DE2602970B2 - Device for monitoring a material web for defects - Google Patents

Device for monitoring a material web for defects

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DE2602970B2 DE19762602970 DE2602970A DE2602970B2 DE 2602970 B2 DE2602970 B2 DE 2602970B2 DE 19762602970 DE19762602970 DE 19762602970 DE 2602970 A DE2602970 A DE 2602970A DE 2602970 B2 DE2602970 B2 DE 2602970B2
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Description

in den F i g. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung.in fig. 1 and 2 shown device.

Nach der Zeichnung bewegt sich eine Materialbahn 12 in Richtung des Pfeiles / unter der optischen Vorrichtung gemäß der Erfindung hinweg.According to the drawing, a material web 12 moves in the direction of the arrow / below the optical Device according to the invention away.

Ein durch einen Laser erzeugter scharf gebündelter Sendelichtstrahl 15 wird durch eine sich quer zur Bewegungsrichtung / der Bahn 12 erstreckende Zylinderlinse 11, und zwar nur durch ihren in Fig. 1 linken Teil, auf einen Punkt 26 der Materialbahn 12 konzentriert Der Sendelichtstrahl 15 tastet die Materialbahn senkrecht zu ihrer Bewegungsrichtung, d. h. in Richtung des Doppelpfeiles Fnach F i g. 3 kontinuierlich ab.A sharply bundled transmitted light beam 15 generated by a laser is transverse to the Direction of movement / the path 12 extending cylinder lens 11, namely only through its in FIG. 1 left part, concentrated on a point 26 of the material web 12. The transmitted light beam 15 scans the material web perpendicular to their direction of movement, d. H. in the direction of the double arrow F to F i g. 3 continuously away.

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 Zylinderlinse wird also durch Pupillenteilung für das Sende- und Empfangslicht ausgenutzt Links oberhalb der Zylinderlinse 11 ist eine weitere Zylinderlinse 20 parallel zu der erstgenannten angeordnet, weiche das mit ihrem gesamten Querschnitt empfangene parallele Lichtbündel auf den Empfangsmantelbereich 24 (F i g. 1 und 2) eines Lichtleitstabes 14 konzentriert Diametral gegenüber dem Empfangsmantelbereich 24 befindet sich eine streifenförmige Stufenspiegelanordnung 53, welche sich zumindest über die gesamte Länge des Abtastbereiches des Lichtleitstabes 14 erstreckt Die Breite der Stufenspiegelanordnung 53 ist derart daß sie noch ohne weiteres optisch dicht an der Mantelfläche des Lichtleitstabes 14 befestigt werden kann und das durch die Zylinderlinse 20 und durch den Lichtleitstab 14 selbst gebrochene Licht weitgehend vollständig empfängt Die Stufenspiegelanordnung 54 besteht aus einzelnen aneinandergesetzten Elementarspiegeln, welche das gemäß Fig.2 senkrecht zur Stabachse auftreffende Licht unter einem solchen Winkel * zur Stabachse reflektieren, daß es unter einem Winkel der Totalreflexion auf die Oberfläche des Lichtleitstabes 14 auftrifft Durch Hin- und Herreflektieren gelangt das Licht somit bis zu der in F i g. 2 rechten Stirnseite des Lichtleitstabes 14, wobei ein Photoempfänger 18 zur Aufnahme des aus der Stirnseite austretenden Lichtstromes angebracht ist Es ist auch möglich, daß die Flanken 55 der Stufenspiegelanordnung 53 als Spiegel ausgebildet sind, wobei die Neigung der Spiegel 55 gleich und symmetrisch zu der der Spiegel 54 ist In diesem Fall wird also eine dachförmige Anordnung gewählt, im Gegensatz zu der in Fig. 2 wiedergegebenen Sägezahnanordnung. Bei einer dachförmigen Stufenspiegelanordnung 53 gelangt auch Licht an die andere Stirnseite des Lichtleitstabes 14, wo gegebenenfalls ein weiterer Photoempfänger 19 oder ein Planspiegel angeordnet sein kann, der auch das zur in F i g. 2 linken Stirnseite gelangende Licht zur gegenüberliegenden Stirnseite zurückwirftThe right half of the cylindrical lens 11 in FIG. 1 is used to receive light 17 remitted by the material web 12 and to direct it in parallel. The cylinder lens is therefore used by pupil division for the transmitted and received light. Left above the cylindrical lens 11 is another cylindrical lens 20 parallel to that the former arranged, soft the parallel light beam received with its entire cross section on the receiving cladding area 24 (F i g. 1 and 2) of a light guide rod 14 concentrated diametrically opposite the receiving jacket area 24 is a strip-shaped stepped mirror arrangement 53, which at least over the entire length of the scanning area of the light guide rod 14 extends the width of the Step mirror arrangement 53 is such that it is still optically close to the outer surface of the Light guide rod 14 can be attached and through the cylinder lens 20 and through the light guide rod 14 itself receives refracted light largely completely. The stepped mirror arrangement 54 consists of individual side-by-side elementary mirrors which, according to FIG. 2, are incident perpendicular to the rod axis Reflect light at such an angle * to the rod axis that it is at an angle of total reflection strikes the surface of the light guide rod 14 By reflecting back and forth, the light thus arrives up to the in FIG. 2 right end face of the light guide rod 14, with a photoreceiver 18 for receiving the from It is also possible that the flanks 55 of the Stepped mirror arrangement 53 are designed as a mirror, the inclination of the mirror 55 being the same and symmetrical to that of the mirror 54. In this case, a roof-shaped arrangement is chosen, in In contrast to the sawtooth arrangement shown in FIG. With a roof-shaped stepped mirror arrangement 53 light also reaches the other end face of the light guide rod 14, where a further photoreceiver 19 or a plane mirror can be arranged, which also has the for in F i g. 2 left Light reaching the front side reflects back to the opposite front side

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (3)

ρ ... ches des Lichtleitstabes (DE-OS 19 41905) möglichst ratentansprucne. yiel Ucht untef winkeln der Totalreflexion in den ) untef winkeln der Totalreflexion in denρ ... ches of the light guide rod (DE-OS 19 41905) as possible ratentansprucne. yiel Ucht lower angles of total reflection in the) lower angles of total reflection in the 1. Vorrichtung zur Überwachung einer bewegten Lichtleitstab hineinzubrechen. Hierfür sind jedoch Materialbahn auf Fehlstellen wiederum teure Gläser mit überdurchschnittlich hohen mit einer Einrichtung a:ur Erzeugung eines quer über s Brechungsindizes erforderlich.1. Device for monitoring a moving light guide rod to break into it. For this, however, are On the other hand, material web on imperfections is expensive glasses with above-average highs with a device a: required for generating a across s refractive index. die Materialbahn wandernden Abtastlichtstrahls, Bei einer Spiegelreflexkamera (DE-AS 12 36 924) ist mit einer in einem ersten Teil ihrer Apertur von dem es bereits bekannt, daß in einem aus einem Stück oder Abtastlichtstrahl durchsetzten Zylinderlinse zur mehreren Stücken bestehenden flachen Strahlentei-Konzentrierung des Abtastlichtstrahls auf die lungskörper ein zusammenhängendes, prismatisches, Materialbahn, io teilverspiegeltes Linienraster rechtwinklig zur Lichtmit einer das durch einen zweiten Teil der Apertur richtung eingeschlossen und an mindestens einer der Zylinderlinse remittierte Licht empfangenden parallel zum Sucherstrahlengang liegenden Lichtausphotoelektrischen Detektoranordnung, die einen trittsfläche des Strahlenteilungskörpers eine Photozelle parallel zur Zylinderlinse ausgerichteten Lichtleit- angeordnet ist Hierdurch wird ein Teil des in den stab mit einem photoelektrischen Wandler an 15 Strahlenteilungskörper eintretenden Lichtes unter Winwenigstens einer Stirnfläche umfaßt, dadurch kein der Totalreflexion zur gegenüberliegenden Wand gekennzeichnet, daß der Lichtleitstab (14) in und von dort zur Photozelle gelenkt Nachteilig an einem dem Auftreffbereich (24) des remittierten dieser Anordnung ist, daß die Breite des Strahlentei-Lichts diametral gegenüberliegenden Bereich seiner lungskörpers so begrenzt sein muß, daß die reflektierten Oberfläche mit einer streifenförmigen Stufenspiege- 20 Strahlen nach einer Totalreflexion die Photozellen !anordnung (53) versehen ist, weiche im wesentli- erreichen und nicht erneut auf das Linienraster fallen, chen senkrecht zur Achse des Lichtleitstabs (14) weil sie sonst nicht mehr unter Totalreflexionswinkeln einfallendes Licht auf die Innenwand des Lichtleit- in den Körper zurückgeworfen werden würden, stabs unter Winkeln !reflektiert, für die Totalrefle- Schließlich ist es schon vorgeschlagen worden xion eintritt, und eine optische Einrichtung (14, 20) 25 (DE-OS 24 33 682), zur Vereinfachung des optischen zur Konzentration des remittierten Lichts auf der Systems und der Erzielung einer guten Lichtausbeute Stufenspiegelanordnung (53) vorgesehen ist die Apertur der von der Materialbahn angeordnetenthe web of material wandering the scanning light beam, in the case of a reflex camera (DE-AS 12 36 924) with one in a first part of its aperture of which it is already known to be in one piece or Scanning light beam penetrated by a cylindrical lens for several pieces of flat beam partial concentration of the scanning light beam on the lung body a coherent, prismatic, Material web, partially mirrored line grid at right angles to the light with a direction enclosed by a second part of the aperture and at least one the cylindrical lens remitted light receiving light parallel to the viewfinder beam path lying photoelectric detector arrangement, which a stepping surface of the beam splitting body a photocell is arranged parallel to the cylinder lens aligned light guide rod with a photoelectric converter on 15 beam splitting body entering light under Win at least one end face, thus no total reflection to the opposite wall characterized in that the light guide rod (14) is directed in and from there to the photocell, which is disadvantageous one of the impingement area (24) of the remitted arrangement of this type is that the width of the radiant partial light diametrically opposite area of its lung body must be limited so that the reflected Surface with a stripe-shaped stepped mirror 20 rays after a total reflection the photocells ! arrangement (53) is provided, which essentially reach and do not fall on the grid of lines again, Chen perpendicular to the axis of the light guide rod (14) because otherwise they are no longer under total reflection angles incident light on the inner wall of the light guide would be reflected back into the body, stabs at angles! reflected, for total reflection, after all, it has already been proposed xion occurs, and an optical device (14, 20) 25 (DE-OS 24 33 682), to simplify the optical to concentrate the reflected light on the system and to achieve a good light output The stepped mirror arrangement (53) provided is the aperture of the material web 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Zylinderlinse in einen Sende- und Empfangsteil zu zeichnet, daß die optische Einrichtung von dem unterteilen. Das Empfangslicht wird dabei auf einen Lichtleitstab (14) selbst gebildet ist, dessen Oberflä- 30 Lichtleitstab gelenkt, der das empfangene Licht unter chenkrümmung und Brechungsindex zur Konzentra- Winkeln der Totalreflexion zu an einer oder beiden tion des remittierten Lichts auf die Stufenspiegelan- Seiten angeordneten Photoempfängern weiterleitet Ordnung (53) geeignet gewählt sind. Auch hier ist die Lichtausbeute aufgrund des relativ2. Apparatus according to claim 1, characterized in a cylinder lens in a transmitting and receiving part draws that the optical device of the subdivide. The received light is on one Light guide rod (14) itself is formed, the surface of which is guided 30 light guide rod, which subdues the received light curvature and refractive index to the concentration angles of total reflection to one or both tion of the remitted light to the photo receivers arranged on the stepped mirror sides Order (53) are chosen appropriately. Again, the light output is relative due to the 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch geringen, unter Winkeln der Totalreflexion in den Stab gekennzeichnet, daß die optische Einrichtung eine 35 gelangenden Lichtes relativ gering.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized by low, at angles of total reflection in the rod characterized in that the optical device a 35 reaching light is relatively small. vor dem Lichtleitstab (14) angeordnete und sich Das Ziel der Erfindung besteht somit darin, einearranged in front of the light guide rod (14) and the object of the invention is therefore to provide a parallel zu diesem erstreckende weitere Zylinderlin- Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zuparallel to this extending cylindrical linear device of the type mentioned se (20) umfaßt schaffen, bei der ein wesentlich größerer Teil desse (20) includes create in which a much larger part of the Eintrittslichtes unter Winkeln der Totalreflexion in denEntrance light at angles of total reflection in the 40 Lichtleitstab gelenkt wird, ohne daß die Länge des40 light guide rod is steered without reducing the length of the Stabes begrenzt werden muß.Rod must be limited. Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnendenThis task is carried out by the in the characterizing Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwa- Teil des Anspruches 1 aufgeführten Maßnahmen gelöst,The invention relates to a device for monitoring the measures listed in part of claim 1, chung einer Materialbahn nach dem Oberbegriff des Die Stufenspiegelanordnung besteht aus zahlreichenThe stepped mirror arrangement consists of numerous Anspruches 1. 45 abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen zurClaim 1. 45 alternately in opposite directions to Es ist bereits eine lichtelektrische Abtastvorrichtung Stabachse geneigten und zu einer parallel zur StabachseIt is already a photoelectric scanning rod axis inclined and parallel to the rod axis bekannt (DE-AS 11 44 502), bei der Sende- und verlaufenden Anordnung zusammengefaßten Planspie-known (DE-AS 11 44 502), in the sending and running arrangement combined planspie- Empfangslichtstrahl durch unterschiedliche Aperturen geln, welche dafür sorgen, daß der überwiegende TeilReceiving light beam through different apertures, which ensure that the majority einer parallel zur Abtastebene angeordneten Zylinder- des in den Lichtleitstab einfallenden Lichtes im Winkela parallel to the scanning plane arranged cylinder of the incident light in the light guide rod at an angle linse verlaufen. Der aus der Zylinderlinse austretende so der Totalreflexion an der Staboberfläche umgelenktlens run. The total reflection that emerges from the cylinder lens is deflected on the rod surface Empfangslichtstrahl wird über ein Spiegelrad auf einen wird. Wegen der relativ schmalen Ausbildung derReceived light beam is directed to one via a mirror wheel. Because of the relatively narrow training of the nahe dem Lichtsender angeordneten photoelektrischen Stufenspiegelanordnung als Streifen und des konver-near the light transmitter arranged photoelectric stepped mirror arrangement as a strip and the convertible Wandler gelenkt Nachteilig an dieser Anordnung ist, genten Lichteinfalls gelangt der größere Teil der bereitsConverter steered The disadvantage of this arrangement is that the greater part of the incidence of light reaches the already daß der Empfangsstrahl schon bei geringen Erschütte- einmal an der Stabwand totalreflektierten Lichtstrahlenthat the receiving beam even with a slight shock - once totally reflected light beams on the rod wall rungen oder Fehljustierungen neben das Spiegelrad 55 nicht erneut auf die Stufenspiegelanordnung, sondernments or misalignments next to the mirror wheel 55 not again on the stepped mirror arrangement, but gelangt und so nicht mehr für die Messung verfügbar ist auf danebenliegende Bereiche des Lichtleitstabmantels,reaches and is no longer available for the measurement on adjacent areas of the light guide rod jacket, Aus diesem Grunde hat man bereits mit einer so daß eine weitere Fortleitung dieser LichtstrahlenFor this reason you already have a so that a further forwarding of these light rays Zylinderlinse kombinierte Lichtleitstäbe (DE-OS durch Totalreflexion möglich istCylinder lens combined light guide rods (DE-OS through total reflection is possible 15 979) zum Empfang des Abtastlichtfleckes verwen- Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der15 979) to receive the scanning light spot. Developments of the invention are the subject of det Lichtleitstäbe haben außerdem den Vorteil, daß der eo Unteransprüche.det light guide rods also have the advantage that the eo subclaims. die Stabachse enthaltenden Ebene große öffnungswin- Die Erfindung wird im folgenden beispielsweisethe plane containing the rod axis has a large opening angle kel aufweisende Lichtbündel voll zu erfassea Nachteilig anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigtKel having light bundles fully to be detectedea disadvantageously described with reference to the drawing; in this shows an den bekannten Lichtleitstäben ist jedoch die geringe F i g. 1 eine schematische Ansicht des Strahlengangson the known light guide rods, however, is the low figure. 1 is a schematic view of the beam path Lichtausbeute, welche darauf zurückzuführen ist, daß einer Vorrichtung zur Überwachung von Materialbah-Light yield, which is due to the fact that a device for monitoring material web nur ein Bruchteil des auf den Mantelbereich auftreffen- 65 nen in Richtung der Zylinder- und Lichtleitstabachse,only a fraction of what hits the jacket area in the direction of the cylinder and light guide rod axis, den Lichtes unter Winkeln der Totalreflexion in den F i g. 2 eine schematische Ansicht des verwendetenthe light at angles of total reflection in FIGS. 2 is a schematic view of the used Stab gelangt Man hat zwar schon versucht, durch eine Lichtleitstabes nach Linie IMI in F i g. 1 undRod arrives Although attempts have already been made to use a light guide rod along line IMI in FIG. 1 and sägezahnartige Ausbildung des Empfangsmantelberei- F i g. 3 eine schematische perspektivische Ansicht dersawtooth-like design of the receiving jacket area- F i g. 3 is a schematic perspective view of FIG
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