DE4217736C2 - Einrichtung zur Überwachung eines Auftrags auf ein Substrat - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art.

Kapazitive Überwachungseinrichtungen dienen bei­ spielsweise dazu, das Vorhandensein oder Nichtvorhanden­ sein einer Leimnaht auf einer Kartonage, einer aus Vlies­ materialien und dünnen Kunststoffolien aufgebauten Windel oder ähnlichen Artikeln in einer Fertigungsstraße festzu­ stellen. Die Fertigungsgeschwindigkeit ist in solchen An­ lagen erheblich, so daß eine Überwachung durch bloßen Augenschein nicht mehr möglich ist. Andererseits kann das Vorhandensein einer Leimnaht bzw. ihr präziser Beginn und ihr Ende sowohl für das Aufrichten einer Kartonage als auch für die spätere Funktion der in Rede sehenden Pro­ dukte von erheblicher Bedeutung sein.

Die Erfindung ist nicht auf das Auftragen von Leim­ nähten oder Leimspuren beschränkt. Sie ist sowohl auf andere flüssige oder pastenförmige Medien als Leim ge­ richtet als auch auf Aufträge anderer geometrischer Konfiguration, z. B. flächige Aufträge. Als "Substrat" kommen flächige Zuschnitte und fortlaufende Bahnen, aber auch die flachen Oberseiten von dreidimensionalen Körpern wie aufgerichtete Kartons und dergleichen in Betracht, sofern sie im wesentlichen in einer Ebene liegen. Im allgemeinen wird in der Praxis die Sonde feststehend angeordnet und das Substrat bewegt sein, doch ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt.

Zur Überwachung von Aufträgen der in Rede stehen­ den Art sind kapazitive Sensoren bekannt, bei denen die beiden eine Kapazität bildenden Leiter in der Nähe des Auftrags angeordnet sind und mit einer hochfrequenten Wechselspannung beaufschlagt werden. Der so gebildete Kondensator ist Bestandteil eines Hochfrequenzschwing­ kreises. Das Auftragsmedium, welches eine andere Di­ elektrizitätskonstante als die Umgebung hat, wird an dem Sensor berührungslos vorbeigeführt. Durch die Än­ derung der dielektrischen Verhältnisse ändert sich die Kapazität des durch den Sensor gebildeten Kondensators, wie wenn ein Dielektrikum zwischen die Platten eines Kondensators eingeführt oder zwischen den Platten heraus­ gezogen wird. Durch die Kapazitätsänderung ändert sich auch die Frequenz des damit gebildeten Schwingkreises. Diese Änderung kann meßtechnisch mit geeigneten Mitteln erfaßt werden.

Die bekannten Überwachungseinrichtungen dieser Art sind allenfalls in der Lage, das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Mediums anderer Dielektrizitäts­ konstante festzustellen. Es können jedoch nicht ver­ schiedene Medien mit verschiedener Dielektrizitäts­ konstante bzw. verschiedene Änderungen der dielektri­ schen Verhältnisse unterschieden werden.

In diesem Punkt wurden die bekannten kapazitiven Überwachungseinrichtungen durch die Einrichtung nach der DE 39 34 852 A1 verbessert, bei der der Sensor mindestens eine Sonde umfaßt, die das offene dem Substrat gegenüber­ liegende Ende einer Viertelwellenlängenleitung darstellt, die das frequenzbestimmende Element des Hochfrequenz­ schwingkreises ist, dessen Resonanzfrequenz durch die un­ terschiedliche kapazitive Belastung auf ein Leitungsende infolge Änderungen der Dielektrizitätskonstanten durch das Substrat und/oder das aufgetragene Medium verändert wird.

Es wurde gefunden, daß bei einer solchen Ausbildung des Sensors und des Hochfrequenzschwingkreises die An­ sprechempfindlichkeit wesentlich erhöht und in einem ge­ wissen Grade sogar eine Messung der durch das Vorbei­ führen einer Substanz mit abweichender Dielektrizitäts­ konstante eintretenden Kapazitätsänderung des offenen Schwingkreises möglich ist. Bei dem Ausführungsbeispiel des Leimauftrags auf Kartonagen kann die erfindungsge­ mäße Einrichtung zunächst den Rand einer auf einer Förderbahn vorbeigeführten Kartonage erfassen und sodann das Vorhandensein einer Leimspur. Es kann also beispiels­ weise festgestellt werden, ob die Leimspur in einem vorgeschriebenen Abstand von der vorderen oder hinteren Kante eines Kartonagenzuschnitts einsetzt bzw. aufhört. Es ist aber auch möglich, die richtige Menge des Leims in einer Leimspur, d. h. den Querschnitt der aufgetragenen Leimspur zu überwachen. Nimmt dieser Querschnitt auf der Längenerstreckung der Leimnaht in unerwünschter Weise ab, beipielsweise weil in dem Leimsystem ein Druckabfall auf­ tritt oder die Leimdüse verstopft ist, kann auch das durch die erfindungsgemäße Einrichtung festgestellt werden.

Bei der einfachsten der DE 39 34 852 A1 entsprechen­ den Ausführungsform ist jedoch die Genauigkeit der Auswertung (es soll ja das aufgetragene Leimvolumen nicht nur in seinem Vorhandensein festgestellt, sondern auch noch in seiner Menge bestimmt werden) durch das Flattern des Substrats (Kartonzuschnitts) bei hohen Transportgeschwindigkeiten beeinträchtigt. Wenn bei einem Plattenkondensator ein plattenförmiges Di­ elektrikum den Raum zwischen den Kondensatorplatten nicht völlig ausfüllt und in verschiedene Abstände von den Kondensatorplatten gebracht wird, bewirkt dies eine Änderung der Kapazität des Plattenkondensators. Bei der Erfindung in ihrer einfachsten Ausführungsform bewirkt das Flattern, welches einer Verlagerung des Dielektrikums senkrecht zu Kondensatorplatten gleichzu­ setzen ist, eine Änderung der kapazitiven Belastung am Leitungsende und damit ebenso wie die Leimschicht eine Frequenzänderung des Hochfrequenzschwingkreises. Dadurch entsteht bei Substraten, die zum Flattern neigen, ein grundsätzlicher Fehler.

Zur Behebung dieses Fehlers wird in der DE 39 34 852 A1 schon vorgeschlagen, einen Doppelsensor zu verwenden, dessen jeweils mit eigenen Viertelwellen­ längenleitungen verbundene Sonden in Laufrichtung dicht hintereinander angeordnet sind. Läuft beispielsweise eine Leimnaht unter die erste Sonde ein, so ergibt sich hier eine Kapazitätsänderung. Kurz danach gelangt die Leimnaht auch unter die zweite Sonde, die dann ebenfalls diese Kapazitätsänderung erfährt. Da aber die von den beiden Sonden herrührenden Ausgangssignale bei gleicher Kapazitätsänderung entgegengesetzt gerichtet sind, heben sich die Ausgangssignale bei gleichen dielektrischen Verhältnissen an beiden Sonden auf. Nur in der Über­ gangsphase, in der eine Sonde ganz oder teilweise sich über einer Leimnaht befindet, die andere Sonde aber nicht, ergeben sich ungleiche Ausgangssignale und somit ein Summensignal, welches von dem Normal­ signal bei gleichen dielektrischen Verhältnissen von beiden Sonden abweicht und eine Zacke bildet, deren Erstreckung über der Zeitachse durch die Zeit gegeben ist, die die beiden Sonden ungleichen Verhältnissen ausgesetzt sind.

Wenn die Leimnaht auf dem Substrat aber flattert, d. h. sich senkrecht zu den Sonden verlagert, so führt dies an der einen Sonde zu einer Kapazitätsänderung in der einen Richtung, an der anderen Sonde zu einer Kapazitätsänderung in der anderen Richtung. Bei ent­ sprechender Kennlinie und ansonsten idealen Voraus­ setzungen könnte dies dazu führen, daß sich die Kapa­ zitätsänderungen in der Summe aufheben, so daß das Flattern des Kartons im Ausgangssignal nicht erscheint. Dies ist aber in der Praxis nicht der Fall, und es ist das Meßsignal auch bei der Anwendung von Doppelsensoren der in der DE 39 34 852 A1 beschriebenen Art im allge­ meinen abhängig vom Abstand zum Substrat. Das Meßsignal besteht in einer Frequenzdifferenz zwischen der Frequenz, die der die Viertelwellenlängenleitung und die Sonde um­ fassende Hochfrequenzschwingkreis ohne Substrat hat, und der Frequenz, die beim Vorhandensein des Substrats auf­ tritt.

Ein Grund für die Abstandsabhängigkeit bei der bekannten Einrichtung besteht darin, daß die Frequenz- Abstands-Kennlinie der Sensoren nicht linear ist und die beiden Sensoren des Doppelsensors, bedingt durch Her­ stellungstoleranzen, unter Umständen verschiedene Empfindlichkeiten haben. Dadurch wird auch die Frequenz­ differenz und damit das Meßsignal abstandsabhängig.

Bei nicht parallelen Abstandsänderungen wie z. B. bei Kippung des Substrats ändert sich der Abstand zu den beiden Sensorköpfen gegensinnig, da sie nicht in einer Fluchtlinie angeordnet sind. Auch dadurch ändert sich bei gleichbleibendem Substrat das Meßsignal.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abhängigkeit des Meßsignals von dem Abstand des Substrats zur Sonde zu unterdrücken.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wieder­ gegebene Erfindung gelöst.

Durch die Untereinanderanordnung der beiden Sensoren des Paars wird die Empfindlichkeit gegen Kippung des Substrats beseitigt, durch die Verwendung des Produkts (f1 - fo) . (f2 - fo) als Meßsignal ergibt sich eine Frequenzabstandskennlinie, die im mittleren Bereich praktisch linear ist.

Es empfiehlt sich gemäß Anspruch 2 den beiden Sonden des Paars getrennte Frequenzregelungen zuzuordnen, so daß zwei unabhängige Sensorsysteme entstehen, die nur eine Preferenzfrequenz gemeinsam haben.

Gemäß Anspruch 3 ist es zweckmäßig, an den Sonden Führungen vorzusehen, die das Substrat in einem Mindest­ abstand von den Sonden halten, so daß das Substrat sich nur in dem linearisierten Bereich der Frequenz-Abstands- Kennlinie bewegen kann.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Gestalt einer Beleimungsstation für Kartonagen schematisch dargestellt.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht der Be­ leimungsstation; Fig. 2 ist eine Seitenansicht des Sensorbereichs; Fig. 3 zeigt einen Vergleich üblicher Frequenz-Abstands-Kennlinien mit dem berechneten, er­ findungsgemäß zu verwendenden Frequenzprodukt;

Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild der Meßwertbildung;

Fig. 5 zeigt einige Frequenz-Abstandskennlinien;

Fig. 6 zeigt den in der Praxis gemessenen Signal­ verlauf des Meßwertes über dem Abstand;

Fig. 7 zeigt eine typische Referenzkurve mit einem Toleranzband, in das ein "guter" Meßwert fallen muß.

Gemäß Fig. 1 läuft in einer ansonsten nicht dar­ gestellten Herstellungsanlage für Kartonagen eine Folge von das Substrat bildenden Kartonagenzuschnitten 3 flach auf ein Förderband, auf Riemen, auf Ketten oder dgl. aufliegend im Sinne des Pfeiles 2 in einer horizontalen Ebene vor. Die Kartonagenzuschnitte werden unter einer feststehenden Leimdüse 4 entlang gefördert, die, wenn sich ein Kartonagenzuschnitt 3" unter ihr vorbeibewegt, auf dem Kartonagenzuschnitt 3" eine in Förderrichtung verlaufende Leimnaht oder Leimspur 5 erzeugt. Der Anfang 5' der Leim­ spur 5 liegt in einem vorgegebenen Abstand 6 hinter der Vorderkante 3' des Kartonagenzuschnitts 3. Bei dem ersten Kartonagenzuschnitt 3 ist die Leimspur 5 auf einem Ab­ schnitt 5" ihrer Länge verengt, d. h. es ist dort der Quer­ schnitt der Leimspur 5 verringert und nur eine geringere Menge Leim pro Längeneinheit der Leimspur 5 vorhanden.

Ebenfalls feststehend ist in einem in dem Aus­ führungsbeispiel etwa eine Zuschnittlänge betragenden Abstand in Laufrichtung 2 der Leimdüse 4 folgend ein Sensorpaar 1 vorgesehen, welches in geringem Abstand vertikal oberhalb des Kartonagenzuschnitts 3 einen Sensor 10 und in geringem Abstand vertikal unterhalb des Kartonagenzuschnitts 3 einen Sensor 20 umfaßt. Die Sensoren 10, 20 fluchten auf einer senkrecht zu der horizontalen Ebene gelegenen Linie miteinander. In dem Ausführungsbeispiel ist das Sensorpaar 1 über dem gerade von der Leimdüse 4 beleimten (in Fig. 1 linken) Kartonagenzuschnitt 3" in Richtung des Pfeiles 2 folgenden Kartonagenzuschnitt 3 angebracht. Es kontrol­ liert die Ausführung der an einer vorangehenden Stelle durch die Leimdüse 4 aufgebrachten Leimspur 5. Das Sensorpaar 1 könnte aber auch über dem dritt- oder viertnächsten Kartonagenzuschnitt 3 oder bei ent­ sprechenden Platzverhältnissen über dem gleichen Kartonagenzuschnitt 3" angeordnet sein.

Die Sensoren 10, 20 weisen einen Mantel 31 aus einem Hohlprofil quadratischen Querschnitts von etwa 12 mm Kantenlänge aus Messing auf, welches senkrecht zur Oberfläche des jeweiligen Substrats, also z. B. des Kartonagenzuschnitts 3, angeordnet ist. In dem offenen Ende jedes Sensors 10, 20 ist eine Sonde 39 in Gestalt eines ebenen, parallel zu der Ebene der Kartonagenzuschnitte gelegenen Metallplättchens ange­ ordnet, welches ringsum Abstand 35 von dem Mantel 31 beläßt und über einen angelöteten Verbindungsdraht 32 mit einem Schraubanschluß 33 für ein Koaxialkabel oder einem sonstigen Anschluß verbunden ist. Der verbleiben­ de Innenraum des Mantels 31 ist mit einem geeigneten Kunststoff 34, z. B. Polytetrafluoräthylen, ausgefüllt.

Gemäß Fig. 2 sind die Sensoren 10, 20 so angeord­ net, daß die Sonden 39 einander zugewandt sind und sich zu beiden Seiten des jeweiligen Kartonagenzuschnitts 3 einander gegenüberliegen. Die Sonden 39 stellen das offene Ende von Viertelwellenlängenleitungen dar, die ihrerseits Bestandteil eines VHF-Oszillators sind. Die Viertelwellenlängenleitungen sind durch den Verbindungsdraht 32 und ein anschließendes Koaxial­ kabel oder aber, wenn die Sonden 10, 20 unmittelbar am Gehäuse einer Meßvorrichtung angebracht sind, durch eine in dieser vorgesehene Platine mit einer aufgedruckten Leitung entsprechender Länge ge­ bildet. Die Viertelwellenlängenleitungen sollen in Fig. 1 durch die strichpunktierten Linien 7, 8 symboli­ siert sein, die zu einer Auswerteeinheit 9 führen. In der Auswerteeinheit 9 wird der Meßwert in Gestalt eines Frequenzprodukts gebildet, welches die Eigen­ schaft hat, daß es jedenfalls in einem wesentlichen Bereich zwischen den Sonden 39, 39 gegen Verlagerungen des Substrats z. B. des Kartonagenzuschnitts 3 in die in Fig. 2 gestrichelt angedeuteten nicht mehr symmetrisch in der Mitte liegenden Positionen unempfindlich ist. Der gebildete Meßwert wird in der Auswerteeinheit 9 mit einer gespeicherten Referenzkurve verglichen. Wenn er in einem vorbestimmten Toleranzband liegt, wird er als gut befunden. Wenn nicht, wird über die Leitung 11 ein Signal zur Betätigung einer Alarmein­ richtung oder zum Stillsetzen der Anlage abgegeben.

Ohne ein Dielektrikum, also "in Luft", schwingen die Sensoren 10, 20 mit einer Grundfrequenz fo, die sich aus den apparatebedingten Parametern ergibt. Befindet sich vor der Sonde 39 eines Sensors ein Dielektrikum, also z. B. ein Kartonagenzuschnitt 3 oder ein Kartonagen­ zuschnitt 3 mit Leimnaht 5, so ändert sich die Frequenz des Hochfrequenzschwingkreises, und es schwingt dieser nunmehr mit einer Frequenz f. Diese Frequenz f ist nun bei einem einzelnen Sensor nicht unabhängig vom Abstand des Dielektrikums von der Sonde 39.

Für die Abhängigkeit der Sensorfrequenz vom Ab­ stand eines des Meßobjekt bildenden Substrats zur Sonden­ fläche wurde eine empirische Formel ermittelt. Diese lautet

f = fo + A . exp(-x/k) (Gl. 1),

wobei
f: Sensorfrequenz
fo: Grundfrequenz
A: Empfindlichkeit²
x: Abstand zur Sensorfläche
k: Abstandsparameter

Die Sensorfrequenz nimmt also exponentiell mit dem Abstand zum Substrat zu. Ohne Substrat (in Luft) ergibt sich die konstante Grundfrequenz fo, die durch eine Frequenzregelung auf einen genau definierten, für beide Sensorsysteme identischen Wert geregelt wird.

Für sehr geringe Abstände x erfolgt ein schnellerer Anstieg der Sensorfrequenz als durch Gl. 1 beschrieben wird. In der Praxis wird jedoch der Variationsbereich des Abstandes durch entsprechende Anschläge, die in Fig. 2 mit 12 bezeichnet sind so begrenzt, daß der Kartonagenzuschnitt 3 aus der unmittelbaren Umgebung der Sonde 39 ferngehalten wird und der Fehler bei ge­ ringen Abständen keine Rolle spielt.

Gl. 1 gilt für beide Sensoren, wobei im folgenden für den Sensor 10 jeweils der Index 1 und für den Sensor 20 jeweils der Index 2 verwendet wird.

Mit Gl. 1 ergibt sich für den Sensor 10

f1 = fo + A1 . exp (x1/k1) (Gl. 2)

und für den Sensor 20

f2 = fo + A2 . exp(x2/k2) (Gl. 3)

Durch den konstanten Abstand b der Sensorflächen entsteht eine Zwangsbedingung:

x1 + x2 = b (Gl. 4)

Mit Gl. 4 können aus Gl. 2 und Gl. 3 die Abstände x1 und x2 eliminiert werden:

aus Gl. 2: 1n [(f1 - fo)/fo] = 1n (A1/fo) + x1/k1 (Gl. 5)

aus Gl. 4: x2 = b - x1 (Gl. 6)

mit Gl. 6 in Gl. 3:

1n [(f2 - fo)/fo] = 1n(A2/fo) + (b - x1)/k2 (Gl. 7)

Das Experiment bestätigt, daß k1 = k2 gesetzt werden kann und wäre diese Annahme nicht gültig, so wäre das linearisierte Ergebnis eine Gerade, die nicht horizontal verläuft, was eben im Gegensatz zu den experimentellen Ergebnissen steht. Also

k1 = k2 = k (Gl. 8)

Damit folgt aus Gl. 5 und Gl. 7:

1n[(f1 - fo)/fo] + 1n[(f2 - fo)/fo] = 1n(A1/fo) + 1n(A2/fo) + b/k (Gl. 9)

Mit der Substitution

1n(B) = b/k (Gl. 10)

folgt schließlich:

1n[(f1 - fo)/fo] + 1n[(f2 - fo)/fo] = 1n[(A1/fo) . (A2/fo) . B] (Gl. 11)

bzw.

(f1 - fo) . (f2 - fo) = A1 . A2 . B (Gl. 12),

d. h. das Produkt der Frequenzdifferenzen beider Sensor­ systeme zur Grunddifferenz ist eine Größe, die nur noch von der Art des Substrats (Dicke, Dielektrizitätszahl, mit/ohne Leim) repräsentiert durch die Empfindlichkeiten A1 und A2 und der konstanten Geometrie, repräsentiert durch die Größe B, aber nicht mehr vom Abstand zum Substrat abhängt.

Dieses Produkt wird als Meßwert verwendet. Es ändert sich bei Änderungen der Dielektrizitätskonstanten im Bereich zwischen den Sensoren 10, 20, ist aber un­ abhängig davon, an welcher Stelle (s. Fig. 2) des Karton­ zuschnitt 3 zwischen den Sensoren 10, 20 hindurchfährt.

In Fig. 4 ist die Meßsignal-Verarbeitung schematisch dargestellt. Diese Verarbeitung findet in der Auswerteeinheit 9 statt. Die Messung der Frequenzen der Sensoren 10, 20 bzw. ihrer zugeordneten Hochfrequenz­ schwingkreise erfolgt digital, d. h. es werden im Prinzip die während einer bestimmten Periodendauer vollzogenen Schwingungen gezählt. Für jede Periode der Sensorfrequenz wird die Periodendauer mittels einer genauen Quarzreferenz mit hoher Auflösung gemessen und sowohl digital für die weitere Verarbeitung in der Aus­ werteeinheit als auch analog für die Frequenzregelung dargestellt. Dies geschieht für beide Sensoren 10, 20 simultan.

Das Analogsignal für die Frequenzregelung wird mit höchster Auflösung dargestellt, das Digitalsignal wird auf 8 Bit komprimiert. Die Komprimierung erfolgt so, daß der Darstellungsbereich möglichst linear genutzt, aber für kleine Signale eine maximale Empfindlichkeit erzielt wird.

Die 8-Bit-Digitalsignale werden in dem Rechner der Auswerteeinheit 9 mittels Tabellen verarbeitet, da eine Durchrechnung der Linearisierungsgleichungen während der Laufzeit zu zeitaufwendig wäre. Die Signale der Sen­ soren 10, 20 werden über lineare Umsetzer 13, 14 getrenn­ ten Eingangstabellen 15, 16 zugeführt, die Tabellenwerte werden bei 17 addiert und mit einer Ausgangstabelle 18 in den endgültigen linearisierten Meßwert 19 umgewandelt.

Die Umsetzer 13, 14 haben die Funktion, jede Periode der Sensorfrequenz in ein der Periodendauer proportio­ nales Signal umzusetzen. Dies geschieht im Prinzip durch Auszählen der Schwingungen einer hochgenauen Quarz-Re­ ferenzfrequenz. Das Ausgangssignal eines Umsetzers 13 bzw. 14 entspricht der Anzahl der Quarzschwingungen, die in eine Periode der Sensorfrequenz hineinpassen. Das Ausgangssignal erreicht einen maximalen Wert von 1024 (ist durch die Umsetzerschaltung vorgegeben). In dieser Form (mit der höchstmöglichen Auflösung) wird das Signal für die Frequenzregelung verwendet.

Für die Auswertung in der Auswerteeinheit 9 ist es jedoch sinnvoll, das Ausgangssignal auf einen Bereich von 0 bis 255, d. h. auf ein 8-Bit-Digitalsignal, zu kom­ primieren, da dadurch die Auswertung erheblich beschleu­ nigt wird. Die Auflösung im besonders interessanten unte­ ren Frequenzbereich darf dadurch aber nicht beeinträch­ tigt werden.

Die Komprimierung erfolgt so, daß hohe Sensorfre­ quenzen mit einer geringeren Auflösung dargestellt werden als niedrige Sensorfrequenzen. Die Auflösung wird stufen­ weise in drei Stufen umgeschaltet. Je höher die Frequenz, umso geringer die Auflösung. Der interessante Bereich geringer Frequenzen (in dem sich die Signale normaler­ weise bewegen) wird weiterhin mit höchster Auflösung dargestellt. Durch diese Art der Komprimierung ist das Ausgangssignal des Umsetzers in etwa proportional zum Abstand des Sensors vom Meßobjekt.

Die Multiplikation, die nach Gl. 12 erforderlich ist, wird durch Addition der Logarithmenwerte (analog zu Gl. 11) durchgeführt. Die Eingangstabellen beinhalten daher die logarithmierten Frequenzdifferenzwerte, wobei der Einfluß der Komprimierung bereits berücksichtigt ist. Nach Addition der über die Eingangstabellen 15, 16 umgesetzten Sensorsignale bei 17 wird über die Ausgangs­ tabelle 18 die Logarithmierung aufgehoben, wobei zu­ sätzlich das Substrat/Leim-Verhältnis berücksichtigt wird. Es ist dadurch möglich, dem Substrat bzw. dem Leim einen größeren oder kleineren Anteil am Gesamtsignal zu geben und so die gewünschte Meßgröße optimal darzu­ stellen.

In Fig. 5 ist die Abhängigkeit der Frequenz vom Abstand des Substrats von den jeweiligen Sonden 39 wiedergegeben. Die grobgepunktete Kurve 21 gibt den Frequenzverlauf für eine Annäherung bzw. Entfernung des Substrats von dem Sensor 10 wieder. Die feinge­ punktete Kurve 22 stellt das Gleiche für den Sensor 20 dar. Die Kurve 23 ist die Summe der Kurven 21 und 22 und läßt eine deutliche Abstandsabhängigkeit der Frequenz erkennen. Das in der Kurve 24 dargestellte errechnete Frequenzprodukt (f1 - fo) . (f2 - fo) verläuft jedoch horizontal, d. h. sein Wert ist unabhängig davon, an welcher Stelle zwischen den Sonden 39, 39 sich der Kartonzuschnitt 3 befindet.

Fig. 6 gibt ein experimentelles Ergebnis wieder. Es ist der Meßwert 19 über dem Abstand zwischen den Sonden 39, 39 aufgetragen. Da auf der linken Seite der Fig. 6 die Kartonseite liegen soll, ist dieser Seite der Sensor 20 zuzuordnen. Es ist deutlich sichtbar, daß in der Mitte ein linearer Bereich entsteht, in welchem der Meßwert 19 unabhängig von der Lage des Kartonzuschnitts 3 ist. Die Randbereiche 25, 26, in denen der Meßwert nicht mehr vom Abstand unabhängig ist, werden durch die Anschläge 12 unschädlich gemacht, indem der Kartonzuschnitt dort ferngehalten wird.

Die Beurteilung des Meßwerts 19 erfolgt anhand der vom Anwender vorgegebenen Toleranzen. Der Meßwert wird als "gut" akzeptiert, wenn er innerhalb eines definierten Toleranzbereiches liegt.

Es wird hierzu auf Fig. 7 verwiesen, in welchem ein beispielsweiser Verlauf einer Profilkurve über die Länge eines Kartonzuschnitts 3 wiedergegeben ist. Das Format und die Eigenschaften des Kartonzuschnitts 3 bzw. das Format und die Eigenschaften der Leimspur 5 sind im Einzelfall verschieden. Die Werte können im Einzelfall durch eine "dynamische Eichung" selbsttätig ermittelt werden. Hierzu wird z. B. über 10 Kartonzu­ schnitte 3 gemittelt und die gemittelte Meßkurve als Referenzkurve 27 gespeichert, die die mittlere Kurve in Fig. 7 darstellt. Die Referenzkurve 27 wird mit einer oberen Toleranzkurve 28 und einer unteren Toleranzkurve 29 umgeben. Die Toleranzkurven sind sowohl in der Amplitude als auch in der Position, d. h. horizontal einstellbar. Jeder an einer bestimmten Stelle, z. B. Vorderkante des Kartonzuschnitts 3, Vorder- oder Hinterkante der Leim­ spur 5 usw. entsprechende Meßwert 19 muß innerhalb eines durch die Kurven 28, 29 bestimmten Rechtecks liegen, um als "gut" akzeptiert zu werden. Ein solches Rechteck ist in Fig. 7 bei 30 angedeutet und ist für die Lage des Endes einer Leimspur vorgesehen, wenn sich der Karton­ zuschnitt 3 in der durch den Pfeil 31 gegebenen Richtung bewegt.

Claims (3)

1. Einrichtung zur Überwachung eines Auftrags eines flüssigen bis pastenförmigen Mediums auf ein Substrat,
mit einem in einem bestimmten geringen Abstand senkrecht zur Substratoberfläche angebrachten, jedoch das Substrat und das aufgetragene Medium nicht berühren­ den kapazitiven Sensor, zu dem das Substrat eine Relativ­ bewegung parallel zur Substratoberfläche ausführt und der mindestens ein Paar von dem Substrat gegenüberlie­ genden Sonden umfaßt,
mit einem Hochfrequenzschwingkreis, in den der kapazitive Sensor als Kapazität eingeschaltet ist,
mit einer Viertelwellenlängenleitung, deren offenes Ende durch die Sonde gebildet ist und die das frequenzbestimmende Element des Hochfrequenzschwing­ kreises ist, dessen Resonanzfrequenz durch die unter­ schiedliche kapazitive Belastung am offenen Leitungs­ ende infolge Änderungen der Dielektrizitätskonstanten durch das Substrat und/oder das aufgetragene Medium verändert wird,
und mit Mitteln zur Erfassung der bei der Relativ­ bewegung des Sensors und des Substrats eintretenden Frequenzänderung des Hochfrequenzschwingkreises, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Sensoren (10, 20) des Paars (1) zu beiden Seiten des Substrats (3) einander gegenüber­ liegen
und daß als Meßsignal das Produkt
(f1 - fo) . (f2 - fo)
verwendet wird, worin
fo = Grundfrequenz der Sensoren (10, 20) ohne Substrat (3) und
f1, f2 = Frequenzen der beiden Sensoren (10, 20) mit dazwischen befindlichem Substrat (3) sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß den beiden Sensoren (10, 20) des Paars (1) getrennte Frequenzregelungen zugeordnet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Sonden (39, 39) Anschläge (12, 12) vorgesehen sind, die das Substrat (3) in einem Mindest­ abstand von den Sonden (39, 39) halten.