DE962940C

DE962940C - Verfahren und Vorrichtung zur Messung paralleler Kanten an feststehendem oder durchlaufendem Gut, vorzugsweise bandfoermigem Gut

Info

Publication number: DE962940C
Application number: DEE11060A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Rudolf Beyer
Original assignee: EXATEST GES fur MESSTECHNIK M
Current assignee: EXATEST GES fur MESSTECHNIK M
Priority date: 1954-02-06
Filing date: 1955-07-29
Publication date: 1957-05-02
Also published as: LU33690A1; BE549711A; GB810982A; FR75460E; BE527027A; LU34507A1; BE549837A; DE928200C; LU32663A1; FR75466E; GB835024A; CH323646A; DE940066C; LU34259A1; GB787385A; FR68712E; FR1097010A; CH341318A; FR75467E; GB835561A

Description

AUSGEGEBEN AM 2. MAI 1957

Eno6oIX/42b

Leverkusen

bandförmigem Gut

Zusatz zum Zusatzpatent 940

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren bzw. Vorrichtungen zur berührungslosen Breitenmessung paralleler Kanten, z. B. von bandförmigem Gut, bei dem die Kanten mittels einer Fernsehkamera auf einen Bildschirm abgebildet werden, wobei vorzugsweise eine Verdrehung der Kameras zu den Kanten des Gutes erfolgt, so daß die abgebildeten Kanten auf dem Bildschirm in einem vorzugsweise spitzen Winkel zueinander stehen.

Gemäß dem Patent 940 066 über berührungslose Breitenmessung bandförmigen Gutes werden die beiden Bandkanten durch zwei Fernsehkameras auf einen Bildschirm abgebildet, wobei die Kameras· etwas gegen die Bandkanten verdreht sind, so daß auf dem Bildschirm ein Keil entsteht. Eine Änderung der Breite des zu messenden Bandes ergibt dann eine senkrechte Verschiebung der Keilspitze auf dem Bildschirm, während eine Parallelverschiebung des Bandes eine waagerechte Verschiebung der Keilspitze ergibt. Auf dem Bildschirm sind mehrere waagerechte Skalenstriche untereinander angebracht, von denen jeder einer bestimmten

Bandbreite entspricht, und aus der Lage der Keilspitze bezüglich dieser Skalenstriche läßt sich die Breite des zu messenden Bandes bestimmen.

Dieses Verfahren weist den Nachteil auf, daß bei einer zu starken Parallelschwankung des Bandes der Keil auf dem-Bildschirm sich zu rasch in waagerechter Richtung hin- und herschiebt, so daß die Ablesung der genauen Lage der Keilspitze erschwert wird.

ίο Die vorliegende Erfindung, welche die obengenannten Nachteile vermeidet, ist dadurch gekennzeichnet, daß die bei einer Parallelverschiebung des Meßgutes sich ergebende Verschiebung der Helldunkelgrenze relativ zur mittels des Elektronenstrahles abgerasterten Fläche vermieden wird, indem der Elektronenstrahl der Kameraröhre durch geeignete Mittel in zumindest annähernd demselben Maße ausgelenkt wird, wie sich die Helldunkelgrenze auf dem Bildschirm verschiebt, so daß das Bild des Meßkeiles auf dem Bildschirm bei einer Parallel verschiebung des Gutes im wesentlichen unverändert bleibt.

Die erwünschte erfindungsgemäße Ablenkung des Elektronenstrahles kann sowohl· mittels magnetischer Felder als auch mittels elektrischer Felder (kapazitative Ablenkung) erfolgen.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann der die Ablenkspule durchfließende Strom neben der normalen, der Abrasterung dienenden (sägezahnförmigen) Stromkomponente von einer zusätzlichen Stromkomponente durchflossen werden, die die Ablenkung des Elektronenstrahles in einem solchen Maße bewirkt, als die Helldunkelgrenze sich verschiebt. Hierbei können die Ablenkspulen der beiden Kameras hintereinander oder parallel geschaltet werden. Die Regelspannung zur Ablenkung des Elektronenstrahles entsprechend der Verschiebung der Helldunkelgrenze bei Parallelverschiebungen des Gutes kann z. B. dadurch erzielt werden·, daß das Meßgut selber über einen lichtempfindlichen Meßempfänger einen Steuerstrom bzw. eine Steuerspannung erzeugt, die dem Gitter einer Röhre zugeführt wird, die im Kreis der Ablenkspulen eingeschaltet ist und den Stromdurchgang durch dieselben steuert.

Andererseits kann die Regelspannung aber z. B. auch dem Zeileninhalt der Kamera entnommen werden, da das Verhältnis der Länge des hellbeleuchtenden Abschnitts zur Länge des weniger hellbeleuchtenden Abschnitts ein eindeutiges Maß für die Verschiebung der Helldunkelgrenze ist. Infolge der Trägheitslosigkeit der elektronischen Steuervorrichtungen kann aber bereits bei einer kaum merklichen Berührung der Helldunkelgrenze durch geeignete Maßnahmen eine so große Regelspannung erzielt werden, daß die Verschiebung der Helldunkelgrenze durch die gleichzeitige Ablenkung des Elektronenstrahles der Kameraröhre rückgängig gemacht wird.

Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Ablenkung des Elektronenstrahles der Kameraröhre zur Ausgleichung der Verschiebung der Helldunkelgrenze auch mittels elektrischer Felder vorgenommen werden. Hierzu ist es lediglich erforderlich, daß die gemäß den obigen Ausführungen gewonnene Steuerspannung die Spannung einer Kapazität steuert, die entweder selbe/ oder über eine ihr parallel geschaltete Kapazität, in der üblichen Weise die Ablenkung des Elektronenstrahles vornimmt.

Im nachfolgenden wird die Erfindung an Hand der Figuren erläutert, wobei weitere erfindungsgemäße Einzelheiten und Vorteile beispielsweise beschrieben werden.

Fig. ι bis 6 veranschaulichen das Prinzip der Erfindung;

Fig. 7 veranschaulicht eine an sich bekannte Schaltung zur Ablenkung des Elektronenstrahles der- Kameraröhre;

Fig. 8 veranschaulicht den Aufbau einer erfindungsgemäßen Ablenkschaltung unter Zugrundelegung einer Ablenkung mittels magnetischer Felder;

Fig. 8 a zeigt die Prinzipschaltung einer kapazitativen Ablenkung;

Fig. 9 zeigt eine Gesamtschaitung- für die beiden Kameras des Meßsystems,;

Fig. 10 veranschaulicht dieselbe Schaltung mit der gleichzeitigen Verwendung eines Regelsystems, mit dem geometrische oder konstruktive Unterschiede der beiden Kameraröhren ausgeglichen werden können;

Fig. 11, 12, 12 a, 12b,- 13, 13 a und 13 b erläutern eine Möglichkeit zur Gewinnung einer Regelspannung zur Ablenkung des Elektronenstrahles der Kameraröhre entsprechend der Ablenkung der Helldunkelgrenze;

Fig. 14 veranschaulicht eine Schaltung, welche die konstante Übertragung .der Ablenkgröße beim Bildwechsel erreicht;

Fig. 15 erläutert die Verwandlung der impulsförmigen Regelspannung in eine geglättete Steuerspannung ;

Fig. 16 und 17 betreffen eine andere Methode zur Gewinnung einer Steuerspannung.

Zum klareren Verständnis des Erfindungsinhaltes möge zunächst angenommen werden, daß die Kamera gegen die Bandkanten nicht verdreht ist, so daß die Schwarzweißgrenze auf der lichtempfindlichen Schicht genau senkrecht verläuft.

Fig. ι veranschaulicht die zellenförmige Abrasterung der lichtempfindlichen Schicht 3 in Form einer Rechteckfläche mittels des Elektronenstrahles 1, der von der Kathode 2 der Kameraröhre ausgeht. Zunächst wird die Zeile α vom Elektronenstrahl überstrichen, der dann an den Anfang der Zeile b zurückläuft und danach die Zeile b überstreicht. Gemäß der schematischen Darstellung der Fig. 1 setzt sich die abgerasterte Rechteckfläche nur aus fünf Zeilen a, b, c, d und e zusammen, während in Wirklichkeit g.emäß der deutschen Fernsehnorm 625 solche Zeilen für ein Bild verwendet werden. Die lichtempfindliche Schicht ist in der perspektivischen Darstellung der Fig. 1 durch die Fläche einer Ellipse gegeben, in Wirklichkeit ist sie im allgemeinen kreisförmig.

Die Abbildung der Bandkanten auf der lichtempfindlichen Schicht 3 bewirkt, daß die eine Seite der lichtempfindlichen Schicht der Kamera hell beleuchtet ist, während die andere dunkel bleibt, entsprechend dem Umstand, daß das Band gegenüber der hellen Beleuchtung unterhalb des Bandes verhältnismäßig dunkel erscheint. In Fig. ι ist die dunkel erscheinende Fläche schraffiert gezeichnet. Die scharfe Trennlinie zwischen weiß und

ίο schwarz ist das Bild der Bandkante.

Während des Abtastens der Zeile α wird der Elektronenstrahl zuerst auf eine stark beleuchtete Fläche, danach auf eine schwach beleuchtete treffen, und dementsprechend wird die Kamera während des ersten Teiles der Zeile α viel und während des zweiten Teiles der Zeile σ wenig Strom liefern, wie dies Fig. 2 darstellt, wobei die Ordinate I den in der Kamera erzeugten Strom und die Abszisse t die Zeit bedeutet. Der schraffierte schmale Zeitbereich stellt den Rucklauf dar. Auf dem Fernsehbildschirm erscheint während des Intervalls α eine helle (weiße), während des Intervalls β eine dunkle Fläche. Es wird insbesondere das Flächenverhältnis von heller zu dunkler Fläche auf dem Bildschirm genau dem Verhältnis α zn β der zugehörigen Zeile bei der Kameraröhre entsprechen. Dieser Vorgang wiederholt sich bei den übrigen Zeilen des Bildes. Auf dem Fernsehbildschirm wird dann eine entsprechende Schwarzweißverteilung übertragen, wie auf der lichtempfindlichen Schicht der Kamera-. Es wird insbesondere das Verhältnis weiß zu schwarz einer Zeile des Bildschirms genau dem Verhältnis α zu β der zugehörigen Zeile bei der Kamera entsprechen.

Wenn nun eine Parallelverschiebung des Bandes eintritt und somit eine Verschiebung der betrachteten Bandkante entsteht, so wird sich ein Zustand wie in Fig. 3 einstellen, wo die hell beleuchtete Fläche auf der lichtempfindlichen Schicht kleiner ist als in Fig. 1. Die Kamera wird jetzt einen Strom wie in Fig. 4 liefern, wo das Verhältnis α zn β kleiner ist als in Fig. 2, Entsprechend diesem Verhältnis α zn β wird nun auch auf dem Bildschirm das Verhältnis der hellen zur dunklen Fläche größer sein, d. h. die Bandkante kann sich auf dem Bildschirm nach links verschieben.

Erfindungsgemäß wird nun in dem Augenblick, wo eine Änderung des Verhältnisses weiß zu schwarz auf der lichtempfindlichen Schicht der Kamera eintritt, der von der Kathode ausgehende Elektronenstrahl um einen solchen Betrag (zusätzlich zur Zeilen- und Bildablenkung) abgelenkt, daß das Verhältnis weiß zu schwarz bezüglich der vom Strahl abgetasteten Fläche dasselbe bleibt. Dies .55 wird im folgenden erläutert: Die Beleuchtung der Kameraschicht ist in der Fig. 5 nach der Verschiebung der betrachteten Bandkante dieselbe wie in Fig. 3. Jedoch fließt jetzt in der eigentlich nur zur Horizontalablenkung bestimmten Spule 4 außer dem sägezahnartigen Ablenkstrom ein zusätzlicher Gleichstrom i₀, der eine mittlere Ablenkung des abtastenden Elektronenstrahles bewirkt, so daß gegenüber Fig. 3 die abgerasterte Fläche nach links verschoben wird. Wenn nun diese Linksverschiebung fast genau denselben Betrag besitzt wie die Linksverschiebung der Grenze zwischen Hell- und Dunkelbeleuchtung, so wird der hell beleuchtete Anteil von Zeile α fast genau so groß wie in Fig. 1. Ebenso ist es mit allen übrigen Zeilen des Bildes, da angenommen wird, daß die Grenze senkrecht verläuft. Die Kamera liefert nun einen Strom wie in Fig. 6, wobei das Verhältnis α zu β nur um einen beliebig geringen Betrag kleiner ist als in Fig. 2. Demgemäß wird auf der Bildröhre die Kante praktisch an derselben Stelle erscheinen, als wenn überhaupt keine Verschiebung der Bandkante erfolgt wäre.

Die mittlere Strahlablenkung in der Kamera in der geschilderten Art ist deshalb möglich, weil die lichtempfindliche Schicht größer ist, als dies an sich notwendig wäre wie in Fig. 1, wo nur die vom Strahl abgetastete Rechteckfläche lichtempfindlich sein müßte.

Bei den üblichen Fernsehaufnahmegeräten mit Kamera ist es üblich, einen Gleichstrom dem sägezahnförmigen Zeilenablenkstrom zu überlagern, um damit eventuell mechanische Unsymmetrien im Ablenksystem der Kamera nachträglich elektrisch auszugleichen. In Fig. 7 ist eine solche übliche Schaltung auszugsweise dargestellt. An der Verbindung der beiden Potentiometer R₁ und R₂ ist eine negative konstante Gleichstromspannung U₀ angelegt. Durch Verdrehung der mechanisch gekoppelten Potentiometer R₁, i?₂ ist es möglich, den die Zeilenablenkspule durchfließenden Gleichstrom in gewissen Grenzen beliebig einzustellen und auch umzupolen. Diese Potentiometer werden fest eingestellt und behalten ihre Stellung im allgemeinen bei, bis die Kamera 8 gegen eine andere ausgewechselt wird. '

Mit S ist der Zeilenablenktrafo bezeichnet, über den die sägezahnförmige Ablenkspannung zugeführt wird. Die Zeilenabienkspule 6 dient der horizontalen Ablenkung, während die Ablenkspule/ der vertikalen Ablenkung des Elektronenstrahles dient.

Diese eben erwähnte in den üblichen Aufnahmegeräten vorhandene Schaltung kann nun erfindungsgemäß z. B. in folgender Weise geändert werden.:

An den Anschlußstellen A und B wird statt des Doppelpotentiometers eine Röhrenschaltung gemäß Fig. 8 angeschlossen. Bei gesperrter Steuerröhre Ro₁ fließt ein von einer Stromquelle B₁ stammender Gleichstrom über den Widerstand R₃ durch die Zeilenablenkspule. Wenn die Steuerröhre Ro₁ etwa halb geöffnet ist, fließt in der Ablenkspule infolge des Vorhandenseins der Batterie B₂, die ebenfalls über den Widerstand i?₄ und die Röhre einen Gleichstrom durch die Ablenkspule liefert, bei passender Wahl der Batteriespannungen und der Widerstände R_s -\- i?₄ kein resultierender Strom durch die Ablenkspule. Wenn die Steuerröhre Ro₁ voll geöffnet ist, durchfließt ein Strom die Zeilenablenkspule, welcher eine entgegengesetzte Richtung hat als der Strom bei gesperrter Röhre. Durch Änderung der Spannung am Gitter der Röhre Ro₁

läßt sich also (ganz entsprechend wie vorher in Fig. 7 durch Verstellung des Doppelpotentiometers R₁, R₂) der die ZeMen-ablenkspule durchfließende Gleichstrom in seiner Größe verändern und umpolen.

Es ist notwendig, bei beiden Kameras 8 und 8' diesen zusätzlichen Gleichstrom zur Kompensation der Bandverschiebung zu benutzen. Dies ist möglich durch eine Serienschaltung beider Kameraablenkeinrichtungen, wie dies in Fig. 9 veranschaulicht ist. Durch diese Serienschaltung ist gewährleistet, daß der Gleichstrom in beiden Ablenksystemen der gleiche ist. Es kann vorkommen, daß die Fernsehkameras kleine Verschiedenheiten im mechanischen Aufbau zeigen, so daß zwar die mittlere Strahlablenkung der einen Kamera der mittleren Strahlablenkung der anderen Kamera pro- -portional, aber nicht gleich ist. Deshalb wird zweckmäßig noch ein Doppelpotentiometer R₅, R₆, wie in Fig. 10 veranschaulicht, vorgesehen, durch das der jedem Ablenksystem parallel liegende Widerstand des Potentiometers so eingestellt werden kann, daß die mittlere Strahlablenkung der beiden Kameras gleich groß gemacht ist. Dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt außer der geschilderten Röhrenschaltung zur mittleren Strahlablenkung in den Zeilenablenkspulen der beiden Kameras noch eine Einrichtung, die die notwendige Steuerspannung für die-Steuerröhre Ro₁ liefert.

Man geht dabei zweckmäßig von dem'von einer Kamera gelieferten Strom aus. Das Verhältnis α zu β in Fig. 2 stellt ein Maß dar für die Lage der Schwarzweißgrenze relativ zu der vom Elektronenstrahl abgetasteten Fläche. Wenn der Wechselstrom von Fig. 2 verwandelt wird in einen Gleichspannungsmittelwert, der um so größer ist, als es das Verhältnis α zn β ist, so stellt dieser Mittelwert ein Maß dar für die Lage der Schwarzweißgrenze relativ zur abgetasteten Fläche. Es ist also im Prinzip nur nötig, diesen Gleichspannungsmittelwert als Steuerspannung an das Gitter der Steuerröhre Ro₁ in Fig. 10 zu legen. Wenn dann eine Bandparallelverschiebung eintritt und sich das Verhältnis α zu β in Fig. 2 ändert, ändert sich auch der Mittelwert und somit die Steuerspannung an Steuerröhre Ro₁, die im selben Augenblick eine mittlere Strahlablenkung in der Kamera hervorruft. Bei genügender Verstärkung der Röhre Ro₁ oder entsprechender Zwischenverstärkung wird dann selbst bei verhältnismäßig großer Bandverschiebung das Verhältnis α zu β sich nur sehr wenig ändern, weil diese kleine Änderung des Verhältnisses α zn β schon eine entsprechend starke Strahlablenkung in der Kamera zur Folge hat.

Von einer der beiden Kameras wird also ein dem Verhältnis α zu β eltsprechender Gleichspannungsmittelwert entnommen und als Steuerspannung für Steuerröhre Ro₂ benutzt, die eine mittlere Strahlablenkung in beiden Kameras hervorruft.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die gewünschte Ablenkung des ■Elektronenstrahles der Kamera auch auf kapazitativem Wege erfolgen, wie sie beispielsweise in der Fig. 8 a veranschaulicht ist. Die an der Röhre Ro₁ befindliehe Kapazität C₁ kann bei geeigneter Polung· der Steuerspannung an der Röhre Ro₁ etwa über einen kapazitativen Spannungsteiler (C₃, C₄), wobei C₄ das kapazitative Ablenksystem der Kameraröhre 8 darstellt, die gewünschte Ablenkung des Elektronenstrahles bewirken, wobei lediglich bei der Bemessung der Kapazitäten und Widerstände darauf zu achten ist, daß die Zeitkonstante des Systems klein genug ist, um den Änderungen des Bandes bei der Parallelverschiebung zu folgen. Diese Schaltung läßt sich in analoger Weise wie die bereits beschriebene mittels einer Ablenkspule erfolgende Ablenkung des Elektronenstrahles auf das Röhrensystem der Kamera 8 und 8' übertragen, wie dies in den Fig. 9 und 10 veranschaulicht ist.

Im nachfolgenden soll beispielsweise die Verwandlung des von einer Kamera gelieferten Wechselstromes in einen Gleichspannungsmittelwert beschrieben "werden. Es ist nicht nötig, unmittelbar von der Kamera selbst auszugehen, sondem man kann mit Vorteil die im Steuergerät der Kamera schon vorhandene Verstärkerschaltung benutzen, wobei es auch nicht stört, wenn die Zeilen- und Bildsynchronimpulse dem eigentlichen Zeilenbzw. Bildinhalt zugefügt sind. An der Anode einer der Kamera folgenden Verstärkerröhren entnimmt man eine Spannung, wie sie in Fig. 11 dargestellt ist, wobei U die Spannungs- und t die Zeitachse bezeichnet. Die jeweiligen Intervalle α und β geben den Zeilenbildinhalt, während die Impulse 9 die sogenannten Zeilensynchronimpulse sind. Man sieht, wie hier dem Inhalt der Zeilen, die ungefähr zur einen Hälfte hell, zur anderen Hälfte nur schwach beleuchtet sind, schon die tief nach unten gehenden Zeilensynchronimpulse beigefügt sind. Ferner ist angedeutet, daß die Spannung bei heller Beleuchtung (α) keineswegs gleichmäßig ist, sondern (vor allem entsprechend der unterschiedlichen Lichtempfindlichkeit) an verschiedenen Stellen der lichtempfindlichen Schicht der Kameraröhre kleinere Schwankungen aufweist. Ebenso ist auch an den Stellen geringerer Spannung β dieser Spannungsverlauf etwas schwankend. Um aus dem Spanimngsverlauf der Fig. 11 eine dem Verhältnis α zu β entsprechende Gleichspannung zu erhalten, geht man folgendermaßen vor (s. Fig. 12):

An der Anode der Röhre Ro₂, die im Steuergerät der Kamera vorhanden ist, wird die Spannung gemäß Fig. 11 entnommen. An dieser Anode ist ein i?C-Glied, bestehend aus C und R₇, angeschlossen, wobei die Zeitkonstante so klein gewählt wird, daß an der Verbindungsstelle von C und R₇ das in Fig. 12 a eingetragene Spannungsbild entsteht (Impulsdifferenzierung). Der zeitliche Abstand der aufeinanderfolgenden Impulsspitzen 10 und 11 ist iao dabei gleich der Zeitdauer, die der Elektronenstrahl für das Abtasten des Weißanteils der zugehörigen Teile benötigt. Diese Spannung wird an das Gitter der nachfolgenden Röhre Ro₃ geleitet, wobei deren Gittervorspannung so gewählt wird, daß der untere Teil des Synchromisierimpulses abgeschnitten wird

und an der Anode von Ro₃ das in Fig. 12 b eingetragene Spannungsbild entsteht.

Diese Spannung wird (s. Fig. 13) über den Kondensator C₂ an das Gitter von Röhre Ro₁ geleitet, die zusammen mit Ro₅ als Multivibrator wirkt. Der Vorgang ist dabei der, daß durch die erste negative Spannungspitze die Röhre Ro₁ gesperrt und zugleich Röhre Ro₅ geöffnet wird. Die zweite Spannungsspitze bewirkt dann wieder die vorzeitige öffnung von Röhre Ro₁ und Sperrung von Röhre Ro₅, und dieser Zustand bleibt erhalten, bis wieder eine neue Spannungsspitze auf den Multivibrator trifft und derselbe Vorgang abläuft. An der Anode einer der Röhren Ro₅ oder Ro₆ ist eine rechteckförmige, in Fig. 13 eingezeichnete Spannung entnehmbar, wobei die Länge w genau der Zeit entspricht, die der Elektronenstrahl in der Kamera zum Abtasten des Weißanteils der zugehörigen Zeile benötigt.

Mit Hilfe mehrerer i?C-Glieder R₈, C₅; R₉, C₆ läßt sich diese Rechteckspannung verwandeln und bei S abnehmen. Die gestrichelte Kurve in Fig. 13 b ist die Rechteckspannung an der Anode der Röhre Ro₀, während die ausgezeichnete Kurve K die geglättete Spannung ist. Es handelt sich nun noch darum, die Pause während der einzelnen Bilder, d. h. nach jeweils 625 Zeilen, zu überbrücken. Diese Pause — während der der Bildsynchronimpuls übertragen, wird — hat etwa' die Dauer von 60 Zeilen und würde ein Ansteigen der Gleichspannung bei 5¹ nach Beendigung eines Bildes bewirken, und ferner müßte sich bei Beginn des neuen Bildes diese Gleichspannung erst wieder allmählich auf den richtigen Wert einschwingen.
Um dieses Ansteigen nach Ende eines Bildes und neues Einschwingen bei Beginn des folgenden Bildes zu vermeiden bzw. einzuschränken, wird eine im nachfolgenden beschriebene Schaltung verwendet, die dafür sorgt, daß der am Ende eines Bildes bei 5" vorhandene Spannungswert so lange erhalten bleibt, bis das neue Bild beginnt (s. Fig. 14). Die Spannung bei Punkt S wird an das erste Steuergitter der Doppelsteuerröhre Ro₆ geleitet, wobei zwischen Kathode und Masse die Gleichspannungsquölile B_s gefegt ist. Wenn nun — während des Bildinhaltes ■— die Röhre Ro₇ geöffnet ist, wirkt Röhre Rö_e als normaler Gleichspannungsverstärker, so daß die bei S vorhandene Spannung bei D verstärkt wieder frei auftritt und zum Gitter der Steuerröhre .Ro₁ geleitet werden kann.

An das Gitter der Röhre Ro₇ sowie an das zweite Steuergitter der Röhre Ro₆ werden die Bildaustastimpulse 12 geleitet, so daß während der Pausen zwischen den Bildern die Röhren Rö_e und Ro₇ gesperrt sind. Es kann sich also wäiirend der Dauer dieser Austastimpulse, d. h. während der Pausen zwischem den einzelnen Bildern, der Kondensator C₇ nicht entladen und behält somit seine Spannung bei. Dementsprechend bleibt die mittlere Strahlablenkung in der Kamera, die am Ende eines Bildes vorliegt, erhalten, bis zum Beginn des neuen Bildes. Bei der Aufgabe, den rechteckförmigen Strom der Kamera gemäß Fig. 2 in eine mittlere Gleichspannung zu verwandeln, kann man auch an Stelle der Zuhilfenahme einer Multivibratorschaltung anders vorgehen (s. Fig. 15).

Von der Anode der Röhre Ro₂ führt ein i?C-Glied über den Kondensator C₈ zum Gitter von Röhre Ro₈. Die Gittervorspannung von Ro₈ wird so· gewählt, daß der untere Te'il der Spannung an der Anode von Röhre Ro₂ bei der gestrichtelten Linie I₁ (s. Fig. 15 a) abgeschnitten wird, so daß statt der etwas schwankenden Spannung längs β sowie während des Synchronisierimpulses eine scharf begrenzte Spannung längs /?' an der folgenden Röhre Ro₈ entsteht. Auch die Spannungsschwankungen längs α werden ausgeschaltet dadurch, daß in diesen Zeitabschnitten bei Ro₉ ein Gitterstrom einsetzt und eine scharfe Spannungsbegrenzung längs α ergibt. Es ist damit an der Anode von Ro₈ trotz der unterschiedlichen spezifischen Lichtempfindlichkeit an den verschiedenen Stellen der Kameraschicht eine scharf begrenzte Rechteckspannting vorhanden, bei der insbesondere die Länge w genau der Zeitdauer entspricht, die der Elektronenstrahl der Kamera zur Abtastung des hell beleuchteten Zeitanteils benötigt.

Es ist nicht unbedingt notwendig, daß die Bandkante auf der Schicht der Kamera, von der aus die Steuerspannung für Steuerröhre Ro₂ entnommen wird, senkrecht zur Zeilenrichtung steht, wie dies bisher angenommen wurde. Jedoch wird bei einer solchen Einstellung die Einschwingdauer dieser Steuerspannung bei Beginn eines neuen Bildes auf ein Minimum eingeschränkt.

Statt die Steuerspannung für Steuerröhre Ro₁ aus der rechteckförmigen Stromkurve der Kamera selbst zu entnehmen, kann diese auch aus einer auf dem Bildschirm der Fernsehbildröhre aufgelegten Fotozelle gewonnen werden (s. Fig. 16).

Die Fotozelle F₁ befindet sich gerade über einer Begrenzungslinie des dunklen Meßkeiles. Sie ist also zur Hälfte stark, zur anderen Hälfte schwach beleuchtet. Eine Bandparallelverschiebung würde eine horizontale Verschiebung des Meßkeiles hervorrufen und insbesondere eine Parallelverschiebung der Keilspitze K₁. Dies würde eine Änderung der Beleuchtung der Fotozelle F₁ bewirken und dadurch zu einer Änderung der Steuerspannung an Steuerröhre Ro₁ und zu einer gegenläufigen mittleren Strahlablenkung in den Kameras führen. Bei entsprechender Verstärkung bewirkt damit die Parallelverschiebung des zu messenden Bandes nur eine vernachlässigbar kleine Parallelverschiebung des Meßkeiles auf dem Bildschirm.

Zur Herstellung der Steuerspannung der Röhre Ro₁ kann statt der Fotozelle .F₁ auf dem Fernsehbildschirm auch eine Fotozelle .F₂ benutzt werden, die von der (schon vorhandenen) Lichtquelle unter dem Band beleuchtet wird (Fig. 17). Durch Spiegel Sp und Optik L wird die Bandkante K₂ des zu messenden Gutes auf der Fotozelle F₂ abgebildet und liefert je nach deren Lage mehr oder weniger Spannung. Diese Spannung dient dann als Steuerspannung für Röhre Ro₁. Es kommt hierbei darauf an, daß die von F₂ gelieferte Spannung genau der

Verschiebung von Bandkante K₂ proportional ist. Um dies zu erreichen, werden die Unregelmäßigkeiten der Fotozellenschicht durch Auflegen einer geeignet geformten lichtundurchlässigen, nach Eichung hergestellten Maske M ausgeglichen. Die von der Fotozelle gelieferte Spannung ist dann der Strecke v, das ist der Längender beleuchteten Fläche, genau proportional.

Statt einer mittleren Strahlablenkung in der ίο Kamera zur Kompensation der Bandparallelverschiebungen zu benutzen, ist es in analoger Weise aush möglich, eine mittlere Strahlablenkung in der (für beide Kameras gemeinsamen) Bildröhre hervorzurufen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

ι. Verfahren zur berührungslosen Breitenmessung paralleler Kanten, z. B. von bandförmigem Gut, bei dem die Kanten mittels einer Fernsehkamera auf einen Bildschirm abgebildet werden, wobei insbesondere eine Verdrehung der Kameras zu den Kanten des Gutes vorgenommen wird, so daß die abgebildeten Kanten auf dem Bildschirm in einem vorzugsweise spitzen Winkel zueinander stehen gemäß Patent 940 066, dadurch gekennzeichnet, daß die bei einer Parallelverschiebung des Meßgutes sich ergebende Verschiebung der Helldunkelgrenze relativ zur mittels des Elektronenstrahles abgerasterten Fläche vermieden wird, indem der Elektronenstrahl der Kameraröhre in zumindest annähernd demselben Maße wie die Verschiebung der Helldunkelgrenze auf dem Bildschirm abgelenkt wird, so daß das Bild des Meßkeiles auf dem Bildschirm bei einer reinen Parallelverschiebung des Gutes im wesentlichen ungeändert bleibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkung des Elektronenstrahles zur Kompensation der Verschiebung der Helldunkelgrenze mittels eines magnetischen Feldes erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkung des Elektronenstrahles zur Kompensation der Verschiebung der Helldunkelgrenze mittels elektrischer Felder (kapazitative Ablenkung) erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Ablenkspule durchfließende Strom neben der normalen, der Abrasterung dienenden (sägezahnförmigen) Komponente von einer zusätzlichen Stromkomponente durchflossen wird, der die Ablenkung des Elektronenstrahles in dem Maße bewirkt, in dem die Helldunkelgrenze sich verschiebt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkspulen der beiden Kameras hintereinander oder parallel geschaltet werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Ablenkung mittels Röhren oder gleichartiger elektronischer Steuervorrichtungen erfolgt, deren Steuergitter an der Steuerspannung liegt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die S teuer spannung von einem auf die Bildröhre aufgesetzten lichtempfindlichen Meßempfänger geliefert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerröhre(n) über einen lichtempfindlichen Meßempfänger durch die Bewegung des Meßgutes selbst gesteuert wird (werden).
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandkante über eine Optik auf dem lichtempfindlichen Meßempfänger abgebildet wird und Unregelmäßigkeiten in der spezifischen Lichtempfindlichkeit an den beiden Stellen des Meßempfängers durch Anbringung einer Maske ausgeglichen werden, wodurch die Steuerröhrenströme einer Parallelverschiebung des Meßgutes proportional bleiben.
10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Steuerröhre durch eine Spannung erfolgt, die aus dem Zeileninhalt einer Kamera gewonnen wird, und die von dem Verhältnis des hell beleuchteten go Abschnitts zur Länge des schwach beleuchteten Abschnitts bei den einzelnen Zeilen abhängt.
11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gewinnung der Steuerspannung Mittel vorgesehen sind, welche eine Glättung des gewonnenen Zeileninhaltes bewirken, und wobei weitere Mittel die von der Kamera gelieferte Spannung nach oben und unten begrenzen, so daß die unterschiedliche Lichtempfindlichkeit an beiden Schichtstellen der Kamera nicht störend wirken kann.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Impulsdifferenzierschaltung vorgesehen ist, welche die von der Kamera gelieferte Spannung in Spannungsspitzen verwandelt, wobei ein Multivibrator vorgesehen ist, der durch die Spannungsspitze zu Beginn des Hellanteils aus einer stabilen Gleichgewichtslage zum Anschwingen gebracht wird, während die folgende Impulsspitze am Ende des Hellanteils diese Multivibratorschwingung vorzeitig beendet, und daß RC-Glieder vorgesehen sind, diese Rechteckspannung am Ausgang des Multivibrators in eine angenäherte Gleichspannung zu verwandeln.
13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannung einer Schaltung zugeführt wird, die während der Dauer des Bildverhältnisses als Gleichspannungsverstärker wirkt und einen Kondensator auf entsprechender Spannung hält, wobei aber während der Pause zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bildern sämtliche Stromverbindungen zu diesem Kondensator unterbrochen werden, indem beide Röhren durch den Bildaustast-

impuls gesperrt werden, so daß die an diesem Kondensator gittersei tig angeschlossenen Steuerröhren die Gitterspannung am Ende eines Bildes bis zum Beginn des folgenden Bildes beibehalten.
14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Steuerröhre eine aus einem Kondensator und einer Gleichspannungsquelle bestehende Reihenschaltung liegt.
15. Vorrichtung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Kapazität entweder selber das Ablenksystem der Kameraröhre bildet bzw. kapazitativ eventuell über einen Spannungsteiler an dasselbe angekoppelt ist.
16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der zusätzlichen Elektronenstrahlablenkung in den beiden Kameras eine entsprechende Strahlenablenkung in der Bildröhre erfolgt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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