DE3750242T2 - System zur Messung an bewegten Bahnen. - Google Patents

System zur Messung an bewegten Bahnen.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen ein System zum Messen von Eigenschaften sich bewegender Bahnen aus Faserbahnmaterial während deren Herstellung und insbesondere ein System zum Ausführen von Messungen, wie z. B. der Trockenflächenmasse, der Flächenmasse und des Feuchtigkeitsgehaltes der Faserbahnwerkstoffe.
  • Bei der Herstellung von Bahnmaterial gehören die Flächenmasse und der Feuchtigkeitsgehalt zu den wichtigen Parametern für die Prozeß- und Qualitätssteuerung. Die Flächenmasse wird normalerweise als die Masse pro Flächeneinheit des Bahnmaterials definiert und in Gramm pro Quadratmeter angegeben. Die Trockenflächenmasse, eine dazugehörige Maßangabe, die besonders nützlich für die Herstellung von Faserbahnmaterialien, wie Papier und Pappe, ist, betrifft die Masse pro Flächeneinheit des Bahnmaterials ohne Feuchtigkeit. Bei der Papierherstellung entspricht die Trockenflächenmasse der Masse an trockenem Material, vorrangig Fasern, auf einer bestimmten Fläche einer Papierbahn. Der Feuchtigkeitsgehalt betrifft die Feuchtigkeitsmenge pro Flächeneinheit einer Bahn. Diese Parameter gehören insofern zusammen, als bei einer vorgegebenen Fläche einer Bahn die Flächenmasse abzüglich des Feuchtigkeitsgehaltes der Trockenflächenmasse entspricht.
  • Bekanntlich läßt sich die Trockenflächenmasse durch Laboruntersuchungen ermitteln, diese Tests haben allerdings verschiedene Nachteile. Dazu gehört, daß eine beträchtliche Zeit für die Mustererfassung und Analyse erforderlich ist; während dieser Zeit können aber große Mengen an Bahnmaterial hergestellt werden und sich die Produktionsbedingungen so ändern, daß bei Vorliegen der Ergebnisse der Laboruntersuchungen diese möglicherweise nicht mehr für die Bedingungen des Produktionsprozesses oder für das Produkt repräsentativ sind. Ein anderer Nachteil von Labortests liegt darin, daß die Muster, die zur Untersuchung gelangten, vielleicht nicht vollkommen repräsentativ für das hergestellte Bahnmaterial sind, und zwar, weil oft Muster nur vom Ende einer Bahnrolle vorgelegt werden und deshalb möglicherweise nicht repräsentativ für die Papierqualität an Stellen in der Mitte der Rolle sind.
  • Um die Zusammensetzung eines Bahnwerkstoffs zu erkennen, wird bekanntlich ein Lichtstrahl oder eine andere Strahlung bekannter Wellenlänge auf die Oberfläche eines bestimmten Bereiches des Bahnmaterials gerichtet und die von der Bahn absorbierte Strahlung gemessen. Allgemein ist die Menge absorbierter Strahlung mit einer bestimmten Wellenlänge abhängig von der Zusammensetzung des Bahnmaterials; z. B. wird der Zellulosegehalt von Papierbahnmaterial durch die Absorption von Infrarotlicht mit einer Wellenlänge von etwa 1,5 Mikron angezeigt.
  • Verschiedene Vorrichtungen zum Ausführen von On-line-Parametermessungen von Eigenschaften sich bewegender Bahnen aus Bahnmaterial sind bereits vorgeschlagen worden. Der Begriff "On-line" betrifft auf diesem Fachgebiet Messungen, die auf der Papiermaschine durchgeführt werden, während selbige in Betrieb ist. Die nachfolgend benutzte Formulierung "Parametermessungen" betrifft Messungen physikalischer Eigenschaften, deren Werte die Merkmale und Qualität des Bahnmaterials bestimmen. Zu den Parametermessungen bei Papier und ähnlichen Faserbahnmaterialien können also die Flächenmasse, die Trockenflächenmasse, der Feuchtigkeitsgehalt, die Dicke und die spezifische Durchlässigkeit gehören.
  • Bei Papierherstellungsverfahren sind On-line-Parametermessungen nur schwer genau ausführbar. Teilweise liegt es daran, daß moderne Papiermaschinen groß sind und bei hoher Geschwindigkeit arbeiten. So werden mit konventionellen Papiermaschinen Bahnen mit 100 bis 400 Zoll (etwa 250 - 1000 cm) Breite bei einer Geschwindigkeit von 20 bis 100 Fuß/Sekunde (etwa 6-30 m/s) hergestellt. Außerdem sind Parametermessungen bei Papierherstellungsverfahren oft wegen schwieriger Umweltbedingungen problematisch; beispielsweise kann in der Umgebung einer Papiermaschine eine hohe Naßstoffkonzentration und eine feuchte Atmosphäre mit Wassertröpfchen und Säure- oder Alkalipartikeln in der Luft auftreten. Dessen ungeachtet müssen jedoch praktische On-line-Meßvorrichtungen auf Papiermaschinen längere Zeit ununterbrochen arbeiten, und ihre Reparatur und Wartung muß sich ohne erforderliche lange Stillstandszeiten der Papiermaschinen durchführen lassen.
  • Zum Ausführen von On-line-Parametermessungen bei Papier und anderen Faserbahnmaterialien wurden von Fachleuten verschiedene Sensoren vorgeschlagen, die periodisch in Querrichtung über sich bewegende Bahnen des Bahnmaterials geführt werden oder diese "abtasten". (Bei der Bahnherstellung wird die Bewegungsrichtung der Bahn bekanntlich als "Maschinenrichtung" und die Richtung senkrecht zur Maschinenrichtung als "Querrichtung" bezeichnet.) Beispielsweise werden in den USA-Patenten 3,641,349; 3,681,595; 3,757,122 und 3,886,036, die an die Measurex Corporation erteilt wurden, Abtast- Meßgeräte für Flächenmassen erörtert. Auch das an die Insec Corporation erteilte USA-Patent 4,289,964 geht davon aus, daß Betastrahlen-Meßgeräte zum Bestimmen der Flächenmasse eine sich bewegende Bahn langsam in Querrichtung abtasten können. Außerdem wird darin angeführt, daß neben den Betastrahlen-Meßgeräten Laser-, Infrarot- oder Ultraviolett-Sensoren eingesetzt werden können, um die spezifische Durchlässigkeit anzuzeigen.
  • Trotz zahlreicher Vorteile der Abtast-Meßgeräte bei der Bahnherstellung haben diese auch ihre Grenzen. Zum Beispiel kann es bei den beweglichen Teilen der Abtast-Meßgeräte zu Reparatur- und Wartungsproblemen kommen. Außerdem sind derartige Geräte, die relativ lange Zeit für aufeinanderfolgende Messungen benötigen, nicht optimal für Steuerungszwecke, die eine verhältnismäßig große Anzahl von Messungen über recht kurze Zeiträume erfordern. Z.B. benötigen konventionelle Abtast-Meßgeräte zum Erfassen der Flächenmasse und des Feuchtigkeitsgehaltes von Faserbahnmaterialien normalerweise etwa dreißig Sekunden, um eine Meßserie in Querrichtung auf einer sich bewegenden Bahn zu erhalten. (Mit einer solchen Meßserie in Querrichtung wird sozusagen ein "Profil" der Bahn geschaffen.)
  • In Anbetracht der Beschränkungen der Abtastgeräte wurde vorgeschlagen, eine Vielzahl befestigter Sensoren anzubringen, um Parameter an Stellen zu erfassen, die in Querrichtung über eine sich bewegende Bahn aus Faserbahnmaterial verteilt sind. Insbesondere wird im USA-Patent 3,806,730 ein Meßgerät vorgeschlagen, welches eine Reihe von Röhren aufweist, mit denen in Querrichtung Licht auf eine Oberfläche einer sich bewegenden Bahn verstreut wird. Nach diesem Patent sind die Röhren rechteckige Aluminiumrohre mit hellen Innenflächen zum Übertragen des Lichts. Eine Gruppe ähnlicher Röhren ist vorgesehen, um das durch die Bahn durchfallende Licht zu empfangen und zu erfassen. Das in dem Patent beschriebene Gerät soll sich für die Messung von Parametern, wie z. B. der Flächenmasse und des Feuchtigkeitsgehalts von Papierbahnmaterialien, eignen.
  • Darüber hinaus ist in US-A-4 577 104 die Verwendung einer Quelle vorgeschlagen worden, die zwei Gruppen von Infrarotstrahlungs-Wellenlängen auf eine Papierbahn richtet. Die Strahlungen werden von einer Erfassungseinrichtung erfaßt, die zu einem Datenerfassungssystem gehört. Dieses Dokument bildet die Grundlage für die Einleitung von Anspruch 1.
  • In US-A-4 300 049 wurde die Verwendung einer Strahlungsquelle vorgeschlagen, die aufgrund der Drehung eines Filterrades Strahlungen mit zwei verschiedenen Wellenlängen schafft. Diese Strahlungsquelle ist in einem Gehäuse angebracht, das sich gegenüber einem Detektorgehäuse mit zwei darin enthaltenen Erfassungseinrichtungen befindet.
  • Schließlich zeigt GB-A-2 015 724 ein System zum Erfassen von Löchern in sich bewegenden Bahnen auf. Dieses System umfaßt eine Reihe einzeln und seitlich versetzt zueinander angebrachter stufenförmiger Spiegelstreifen in Kombination mit einem Abtastgerät über den einzelnen Spiegeln jedes Streifens, um einen auf die Oberfläche der Bahn gerichteten Abtastlichtvorhang zu erzeugen.
  • ZIELE DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
  • Im allgemeinen besteht ein Ziel und Vorteil der Erfindung in der Schaffung eines verbesserten Systems zum Erfassen von Eigenschaften sich bewegender Bahnen aus Bahnmaterial zur Verwendung in einem Überwachungssteuerungssystem für eine Papiermaschine.
  • Speziell besteht ein Ziel der Erfindung in der Schaffung eines verbesserten Systems zur Ausführung von Parametermessungen von Eigenschaften, wie z. B. der Trockenflächenmasse und des Feuchtigkeitsgehalts, quer über die Profile sich bewegender Bahnen aus Bahnmaterial, ohne dabei die Bahnen abzutasten.
  • Erfindungsgemäß werden diese Ziele durch ein System gemäß Definition aus Anspruch 1 erreicht.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Fig. 1 ist eine bildliche Darstellung der Außenseite eines Gehäuses einer erfindungsgemäß arbeitenden Maschine, wobei einige Innenteile der Maschine allgemein durch Strichlinien angezeigt sind.
  • Fig. 2 ist ein allgemeines schematisches Diagramm einer erfindungsgemäß arbeitenden Maschine, welches einen vertikalen Querschnitt längs durch die Maschine aus Fig. 1 zeigt.
  • Fig. 3 ist eine zur Verdeutlichung vergrößerte bildliche Darstellung bestimmter Teile der Maschine aus Fig. 1.
  • Fig. 4 ist eine bildliche Darstellung einer Ausführungsform einer Spiegelanordnung für die Maschine aus Fig. 1.
  • Fig. 5 ist eine fragmentarische bildliche Darstellung bestimmter Innenteile der Maschine aus Fig. 1. Darin sind die Teile in verschobenen Positionen durch Strichlinien gekennzeichnet.
  • Fig. 6 ist eine auseinandergezogene bildliche Darstellung von Teilen mit einer Lichtquellenvorrichtung für die Maschine aus Fig. 1.
  • Fig. 7 ist eine zur Erläuterung vergrößerte Detailansicht einer Lichterfassungsvorrichtung für die Maschine aus Fig. 1.
  • Fig. 8 ist ein Funktionsdiagramm eines elektronischen Systems zur Verarbeitung der Signale aus der Maschine aus Fig. 1.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Fig. 1 zeigt eine Maschine, allgemein durch die Ziffer 7 gekennzeichnet, zur Ausführung von Parametermessungen an einer Bahn 9 aus Bahnmaterial, die sich horizontal in Pfeilrichtung durch die Maschine bewegt. Ein besonderes Merkmal der Maschine 7 ist, daß Parametermessungen der Bahn 9. wie z. B. Flächenmasse, Trockenflächenmasse und Feuchtigkeitsgehalt, für ein vollständiges Profil der Bahn 9 ohne Abtasten ausgeführt werden können. Die Maschine 7 umfaßt im allgemeinen ein Gehäuse zum Schutz der Meßinstrumente und Bauteile in den Kanälen 15 und 17. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Kanäle 15 und 17 an deren gegenüberliegenden Enden durch aufrecht stehende Stützen 18 gelagert. Bei typischen Anlagen haben die Kanäle 15 und 17 eine Länge von etwa 100 bis 400 Zoll (250 - 1000 cm) und sind vertikal um etwa acht Zoll (20 cm) zueinander beabstandet, so daß sich die Bahn 9 zwischen den Kanälen entlangbewegen kann. Wenngleich die Maschine 7 an jeder beliebigen Stelle einer Papiermaschine zwischen einem ersten Pressenabschnitt und einer Aufwickelrolle angebracht werden kann, so ist deren Gehäuse doch besonders für den Aufbau nahe dem ersten Pressenabschnitt geeignet.
  • In der Praxis wird vorzugsweise kontinuierlich Warmluft in die Kanäle 15 und 17 eingeleitet. Bei den Ausführungsformen der Maschine 7 in den Fig. 1, 2 und 5 weisen die Kanäle 15 und 17 demnach eine Gasströmungsverbindung zu einem Querkanal 19 auf, und über den Einlaßkanal 20 wird Druckluft zu den Kanälen zugeführt. Thermostat-Steuerungen 21 und Heizeinrichtungen 22, schematisch in Fig. 2 dargestellt, sind im Gehäuse 11 vorgesehen, um Warmluft mit Temperaturen oberhalb des Taupunkts (normalerweise etwa 100ºF = 37,7ºC) bereitzustellen und dadurch eine Kondensation auf den Oberflächen der Kanäle 15 und 17 zu verhindern. In der Praxis reagiert die Thermostat-Steuerung 21 auf die Ausgangssignale aus einem konventionellen Thermistor 21A, und die Heizeinrichtung 22 ist ein herkömmlicher Elektroheizer, der durch den Thermistor 21A proportional gesteuert wird.
  • Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich, weisen die Kanäle 15 und 17 lichtdurchlässige Wände 23 bzw. 25 auf, die eine optische Sichtlinienverbindung zwischen dem Innern der Kanäle schaffen. Anders ausgedrückt, sowohl die untere horizontale Wand 23 des Kanals 15 als auch die obere horizontale Wand 25 des Kanals 17 sind lichtdurchlässig, so daß das Innere des einen Kanals vom Innern des anderen Kanals aus sichtbar ist, wenn sich keine Bahn 9 dazwischen befindet. Eine solche Sichtlinienverbindung zwischen den Kanälen ist schematisch durch die vertikalen Pfeile in Fig. 2 angedeutet. Bei der bevorzugten Ausführungsform umfaßt jede der lichtdurchlässigen Wände 23 und 25 nur eine einzige Glasplatte, jedoch kann auch eine Reihe separater Fenster aus Glas oder einem anderen lichtdurchlässigen Werkstoff verwendet werden. In der Praxis sind die lichtdurchlässigen Wände 23 und 25 etwa drei Zoll (7,5 cm) breit.
  • Für den Einsatz der Maschine 7 bei der Papierherstellung müssen die lichtdurchlässigen Wände 23 und 25 im wesentlichen frei von Staub oder anderen Teilchenansammlungen gehalten werden, die den Lichtdurchlaß durch die Wände beeinträchtigen könnten. Eine geeignete Vorrichtung zum Entfernen derartiger Teilchen und zum Verhindern von Ansammlungen ist an der lichtdurchlässigen Wand 25 in Fig. 3 veranschaulicht. Natürlich ist eine gleiche Vorrichtung vorgesehen, um die lichtdurchlässige Wand 23 von Teilchenansammlungen freizuhalten. Allgemein läßt sich sagen, daß die Vorrichtung zur Teilchenentfernung in Fig. 3 Luftströmungen erzeugt, durch die gekrümmten Pfeile angegeben, die sich ununterbrochen über die Außenseiten der lichtdurchlässigen Wand 25 bewegen. Speziell umfaßt die Teilchenentfernungsvorrichtung Kanäle 29 mit offenem Ende, die in einem länglichen Rahmenteil 30, das eine Seite der Wand 25 lagert, zueinander beabstandet sind. Die offenen Außenenden der Kanäle 29 richten die Druckluftströmungen auf die Außenfläche der Wand 25, wie dargestellt. Die offenen Innenenden der Kanäle 29 haben eine Gasströmungsverbindung zum Innern des Kanals 17 für die Aufnahme der Luftströmung, welche mit Hilfe der Druckluft angetrieben und durch den Kanal befördert wird. Vorzugsweise sind die Kanäle 29 auf der gesamten Länge der lichtdurchlässigen Wände 23 und 25 zueinander beabstandet vorgesehen und die lichtdurchlässigen Wände 23 und 25 leicht zur Horizontalen geneigt, um das Ablaufen von Wasser von deren Oberflächen zu fördern.
  • Für den Einsatz der Maschine 7 bei der Papierherstellung ist außerdem ein problemloser Zugriff zu deren Bauteilen zwecks Reparatur und Wartung zu schaffen. Bei der Ausführungsform aus Fig. 1 sind Türen 32 entlang der Kanäle 15 vorgesehen, um einen Zugriff zum Innern des Kanals zu gewährleisten. Bei der Ausführungsform aus Fig. 5 sind zusätzlich schubkastenartige Vorrichtungen 33 befestigt, die sich längs innerhalb des oberen und unteren Kanals 15 und 17 erstrecken und die Meßinstrumente und Bauteile tragen. Die schubkastenartigen Vorrichtungen 33 sind jeweils kastenförmig aufgebaut und umfassen Gleitschienen oder dergleichen zum Führen der Vorrichtungen innerhalb der Kanäle 15 und 17. Um Zugriff zu den Instrumenten und Bauteilen zu haben, werden die Enden der Kanäle 15 und 17 geöffnet und die schubkastenartigen Vorrichtungen 33 herausgezogen, wie durch die Strichlinien in Fig. 5 angegeben.
  • Die Teile der Maschine 7 zum Ausführen optischer Messungen an einer sich bewegenden Bahn aus Bahnmaterial sind am besten in den Fig. 2, 4 und 7 dargestellt. Wie in Fig. 2 gezeigt, umfassen die optischen Bauteile eine Lichtquelle 41 an einem Ende des Kanals 17, eine Spiegelanordnung 43, die entlang des Kanals 17 zum Reflektieren des Quellenlichts durch die lichtdurchlässige Wand 25 im wesentlichen über die gesamte Querausdehnung der Bahn 9 hinweg angebracht ist, sowie Gruppen 45 von Lichterfassungsvorrichtungen im Kanal 15 zum Empfangen des durch die lichtdurchlässige Wand 23 durchgelassenen Lichts. Praktisch ist die Lichtquelle 41 so angeordnet, daß sie mindestens zwei Strahlenbündel von im wesentlichen kollimiertem Licht durch den Kanal 17, im allgemeinen parallel zu deren Längsmittellinie, ausrichtet, und eine Spiegelanordnung 43 ist stationär im Kanal 17 angebracht, um die kollimierten Strahlen aufzunehmen und zu zerlegen und somit parallele Strahlen zu schaffen, die nach oben, durch die lichtdurchlässige Wand 25 hindurch und im allgemeinen senkrecht zur Oberfläche der Bahn 9, im wesentlichen auf deren gesamte Breite, gerichtet sind. Im Kanal 15 sind die Gruppen 45 von Lichterfassungsvorrichtungen in Serie angebracht, wie teilweise in Fig. 7 dargestellt, wobei sie im wesentlichen über die gesamte Breite der Bahn 9 um etwa drei bis sechs Zoll (7,5 - 15 cm) zueinander beabstandet sind.
  • Eine Ausführungsform der Spiegelanordnung 43 ist in Fig. 4 aufgezeigt. Dabei umfaßt die Spiegelanordnung 43 geneigte Spiegelabschnitte 44, die auf einer im wesentlichen ebenen Grundplatte derart befestigt sind, daß die Spiegelabschnitte 44 im Profil eine kontinuierliche sägezahnartige Form haben. Praktisch beträgt der Winkel jedes Spiegelabschnitts 44 etwa 43º zur Grundplatte der Anordnung, und in zusammengebautem Zustand ist die ebene Grundplatte im Kanal 17 in einem geringen Winkel, gewöhnlich etwa 2º, zur Horizontalen geneigt. In zusammengebautem Zustand bildet die Spiegelanordnung also eine durchgehende Rampe entlang des Kanals 17 auf dem Weg der Lichtstrahlen von der Quelle 41, und aufgrund der zuvor erwähnten Winkel ist jeder einzelne Spiegelabschnitt 44 um etwa 45º zur Horizontalen geneigt. Als Ergebnis dieses Strukturverhältnisses, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, werden die kollimierten Lichtstrahlen, die im allgemeinen horizontal auf die versetzten Neigungsabschnitte 44 entlang der Spiegelanordnung 43 auftreffen, in parallele, im wesentlichen vertikal gerichtete Strahlen zerlegt. Wenn die Bahn 9 breiter als etwa achtzehn Fuß (etwa 550 cm) ist, werden zwei Spiegelanordnungen verwendet, und an jedem Ende des Kanals 17 ist eine Lichtquelle vorgesehen.
  • In Fig. 6 ist eine Vorrichtung mit einer bevorzugten Ausführungsform der Lichtquelle 41 dargestellt, die zwei am Ende des Kanals 17 fest verankerte Beleuchtungseinrichtungen 61 aufweist. In der Praxis sind die Beleuchtungseinrichtungen 61 konventionelle Glühlampen, von denen jede ein Parabolreflektorelement umfaßt, welches einen kollimierten Strahl aus im allgemeinen parallelen Einzelstrahlen bildet, die durch eine geeignete Linse an der Öffnung des Reflektors emittiert werden. Vorzugsweise sind die Beleuchtungseinrichtungen 61 Glühlampen, die ein breites Band sichtbaren und infraroten Lichts, einschließlich Licht mit einem Wellenlängenband zwischen 1,3 und 2,1 Mikron, emittieren.
  • Fig. 6 zeigt des weiteren eine Einrichtung zum Modulieren der Lichtstrahlen aus den Beleuchtungseinrichtungen 61. Bei der dargestellten Ausführungsform weist die Moduliereinrichtung ein Rotorelement 73 mit drei symmetrischen Flügeln 75A, 75B und 75C auf, die radial in Abständen von 120º vom Drehpunkt des Rotorelements ausgehen. In der Maschine 7 wird das Rotorelement 73 drehend durch den Motor 59 angetrieben, so daß die Flügel 75A, 75B und 75C je nach deren Winkelposition gleichzeitig das Licht aus den Beleuchtungseinrichtungen 61 blockieren oder durchlassen. Wie auch aus Fig. 6 hervorgeht, kann eine stationär befestigte Positionserfassungseinrichtung 81 zum Erfassen der Drehposition der Flügel 75A, 75B und 75C vorgesehen sein. Dabei kann es sich beispielsweise um eine zusammen mit einem Fototransistor (siehe Fig. 8) angebrachte Leuchtdiode handeln, die das Licht erfaßt, das durch eine kleine Öffnung in einem der Flügel in einer vorbestimmten Position hindurchtritt. Ausgangssignale aus der Positionserfassungseinrichtung 81 werden zur Zeitschaltung und Synchronisierung eingesetzt, wie später genau erläutert wird.
  • In Fig. 7 ist aufgezeigt, daß jede Gruppe 45 von Lichterfassungseinrichtungen eine Vorrichtung zum Kollimieren, Filtern und Erfassen der Lichtstrahlen umfaßt, die durch die Bahn 9, im allgemeinen senkrecht zur Bahnoberfläche, durchgelassen werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform weisen die Kollimierteile der Lichterfassungseinrichtungen Sammellinsen 47 und 49 und Aperturplatten 48 auf. In den Erfassungseinrichtungen sind die Aperturplatten 48 stationär befestigt, im allgemeinen an den Brennpunkten der Linsen 47; wobei die zweiten Sammellinsen 49 über den Aperturplatten 48 angebracht sind, und zwar in Abständen, die ungefähr der Brennweite der Linsen 49 entsprechen. Die Linsen 47 und 49 können beispielsweise Fresnel-Linsen sein.
  • Wie oben erwähnt, umfaßt jede Gruppe 45 von Lichterfassungseinrichtungen in Fig. 1 Teile zum Filtern und Erfassen von Licht. In Fig. 7 sind diese allgemein durch die Klammer 50 angegeben, und jede einzelne Baugruppe 50 weist je vier optische Bandfilter 53A-D und vier fotoelektrische Wandler 54A-D auf. Die Bandfilter 53A-D unterscheiden sich voneinander im Hinblick auf die Lichtwellenlängenbänder, die sie durchlassen. Bei der Herstellung von Faserbahnwerkstoffen, z. B. in der Papierherstellung, ist das Infrarotspektrum normalerweise von vorrangigem Interesse. Speziell bei der Papierherstellung wird der Bandfilter 53A zum Durchlassen des Lichts in einem schmalen Wellenlängenband mit einem Mittelwert von 1,5 Mikron ausgewählt, Bandfilter 53B für einen schmalen Wellenlängenbereich mit einem Mittelwert von 1,3 Mikron, Bandfilter 53C für jenen mit einem Mittelwert von 1,9 Mikron und Bandfilter 53D für ein schmales Wellenlängenband mit einem Mittelwert von 1,8 Mikron. Aus praktischen Gründen sind diese und andere Werte in der nachstehenden Tabelle zusammengefaßt.
  • Bandfilter Durchgelassene Wellenlänge (Mittelwert)
  • 53A 1,5 oder 2,1 Mikron
  • 53B 1,3 oder 1,8 Mikron
  • 53C 1,9 Mikron
  • 53D 1,8 Mikron
  • In der nun folgenden Erörterung werden jene Lichtwellenlängen, die von den Bandfiltern 53A und 53C durchgelassen werden, als "Meßwellenlängen" und die Wellenlängen, die von den Bandfiltern 53B und 53D durchgelassen werden, als "Referenzwellenlängen" bezeichnet. In der Praxis werden die Meßwellenlängen zur bevorzugten Absorption durch das Bahnmaterial der Bahn 9 und die Referenzwellenlängen für eine geringere Absorption ausgewählt. Handelt es sich bei der Bahn 9 beispielsweise um ein Papierbahnmaterial, so wird normalerweise eine Meßwellenlänge zur spezifischen Absorption durch Zellulosefasern gewählt sowie eine Referenzwellenlänge, die nahe, jedoch außerhalb des Resonanzabsorptionsbandes von Zellulose liegt.
  • Die fotoelektrischen Wandler 54A-D in den Gruppen 45 von Lichterfassungseinrichtungen aus Fig. 7 sind im wesentlichen identisch. Sie können beispielsweise aus Bleisulfid hergestellt sein. Im zusammengebauten Zustand sind die Wandler 54A derart an den Bandfiltern 53A befestigt, daß das gesamte zu den Wandlern gelangende Licht durch die Filter tritt. Genauso sind die Wandler 54B derart an den Bandfiltern 53B angebracht, daß das gesamte zum Wandler gelangende Licht die Bandfilter passiert. Die Wandler-Filter-Paare 53C- 54C und 53D-54D sind in gleicher Weise zueinander angeordnet. Wenn also die Bandfilter 53A und 53C Licht mit Meßwellenlängen durchlassen, nehmen die Wandler 54A und 54C nur Licht mit Meßwellenlänge auf; genauso wie in dem Fall, da Bandfilter 53B und 53D Licht mit Referenzwellenlänge durchlassen, die
  • Wandler 54B und 54D nur Licht mit Referenzwellenlängen aufnehmen. In den Fig. 2 und 7 sind die Paare der Bandfilter und fotoelektrischen Wandler in Querrichtung nebeneinander angebracht, sie könnten allerdings auch anders gruppiert sein.
  • Bei der bevorzugten Ausführungsform der Gruppen 45 von Lichterfassungseinrichtungen aus Fig. 7 sind Lichtdiffusoren 56 quer über den Öffnungen 58 in der Aperturplatte 48 zum Mischen der durch die Öffnungen 58 gelangten Lichtstrahlen befestigt. Dies sind normalerweise dünne Teflonfolien. Es können aber auch Streulinsen zum Vermischen dieser durch die Öffnungen 58 tretenden Lichtstrahlen verwendet werden.
  • In Fig. 8 ist schematisch ein System zum Verarbeiten der elektrischen Signale dargestellt, die durch die Gruppen fotoelektrischer Wandler 54A-54D erzeugt werden. Der Zweck des elektronischen Systems besteht darin, Ausgangssignale zu schaffen, die optische Eigenschaften der untersuchten Profile sich bewegender Bahnen angeben. Das System aus Fig. 8 umfaßt eine Positionserfassungseinrichtung 81, die Ausgangssignale erzeugt, welche die Drehposition des Rotors 73 angeben. Bei dem dargestellten System werden die Ausgangssignale aus der Positionserfassungseinrichtung 81 zu einem Impulswandler 82 weitergeleitet, der die Signale in Rechteckwellensignale umwandelt, um dadurch die Synchronisierung der nachfolgenden Verarbeitungsschritte zu erleichtern.
  • Das System aus Fig. 8 umfaßt weiterhin einen fotoelektrischen Wandler 54, der an einen herkömmlichen Vorverstärker 83 angeschlossen ist, welcher die elektrischen Ausgangssignale aus dem Wandler verstärkt. Als Wandler 54 wird ein beliebiger von den oben beschriebenen Wandlern 54A-D bezeichnet. Ein Demodulator 85. der die Rechteckwellen-Positionssignale vom Wandler 82 für Synchronisierungszwecke nutzt, ist zum Demodulieren der Ausgangssignale für den Vorverstärker 83 und zur Bereitstellung von Gleichstromsignalen angeschlossen, deren Amplituden proportional zur Intensität des vom fotoelektrischen Wandler 54 empfangenen Lichts sind. Wie außerdem aus Fig. 8 hervorgeht, werden die demodulierten Signale von einem der Wandler 54 mit den Ausgangssignalen von einem anderen Wandler 54 (nicht dargestellt) durch eine Multiplexiereinrichtung 87 multiplexiert. Die multiplexierten Signale werden mittels eines herkömmlichen Analog-Digital-Wandlers 89 zur weiteren Verarbeitung in digitale Form gebracht. Bei den elektronischen Bauteilen des Systems aus Fig. 8 (d. h. Impulswandler 82, Vorverstärker 83, Demodulator 85, Multiplexiereinrichtung 87 und Analog-Digital-Wandler 89) handelt es sich um konventionelle Ausführungen. Aufgrund der Schmalbandfilter 53A-D und da die Modulation durch das Rotorelement 73 mit dem Impulswandler 82 koordiniert wird, werden die analogen Signale aus den Gruppen von Wandlern 54A-D im wesentlichen von äußeren Lichtquellen nicht gestört.
  • Jetzt wird die gesamte Funktionsweise der Maschine 7 aus Fig. 1 beschrieben, wobei anfangs die Betonung auf jenen Aspekten der Maschine liegt, durch die sie auch unter schwierigen Bedingungen einsetzbar wird, wie z. B. in der Nähe des ersten Pressenabschnitts einer Papiermaschine. Bei Betriebsbeginn der Maschine wird Druckluft über den Einlaßkanal 20 eingeleitet und über den Querkanal 19 zu den Kanälen 15 und 17 verteilt. Die Luft in den Kanälen 15 und 17 wird mittels Thermostat-Steuerung 21 und Heizeinrichtung 22 oberhalb der Umgebungstemperatur aufrechterhalten. Die in den Kanal 15 eingeleitete Luft schafft eine Konvektionskühlung der Lichterfassungseinrichtungen 45 und führt zur Erwärmung der Wände von Kanal 1 5, um unter normalen Betriebsbedingungen in einer Papierfabrik die Kondensation von Wasserdampf an den Wandflächen zu verhindern. Praktisch wird dadurch verhindert, daß das Kondensationswasser von den Kanalwänden 15 auf die Bahn 9 tropft oder anderweitig die Funktionsweise der Maschine 7 beeinträchtigt. Außerdem schafft die in die Kanäle 15 und 17 eingeleitete Luft einen ausreichenden positiven Druck zur Erzeugung einer Luftströmung, die über die Oberflächen der lichtdurchlässigen Wände 23 und 25 hinwegzieht, wie in Fig. 3 gezeigt, um die Ansammlung von Teilchen auf jenen Wänden zu verhindern. Darüber hinaus hält die Luft die Spiegelanordnung 43 staubfrei, indem ein ausreichender Druck geschaffen wird, um das Eindringen von Staubpartikeln in die Kanäle 15 und 17 zu verhindern.
  • Anhand der Fig. 7 wird jetzt die Messung von optischen Eigenschaften einer sich bewegenden Bahn 9 aus Bahnmaterial im Zusammenhang mit der Ausführung von Parametermessungen, wie z. B. Flächenmasse. Feuchtigkeitsgehalt und Trockenflächenmasse, beschrieben. Um solche Messungen auszuführen, wird der Rotor 73 zum Modulieren der emittierten Lichtstrahlen aus den Beleuchtungseinrichtungen 61 drehbar angetrieben. Wenn dieses Licht nicht durch die Flügel des Rotors 73 blockiert wird, verlaufen die Strahlenbündel durch den Kanal 17 und werden durch den versetzten Neigungsabschnitt 44 der Spiegelanordnung 43 zerlegt und reflektiert. Die zerlegten Strahlenbündel bilden parallele Strahlen, die nach oben, durch die lichtdurchlässige Wand 25, entlang der gesamten Länge der Spiegelanordnung 43, im allgemeinen senkrecht zur Oberfläche der Bahn 9 ausgerichtet sind. Wie in Fig. 7 dargestellt, hat die Ausrichtung der parallelen Strahlen senkrecht zur Bahn 9 unter anderem zur Folge, daß optische Messungen der Durchlässigkeit der Bahn unabhängig von deren vertikaler Stellung zwischen den Kanälen 15 und 17 sind. Wenn demgegenüber die auf die Bahn 9 auftreffenden Strahlen nicht senkrecht zu deren Oberfläche ausgerichtet wären, könnte die durch die fotoelektrischen Detektoren 54 erfaßte Lichtmenge je nach der Höhe der Bahnoberfläche schwanken. Solche Abweichungen könnten zum Beispiel durch Flattern der Bahn hervorgerufen werden und die genaue Bestimmung der optischen Eigenschaften der Bahn erschweren.
  • Von den Strahlen, die die Bahn 9 durchqueren, treten einige im allgemeinen senkrecht zur Bahnoberfläche (d. h. vertikal) aus dieser hervor, andere werden in verschiedenen Winkeln zur Vertikalen gestreut. Die nachfolgende Erörterung betrifft jene Strahlen, die im allgemeinen vertikal aus der Bahnoberfläche 9 hervortreten und anschließend durch die lichtdurchlässige Wand 23 des oberen Kanals 15 gelangen. Nach Durchquerung der Wand 23 werden die vertikalen parallelen Strahlen durch die Sammellinsen 47 zu den Öffnungen 56 in den Platten 48 fokussiert. Die Öffnungen wählen jene parallelen Lichtstrahlen aus, die aus dem Bahnbereich direkt unter den Linsen 49 stammen. Nachdem die ausgewählten Strahlen durch die Öffnungen 58 gelangt sind, divergieren sie bis zu den Sammellinsen 49, die die Strahlen erneut fokussieren, und zwar parallel zueinander. Die parallelen Strahlen fallen dann auf die Bandfilter 53A-D und werden durch die fotoelektrischen Wandler 54A-D mit jeweils vier verschiedenen schmalen Wellenlängenbändern erfaßt. Diffusionsfolien 56 an den Öffnungen 58 gewährleisten, daß die Strahlen, die zu den Wandlern 54A-D gelangen, zerstreut werden und deshalb im wesentlichen repräsentativ für diesen untersuchten Bereich der Bahn 9 sind. Jetzt wird auch verständlich, daß aufgrund der Tatsache, daß die Sammellinsen 47, Aperturplatten 48 und Sammellinsen 49 im allgemeinen nur parallele Strahlen sammeln, die im wesentlichen senkrecht zur Bahnoberfläche 9 aus dieser hervortreten. Messungen der Durchlässigkeit der Bahn 9 mit dem oben beschriebenen System im wesentlichen unabhängig von der Höhe der Bahn in bezug auf die fotoelektrischen Wandler 54 sind und daher durch ein Flattern der Bahn nicht wesentlich beeinträchtigt werden.
  • Typische Formeln zur Berechnung der Trockenflächenmasse (DBW), der Flächenmasse (BW) und des Feuchtigkeitsgehalts (MC) der Bahn 9 lauten wie folgt, wobei die Sternchen eine Multiplikation anzeigen:
  • DBW = AO + A1 1n(MES1) - A2*1n(REF1) + A3*1n(MES2) - A4*1n(REF2).
  • BW = B0 + B1*1n(MES1) - B2*1n(REF1) + B3*1n(MES2) - B4*1n(REF2).
  • MC = C0 + C1*1n(MES1) - C2*1n(REF1) + C3*1n(MES2)- C4*1n(REF2).
  • % Feuchtigkeit = 100*MC/BW.
  • Im Hinblick auf die vorstehenden Gleichungen kann das Signal, welches festlegt, wann eine Bahn 9 vorhanden ist, als "On-sheet"-Signal, und das Signal, welches angibt, wann keine Bahn 9 vorhanden ist, als "Off-sheet"-Signal bezeichnet werden. MES1 ist also das On-sheet-Signal bei der ersten Meßwellenlänge, dividiert durch das Off-sheet-Signal der gleichen Wellenlänge. Gleichermaßen ist REF1 der On-sheet-Signalpegel bei der ersten Referenzwellenlänge, dividiert durch den Off-sheet-Signalpegel der gleichen Wellenlänge. Ebenso ist MES2 der On-sheet-Signalpegel bei der zweiten Meßwellenlänge, dividiert durch den Off-sheet-Signalpegel der gleichen Wellenlänge. Schließlich ist REF2 der On-sheet-Signalpegel bei der zweiten Referenzwellenlänge, dividiert durch den Off-sheet-Signalpegel der gleichen Wellenlänge.
  • Des weiteren sind die Koeffizienten A0, A1, A2, A3 und A4 in den obigen Formeln Konstanten in bezug auf die Trockenflächenmasse. Normalerweise haben die Koeffizienten AI und A2 beide ein positives Vorzeichen und sind etwa gleich groß und die Koeffizienten A3 und A4 sind kleiner als A1 und A2. Gleichermaßen sind die Koeffizienten B0, B1, B2, B3 und B4 Eichkonstanten in bezug auf die Flächenmasse. Die Koeffizienten B1 und B2 haben normalerweise beide ein positives Vorzeichen und sind etwa gleich groß, und die Koeffizienten B3 und B4 sind kleiner als B1 und B2. Ebenso sind die Koeffizienten C0, C1, C2, C3 und C4 Eichkonstanten zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts. Normalerweise haben die Koeffizienten C3 und C4 beide ein positives Vorzeichen und sind etwa gleich groß, während C1 und C2 kleiner als C3 und C4 sind.
  • Die Wellenlängen für die MES1-Messungen werden so ausgewählt, daß sie vorrangig gegenüber der Trockenflächenmasse des Papiers sensitiv sind. In der Praxis umfassen solche Wellenlängen nicht nur ein schmales Wellenlängenband mit einem Mittelwert von 1,5 Mikron, sondern auch eines mit einem Mittelwert von 2,1 Mikron. Die REF1-Wellenlängen werden gewöhnlich in einem schmalen Wellenlängenband mit einem Mittelwert von etwa 1,3 oder 1,8 Mikron ausgewählt und verwendet, um die Flächenmassen-Maße aufgrund anderer Eigenschaften des Papiers und aufgrund der Auswirkungen von Teilchen, die auf die optischen Oberflächen im System fallen können, zu korrigieren. Die MES2-Wellenlängen werden gewöhnlich in einem schmalen Wellenlängenband mit einem Mittelwert von etwa 1,9 Mikron ausgewählt und sind vor allem gegenüber dem Wassergehalt des Papiers sensitiv. Die REF2- Wellenlängen werden in einem schmalen Wellenlängenband mit einem Mittelwert von etwa 1,8 Mikron ausgewählt und zum Korrigieren der Feuchtigkeitsmaße aufgrund anderer Eigenschaften des Papiers und jeglicher Verunreinigungen auf den freiliegenden optischen Oberflächen verwendet.
  • Natürlich werden Messungen gemäß der vorstehenden Gleichungen für jede Gruppe von Wandlern 54A-D quer über die Bahn 9 hinweg ausgeführt. Entsprechend dem System aus Fig. 8 ergibt die Gesamtheit derartiger Messungen über einen bestimmten Querschnitt der Bahn 9 hinweg eine vorbestimmte Sequenz an Ausgabedaten aus einem Analog-Digital-Wandler 89, die ein solches Profil der Bahn schafft, daß jede Meßstelle problemlos bestimmt werden kann. So kann beispielsweise eine Messung im Abstand von 4.5 Fuß (ca. 137 cm) vom linken Rand der Bahn 9 ohne weiteres identifiziert werden. Die Identifizierung der Meßstellen ermöglicht die genaue Steuerung der Produktionsbedingungen an identifizierten Querschnittsstellen, z. B. die automatische Steuerung der Ausflußschlitzöffnung an den Stoffauflaufkästen.
  • An dieser Stelle sollte noch einmal hervorgehoben werden, daß das oben beschriebene System die gleichzeitige Ausführung von Messungen über die gesamte Breite der Bahn 9 ermöglicht. Dieses Merkmal unterscheidet das System von den Abtastgeräten, die nacheinander einzelne Messungen quer über eine Bahn hinweg vornehmen. Ein Ergebnis der Schaffung von nicht abtastenden Sensoren besteht darin, daß die Sequenz des Auslesens der Daten aus der Gesamtheit der Erfassungseinrichtungen im Verhältnis zu den Abtastsensoren schneller erfolgen kann. Beispielsweise können die oben beschriebenen nicht abtastenden Sensoren ein vollständiges Profil der Bahn 9 in fünf Sekunden oder weniger erzeugen. Die Fähigkeit, schnelle Profilmessungen ausführen zu können, ermöglicht den Einsatz schneller Stellglieder und schafft viel kürzere Maschinensteuerzyklen. Dies ist wichtig während der Anlaufphase, bei Qualitätsänderungen und Störungen, kann aber auch Abweichungen der Maschinenrichtung im Beharrungszustand und die Anfälligkeit gegenüber periodisch instabilen Zuständen verringern.
  • Bei einigen Systemen kann der Einsatz von nur zwei Filter- und Erfassungselementen an jeder Meßstelle in Querrichtung erwünscht sein. (Nach Fig. 7 würde ein solches System z. B. nur die Bandfilter 53A und 53B sowie die Wandler 54A und 54B umfassen.) Bei einem solchen System kann die Trockenflächenmasse mit Hilfe von zwei erfaßten Wellenlängen wie folgt zum Ausdruck gebracht werden:
  • wobei:
  • DBW die Trockenflächenmasse des untersuchten Bereiches des Bahnmaterials ist;
  • A, B und C Konstanten sind;
  • "1n" die natürliche Logarithmusfunktion angibt;
  • "REF on sheet" das Ausgabesignal einer Referenzerfassungseinrichtung ist, wenn sich das Bahnmaterial in dem Spalt zwischen den Kanälen 15 und 17 befindet;
  • "REF no sheet" das Ausgabesignal einer Referenzerfassungseinrichtung ist, wenn sich kein Bahnmaterial im Spalt zwischen den Kanälen 15 und 17 befindet;
  • "MEAS on sheet" das Ausgabesignal einer Meßerfassungseinrichtung ist, wenn sich das Bahnmaterial in dem Spalt zwischen den Kanälen 15 und 17 befindet;
  • "MEAS no sheet" das Ausgabesignal einer Meßerfassungseinrichtung ist, wenn sich das Bahnmaterial nicht im Spalt zwischen den Kanälen 15 und 17 befindet.
  • Wenngleich die Erfindung unter besonderer Bezugnahme auf die bevorzugte Ausführungsform beschrieben wurde, so ergeben sich für Fachleute auf dem Gebiet nach dem Lesen der vorangegangenen Offenbarung ohne Zweifel andere Ausführungsformen und Varianten. So kann beispielsweise die Zirkulation von Druckluft durch die Kanäle 15 und 17 getrennt erfolgen, und somit kann der Querkanal 19 eliminiert werden. Außerdem kann die Maschine 7 Lichtkollimiervorrichtungen, wie z. B. sogenannte Honigwabenfilter, zur zusätzlichen Kollimierung des durch die lichtdurchlässigen Wände 23 und 25 gelangenden Lichts aufweisen, wobei derartige Filter Abweichungen infolge des Flatterns oder anderer Höhenänderungen der Bahn 9 innerhalb des vertikalen Spalts zwischen den Kanälen 15 und 17 minimieren können. Obwohl die vorangehende Beschreibung nur eine einzige Spiegelanordnung 43 vorsieht, kann auch eine Vielzahl von Spiegelanordnungen verwendet werden. Darüber hinaus können zusätzliche Messungen der Flächenmasse und der Bahnfeuchtigkeit am tatsächlichen Ende einer Papiermaschine ausgeführt werden und für Eichungszwecke und zum Korrigieren bei einer langfristigen Signalabweichung verwendet werden. Als eine andere Variante können die Beleuchtungseinrichtungen 61 angebracht werden, um die Lichtstrahlenbündel senkrecht zur Seite des Gehäuses 11 auszurichten, wobei Ablenkspiegel zum Ablenken der Strahlen und zu deren Ausrichtung im allgemeinen parallel zur Mittellinie des Kanals 17 zur Spiegelanordnung 43 hin angeordnet werden. Als eine weitere Abwandlung können auch andere Moduliervorrichtungen als der dargestellte Rotor 73 eingesetzt werden um das Licht aus den Lampen 61 zu modulieren. Die Moduliervorrichtungen können optische Filter aufweisen, so daß das modulierte Licht nacheinander mit verschiedenen Wellenlängen emittiert wird; z. B. könnten optische Filter an der Moduliervorrichtung Licht bereitstellen, das zuerst mit einem schmalen Wellenlängenband mit einem Mittelwert von etwa 1,5 Mikron gefiltert wurde anschließend Licht, das mit einem schmalen Wellenlängenband mit einem Mittelwert von etwa 1,3 Mikron, dann mit 1,9 und schließlich mit 1,8 Mikron gefiltert wurde. Bei einem derartigen System, bei dem das modulierte Licht nacheinander mit vier verschiedenen Wellenlängen gefiltert wird, könnten die Gruppen 45 von Lichterfassungseinrichtungen auch nur einen einzigen optischen Bandfilter umfassen.

Claims (3)

1. System zur Ausführung von Messungen von Eigenschaften sich bewegender Bahnen von Bahnmaterial, das umfaßt:
a) Beleuchtungseinrichtungen (41,43), die gleichzeitig von beabstandeten Positionen aus parallele Lichtstrahlen im wesentlichen senkrecht auf eine Oberfläche einer sich bewegenden Bahn (a) richten;
b) eine Vielzahl von Lichterfassungseinrichtungen (45), die ebenfalls an beabstandeten Positionen angebracht sind und Lichtstrahlen empfangen, die mit wenigstens zwei verschiedenen Wellenlängen durch die Bahn durchgelassen werden;
c) Gehäuseeinrichtungen (15, 17), die die Beleuchtungseinrichtungen und die Erfassungseinrichtungen nach außen isolieren; und
d) Signalverarbeitungseinrichtungen (85,87,89), die mit den Lichterfassungseinrichtungen verbunden sind und Signale erzeugen, die die Qualität des erfaßten Lichtes anzeigen;
dadurch gekennzeichnet, daß:
- die Beleuchtungseinrichtungen Reflektoreinrichtungen (43) enthalten, die so angebracht sind, daß sie die Strahlen als parallele Strahlen im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der Bahn reflektieren, um im wesentlichen die gesamte Breite der Bahn zu beleuchten, wobei die Reflektoreinrichtungen eine Anordnung reflektierender Flächen (44) umfassen, die im Profil eine im allgemeinen sägezahnartige Form aufweisen; und
- die Gehäuseeinrichtungen einen ersten und einen zweiten Kanal (15,17) umfassen, die sich über einander gegenüberliegende Seiten der sich bewegenden Bahn erstrecken und getrennt die Beleuchtungseinrichtungen bzw. die Lichterfassungseinrichtungen aufnehmen, wobei sowohl der erste als auch der zweite Kanal jeweils eine lichtdurchlässige Wand (23,25) aufweisen, die Sichtlinienverbindung über die sich bewegende Bahn ermöglicht.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung reflektierender Flächen (43) so angebracht ist, daß sich die Flächen in zunehmend ansteigender Höhe befinden.
3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichterfassungseinrichtungen Gruppen von wenigstens zwei photoelektrischen Wandlern (54) und dazugehörigen optischen Filtern (53) umfassen, wobei jedes der Filter so ausgewählt ist, daß es vorzugsweise ein ausgewähltes Wellenlängenband von Licht durchläßt.
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