DE3806608A1 - Verfahren zur geschwindigkeits- und/oder laengenmessung von endlosen textilen warenbahnen sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Geschwindigkeits- und/oder Längenmessungen von endlo­ sen textilen Warenbahnen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Üblicherweise werden in der Textilindustrie die Geschwin­ digkeiten bzw. Warenlängen von geförderten endlosen Wa­ renbahnen nach der mechanischen Abrollmethode gemessen. Hierbei wird ein Meßrad, das mit einem entsprechenden Tachometer verbunden ist, in Kontakt mit der jeweils zu vermessenden Warenbahn, bei der es sich beispiels­ weise um ein Flächengebilde oder Garn handelt, gebracht. Ebenso ist es bekannt, das Meßrad mit einer Umlenkwalze, an der die endlose Warenbahn umgelenkt wird, zu verbin­ den, um so durch Bestimmung der Geschwindigkeit bzw. der Anzahl der Umdrehungen der Umlenkwalze die Geschwin­ digkeit der mit der Umlenkwalze in Kontakt stehenden geförderten Warenbahn zu erfassen.

Die vorstehend beschriebene mechanische Abrollmethode kann eine Reihe von Problemen verursachen. So besteht beispielsweise bei empfindlichen Warenbahnen die Gefahr, daß durch das Auflegen des Meßrades die Oberfläche der Warenbahn beschädigt wird, was sich beispielsweise in einer nicht mehr zu beseitigenden und sich in Warenlauf­ richtung strichförmig erstreckenden Oberflächenaufrau­ hung oder in verschobenen Stellen ausdrückt. Insbeson­ dere bei elastischen Artikeln, wie beispielsweise Ma­ schenwaren, kann durch das Auflegen des Meßrades in die­ sem Bereich eine Verformung auftreten, was zu entspre­ chenden Fehlmessungen der Warenbahnlänge führt. Das zu­ vor beschriebene zweite Verfahren, bei dem aus der Ge­ schwindigkeit der Umlenkrolle bzw. ihrer Umdrehungszahl auf die Warenbahngeschwindigkeit bzw. die Warenbahnlän­ ge geschlossen wird, beinhaltet die Gefahr von Fehlmes­ sungen. So können hier durch Schlupferscheinungen zwischen geförderter Warenbahn und Umlenkwalze, die das Ergebnis der Messungen erheblich beeinflussen, nicht ausgeschlos­ sen werden. Dies tritt insbesondere dann auf, wenn nasse Warenbahnen über eine derartige Umlenkwalze gefördert werden oder wenn die Warenbahn aufgrund ihrer Empfind­ lichkeit gegenüber mechanischen Beanspruchungen eine besonders glatte und polierte Umlenkwalze erforderlich macht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der angegebenen Art zur Verfügung zu stellen, das bzw. die eine besonders genaue Messung der Geschwindigkeit und/oder der Länge von laufenden Warenbahnen erlaubt.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den kennzeich­ nenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patent­ anspruchs 9 gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf dem Grundge­ danken, die Messung der Geschwindigkeit bzw. der Länge der laufenden Warenbahn nicht, wie beim eingangs aufge­ führten Stand der Technik, durch direkten Kontakt eines Meßrades mit der Warenbahn oder durch Umlenken derselben um eine Umlenkwalze, deren Geschwindigkeit bzw. Umdre­ hungszahl bestimmt wird, zu erfassen. Vielmehr schlägt das erfindungsgemäße Verfahren ein direktes, berührungs­ loses Messen der Geschwindigkeit bzw. der Länge der Wa­ renbahn vor. Hierbei wird ein Lichtstrahl auf die laufen­ de Warenbahn gerichtet, wobei zuvor ein Teil des Licht­ strahles abgelenkt und einer Auswertevorrichtung zugeführt wurde. Überraschenderweise konnte festgestellt werden, daß der auf die Oberfläche der textilen Warenbahn auf­ treffende Strahl derart von der Oberfläche reflektiert wird, daß immer noch eine relativ enge Reflektionskeule entsteht. Dies ist insofern erstaunlich, da zu erwarten ist, daß aufgrund der mannigfachen Brechungsflächen einer derar­ tigen Oberfläche und des Adsorptionsverhaltens die Wa­ renbahn den darauf gerichteten Lichtstrahl in alle Rich­ tungen reflektiert, streut und/oder adsorbiert und somit auch keine genau auswertbare Reflektionskeule entstehen wür­ de. Dies tritt, wie bereits vorstehend dargelegt, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren jedoch nicht auf, so daß ein ausgewählter Teil der Lichtstrahlen aus der Re­ flektionszone (Reflektionskeule) über eine Sammellinse geleitet und dem zuvor abgelenkten Lichtstrahl­ teil überlagert werden kann. Dadurch entstehen abhän­ gig von der jeweiligen Warengeschwindigkeit verschiedene Dopplerfrequenzen, d. h. Schwebungen, die Intensitäts­ schwankungen des Lichtes ergeben. Eine Auswertevorrich­ tung, der die überlagerten Lichtstrahlen zugeführt wer­ den, ermittelt aus den Schwebungsfrequenzen die Warenge­ schwindigkeit, wobei folgende mathematische Formel zu­ grundeliegt:

Hierbei bedeuten

f _S die jeweils ermittelte Schwebungsfrequenz, v die jeweilige Warengeschwindigkeit, α den Anstrahlwinkel und λ die Wellenlänge des Lichtstrahls.

Aus der vorstehenden Gleichung ergibt sich für die in der Zeiteinheit t transportierte Warenbahnlänge l die nachfolgende Beziehung:

wobei n die Anzahl der in der Zeit t gezählten Dopplerschwingungen ist.

Als Lichtstrahl kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sowohl ein einzelner als auch vorzugsweise ein Bündel von Lichtstrahlen gleicher Wellenlänge verwendet werden. Somit umfaßt der vorstehend aufgeführte und nachstehend genannte Begriff Lichtstrahl sowohl einen einzelnen Licht strahl als auch ein entsprechendes Bündel von monochroma­ tischen Lichtstrahlen.

Das zuvor beschriebene erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, daß es eine sehr genaue Messung der Warengeschwindigkeit und/oder Warenlänge erlaubt, da die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtstrahles rela­ tiv zur Warengeschwindigkeit um vielfache Zehnerpotenzen höher ist, so daß hierdurch keine Meßfehler entstehen können. So konnte festgestellt werden, daß sich durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Vergleich zu den bekannten Verfahren der Meßfehler deutlich verringern ließ, d.h., er betrug nur noch 1/100 bis 1/1000 des ursprünglichen Meßfehlers. Auch treten bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die eingangs beschriebenen Probleme, die mit der Verwendung eines mit der Waren­ bahn in Kontakt tretenden Meßrades zu beobachten sind, nicht auf, da hierbei wegen der kontaktlosen Messung keine unerwünschten Verschiebungen der Fadensysteme, Aufrauhungen oder sonstige mechanische Beschädigungen der Oberfläche der Warenbahn stattfinden können. Auch mißt das erfindungsgemäße Verfahren unabhängig von dem jeweiligen Zustand, d. h. unabhängig davon, ob die Wa­ renbahn trocken oder naß ist, gleichmäßig und reprodu­ zierbar die Warenbahngeschwindigkeit bzw. deren Länge. Darüberhinaus kann es noch wegen der hohen Reproduzier­ barkeit und Genauigkeit besonders gut zur Steuerung der Warenbahngeschwindigkeit eingesetzt werden, wie die noch nachfolgend bei einem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung erläutert wird.

Grundsätzlich kann man bei dem erfindungsgemäßen Verfah­ ren jeden Lichtstrahl verwenden, wobei jedoch für das Verfahren Voraussetzung ist, daß vor der Überlagerung des abgelenkten und reflektierten Lichtstrahls dieser monochromatisiert wird. Wesentlich einfacher ist es je­ doch, die Lichtquelle derart auszubilden, daß sie ei­ nen monochromatischen Lichtstrahl erzeugt. Besonders gute Ergebnisse erzielt man, wenn man als Lichtstrahl einen Laserstrahl bzw. wie bereits vorstehend ausgeführt, ein Bündel von Laserstrahlen einsetzt. Hierbei kann man auf die Monochromatisierung des Lichtstrahles verzich­ ten, da der Laser zwangsläufig Lichtstrahlen nur einer einzigen Wellenlänge erzeugt. Hierbei können die an sich bekannten Laser, wie beispielsweise Edelgaslaser, He-Ne-La­ ser oder CO₂-Laser, als Lichtquelle eingesetzt werden, wie dies noch nachfolgend bei der Vorrichtung näher er­ läutert wird.

Bezüglich des Bestrahlungswinkels ist festzuhalten, daß dieser relativ zur Warenbahnlaufrichtung zwischen etwa 20° und 89,5° bzw. etwa 160° und 90,5°, vorzugsweise in einem Bereich zwischen etwa 80° und 89,5° bzw. etwa 100° und 90,5°, variieren kann. Der vorstehend aufgeführ­ te bevorzugte Bestrahlungswinkelbereich (geringfügig kleiner als 90° bzw. geringfügig größer als 90°) erlaubt die Verwendung von relativ kleinen Sammellinsen, da mit zunehmender bzw. abnehmender Größe des Bestrahlungswin­ kels, d. h. bei Winkeln zwischen etwa 20° und etwa 70° bzw. 160° und 110°, entsprechend große Sammellinsen er­ forderlich sind, die auch demnach entsprechend höhere Kosten verursachen und zudem noch die Vorrichtung in ihrer Bauweise vergrößern. Besonders kleine Linsen zur Konzentrierung des reflektierten Lichtstrahles können verwendet werden, wenn die Oberfläche der Warenbahn un­ ter Bestrahlungswinkeln zwischen 89,5° und 89,9° bzw. 90,1° und 90,5° mit dem Lichtstrahl bestrahlt werden. Diese Bestrahlungswinkel sind insbesondere dann anzuwen­ den, wenn sehr hohe Warenbahngeschwindigkeiten gemessen werden sollen. Festzuhalten ist in diesem Zusammenhang, daß bei Bestrahlungswinkeln von 90° das erfindungsgemäße Verfahren nicht anwendbar ist, da bei einem derartigen Bestrahlungswinkel wegen der fehlenden Geschwindigkeits­ komponente in Bestrahlungsrichtung keine Differenzfre­ quenz zwischen dem abgelenkten und dem reflektierten Lichtstrahl und somit keine Intensitätsschwankung auf­ tritt.

Besonders gute Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn man Bestrahlungswinkel von 86,5° bzw. 93,5° relativ zur Waren­ bahnlaufrichtung auswählt. So wurde festgestellt, daß bei einem derartigen Bestrahlungswinkel das Meßergebnis durch Flatterbewegungen der Warenbahn senkrecht zur Bewe­ gungsrichtung nicht oder nur in einem vernachlässigbaren Rahmen beeinflußt wird. Dies ist insofern wichtig, da derartige Flatterbewegungen insbesondere dann auftreten, wenn die Warenbahn mit einer relativ hohen Geschwindig­ keit, d. h. mit Geschwindigkeiten zwischen etwa 20 m/min bis etwa 80 m/min, oder über größere Entfernungen ohne zusätzliche Unterstützung transportiert wird, wie dies beispielsweise bei Produktionsmaschinen häufig der Fall ist. Auch kann man in solchen Fällen sehr genaue und re­ produzierbare Meßergebnisse erzielen, wenn die Messung an den Stellen vorgenommen wird, an denen die Warenbahn durch eine Umlenkrolle unterstützt wird und die Warenbahn nicht nur in Warenlaufrichtung transportiert, sondern auch gleichzeitig infolge einer Unwucht der Umlenkrolle senkrecht zur Warenbahnlaufrichtung bewegt wird. Somit ist festzuhalten, daß bei einem Bestrahlungswinkel von 86,5° bzw. 93,5° relativ zur Warenbahnlaufrichtung die zuvor beschriebenen Flatterbewegungen bzw. Bewegungen der Warenbahn senkrecht zur Warenbahnlaufrichtung so eli­ miniert werden können, daß sie keinen bzw. einen vernach­ lässigbaren Einfluß auf die Messung der Warenlänge bzw. Warengeschwindigkeit haben.

Bezüglich der Intensität, Energie bzw. Leistung des ein­ gesetzten Lichtstrahls ist festzuhalten, daß durch das Substrat und den Verarbeitungszustand der Warenbahn Gren­ zen gesetzt sind, da durch das Meßverfahren keine uner­ wünschten Warenveränderungen, wie beispielsweise Anschmel­ zen der Warenbahnoberfläche oder Zerstörung der Farbstof­ fe, erfolgen soll. So haben sich Lichtstrahlen mit einer Leistungsdichte von etwa 4 mW/cm² bis etwa 15 mW/cm² als besonders vorteilhaft erwiesen, da hierbei keine uner­ wünschten Veränderungen der vorstehend aufgeführten Art auftreten.

Um eine besonders reproduzierbare oder von unerwünschten Rauscheffekten freie Messung zu erreichen, sieht eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, daß die Intensität des abgelenkten Lichtstrahles vor dessen Zuführung zur Auswertevorrichtung an die Inten­ sität des von der Warenoberfläche der textilen Warenbahn reflektierten Lichtstrahles angepaßt wird. Dies hat zur Folge, daß etwa gleich intensive Lichtstrahlen (abgelenk­ ter und reflektierter Lichtstrahl) überlagert werden, so daß die Frequenz der durch die Überlagerung entstehen­ den Schwebung und damit auch die jeweilige Warenbahnge­ schwindigkeit bzw. Warenbahnlänge besonders genau ermit­ telt werden kann.

Eine derartige Intensitätsanpassung des abgelenkten Licht­ strahles an die Intensität des von der Warenbahnoberfläche reflektierten Lichtstrahles kann dadurch erreicht werden, daß man den abgelenkten Lichtstrahl vor dessen Zuführung zur Auswertevorrichtung teilweise an einer geeigneten Reflektionseinrichtung reflektiert und/oder diesen teil­ weise adsorbiert, so daß nur der reflektierte und/oder nicht absorbierte Teil des abgelenkten Lichtstrahles mit dem von der Warenbahnoberfläche reflektierten Lichtstrahl überlagert wird, wie dies noch nachfolgend bei der Vorrich­ tung eingehend dargestellt ist. Ein derartiges Verfahren ermöglicht auch die Messung von Warenbahngeschwindigkeiten bzw. -längen von solchen Materialien, die beispielsweise aufgrund ihrer Färbung einen großen Teil des auf die Waren­ bahnoberfläche auftreffenden Lichtstrahles adsorbieren oder aufgrund ihrer Mikro- oder Makrostruktur, d. h. ihrer Rauhigkeit, eine relativ breite und nur schwer auswert­ bare Reflektionskeule aufweisen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens weist eine Licht­ quelle auf, die zur Erzeugung des Lichtstrahles dient. Zwischen der Lichtquelle und der Warenbahn ist eine Strahlenteilungseinrichtung angeordnet, die aus dem Licht­ strahl einen ersten Teil ablenkt, der bei dem zuvor be­ schriebenen Verfahren als Referenzstrahl verwendet wird. Hierbei handelt es sich um eine dem Fachmann an sich be­ kannte Strahlenteilungseinrichtung, die beispielsweise über ein Prisma den für das Meßverfahren erforderlichen Referenzstrahl ablenkt und einen zweiten Teil des Licht­ strahls unbeeinflußt die Strahlenteilungseinrichtung pas­ sieren läßt. Zwischen der Strahlenteilungseinrichtung und der Warenbahn ist eine Sammellinse angeordnet, die ausgewählte reflektierte Lichtstrahlen aus dem keulen­ förmigen Reflektionsbereich konzentriert. Ferner ist eine Auswertevorrichtung vorgesehen, die einen Fotodetektor sowie eine Signalverarbeitungsschaltung umfaßt. Hierbei werden die von dem Referenzstrahl überlagerten ausgewähl­ ten und konzentrierten reflektierten Strahlen derart auf den Fotodetektor gerichtet, daß dieser die Dopplerfre­ quenz der Schwebung bzw. die Intensitätsschwankungen des von dem Referenzstrahl überlagerten Lichtstrahles in ein elektrisches Signal umwandelt.

Vorzugsweise ist die Lichtquelle aus den vorstehend be­ reits ausgeführten Gründen als Laser ausgebildet. Hierbei handelt es sich insbesondere um einen Edelgaslaser, ins­ besondere einen He-Ne-Laser mit einer Lichtleistung zwi­ schen etwa 2 mW und etwa 8 mW, der Laserstrahlen mit einer Wellenlänge von 632,8 nm abstrahlt. Auch kann ein derar­ tiger Edelgaslaser durch einen dem Fachmann geläufigen CO₂-Laser oder einen Festkörper-Laser von entsprechender Lei­ stung ersetzt werden, wobei diese Laser Lichtstrahlen als Dauerstrahlen erzeugen.

Bei einer besonders geeigneten Ausführungsform weist der Fotodetektor eine Meßfläche von <1 mm², vorzugsweise etwa 0,2 mm² bis etwa 0,5 mm², auf. Derartige Fotodetek­ toren, insbesondere solche mit einer Meßfläche von etwa 0,2 mm², ermöglichen im Vergleich zu Dioden mit größe­ ren Meßflächen eine Optimierung der Quantenausbeuten, so daß diese bei Wellenlängen von etwa 600 nm größer als etwa 50% sind, wohingegen Dioden mit Meßflächen < 1 mm² Quantenausbeuten von nur etwa 20% ermöglichen. Hierdurch wird sichergestellt, daß sich auch relativ intensitätsschwa­ che, von der Warenbahnoberfläche reflektierte Lichtstrahlen einwandfrei auswerten lassen, ohne daß dabei die Messung durch das von der Signalverarbeitungsschaltung hervorge­ rufene Rauschen, insbesondere im kleinen Frequenzbereich zwischen etwa 500 Hz bis etwa 1000 kHz, gestört wird. Dies wiederum führt dazu, daß rauscharme Dopplersignale bei hoher Signalverstärkung ausgewertet werden können.

Besonders gute Ergebnisse lassen sich mit einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung erzielen, die als Fotodetektor entweder eine PIN-Diode oder eine Silicium-Avalanche-Fo­ todiode aufweist. Insbesondere die Silicium-Avalanche- Fotodiode besitzt im Wellenlängenbereich zwischen etwa 500 nm und etwa 900 nm eine wesentlich bessere Quanten­ ausbeute und höhere Auflösung, während die PIN-Diode im Bereich zwischen etwa 900 nm und etwa 1000 nm der Sili­ cium-Avalanche-Fotodiode überlegen ist, wie dies aus dem Vergleich der noch nachfolgend beschriebenen Fig. 3 zu entnehmen ist. Eine besonders hohe Frequenzauflösung läßt sich mit Sperrschichtfotodetektoren erreichen, die in einem Frequenzbereich zwischen etwa 500 Hz bis etwa 1000 kHz arbeiten, wobei ein Frequenzbereich um etwa 500 Hz besonders vorteilhaft für das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung ist. Durch Abstim­ mung der Sperrspannung und infolge der inneren Verstär­ kung ist das Signal-Rausch-Verhältnis speziell auf den jeweiligen Anwendungsfall, d. h. auf die Makro- und/oder Mikrostruktur der Warenbahn (Rauhigkeit) und/oder Farbe, anpaßbar.

Ebenso ist festzuhalten, daß die Ausgestaltung der Sam­ mellinse, die zwischen der Strahlenteilungseinrichtung und der Warenbahn angeordnet ist, einen wesentlichen Ein­ fluß auf die Meßgenauigkeit hat. Besonders geeignet sind Sammellinsen, deren Brennweite zwischen etwa 40 mm und etwa 60 mm, vorzugsweise bei etwa 50 mm, liegt, und die einen Linsendurchmesser <25 mm, vorzugsweise bei etwa 19 mm, aufweisen. Mit einer derartigen Sammellinse kann auch die Warenbahngeschwindigkeit bzw. -länge von relativ schmalen Warenbahnen erfaßt werden.

Eine besonders geeignete Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung umfaßt eine Reflektionseinrichtung, die im Strahlengang des abgelenkten Lichtstrahles vor der Auswertevorrichtung angeordnet ist. Hierbei bewirkt die Reflektionseinrichtung, daß die Intensität des ab­ gelenkten Lichtstrahles an die Intensität des von der Warenbahnoberfläche reflektierten Lichtstrahles derart angepaßt werden kann, daß nur ein Teil des abgelenkten Lichtstrahles mit dem reflektierten Lichtstrahl zur Er­ zeugung der für die Messung auszuwertenden Schwebung über­ lagert wird. Im einfachsten Fall besteht diese Reflektions­ einrichtung aus einer Glasscheibe, die derart in dem Strah­ lengang des abgelenkten Lichtstrahles angeordnet ist, daß sie nur einen Teil des abgelenkten Lichtstrahles auf den Fotodetektor reflektiert. Wird eine Vorrichtung ver­ wendet, bei der die Strahlenteilungseinrichtung als Strah­ lenteilungswürfel ausgebildet ist, so kann eine Grenzflä­ che des Strahlenteilungswürfels als Reflektionseinrich­ tung dienen. Beim Übergang des abgelenkten Lichtstrahles von dem Glas in die Luft entsteht ein reflektierter Teil­ strahl, der als Referenzstrahl mit dem von der Warenbahn­ oberfläche reflektierten Lichtstrahl überlagert wird.

Ebenso besteht die Möglichkeit, anstelle der Reflektions­ einrichtung oder zusätzlich zu der Reflektionseinrichtung eine Adsorptionseinrichtung vorzusehen, wobei im einfach­ sten Fall die zuvor beschriebene Grenzfläche mit einem Adsorptionsfilter versehen wird. Hierbei bewirkt diese Adsorptionseinrichtung, daß nur ein Teil des abgelenk­ ten Lichtstrahles der Messung zugeführt wird, und verhin­ dert gleichzeitig durch Adsorption, daß der nicht reflek­ tierte Teil des abgelenkten Lichtstrahles das Meßergebnis verfälscht. Für einen derartigen, auf der Grenzfläche des Strahlenteilungswürfels angeordneten Adsorptionsfilter ist grundsätzlich jedes Material geeignet, das den die Grenzfläche durchdringenden Teil des abgelenkten Licht­ strahles adsorbiert. Besonders gute Ergebnisse können mit einem Adsorptionsfilter erzielt werden, das aus einem schwarzen Velour besteht und das von außen auf der ent­ sprechenden Grenzfläche angeordnet ist.

Bei einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Adsorptionseinrichtung als linearer zirkularer Transmissionsverlaufsfilter ausgebildet. Ein derartiges Filter erlaubt in besonders einfacher Weise die Anpassung der Intensität des abgelenkten Lichtstrah­ les an die Intensität des von der Warenbahnoberfläche reflektierten Lichtstrahles, wobei diese im Bereich zwi­ schen 0% und 100% regelbar ist. Hierdurch kann in be­ sonders einfacher Weise die erfindungsgemäße Vorrichtung an die Makro- und Mikrostruktur und Farbe der jeweils zu messenden Warenbahn angepaßt werden.

Unmittelbar mit dem Fotodetektor ist bei der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung die Signalverarbeitungsschaltung ver­ bunden, die im einfachsten Fall aus einem Oszilloskop besteht, das die durch die Überlagerung der Lichtstrahlen zustandekommende Schwebung optisch darstellt und/oder die Dopplerfrequenz zählt. Für die quantitative Auswer­ tung der Geschwindigkeit bzw. Länge der Warenbahn gemäß den eingangs aufgeführten Formeln ist die Zählung der Dopplerfrequenz (Schwebungsfrequenz) erforderlich. Will man hingegen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Wa­ renbahngeschwindigkeit an mehreren Stellen erfassen, was beispielsweise für die Abstimmung von verschiedenen An­ triebsmotoren in einer Maschine besonders vorteilhaft ist, oder die Geschwindigkeit von mehreren Warenbahnen aufeinander abstimmen, so genügt es im einfachsten Fall, die jeweilige Schwebung an der entsprechenden Meßstelle bzw. die jeweilige Schwebung der entsprechenden Warenbahn auf dem Oszilloskop optisch darzustellen und mit einer vorgegebenen Schwebung zu vergleichen und bei Abweichung manuell eine Korrektur des entsprechenden Antriebsmotors der Warenbahn vorzunehmen. Selbstverständlich kann auch eine derartige Korrektur automatisch durchgeführt werden. Hierbei erzeugt die Signalverarbeitungsschaltung bei Un­ ter- oder Überschreiten eines Sollwertes, der beispiels­ weise durch die Warenbahngeschwindigkeit an einer ausge­ wählten Stelle oder für den Anwendungsfall der Bestim­ mung von mehreren Warenbahngeschwindigkeiten aufeinander durch die Geschwindigkeit einer ausgewählten Warenbahn vorgegeben wird, ein Ausgangssignal, das zur Steuerung der Drehzahl der Antriebsmotoren für andere Warenbahn­ stellen bzw. der Antriebsmotoren für die anderen Waren­ bahnen verwendet wird.

Bei der zuvor beschriebenen Anwendung des erfindungsge­ mäßen Verfahrens zur Steuerung der Geschwindigkeit von einer Warenbahn an mehreren Stellen bzw. zur Abstimmung der Geschwindigkeit von mehreren Warenbahnen gelangt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Anwendung, die bei einer Warenbahn abhängig von den anzu­ steuernden Stellen bzw. bei der Abstimmung der Geschwin­ digkeiten von mehreren Warenbahnen abhängig von der Anzahl der Warenbahnen eine entsprechende Anzahl von Lichtquellen, Strahlenteilungseinrichtungen, Sammellinsen sowie Auswerte­ vorrichtungen umfaßt. Hierbei weisen die Auswertevorrich­ tungen die den Stellen bzw. Warenbahnen entsprechende Anzahl von Fotodetektoren und Signalverarbeitungsschaltun­ gen auf. Wird eine manuelle Abstimmung der Geschwindigkeiten vorgenommen, so können die Signalverarbeitungsschaltungen aus einem Oszilloskop bestehen, das eine entsprechende Anzahl von Eingängen besitzt, so daß die von den Fotode­ tektoren erzeugten Signale auf dem Bildschirm des Oszillos­ kops optisch dargestellt und hiernach die Antriebsmotoren einzeln gesteuert werden können. Bei der automatischen Steuerung erzeugen die Signalverarbeitungsschaltungen eine den Meßstellen entsprechende Anzahl von Ausgangssig­ nalen, die jeweils zur Steuerung der Drehzahl der zugehöri­ gen Antriebsmotoren verwendet werden.

Eine besonders geeignete Ausführungsform der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung, die insbesondere für die industrielle Messung geeignet ist, ist als kompakte Baueinheit ausgebil­ det. Hierbei weist diese Ausführungsform ein langgestrecktes, vorzugsweise allseitig geschlossenes Gehäuse auf, das an seinem stirnseitigen Ende mit einer Kopplungseinrichtung für die Lichtquelle versehen ist. Die Kopplungseinrichtung ist derart ausgebildet, daß sie entweder unmittelbar direkt oder durch eine zwischen der Lichtquelle und dem Gehäuse angeordnete Faseroptik an die Lichtquelle anschließbar ist. An der der Kopplungseinrichtung gegenüberliegenden Stirnseite ist eine Lichtstrahlaus- und -antrittsöffnung, vorzugsweise die zuvor beschriebene Sammellinse, angeord­ net, durch die der Meßstrahl aus dem Gehäuse und der von der Warenbahnoberfläche reflektierte Lichtstrahl wieder in das Gehäuse tritt. Innerhalb des Gehäuses befinden sich die Strahlenteilungseinrichtung, ggf. die Reflek­ tionseinrichtung für den abgelenkten Lichtstrahl sowie die Signalverarbeitungsschaltung.

Um eine einfache Justierung des Brennpunkts der Sammellinse auf die Warenbahnoberfläche zu ermöglichen, weist eine weitere Ausführungsform noch zusätzlich an der der Kopp­ lungseinrichtung gegenüberliegenden Stirnseite einen ange­ flanschten Tubus auf, der die Sammellinse derart haltert, daß sie relativ in Richtung auf die Warenbahnoberfläche oder entgegengesetzt hierzu verschiebbar ist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß der Tubus teleskopartig ausgebildet oder mit einem entsprechenden Schraubgewinde versehen ist. Ebenso kann der Tubus lösbar mit dem Gehäuse verbunden sein, so daß abhängig von dem jeweiligen Meßproblem der Tubus und die fest damit verbun­ dene Sammellinse durch einen anderen Tubus und eine ent­ sprechende andere Sammellinse einfach und schnell ausge­ tauscht werden kann.

Um die Baugröße einer derartigen Ausführungsform zu ver­ kleinern und somit eine kompakte Meßvorrichtung zur Verfü­ gung zu stellen, besteht bei einer weiteren Ausführungs­ form die Möglichkeit, drei Planumlenkspiegel vorzusehen, die den abgelenkten Lichtstrahl dem Fotodetektor zufüh­ ren. Hierbei sind die Planumlenkspiegel parallel zu dem von der Lichtquelle erzeugten Lichtstrahl angeordnet.

Ebenso kann bei solchen Ausführungsformen, die einen Strah­ lungsteilungswürfel verwenden, eine Grenzfläche zur Re­ flektion und/oder Adsorption des abgelenkten Lichtstrah­ les verwendet werden, so daß hierbei im Vergleich zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform auf zwei Planumlenk­ spiegel verzichtet werden kann, wie dies noch nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfah­ rens sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der Vorrichtung;

Fig. 4 eine Seitenansicht einer in kompakter Bauweise ausgeführten Vorrichtung;

Fig. 4a eine Schnittansicht längs der Linie A-B der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform;

Fig. 4b eine Draufsicht auf die Ausführungsform ge­ mäß Fig. 4;

Fig. 5 eine grafische Darstellung der Dopplerfre­ quenz in Abhängigkeit von der Warenbahnge­ schwindigkeit;

Fig. 6 eine grafische Darstellung der Quantenausbeute in Abhängigkeit von der Wellenlänge des Licht­ strahles für zwei Fotodetektoren; und

Fig. 7 das Prinzip einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung, die zur Steuerung der Ge­ schwindigkeiten von zwei Warenbahnen dient.

Die in Fig. 1 insgesamt mit 1 bezeichnete Vorrichtung zur Messung der Warenbahngeschwindigkeit und/oder Waren­ bahnlänge weist eine Lichtquelle 2 auf, die einen mono­ chromatischen Lichtstrahl bzw. ein Bündel von monochroma­ tischen Lichtstrahlen auf die Oberfläche einer Warenbahn 5 richtet. Hierbei weist der Lichtstrahl eine konstante Wellenlänge λ auf. Bei der Lichtquelle 2 handelt es sich bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform um einen He-Ne-Laser, wobei der Laserstrahl 10 eine Wellenlänge von 632,8 nm und eine Lichtleistung von 3 mW besitzt. Ein Teil 10 a des Lichtstrahles 10 wird an einer Strahlen­ teilungseinrichtung 3, die als Strahlenteilungswürfel ausgebildet ist, auf eine Reflektionseinrichtung 8 abge­ lenkt, wobei die Reflektionseinrichtung 8 als justierbare Planplatte ausgebildet ist. Bedingt durch die Teildurch­ lässigkeit der Planplatte 8 kann die Intensität des Licht­ strahles 10 a an die Intensität der von der Warenoberflä­ che reflektierten Lichtstrahlen angepaßt werden, wodurch die Meßgenauigkeit und Reproduzierbarkeit der Vorrichtung verbessert werden. Der andere Teil 10 b des Lichtstrahles wird durch eine Sammellinse 4 unter einem bestimmten Be­ strahlungswinkel a auf die Oberfläche der Warenbahn 5, die in Pfeilrichtung 9 mit einer bestimmten Geschwindig­ keit v transportiert wird, gerichtet. Hierbei ist der Brennpunkt der Sammellinse 4 auf die Warenbahnoberfläche justiert. Von der Oberfläche der Warenbahn 5 wird der Lichtstrahl 10 b keulenförmig reflektiert, wobei zwei, nur beispielhaft gezeigte Reflektionsstrahlen 10 c und 10 d über die Linse 4 geleitet und von der Strahlentei­ lungseinrichtung abgelenkt und mit dem von der Planplatte 8 reflektierten Lichtstrahl 10 a überlagert werden. Abhän­ gig von der Warenbahngeschwindigkeit v entsteht eine un­ terschiedlich große Dopplerfrequenz f _d , die über einen Fotodetektor 6, auf den die Lichtstrahlen 10 a, 10 c und 10 d gerichtet sind, erfaßt und dort in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, das von einer Signalverarbei­ tungsschaltung 7, bei der es sich bei der in Fig. 1 ge­ zeigten Ausführungsform und ein Oszilloskop handelt, op­ tisch auf dem Bildschirm als eine Schwebung dargestellt wird.

Die in Fig. 2 dargestellte zweite Ausführungsform der Vorrichtung weist, wie bereits die zuvor zu Fig. 1 erläu­ terte Ausführungsform der Vorrichtung, eine Lichtquelle 2 auf, die einen Lichtstrahl 10 mit einer konstanten Wel­ lenlänge λ erzeugt, wobei diese Lichtquelle wie zuvor ebenfalls als Laser ausgebildet ist. Ein Teil des Licht­ strahles 10 a wird von einer Strahlenteilungseinrichtung 3 auf eine Reflektionseinrichtung 8 abgelenkt, wobei die Reflektionseinrichtung 8 als justierbare Planplatte ausge­ bildet ist. Der reflektierte Teil des Lichtstrahles 10 a wird von einer zweiten Reflektionseinrichtung 8 a, die als justierbarer Planumlenkspiegel ausgebildet ist, auf die erste Reflektionseinrichtung 8 reflektiert und von dort über eine dritte Reflektionseinrichtung 8 b auf den Fotodetektor 6 abgelenkt. Durch eine derartige Umlenkung und Reflektion des Lichtstrahlteiles 10 a über die justier­ baren Reflektionseinrichtungen 8, 8 a und 8 b kann die In­ tensität des abgelenkten Lichtstrahles 10 a optimal an die Intensität des von der Warenbahnoberfläche reflek­ tierten Lichtstrahles angepaßt werden, wodurch die Meß­ genauigkeit der Vorrichtung erheblich verbessert wird. Ein anderer Teil 10 b des Lichtstrahles 10 passiert den Strahlenteilungswürfel 3 und gelangt über eine Linse 4 auf die Warenbahnoberfläche der zu messenden Warenbahn 5, die in Pfeilrichtung 9 mit einer bestimmten, zu messen­ den Geschwindigkeit v transportiert wird. Der Bestrah­ lungswinkel λ beträgt im vorliegenden Fall 86,5°. Von der Warenbahnoberfläche wird ein Teil des Lichtstrahles 10 b keulenförmig reflektiert, wobei zwei, nur beispiel­ haft gezeigte Reflektionsstrahlen 10 c und 10 d über die Linse 4 geleitet werden. Die Warenbahn 5 ist im Brenn­ punkt der Sammellinse 4 angeordnet. Die reflektierten Lichtstrahlen 10 c und 10 d werden von dem Strahlenteilungs­ würfel 3 auf die dritte Reflektionseinrichtung 8 b abge­ lenkt und dort mit dem entsprechenden Teil des Lichtstrahles 10 a überlagert. Abhängig von der Warenbahngeschwindigkeit v entsteht eine unterschiedlich große Dopplerfrequenz f _d , die über einen Fotodetektor 6, auf den die Lichtstrah­ len 10 c und 10 d sowie der Teilstrahl 10 a gerichtet sind, erfaßt und dort in entsprechende elektrische Signale umge­ wandelt wird, die von der Signalverarbeitungsschaltung 7 ent­ sprechend der in Fig. 2 schematisch dargestellten Weise verarbeitet werden.

Die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform der Vorrichtung zur Messung der Geschwindigkeit und/oder Warenlänge un­ terscheidet sich von der in Fig. 2 beschriebenen Ausfüh­ rungsform dahingehend, daß der vom Lichtstrahl 10 abge­ zweigten Lichtteilstrahl 10 a an einer Grenzfläche A beim Glas-Luft-Übergang derart teilweise reflektiert wird, daß ein in der Intensität erheblich verringerter Licht­ teilstrahl entsteht, der jedoch die ursprüngliche Licht­ strahlfrequenz bzw. Laserfrequenz aufweist. Um eine uner­ wünschte Rückstrahlung von außerhalb des Strahlenteilungs­ würfels 3 des an der Grenzfläche A nicht reflektierten Anteils des Lichtstrahles 10 a in den Strahlenteilungswür­ fel 3 zu verhindern, ist die Grenzfläche A mit einem Ad­ sorptionsfilter C versehen, wobei dieser Adsorptionsfilter aus einer mit einem schwarzen Velour versehenen Metall­ platte besteht. Der von der Grenzfläche A reflektierte Anteil des Lichtstrahles 10 a wird mit den von der Waren­ bahnoberfläche reflektierten Lichtstrahlen 10 c und 10 d im Strahlenteilungswürfel überlagert und der Meßfläche einer Avalanche-Diode 6 zugeführt, die unterhalb einer Grenzfläche B des Strahlenteilungswürfels 3 angeordnet ist, die das entstehende Dopplersignal detektiert. Eine derartige Ausführungsform weist den Vorteil auf, daß sie eine sehr kleine, kompakte Bauweise besitzt. Ansonsten weist die in Fig. 3 beschriebene Ausführungsform den gleichen Aufbau auf und besitzt auch die gleiche Funktions­ weise wie die bereits zuvor beschriebene Ausführungsform gemäß Fig. 2, wobei zur Verdeutlichung die gleichen Be­ zugsziffern für die gleichen Bauteile verwendet worden sind.

Anstelle des Adsorptionsfilters C kann auch ein linearer zirkularer Transmissionsverlaufsfilter verwendet werden, durch den die Intensität des für die Messung erforderli­ chen Anteils des Lichtstrahles 10 a in einem Bereich zwi­ schen 0,1% und 100% beliebig variierbar ist. Hierdurch wird erreicht, daß die Intensität des abgelenkten Licht­ strahlenanteils 10 a an die Intensität der reflektierten Lichtstrahlen 10 c und 10 d abhängig von dem jeweiligen Meßproblem, d. h. der Makro- bzw. Mikrostruktur, und damit an das Reflektionsverhalten der Warenbahnoberfläche, ein­ fach und schnell anpaßbar ist.

In den Fig. 4, 4a und 4b ist eine weitere Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, die eine kompakte Bauweise aufweist. Hierbei sind in einem Gehäuse 30 die als Strahlenteilungswürfel ausgebildete Strahlungsteilungseinrichtung 3, die Reflektionseinrich­ tung 8 b (Fig. 4b), der Adsorber C (Fig. 4b), der Foto­ detektor 6 sowie die Signalverarbeitungsschaltung 7 ange­ ordnet. An der einen Stirnseite 30 a weist das hülsenförmi­ ge Gehäuse 30 eine Kopplungseinrichtung 31 auf, durch die das Gehäuse an eine nicht gezeigte Lichtquelle entweder direkt oder über eine entsprechend ausgebildete Faseroptik anschließbar ist. An der gegenüberliegenden Stirnseite 30 b ist eine Lichtstrahlaus- und -eintrittsöffnung 32 vorgesehen. Hieran schließt sich ein zapfenförmiger Tubus 33, der eine Halterung 34 für die Sammellinse 4 verschieb­ bar in Pfeilrichtung 35 oder umgekehrt hierzu lagert. Vorzugsweise ist das Gehäuse 30 geschlossen ausgebildet, um so die relativ empfindliche Meßoptik 3, 8 b, C, 6 und 7 vor Verschmutzung und Beschädigung zu schützen.

In Fig. 5 ist für eine ausgewählte Warenbahn die Dopp­ lerfrequenz in Abhängigkeit von der Warenbahngeschwindig­ keit dargestellt. In dieser Kurve sind für bestimmte Ge­ schwindigkeiten der untersuchten Warenbahn typische Oszil­ logramme abgebildet, wobei mit zunehmender Warenbahnge­ schwindigkeit die Dopplerfrequenz f _d entsprechend ver­ größert wird. Bei der Messung gemäß Fig. 5 wurde ein Bestrahlungswinkel von 86,5° ausgewählt.

Fig. 6 zeigt die prozentuale Quantenausbeute in Abhängig­ keit der Wellenlänge der Lichtstrahlen für zwei typische Fotodioden wobei der untere Kurvenzug (bis 900 nm) einer PIN-Diode und der obere Kurvenzug (bis 900 nm) einer Silicium-Avalanche-Fotodiode entspricht. Wie dem Vergleich der ebenfalls in Fig. 6 abgebildeten Oszil­ logramme, die bei einer Wellenlänge des Lichtstrahles von 632,8 nm und einer Leistung 3 mW aufgenommen wur­ den, zeigen, ist in der Auflösung die Avalanche-Diode der PIN-Diode bei der zuvor genannten Wellenlänge über­ legen. Dies ändert sich erst bei einer Wellenlänge über 900 nm, bei der die PIN-Diode eine höhere Quanten­ ausbeute als die Avalanche-Diode erlaubt. Hieraus ist zu entnehmen, daß die jeweils verwendete Fotodiode auf die Wellenlänge des Lichtstrahles abzustimmen ist.

In Fig. 7 ist schematisch eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung dargestellt, die eine exakte Steuerung der Geschwindigkeiten von zwei Warenbahnen ermöglicht. Hierbei wird eine erste Warenbahn 20 von einem in sei­ ner Geschwindigkeit beliebig einstellbaren Antriebsmo­ tor 21 in Pfeilrichtung 22 gefördert. Der Warenbahn 20 ist eine erste Vorrichtung 23 zugeordnet, die den zuvor in Fig. 1 beschriebenen Aufbau besitzt. Eine zweite Warenbahn 24 wird in Pfeilrichtung 22 durch einen zwei­ ten Antriebsmotor 25 transportiert. Der zweiten Waren­ bahn 24 ist eine zweite Vorrichtung 26 zugeordnet, die in ihrem Aufbau der Vorrichtung 23 entspricht. Im Un­ terschied zu der in Fig. 1 beschriebenen Ausführungs­ form weisen die Vorrichtungen 23 und 26 nicht jeweils ein separates Oszilloskop auf. Vielmehr ist ein einziges Oszilloskop 27 vorgesehen, das zwei Eingänge, in Fig. 7 mit Kanal 1 und Kanal 2 bezeichnet, umfaßt. Hierbei ist die Vorrichtung 23 an Kanal 1 und die Vorrichtung 26 an Kanal 2 angeschlossen.

Die zuvor beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt:
Das auf dem Oszilloskop 27 über den Kanal 1 und die Vor­ richtung 23 aufgezeichnete Oszillogramm, das, wie in Fig. 2 gezeigt, abhängig von der Warengeschwindigkeit der Warenbahn 20 eine bestimmte Gestalt hat, wird bei­ spielsweise als Sollwert ausgewählt. Anschließend wird nach Umschalten auf Kanal 2 über diesen Kanal und die Vorrichtung 26 die Warenbahngeschwindigkeit der Waren­ bahn 24 auf dem Oszilloskop in Form eines Oszillogramms dargestellt. Auch hierbei weist dieses Oszillogramm, das der Warenbahngeschwindigkeit der Warenbahn 24 zugeord­ net ist, eine bestimmte Gestalt auf. Ist nunmehr ein exakter Gleichlauf der beiden Warenbahnen 20 und 24 be­ züglich ihrer Geschwindigkeiten erwünscht, so wird die Geschwindigkeit der Warenbahn 24 so lange variiert, bis das über den Kanal 2 aufgenommene Oszillogramm in sei­ ner Gestalt dem über den Kanal 1 dargestellten Oszillo­ gramm, das als Sollwert ausgewählt wurde, entspricht. Dies wird dadurch erreicht, daß der Antriebsmotor 25 als Regelmotor ausgebildet ist und entsprechend manu­ ell an die Geschwindigkeit des Motors 21 angepaßt wer­ den kann. Ferner besteht die Möglichkeit, die über Ka­ nal 1 gemessene Dopplerfrequenz f _d1 mit der über Kanal 2 ermittelten Dopplerfrequenz f _d2 zu vergleichen, wo­ bei bei gleichen Geschwindigkeiten der Warenbahnen 20 und 24 gilt:

f _{d 1} = f _{d 2}.

Bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten der Warenbahnen weichen dementsprechend auch die beiden zuvor genannten Dopplerfrequenzen voneinander ab.

Selbstverständlich ist es auch möglich, mehr als nur zwei Warenbahngeschwindigkeiten aufeinander abzustimmen, wobei hierfür eine entsprechende Anzahl von Vorrichtun­ gen 23 bzw. 26 sowie eine entsprechend ausgelegte Sig­ nalverarbeitungsschaltung 27 erforderlich ist.

Die zuvor beschriebene Vorrichtung kann beispielsweise in Textilmaschinen verwendet werden, bei denen zwei Wa­ renbahnen gleichzeitig verarbeitet werden. Dies trifft z.B. auch auf Mercerisiermaschinen oder Zylindertrockner zu, so daß hierbei zwei Warenbahnen übereinanderliegend im Gleichlauf bzw. bewußt mit unterschiedlichen, exakt ermittelten Geschwindigkeiten mercerisiert bzw. getrock­ net werden können. Ebenso ist es möglich, die zuvor be­ schriebene Vorrichtung bei einer Warenbahn an verschiede­ nen Stellen zu verwenden, so daß hierdurch Antriebsmoto­ ren einer einzigen Maschine oder von aufeinanderfolgenden Maschinen gesteuert werden, so daß die Warenbahnspannung, die einen ganz entscheidenden Einfluß auf den Qualitäts­ ausfall hat, exakt und reproduzierbar eingestellt werden kann, was mit den bekannten Meßverfahren wegen der ein­ gangs beschriebenen Fehlermöglichkeiten nicht möglich ist.

Neben dem zuvor beschriebenen manuellen Einstellen der Geschwindigkeit des Antriebsmotors 25 ist es auch mög­ lich, die Signalverarbeitungsschaltung 27 derart auszu­ bilden, daß sie bei Abweichung der Dopplerfrequenz von einer vorgegebenen und/oder gemessenen Doppler­ frequenz ein Ausgangssignal erzeugt, das zur Steuerung des Antriebsmotors 25 verwendet wird.

Claims (25)

1. Verfahren zur Geschwindigkeitsmessung und/oder Län­ genmessung von endlosen textilen Warenbahnen, dadurch gekennzeichnet, daß man die textile Warenbahn mit einem Lichtstrahl bestrahlt, von dem man einen ersten Teil vor dem Auftreffen auf die Oberfläche der textilen Wa­ renbahn ablenkt und den abgelenkten Lichtstrahl einer Auswertevorrichtung zuführt, daß man die von der Ober­ fläche der textilen Warenbahn reflektierten Lichtstrah­ len über eine Sammellinse leitet und diese konzentrierten, reflektierten Lichtstrahlen ebenfalls der Auswertevorrichtung zuführt und daß man vor der Auswertevorrichtung den abgelenkten Lichtstrahl und die reflektierten Lichtstrahlen einander überlagert und aus der Frequenz der durch die Überlagerung der Lichtstrahlen entstehenden Schwebung die Geschwindig­ keit und/oder die Länge der Warenbahn ermittelt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lichtstrahl einen monochromatischen Licht­ strahl auswählt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß man als Lichtstrahl einen Laserstrahl verwendet.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man den Lichtstrahl unter einem Bestrah­ lungswinkel (α) zwischen etwa 20° und etwa 89,5° bzw. etwa 160° und etwa 90,5°, vorzugsweise zwischen etwa 80° und etwa 89,5° bzw. etwa 90,5° und etwa 100°, relativ zur Laufrichtung der Warenbahn auf die Warenbahn richtet.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den Lichtstrahl unter einem Bestrahlungswinkel (α) von 86,5° bzw. 93,5° relativ zur Laufrichtung der Warenbahn auf die Warenbahn richtet.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß man die Intensität des abgelenk­ ten Lichtstrahles vor dessen Zuführung zur Auswertevor­ richtung an die Intensität des von der Warenbahnoberfläche der Warenbahn reflektierten Lichtstrahles anpaßt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Intensität des abgelenkten Lichtstrahles durch Adsorption und/oder Reflektion verringert.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Lichtquelle (2) zur Erzeugung des Lichtstrahles (10), eine zwischen einer Sammellinse (4) und der Lichtquelle (2) angeordnete Strahlenteilungseinrichtung (3), die aus dem Lichtstrahl (10) einen ersten Teil (10 a) ablenkt und einen zweiten Teil (10 b) ungehindert zur Warenbahn (5) passieren läßt und die von der Warenbahn (5) reflektier­ ten Lichtstrahlen (10 c, 10 d) mit dem abgelenkten Licht­ strahl (10 a) überlagert, und eine Auswertevorrichtung umfaßt, die einen Fotodetektor (6) zur Erfassung der Fre­ quenz (f _d ) der überlagerten Lichtstrahlen (10 a, 10 c, 10 d) und Umformung der erfaßten Frequenz (f _d ) in elektrische Signale und eine Signalverarbeitungsschaltung (7, 27) für die elektrischen Signale aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (2) als Laser ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser ein Edelgaslaser, vorzugsweise ein He-Ne- Laser, ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Fotodetektor (6) eine Meßfläche von <1 mm², vorzugsweise etwa 0,2 mm² bis etwa 0,5 mm² aufweist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Fotodetektor (6) eine Avalanche- Diode, vorzugsweise eine Si-Diode, ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Fotodetektor (6) als Sperrschicht- Fotodetektor ausgebildet ist und eine hohe Frequenzauflö­ sung im Bereich von etwa 500 Hz bis etwa 1000 kHz, insbe­ sondere in einem Bereich bei etwa 500 Hz, aufweist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-13, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammellinse (4) eine Brennweite zwischen etwa 40 mm und etwa 60 mm, vorzugsweise von 50 mm, und einen Linsendurchmesser <25 mm, vorzugsweise etwa 19 mm, aufweist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Reflektionseinrichtung (8, 8 a) umfaßt, die im Strahlengang des abgelenkten Licht­ strahles (10 a) vor der Auswertevorrichtung angeordnet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektionseinrichtung (8, 8 a) als Adsorptionsein­ richtung, insbesondere als linearer zirkularer Transmissions­ verlaufsfilter, ausgebildet ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Grenzfläche (A) der Strahlentei­ lungseinrichtung (3) als Reflektionseinrichtung ausgebil­ det ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzfläche (A) mit einer Adsorptionsschicht (C) belegt ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungsschaltung (7, 27) aus einem Oszilloskop besteht, das mit dem Fotodetek­ tor (6) verbunden ist und die Schwebung der überlagerten Lichtstrahlen als Oszillogramm optisch darstellt.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie als kompakte Baueinheit ausgebildet ist und ein langgestrecktes geschlossenes Gehäuse (30) aufweist, das an seinem einen Ende (30 a) mit einer Kopp­ lungseinrichtung (31) für die Lichtquelle (2) und an sei­ nem anderen Ende (30 b) mit einer Lichtstrahlaus- und -ein­ trittsöffnung (32) versehen ist, und daß in dem Gehäuse (30) die Strahlenteilungseinrichtung (3), die Signalver­ arbeitungsschaltung (7) und die Sammellinse (4) angeord­ net sind.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (30) an dem der Lichtquelle entgegenge­ setzten Ende (30 b) mit einem Tubus (33) zur Aufnahme der Sammellinse (4) versehen ist und daß die Sammellinse (4) relativ zum Gehäuse (30) parallel zum Lichtstrahl in Rich­ tung auf die Warenbahn (5) bzw. umgekehrt hierzu verschieb­ bar gelagert ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Strahlenteilungseinrichtung (3) drei justierbare Planumlenkspiegel (8, 8 a, 8 b) zugeordnet sind, die parallel zur Richtung des Lichtstrahles (10) angeord­ net sind.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Geschwindigkeitssteuerung von einer Warenbahn (20, 24) an n Stellen einer Maschine oder von n Warenbahnen (20, 24) verwendet wird und n Licht­ quellen, n Strahlungsteilungseinrichtungen, n Sammellinsen sowie eine Auswertevorrichtung umfaßt, die n Fotodetektoren und n Signalverarbeitungsschaltungen aufweist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die n Signalverarbeitungsschaltungen aus einem Oszillos­ kopen (27) mit n Eingängen besteht.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die n Signalverarbeitungsschaltungen derart ausgebil­ det sind, daß sie n - 1 elektrische Ausgangssignale erzeu­ gen, durch die n - 1 Antriebsmotoren für die Warenbahn bzw. die Warenbahnen abhängig von einer ausgewählten Wa­ renbahngeschwindigkeit ansteuerbar sind.