DE8202548U1 - Vorrichtung zur Messung der Schichtdicke von Neutralisationspasten - Google Patents

Vorrichtung zur Messung der Schichtdicke von Neutralisationspasten

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DE8202548U1 DE8202548U DE8202548DU DE8202548U1 DE 8202548 U1 DE8202548 U1 DE 8202548U1 DE 8202548 U DE8202548 U DE 8202548U DE 8202548D U DE8202548D U DE 8202548DU DE 8202548 U1 DE8202548 U1 DE 8202548U1
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Description

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FO 51b8
Vorrichtung zur Messung der Schichtdicke von Neutrali?ationspasten
Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Schichtdicke von Neutralisationspasten, insbesondere an bewegten Endlosbahnen von selbstdurchschreibenden Papieren.
Es ist allgemein bekannt, Durchschreibesätze mit Hilfe mehrerer Lagen selbstdurchschreibender Papiere herzustellen und an bestimmten Stellen, an denen keine Durchschreibekopie hergestellt werden soll, eine Neutralisationspaste als Schicht aufzutragen. Die Dicke dieser Schicht bestimmt dann die Neutralisationswirkung, so daß es während der Herstellung von selbst-
durchschreibenden Papieren erforderlich ist, beim Bess drucken der Endlosbahnen laufend die Schichtdicke zu | messen und zu überwachen. Da die Neutralisationspaste jedoch weiß bzw. nahezu transparent ist, ist es in der Praxis nicht möglich, während des laufenden Druckvorganges die jeweilige Schichtdicke der | aufgebrachten Neutralisationspaste zu ermitteln bzw. zu steuern.
Aus der Praxis sind nun ganz allgemein bereits verschiedene Verfahren bekannt, mit denen die Dicke einer Schicht mechanisch, magnetisch, elektrisch, optisch, gravimetrisch sowie außerdem auch durch Kontakt oder berührungslos zu messen. Die dazu verwendeten bekannten Vorrichtungen scheiden jedoch schon deswegen aus, weil im vorliegenden Falle eine im wesentlichen transparente Schicht auf Papier
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während der laufenden Produktion gemessen werden
muliJDer Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Meßvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einerseits baulich einfach, klein und handlich ist (damit sie ohne Schwierigkeiten bei verschiedenen Druck-, Beschichtungsmaschinen oder dgl. verwendet werden kann) und die andererseits rasche und zuverlässige Meßergebnisse liefert, die auch in entsprechenden elektronischen Rechen- und Steuereinrichtungen verwertet v/erden können.
Neuerungsgemäß wird dies erreicht durch die Kombination folgender Merkmale:
a) Es ist eine üV-Strahiungsqüöiie mit ausreichender
Emission im Spektralbereich zwischen 320 und 360 nm vorgesehen;
b) diese UV-Strahlungsquelle ist über einen flexiblen Lichtleiter mit einem die Probe beleuchtenden
Meßkopf verbunden;
c) der Meßkopf enthält Einrichtungen zur Aufnahme und Messung des von der Probe reflektierten UV-Lichtes.
Bei den der Neuerung zugrundeliegenden Versuchen konnte festgestellt werden, daß eine photometrische Messung für die Schichtdicke von Neutralisations-30 pasten am besten geeignet ist. Da die maximalen Abis sorptionswerte der Neutralisationspasten zwischen
320 und 360 nm liegen, ist eine UV-Strahlungsquelle
(Lichtquelle) als besonders günstig anzusehen, die eine entsprechend große Licht- bzw. Lampenleistung bietet. Hierfür ist ein kräftiger und stabilisierter Netzteil als Spannungs- bzw. Stromversorgung zweckmäßig, so daß sich eine außerhalb des die Probe beleuchtenden Meßkopfes angeordnete UV-Strahlungsquelle als sehr vorteilhaft erweist, die dann mit dem Meßkopf durch einen flexiblen Lichtleiter in Verbindung steht, d.h. daß beispielsweise eine als UV-Strahlungsj^Q quelle verwendete Lampe nicht innerhalb des Meßkopfes angeordnet ist. Der Meßkopf enthält aber zweckmäßig Aufnahme- und Meßeinrichtungen"für das ve η der Probe, also beispielsweise von bewegten Endlosbahnen selbstdurchschreibender Papiere, reflektier-
4-λ» TlXT-T 4 /~iV>·)-
Für diese neuerungsgemäße Meßvorrichtung können zu einem großen Teil handelsübliche Bauteile verwendet werden, die eine einfache und kosuensparende Her-2ό Stellung gewährleisten.
Weitere Einzelheiten der Neuerung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles. Es zeigen
Fig.1 eine stark vereinfachte Schemadarstellung
der Meßvorrichtung;
Fig.2 eine Ansicht lediglich eines Meßkopfes und gQ eines Steuerkopfes an einer gemeinsamen
Halterung in ihrer Betriebsstellung gegenüber der zu messenden Endlosbahn;
Fig.3 eine Seitenansicht (vgl. Pfeil III in
Fig.2) lediglich des in Betriebsstellung
befindlichen Meßkopfes.
Anhand Fig.1 sei zunächst der allgemeine Aufbau der Meßvorrichtung 1 erläutert. Diese Meßvorrichtung
enthält als Lichtquelle eine UV-Strahlungsquelle 2, einen M=ßkopf 3, einen die UV-Strahlungsquelle 2 mit dem Meßkopf 3 verbindenden flexiblen Lichtleiter 4, und dieser Kombination ist zweckmäßig noch ein
Steuerkopf 5 zugeordnet, wobei Meßkopf 3 und Steuerkopf 5 auf einer Traverse 6 gemeinsam gehaltert sind, Auf diese Weise sind die UV-Strahlungsquelle 2, der Meßkopf 3 und der Steuerkopf 5 zu einer Geräteein-
heit zusammengeordnet.
Da die UV-Strahlungsquelle 2 für eine ausreichende
Emission im Spektralbereich zwischen 320 und 360 nm vorgesehen ist, muß sie für die gewünschte Schichtdickenmessung von Neutralisationspasten ausreichend Licht abgeben, da bei dieser photometrischen Messung der größte Teil des von der UV-Strahlungsquelle
emittierten Lichtes von auf dem Strahlungswege bzw. Reflektionswege liegenden Einrichtungsteilen sowie
von der zu messenden Schicht selbst absorbiert wird. Als UV-Strahlungsquelle hat sich beispielsweise
eine Kaltlichtquelle (mit einer Leistung vor z.B.
100 W) als besonders vorteilhaft erwiesen. Aufgrund dieser großen Lampenleistung erweist es sich ferner als zweckmäßig, als Stromversorgung 7 einen kräftigen und stabilen Netzteil gesondert der UV-Strahlungsquelle 2 zuzuordnen, wobei dieser so gebildete
Einrichtungsteil in der Nähe des Meßkopfes 3, jedoch
unabhängig von dessen beweglicher Anordnung auf der
Traverse 6 vorgesehen ist. Da somit die UV-Strahlungsquelle 2 nicht innerhalb des Meßkopfes 3 angeordnet
ist, wird von vornherein vermieden, daß durch Temperaturstrahlung oder dgl. die Meßgenauigkeit seitens
des Meßkopfes 3 in unerwünschter Weise beeinflußt
wird. Eine günstige Zuordnung der UV-Strahlungsquelle | 2 zum Meßkopf 3 sowie die erwähnte Verbindung zwi- | sehen diesen Teilen mit Hilfe des flexiblen Licht- j letters 4 gewährleisten trotzdem eine ausreichende i Lichtzufuhr zum Meßkopf bzw. zu der zu messenden j
i Probe. ',
um den Meßkopf 3 und den Steuerkopf 5 in optimaler ;
Weise gegenüber einer zu messenden Probe ausrichten f
und einstellen zu können,sind Meßkopf 3 und Steuer- \
kopf 5 - wie durch horizontale und vertikale Doppel- |
pfeile 8 bzw. 9 angedeutet - in vertikaler und hori- '
zontaler Richtung einstellbar auf der Traverse 6 . gehaltert. Gemäß Fig.2 kann dabei der Steuerkopf 5
dem einen Längsrand und der Meßkopf 3 dem anderen
Längsrand oder einem anderen Bereich einer Endlosbahn ■
10 von selbstdurchschreibenden Papieren zugeordnet s
sein, wobei diese Endlosbahn 10 im Bereica unterhalb \-
der Meß- und Steuerköpfe 3 bzw. 5 zweckmäßig über ,
eine leerdrehende Leitwalze 11 hinweggeführt wird. ;.
Der Meßkopf 3 enthält - vgl. Fig.3 - neben dem Ang0 schlußende 4a des Lichtleiters 4 Einrichtungen zur
Aufnahme und Messung des von der Probe, also von der
Endlosbahn 10, reflektierten UV-Lichtes (vgl. ge-
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-s-
strichelt angedeuteten Strahlungspfeil 12). Die,:e Einrichtungen enthalten - in Strahlungsrichtung des reflektierten Lichtes nacheinander betrachtet - eine Linse 13, die vorzugsweise durch eine Quarzlinse gebildet wird, ferner einen im Strahlungsgang (vgl. gestrichelten Pfeil 12) des reflektierten UV-Lichts angeordneten Filter 14 sowie einen in der Meßebene angeordneten UV-Lichtdetektor 15. Die Quarzlinse 13 dient zur Abbildung der bfleuchteten Fläche der
IQ Probe (Endlosbahn 10) aui die Meßebene. Der Filter 14 wird vorzugsweise durch einen Schmalband-Interferenzfilter gebildet und besitzt eine im "Bereich zwischen 320 und 360 nm liegende Schwerpunkt-Wellenlänge. Der vorzugsweise von einer Silicium-Photoseilt gebildete UV-Lichtdetektor 15 weist in üblicher Weise ein Gehäuse auf, in dem außerdem zweckmäßig noch ein Hybrid-Vorverstärker untergebracht ist. Die Empfindlichkeit des UV-Lichtdetektors 15 ist auf den entsprechenden UV-Spektralbeieich abgestellt.
An den Meßkopf 3 bzw. an den darin angeordneten UV-Lichtdetektor 15 ist ein Datenkabel 16 angeschlossen, das im vorliegenden Falle vorzugsweise in die Zulei- \ 25 tung der Stromversorgung für diesen Meßkopf 3 ^tesi griert und zugleich auch mit dem flexiblen Lichtlei-
\ ter 4 zusammengefaßt ist. In gleicher Weise kann auch
ί an den Steuerkopf 5 ein Datenkabel .17 angeschlossen
Zuleitung von derl
und gleichzeitig in derVStromversorgung für diesen
ί 30 Steuerkopf integriert sein.
\ Für diese Meßvorrichtung 1 können zu einem großen Teil handelsübliche Bauelemente verwendet werden, die einerseits eine kostensparende Herstellung und andererseits eine äußerst kompakte Zusammenordnung gestatten, um eine mobile und handliche Meßvorrichtung zu bilden, die ohne Schwierigkeiten bei verschiedenen Druck- oder Beschichtungsmaschinen für Endlosbahnen von selbstdurchschreibend.n Papieren verwendet werden kann, um die Schichtdicke der aufgetragenen Neutralisationspaste zu messen und zu überwachen.
Im Sinne einer besonders raschen und schnell auswertbaren Messung der Schichtdicke ist es dann ferner zweckmäßig, dieser Meßvorrichtung 1 eine Rechen- und Steuerelektronik - wie bei 18 gestrichelt angedeutet - zuzuordnen. An diese Rechen- und Steuerelektronik 18 können auch die vom Meßkopf 3 und Steuerkopf 5 kommenden Datenkabel 16 bzw. 17 angeschlossen sein, wobei es in diesem Falle ferner besonders vorteilhaft ist, eine für diese Rechen- und Steuerelektronik 18 notwendige Stromversorgung 19 auch gleichzeitig als gemeinsame Stromversorgung für den Meßkopf 3 und den Steuerkopf 5 zu verwenden, so dar sich hierdurch noch ein besonders zweckmäßiger und raumsparender Gesamtaufbau ergibt.
Da bei dieser Meßvorrichtung 1 der Meßkopf 3 an der laufenden Endlosbahn 10 entlang einer Meßspur kontinuierlich Reflexionswerte registriert und die Meßwerte z.B. für Papierweiß bzw. Farbflächen hinsichtlich der Steuerung getrennt werden müssen, ist der
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gesondert von der Traverse 6 getragene Steuerkopf 5 vorgesehen, der auf den Endlosbahnen 10 mitgedruckte Steuermarken abtasten soll, die an einem Längsranc der Endlosbahnen vorgesehen sind. Der Steuerkopf 5 besteht - wie in Fig.1 angedeutet - aus zwei nebeneinanderliegenden Reflexions-Lichtschranken 5a, 5b, die aus einer Galliumarsenid-IR-Lichtdiode und einem Silicium-Photo-Empfanger gebildet sein können. Die Ansprechzeiten der Lichtschranken sind sehr gering, so daß beispielsweise Markierungsstriche von einer Breite von über 0,1 mm auch bei Bahngeschwindigkeiten von 5 m/s problemlos erfaßt werden können, wobei solche Steuermarken in zwei nebeneinanderliegenden Abstastspuren mit einem Abstand von beispielsweise nur etwa 3 mm vorgesehen sein können.
Bei der Benutzung dieser Meßvorrichtung 1 erfolgt die Steuerung durch die am einen Längsrand der Endlosbahnen vorgedruckten Steuermarken mit Hilfe des Steuerkopfes 5; hierdurch werden Beginn und Ende einer mit Neutralisationstaste beschichteten Fläche angezeigt. Zu Beginn der Messung wird zweckmäßig eine für die zu verv/endende Neutralisationstaste passende Konstante (entsprechend dem Absorptionsverhalten) vorgegeben. Wenn nach Anlaufen der entsprechenden Druck- bzw. Beschichtungsmaschine die Reflexions-Lichtschranken 5a, 5b von den Steuermarken auf der Endlosbahn 10 einen entsprechenden Impuls erhalten, wire1 durch den Steuerkopf 5 {und über die Rechen- und Steuerelektronik 18) die photometrische Messung der ScliichtdicKe mit Hilfe des Meßkopfes 3 (und der zugehörigen UV-Strahlungs-
quelle 2) eingeleitet. Dabei wird von der UV-Strahlungsquelle 2 das Licht über den Lichtleiter 4 in den MeßKopf 3 und auf die zu messende Probe (Endlosbahn 10) geleitet (vgl.Fig.3). Von der Probe wird das UV-Licht reflektiert, durch die Quarzlinse 13, durch den Schmalband-Interferenzfilter und zum UV-Lichtdetektor 15 geleitet. Der im Detektorgehäuse untergebrachte Hybrid-Vorverstärker erzeugt eine Proportionalität zwischen dem einfallenden Licht und der Ausgangsspannung der Strom-Versorgung. In Abhängigkeit von der Schichtdicke der Neutralisationspaste trifft auf den UV-Lichtdetektor 15 mehr oder weniger Licht. Die von der Schicht zurückgestrahlte Lichtintensität wird von dem UV-Lichtdetektor 15 in ein Spannungssignal umgewandelt, das über das Datenkabel 16 der Rechen- und Steuerelektronik 18 zugeleitet wird. Zur Unterscheidung der Meßwerte von Papierweiß und Neutralisationspaste werden die Signale des Steuerkopfes verwendet. Eine Möglichkeit zur Meßwerterkennung bietet sich durch die Ausnutzung des Meßwertunterschiedes zwischen Papierweiß und Neutralisationspaste. Der Meßwertunterschied von ca. 2 : 1 reicht aus, um eine automatische Meßwerterkennung zu ermöglichen.
Mit Hilfe der Rechen- und Steuerelektronik 18 können Messungen mehrerer mit Neutralxsatxcnspasten bestrichener Flächen ausgewertet und beispielsweise auch zu einem Mittelwert verarbeitet werden.
Auf jeden Fall wird eine fortlaufende Messung und Steuerung der Schichtdicke von Neutralisationspasten während der laufenden Produktion sowie auf
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Claims (7)

1 Schutzansprüche:
1. Vorrichtung zur Messung der Schichtdicke von Neutralisationspasten, insbesondere an bewegten Endlosbahnen von selbstdurchschreibenden Papieren, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
a) Es ist eine UV-StraMungsquelle (2) mit aus-
reichender Emission im Spektralbereich zwischen
3 20 und 360 nm vorgesehen;
b) diese UV-Strahlungsquelle (2) ist über einen flexiblen Lichtleiter (4) mit einem die Probe
(10) beleuchtenden Meßkopf (3) verbunden;
c) der Meßkopf (3) enthält Einrichtungen zur Aufnahme und Messung des von der Probe (10) reflektierten UV-Lichtes (12).
20
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die UV-Strahlungsquelle (2), der Meßkopf (3) sowie ein Steuerkopf (5) zu einer Geräteeinheit zusammengeordnet sind, wobei Meßkopf und Steuerkopf auf einer gemeinsamen Halterung (6) gesondert einstellbar getragen werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der UV-Strahlungsquelle (2) einerseits sowie dem Meßkopf (3) und dem Steuerkopf (5) andererseits je eine gesonderte Stromversorgung (7, 19) zugeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die im Meßkopf (3) zur Aufnahme und Messung des von der Probe (10) reflektierten UV-Lichts (12) vorgesehenen Einrichtungen folgende Elemente enthalten;
a) Eine Linse, vorzugsweise eine Quarzlinse (13), zur Abbildung der beleuchteten Flache der Proue (10) auf die Meßebene;
b) einen in der Meßobene angeordneten UV-Lichtdetektor (15), vorzugsweise eine Silicium-Photozelle;
c) einen im Strahlengang des reflektierten UV-Lichtes angeordneten Filter (14), vorzugsweise einen Schmalband-Interferenzfilter, mit einer im Bereich zwischen 320 und 360 nm liegenden Schwerpunkt-Wellenlänge.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse des UV-Lichtdetektors (15) ein Hybrid-Vorverstärker untergebracht ist.
6. Vor .chtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Meßkopf (3V und den Steuerkopf (5) je ein Datenkabel (16, 17) angeschlossen ist, das in der Zuleitung der Stromversorgung integriert ist, wobei das Zuleitungs- und Datenkabel des Meß
kopfes zugleich mit dem flexiblen Lichtleiter (4) zusammengefaßt ist.
3 ~
7. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine gegenüber den einstellbaren Meß- und Steuerköpfen unabhängige Halterung der UV-Strahlungsquelle (2), die eine gesonderte Stromversorgung (7) aufweist.
DE8202548U Vorrichtung zur Messung der Schichtdicke von Neutralisationspasten Expired DE8202548U1 (de)

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DE8202548U1 true DE8202548U1 (de) 1982-07-01

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DE8202548U Expired DE8202548U1 (de) Vorrichtung zur Messung der Schichtdicke von Neutralisationspasten

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DE (1) DE8202548U1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3631652A1 (de) * 1986-09-17 1988-03-24 Siemens Ag Messanordnung zur beruehrungslosen dickenbestimmung
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