entladen wird.

Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Ueberwachung der punktförmigen oder kontinuierlichen Belegung textiler Unterlagen mit Kunstharz, dadurch gekennzeichnet, dass die belegte textile Unterlage kontinuierlich angetastet wird, dass ein erstes die Verteilung der Belegung kennzeichnendes elektrisches Signal und ein zweites das Gewicht der Belegung kennzeichnendes elektrisches Signal erzeugt wird und ein Ist/Sollwertvergleich für die Verteilung und das Gewicht durchgeführt wird, um bei einer bestimmten Sollwertabweichung ein akustisches und optisches Signal zu erzeugen.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Signal kontinuierlich angezeigt und registriert wird.
3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ueberschreiten des bestimmten Wertes beim Ist/Sollwertvergleich der Rand der textilen Unterlage mit einer Markierung versehen wird.
4. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei punktförmiger Belegung die Anzahl der Belegungspunkte pro Flächeneinheit festgestellt wird.
5. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei kontinuierlicher Belegung ein Mittelwert für die Schichtdicke der Belegung festgestellt wird.
6. Vorrichtung zur durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1 - 5, gekennzeichnet durch mindestens einen Messkopf (1) mit einer Messkapazität (3) und einer Messeinrichtung (4), durch mindestens eine Spannungsquelle (7,8) zur Speisung der Messkapazität (3); welche mit der Messeinrichtung (w) verbunden ist; wobei die Messkapazität (3) aus einer ersten und einer zweiten plattenförmigen Elektrode (20,22) besteht, die in einem bestimmten Abstand zueinander parallel, gegenüberliegend angeordnet sind und zwischen welchen die textile Unterlage durchläuft und ein elektrisches Feld aufgebaut wird und wobei die Messeinrichtung (4 ) die durch die durchlaufende belegte textile Unterlage verursachte Feldstärkenänderung misst- und in Abhängigkeit von dieser Aenderung ein Istwertsignal erzeugt, durch einen an die Messeinrichtung (4 ) angeschlossenen Nessschaltkreis (6) zur Durchführung des Ist/Sollwertvergleiches für die Verteilung, durch einen an die Messeinrichtung (4) angeschlossenen Messverstärker (5) zur Durchführung des Ist/ Sollwertvergleiches für das Gewicht und durch Auswerteinrichtungen, die mit dem Messschaltkreis (6) und dem Messverstärker verbunden sind, um die Ausgangssignale aus dem Messschaltkreis (6) und dem Messverstärker (5) auszuwerten.
7. Vorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsquelle (7,8) eine HF-Spannungsquelle mit festeingestellter Frequenz ist.
8. Vorrichtung-nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (4) aus einem Messkreis (32), der mit der Spannungsquelle (7,8) und der zweiten Elektrode (22) verbunden ist, einem Messverstärker (33), der einen Quarzfilter (Q1) aufweist und über einen Impendanzwandler (T1,T2) an den Messkreis (32) gekoppelt ist, um eine Rückwirkung zwischen Messkapazität (3) und Quarzfilter (Q1) zu vermeiden, und einer dem Messverstärker (33) nachgescnalteten Detektorschaltung (35) zur Erzeugung eines Gleichspannungsmessignals, welches dem Leitungsverstärker zugeführt wird, besteht.
9. Vorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Messkreisschaltung (6) ein kapazitives Glied (C 7), das einem Wechselspannungsverstärker (IC 2) nachgeschaltet ist, eine dem kapazitiven Glied (C 7) nachgeschaltete Verstärkerschaltung ( IC 6, IC 7) und eine am Ausgang der Verstärkerschaltung ( IC 6, IC 7 ) angeschlossene Kontrollschaltung (40), die einen Steuerschaltkreis (41) und eine Steuerlogik (42) umfasst, aufweist, um die Aufladung des kapazitiven Gliedes (C 7) zu verhindern.
10. Vorrichtung nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Transistor (T1) parallel zu der Verstärkerschaltung (IC 3, IC 4) geschaltet ist, um das kapazitive Glied (C 7) zu entladen, wobei der Transistor (T1) durch die Steuerlogik (42) geschaltet wird.
11. Vorrichtung nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerschaltkreis (41) einen Integrator (IC 6), der die durch die Aufladung des kapazitiven Gliedes (C 7) bewirkte Spannung am Ausgang der Verstärkerschaltung (IC 3, IC 4) integriert, zwei Komparatoren ( IC 7, IC 8), die in Abhängigkeit eines bestimmten Wertes der Ausgangsspannung des Integrators (IC 6) über die Steuerlogik (42) den Transistor (T1) schalten, und zwei Transistoren (12,T3) aufweist, welche den Integrator (IC 6) zurückstellen.
12 Vorrichtung nach Patentanspruch 6 - 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Messkopf (1) mehrere in einer Reihe nebeneinander angeordnete Messkapazitäten (3) und Messeinrichtunge (4) aufweist, dass zwei Spannungsquellen (7,8) vorgesehen sind, die abwechselnd mit einer Messeinrichtung (4) verbunden sind, um zwei benachbarte Messkapazitäten (3) mit jeweils einer anderen HF-Spannung zu versorgen, wobei die erste Elektrode 20) eine gemeinsame Elektrode für alle Messkapazitäten (3) und die zweite Elektrode 22) jeweils für eine Messkapazität (3) ausgelegt ist, dass jeder Messeinrichtung ein Messschaltkreis (6) zur Durchführung.des Ist/Sollwertvergleiches für die Verteilung der Belegung nachgeschaltet ist, dass zu allen Messeinrichtungen (4) ein Messverstärker (5) zur Durchführung des Ist/Sollwertvergleiches für das Gewicht der Belegung parallel geschaltet ist und dass Auswerteinrichtungen vorgesehen sind, um die Ausgangssignale aus den Messschaltkreisen (6) und dem Messverstärker (5) auszuwerten. L e e r s e i t e