EP1701901B1 - Method and device for the contactless detection of flat objects - Google Patents

Method and device for the contactless detection of flat objects Download PDF

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EP1701901B1
EP1701901B1 EP04804233.7A EP04804233A EP1701901B1 EP 1701901 B1 EP1701901 B1 EP 1701901B1 EP 04804233 A EP04804233 A EP 04804233A EP 1701901 B1 EP1701901 B1 EP 1701901B1
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EP
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sheet
curve
objects
characteristic
region
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EP04804233.7A
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Pepperl and Fuchs SE
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Publication date
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    • B65H2701/19Specific article or web
    • B65H2701/192Labels

Definitions

  • the invention relates to methods for non-contact detection of flat objects according to the preamble of claim 1 and to a device according to the preamble of claim 3.
  • Methods and devices of this kind are described e.g. Used in the printing industry to determine whether a single sheet or multiple sheets or a missing sheet exists for paper, film or similar sheet materials in the printing and manufacturing process.
  • a multiple sheet e.g. a double sheet is a separation of such a double sheet to protect the printing press normally required.
  • the normal printing process is modified or interrupted until a single sheet is detected again.
  • these methods and devices are also used in the packaging industry, in which, for example, labels applied to base material or carrier material are counted or checked for the presence or absence.
  • Another area of use is the detection of tear threads or tear points, especially in thin, used as wrapping films, such as cigarette packs. But even metal-clad papers, sheet-like plastic sheets or films and sheets can be detected by means of such methods and devices without contact in manufacturing operations.
  • the measuring principle used in a generic method and a device when using e.g. Ultrasound and the detection of paper in sheet-like form based on the fact that the ultrasonic wave emitted by the transmitter penetrates the paper and the transmitted portion of the ultrasonic wave is received by the receiver as a measurement signal and is evaluated in terms of its amplitude.
  • the receiver In the presence of a multiple or double arc therefore sets in the receiver a much smaller amplitude, as in the presence of a single arc.
  • the flat object to be detected such as a paper sheet, for example, is detected with regard to its grammage or its sound absorption characteristic and entered into the evaluation device in the sense of teaching in before the actual detection process begins.
  • a significant disadvantage is that in other flat objects with different weights again a corresponding teach-in step must be performed and taught, which on the one hand is complex and on the other hand usually leads to significant downtime in the corresponding facilities.
  • EP 1 201 582 A An apparatus for detecting single sheets or multiple sheets is known. For the detection of these sheets, this known device has at least one capacitive sensor and at least one ultrasonic sensor.
  • an evaluation unit for deriving a signal for the detection of the single or multiple sheet is provided. This signal is derived from a logical combination of the output signals of the sensors, wherein the appropriate detection signal is determined in an adjustment phase.
  • Another device is as a capacitive sensor from the DE 195 21 129 C1 known. This primarily aimed at the non-contact detection of labels on a substrate device works with two capacitor elements and an oscillator influencing them. The dielectric properties of the paper or other planar objects therefore influence the resonant circuit of the oscillator with respect to the frequency, which is evaluated for detection.
  • Another device of the type mentioned is from the DE 203 12 388 U1 known.
  • This ultrasonic device uses the transmission and reflection of the radiation to determine the presence and strength of the corresponding objects.
  • this device also uses reference reflectors, so that a relatively complex structure of the device is present.
  • an inductively operating device for measuring the thickness of sheets known, which may consist of non-ferrous metals or ferrous metals.
  • the measurement of the thickness of the sheets takes place here via the evaluation of the operating frequency of a frequency generator or via the evaluation of its amplitude.
  • this device first requires a teach-in step in which a calibration plate is introduced into the measuring chamber and the operating frequency or the amplitude of the frequency generator is set according to a standard thickness curve.
  • this device is suitable for detecting sheet thicknesses up to about 6 mm. The detection of thin sheets or films is not very safe due to the small change in damping.
  • a device for separating non-magnetic sheets is described.
  • a traveling-field inductor exerts a force provided opposite to the conveying direction of the laminated core, so that the present double sheet is separated into two sheets.
  • this device is completely unsuitable.
  • the DE 42 33 855 C2 describes a method for controlling and detecting bump inhomogeneities. This method works optically and on the basis of a transmission measurement. However, especially in the control of paper sheets with respect to single sheets and multiple sheets there is the problem that due to the material nature of the sheets very strong fluctuations due to inhomogeneities or the reflection behavior and the flutter of the sheets are caused. To overcome this problem, this document provides a measured value evaluation using the fuzzy logic rules.
  • a particularly useful for counting banknotes, but also in other papers and films usable method is from the DE 30 48 710 C2 known.
  • This method which is based on the determination of the basis weight or the thickness of the materials to be detected, works with pulsed ultrasound waves, wherein for the detection of a double sheet, ie the presence of two overlapping or overlapping banknotes, in particular the evaluation of the integration of the phase shift is used.
  • the field of application of this method is therefore primarily geared to the counting of banknotes or of comparable papers and foils taking into account the basis weights of such materials. For use in packaging materials or the counting of labels, therefore, this method seems unsuitable.
  • Another method on acoustic or ultrasonic basis is from the DE 40 22 325 C2 known.
  • This method which is based on the control of faulty or multiple sheets of sheet or foil-like objects, requires a first pass of the corresponding flat object with a calibration and adjustment process, which is carried out automatically by microprocessor controlled. It is therefore in this method, a kind of teaching first on the thickness of the object with respect to an optimal measurement and frequency range required and continue in such a first pass the detection and storage of a corresponding threshold.
  • From the DE 199 21 217 A1 is together with the DE 199 27 865 A1 and EP 1 067 053 B1 a device for the detection of labels or flat objects known.
  • This device uses ultrasonic waves with a modulation frequency, wherein a threshold value during a calibration process or a teach-in step is determined to distinguish between single and multiple sheets.
  • the detection can indeed be set to the special flat object in the sense of a label.
  • this teach-in step makes the device more complex and requires longer setup times when switching to another planar object. This shows that a larger material spectrum can not be detected per se, but only tuned to the specific individual material.
  • the invention has for its object to design a generic method and apparatus for non-contact detection of flat objects, or very flexible and has a large range of materials, a reliable detection of single, missing or Multiple sheets with different sheet materials, especially papers, allows, can be done without teach-in step and different rays or waves as optical or acoustic type can be used.
  • the invention takes into account that an immediate conversion of the measurement signal can be carried out in the context of an A / D conversion, whereby the digital values obtained are subjected to the measurement signal characteristic of the corresponding purely digital correction characteristic in order to achieve, as it were, directly the evaluable target characteristic ,
  • This principle of the application of a correction characteristic also has the great advantage that different sensor devices, in particular as a barrier or barrier arrangement, eg in a fork shape, can be used, whereby advantageously ultrasonic sensors or optical sensors can be used, wherein for these sensors the same procedure can be used equally.
  • the corresponding correction characteristic which may also consist of a combination of several correction characteristics, is impressed on the output side for the further amplification device Evaluation to obtain a well-evaluated target characteristic over the entire basis weight range.
  • the detection of the corresponding planar object with respect to certain threshold values can then take place in a subsequent method step, which can be implemented, for example, in a microprocessor, so that a clear detection signal is obtained in single-sheet, missing-sheet or multiple-sheet.
  • the method also provides that the measurement signal obtained in the receiver or its measurement signal characteristic is subjected directly to an analog-to-digital conversion, these digital values, taking into account a corresponding purely digital correction characteristic, to a target characteristic with generation of a corresponding Detection signals are processed.
  • these measures provide the advantage that reliable detection of the corresponding flat objects over a very large grammage and basis weight range is achieved without the need for a teach-in process, which would lead to downtimes of the system.
  • the dynamic range of the evaluation is considerably expanded, so that the detection of very thin or very inhomogeneous materials that tend to flutter behavior, with good security is feasible.
  • the method according to the invention therefore makes it possible to reliably distinguish between single sheet, missing sheet and multiple sheet or double sheet, and this for very thin or very sound-transmissive objects, eg with a basis weight From 8 g / m 2 or about 10 microns thick, up to relatively thick and strong Schallintransmissiven objects up to 4000 g / m 2 , for example, with a thickness of 4 mm, without a previous teach-in process sure to distinguish.
  • the invention also envisages taking account of correction characteristic curves which represent a combination of different correction characteristics, whereby these combined correction characteristics also only partially over partial areas of the entire grammage range can be applied.
  • the correction characteristic can also sections as a linear or non-linear characteristic, as a single or multiple logarithmic curve, as an exponential curve, as a hyperbolic curve, as a polygon, be designed as a function of any degree or empirically determined or calculated characteristic or as a combination of several of these characteristics.
  • the target characteristic for different material spectra is divided into three sections.
  • the introduction of portions of the target characteristic thus allows for improved reliability in terms of single, false or multiple arc detection.
  • the amplitude value is compared with threshold values based on the target characteristic. These are in particular an upper threshold for air and a lower threshold for double or multiple sheets.
  • the received measurement signal with the corresponding value of the target characteristic is greater than the upper threshold value, this is evaluated as a "missing signature".
  • a received measuring signal smaller than the lower threshold value means a “multiple or double sheet”. For a received measurement signal with the corresponding value on the target characteristic between the threshold values, this is detected as a "single arc”.
  • the threshold values in particular for multiple sheets, can be permanently or continuously defined or designed to be carried dynamically.
  • a dynamic double arch threshold can be used in this sense to an additional extension of the measurable grammages.
  • the single-sheet value is measured and compared with the associated multiple sheet value e.g. be evaluated as a polygon function, if it is a simple function, such as a descending straight line or a constant value for the single sheet.
  • the sensor device preferably has at least one coordinated and coaxially aligned ultrasound transducer pair.
  • the method and apparatus according to the invention are also applicable to optical sensors.
  • the operating mode of the sensor device is selectable or switchable depending on the material spectra to be detected and the operating conditions as pulse operation or continuous operation.
  • an inclined mounting of the sensor pair is preferable in order to avoid interference or standing waves by means of this measure.
  • the continuous operation is, so to speak, designed as quasi-continuous operation, e.g. periodically, in comparison to the evaluation time short periods, the signal is switched off and turned on again. To avoid standing waves and phase jumps can be provided in the transmission signal.
  • the transmission signal has also proved to be advantageous to modulate the transmission signal with at least one modulation frequency.
  • tolerances of the transducers can be corrected or compensated in particular for ultrasonic sensors.
  • the sensor elements are tuned to each other, they usually have different resonance frequencies. If a frequency sweep f s with a frequency significantly lower than the exciting frequency is used for a frequency modulation, the resonance maximum of the sensor elements is periodically exceeded. If the response time of the sensor is significantly less than 1 / f s , the transducer properties of each individual sensor element or pair of sensors can be used optimally for ultrasonic transmission in this way.
  • the frequency sweep will normally be up to several 10 kHz.
  • the tolerances of the sensor elements are expediently corrected automatically before or during operation. This is done by normalizing the sensor element pairs to a fixed value at a predetermined fixed distance, in particular the optimal mounting distance. As a result, bad sensor elements are made better and good sensor elements or converters made worse. To compensate for this, a correction factor is necessary. According to the method, this can be done by the use of a straight line stored or calculated in the microprocessor ⁇ P as value pairs, since the measurement signal is already connected to e.g. a simple-logarithmic correction characteristic is evaluated and the correction characteristic generates an approximately linearly falling target characteristic over the transducer or sensor element spacing. That the input signal at the microprocessor of an evaluation device falls to a good approximation linearly with the transducer distance. Therefore, the correction of the values is easy even with variable distance, since when turning on a corresponding device only a straight line function for the correct initial value has to be calculated or stored as a value pair.
  • the correct determination of sensor head spacing is made by a transit time
  • a particular advantage of the method by means of ultrasound can be seen in the fact that the distance between transmitter and receiver in the sensor device for this teach-in-free method can be designed variably.
  • the sensor device can be adapted relatively quickly to different applications with regard to their distance, without this affecting the precision of the measurement of the method.
  • a further improvement of the method can be brought about by the monitoring of the distance between transmitter and receiver and its determination. This determination of the distance between transmitter and receiver can be realized on the one hand by reflection of the radiation between transmitter and receiver and on the other hand also by means of reflection between Transmitter and receiver despite a present in the space flat material, even a thick bow. If an exceeding of the permissible maximum sensor distance is determined, then the evaluation device, eg a microprocessor, can carry out a corresponding correction of the ascertained amplitude values of the measurement signal as a function of the distance between transmitter and receiver.
  • the orientation of the transmitter and receiver to each other in the main radiation direction, in particular coaxially to each other, with almost any inclination angle can be provided to the sheet plane.
  • a feedback between the transmitter and the evaluation device in particular a microprocessor, can be provided, in order to obtain a maximum amplitude at the output taking into account the material specification of the planar objects to be examined and further operating conditions. It is also possible to control the optimum transmission frequency. With this measure, aging effects of the sensor elements can be compensated and a product test of the device according to the invention, in a particularly advantageous embodiment of the invention in series production fully automated.
  • a feedback is provided between the evaluation device and the transmitter, by means of which a maximization of the amplitude of the received measurement signal can be carried out. It is also preferred to provide a self-alignment between transmitter and receiver with regard to an optimal transmission frequency and / or amplitude.
  • This self-adjustment can be carried out in times synchronized with the transmission frequency, in fixedly defined pause times or else via a separate input provided externally to the sensor device.
  • the activation and selection of the corresponding channels and signals is preferably carried out via time-division multiplexing devices.
  • FIG. 1 schematically shows the inventive method and a device with Blockschaltartigem structure and achievable at certain points voltage curves in the sense of characteristics over a grammage or basis weight range g / m 2 of a material to be detected spectrum.
  • a corresponding sensor device 10 has, on the one hand, a transmitter T and an opposing receiver R aligned therewith, between which the flat objects to be detected, in the example, are moved without contact in an arc shape.
  • a multiple arc is shown as double sheet 2.
  • a possible stress curve UM is dependent on the grammage or grammage g / m 2 for the measuring characteristic MK in Fig. 1a shown.
  • threshold values such as for the air threshold or as a double-arch threshold, to have clear intersections with these threshold values or the greatest possible stress separation to get these thresholds.
  • the principle according to the invention therefore is to take into account a correction characteristic curve and to apply this e.g. memorize the evaluation circuit subsequent to the receiver, for which purpose the following amplifier device is suitable, in particular, for achieving a well evaluable target characteristic for reliable detection with the decision as to whether a single sheet, no sheet or a multiple sheet is present over the desired grammage range.
  • Such a correction characteristic KK is in Fig. 1b shown schematically.
  • This correction characteristic which is in Fig. 1b the dependence between the output voltage U A of the input voltage U E only shows in principle, illustrates in comparison with the characteristic curve MK after Fig. 1a , which also shows only schematically the course of the measuring signal UM, that relatively high voltage values U M seen over the grammage range, little or no gain, while smaller voltage values, eg at relatively large basis weights (g / m 2 ) a much higher, possibly exponential gain experienced.
  • the resulting target characteristic ZK with the voltage U Z as a function of the grammage (g / m 2 ) is in Fig. 1c also shown only schematically.
  • the desired ZK can also from a pointwise mapping (implicit KK) of the measurement signal UM to the desired output signal U Z are transformed and thus the desired target characteristic ZK can be achieved. This requires an amplifier with adjustable gain , which then receives the correction characteristic from a ⁇ P.
  • mapping of the measurement signal UM to the desired output signal U Z based on the KK can also be done instead of value discrete, so pointwise, also continuous value.
  • the target characteristic shown has the solid line trace having three regions. A first and a third relatively steeply sloping region and a middle, only slightly inclined to the abscissa region comprising a large grammage range.
  • the received at the receiver R measuring signal UM is fed to an evaluation device 4.
  • the evaluation device 4 is shown in simplified form with the amplifier device 5 and downstream of a microprocessor 6.
  • the amplifier device 5 is given or impressed in the example, the correction characteristic KK, so that at the output the target characteristic ZK1 and ZK2 is obtained for further evaluation in the microprocessor 6.
  • the microprocessor 6 can then generate a corresponding detection signal with respect to single, missing or multiple sheets, in particular double sheets, taking into account stored or dynamically calculated data, such as threshold values.
  • FIG. 2 schematically shows the method and an apparatus for the detection of labels and similar materials, without a teach-in step would have to be performed.
  • the reference numerals correspond to the reference numerals Fig. 1 ,
  • the block-type structure shows a transmitter T, e.g. for the emission of ultrasonic waves, and an associated receiver R as a sensor device 10. Between transmitter T and receiver R labels 7 are passed.
  • the aim of the device is therefore to recognize on the one hand, whether labels or no labels are present. On the other hand, it is also possible to determine the number of labels guided by the sensor device.
  • the measurement signal U M or U E obtained in the presence of a label in the receiver R can, for example, have the characteristic curve progression over the grammage with approximately linear, non-linear, exponential or the like slope that drops as indicated schematically.
  • the subsequent evaluation device which may have, for example, an amplifier device 5 and a microprocessor 6 connected downstream, receives a correction characteristic curve in the amplifier 5 which, for example, increases linearly (I.) or exponentially (II.) As in FIG Fig. 2b shown, can be designed.
  • the correction characteristic for example after Fig. 2b reaches a target characteristic over the grammage range, as in Fig. 2c is represented by the curve I or II.
  • This target characteristic ZK I has the course of a negative falling line, from smaller grammages to larger grammages, optimally a constant slope and a maximum voltage difference for the output voltage U Z at small grammage differences should be achieved across the entire grammage or basis weight range provided for label detection.
  • the correction characteristic KK can also be a combination of individual different characteristics.
  • Other correction characteristics such as logarithmic or multiple logarithmic, can also be used depending on the characteristic curve variation of the measurement signal U M and the gain characteristic curve.
  • an ideal characteristic ZK I as in Fig. 2 shown to reach.
  • the curves according to the Fig. 2a, 2b, 2c show two examples of different characteristics.
  • Fig. 2d a schematic representation of the output voltage U A amplifier means over the grammage range with an exemplary course of a measured characteristic curve MK E for a label and the target characteristic ZK E shown how this is achievable taking into account the amplifier impressed correction characteristic KK.
  • the illustration is exemplary for the detection of labels or splices.
  • the measured value characteristic MK E is transformed by means of a suitable correction characteristic KK.
  • each point of the measured value characteristic MK E is transformed continuously or discretely in digital systems, into a corresponding value on the target characteristic ZK E. This is shown for clarity by the arrows.
  • the amplifier voltage can very easily be in the saturation range.
  • the use of films in labels can also quickly reach the noise amplifier's borderline, since films damp very heavily.
  • the method of characteristic correction can be used particularly advantageously, so that saturation of the measurement signal is avoided in the case of very thin and strongly attenuating materials, which ultimately ensures perfect detection of the presence or absence of labels.
  • FIG. 3a shows a schematic representation of the principal dependence of a normalized output voltage signal U A / pu of a signal amplifier as a function of basis weight or grammage (g / m 2 ) with differently designed signal amplifiers for single and multiple arc, especially double sheet.
  • the line I in Fig. 3a symbolizes a largely idealized curve in the output voltage of single arcs as a function of the grammage when using an approximately linear signal amplifier 5, wherein there is an approximate exponential decay of the voltage line.
  • This voltage characteristic I still does not take into account a correction characteristic KK.
  • the target characteristic II thus symbolizes a characteristic curve for the output signal in single sheets when using a logarithmic signal amplifier, wherein the target characteristic II has an approximately linear drop.
  • This ideal target characteristic is in Fig. 3b marked with I.
  • curve IIa symbolizes a multiple arc signal, in particular a double-sheet signal, with logarithmic correction characteristic, whereby approximately a single exponential drop of the multiple arc characteristic IIa is achieved.
  • Fig. 3b shows several target characteristics of single sheet with the representation of the normalized output voltage U A / pu of the signal amplifier as a function of the grammage or the basis weight (g / m 2 ) when using different signal amplifier.
  • the top horizontal line with broken lines indicates the saturation limit or maximum supply voltage for a signal amplifier used as an example.
  • the threshold value for air or a missing sheet is shown as an example at approximately 0.7 U A / pu.
  • U A the double-arc threshold and, below it, the threshold for the noise of electrical signal amplifiers is shown by way of example.
  • the horizontal line I in Fig. 3b identifies an ideal target characteristic for single sheets.
  • This ideal target characteristic shows no saturation for thin materials and has a high distance to the threshold of the noise or the double arch threshold.
  • This ideal target characteristic means that the output voltage U A of the signal amplification would ideally result in a constant signal when various grammages or area weights are input.
  • Curve II shows a non-linear target characteristic with two branches IIa and IIb, which is relatively difficult to realize because of the inflection point, but can be considered as a characteristic approximating the ideal target characteristic I for single-arc curves.
  • the relatively shallow portions of IIa and IIb could be realized, the range IIa for lighter grammages can be conveniently realized via a nearly linear signal amplification.
  • the area IIb for heavier grammages may e.g. be realized by means of a double-logarithmic signal amplification, the strong downward sloping kink proves to be too expensive in the technical realization due to the damping properties of papers with very high grammage.
  • the curve III represents a target characteristic which approximates the end points of the curve II in the simplest manner by means of a 2-point straight line connection to an ideal course as shown in the curve I.
  • this can be achieved by using a least single-logarithmic signal amplifier and shows the linearization of the measured values for single arcs over a large grammage range taking into account a corresponding correction characteristic.
  • the curve III has clear passages for the threshold values for air or for a double arc, so that clear switching points and detection criteria with respect to these threshold values are present.
  • Target curves according to the curves I, II and III therefore allow unambiguous detections over a widened compared to the prior art material spectrum.
  • the curve IV shown further shows an unsuitable target characteristic for single sheets.
  • Such an asymptotic course should also be avoided with respect to the switching thresholds to air or to the double bow, because a clear differentiation of the states, missing sheets or double sheets would then be problematic due to small signal differences to these thresholds.
  • the in the Fig. 1 . 2 . 3a and 3b shown principles therefore show, in the evaluation of the received measurement signal to use a signal amplification, which is given a correction characteristic curve, the characteristic of the output voltage U A / pu depending on the grammage of the flat objects over a large grammage range inverse or nearly inverse or the Ideal characteristic for single arc detection approximates the target characteristic curve in a suitable manner. In this way, a linear or almost linear dependence between the measurement signal U E received by the receiver and the signal voltage U A at the output of the signal amplifier is achieved.
  • Fig. 4a shows schematically in the Cartesian coordinate system with the material spectrum g / m 2 on the abscissa and the percentage signal output voltage U A on the ordinate an exemplary course of a measured value characteristic MK DB for the detection of single or double sheet.
  • the required correction characteristic KK DB is also shown for this example. From this, it can be seen that, initially, a transformation of the points of the measured value characteristic curve MK in the direction of the arrows P downwards and then for larger grammages, an upward transformation, in order to achieve the ideal target characteristic ZK i for single-sheet detection.
  • the example after 4b shows corresponding curves of the characteristic curves for labels.
  • the measured value characteristic MK E is shown as an example with a solid line.
  • the ideal target characteristic ZK E represents a straight line with a negative slope or a high lift.
  • the correction characteristic curve KK E required for the transformation is shown with an interrupted polyline and, in this case, has a point of discontinuity at the intersection between measured value characteristic curve MK E and target characteristic curve ZK E.
  • the Fig. 4c schematically shows the profile of the characteristics for the single or double sheet recognition for a case in which not the ideal target characteristic, but a real target characteristic ZK DBr is achieved.
  • the real target characteristic ZK DBr therefore has a stroke H DBr which is greater than 0.
  • the plotted measured characteristic curve MK DB could be transformed into the target characteristic ZK DBr by impressing, for example, the correction characteristic KK DB , as an upper, solid line trace . This transformation is indicated by the arrows P.
  • FIG. 4d schematically shows the transformation of a measured value characteristic MK DB for single or double sheet recognition to the desired target characteristic ZK DB .
  • the abscissa denotes the material spectrum g / m 2 , wherein the realistic measuring range M DBr is indicated.
  • the ordinate indicates the signal output voltage U A of the measured value as a percentage. This corresponds approximately to the attenuation dB.
  • the virtual end points E1 and E2 are shown as imaginary intersections of the measured value characteristic MK DB with the target characteristic ZK DB .
  • a correction characteristic KK DB is necessary to obtain a linear target characteristic ZK DB, as shown in broken line between the end points E1 and E2.
  • the idea is therefore to transform the measured value characteristic curve MK DB in the direction of the arrows to the real target characteristic ZK DB . This is achieved, so to speak, by a reflection of the measured value characteristic MK DB on the axis ZK DB after coordinate transformation.
  • FIG. 4e schematically shows the transformation of the measured value characteristic MK E for labels in the desired, ideal target characteristic ZK E by means of the required correction characteristic KK E.
  • the correction characteristic KK E can be obtained by mirroring MK E at the axis of the target characteristic ZK E after the coordinate transformation (see Fig. 4f ) can be achieved.
  • Fig. 4f represented coordinate transformation shows simplifying the displacement for a rectilinear coordinate system x, y by an angle ⁇ .
  • X, y are eg the axes of the Cartesian rectilinear coordinate system.
  • the new coordinate reference system is given by the imaginary reference axis of the target characteristics ZK DB or ZK E.
  • the Fig. 4g for the single bow shows the ideal target characteristic ZK i , which ideally runs in a straight line, without incline, ie is constant.
  • the stroke H i 0 over the entire ideal range over the material spectrum M i .
  • the arrow in the diagram indicates the transition from the ideal target characteristic ZK i to real target characteristics, eg ZK 1 or ZK 2 .
  • the Fig. 4h shows a comparable diagram to target characteristics ZK for the label recognition.
  • the ideal target characteristic ZK i for the label recognition in this case has a maximum stroke H i over a relatively large area of the material spectrum, which is characterized as an ideal material spectrum M i .
  • real target characteristics ZK 1 in label recognition deviate from the ideal target characteristic ZK i in the direction of the arrow from. Accordingly, the more real target characteristic ZK 1 has a smaller stroke H 1 and also a smaller material spectrum M 1 .
  • a measured value characteristic MK shown, which could be used for a specific material spectrum for single or double sheet detection.
  • the illustrated target characteristic curves ZK 1 and ZK 2 can therefore be derived from the measured value characteristic MK and the correction characteristic KK essentially by the difference.
  • Fig. 4j also shows schematically characteristic curves for single or double sheet recognition.
  • the measured value characteristic curve MK is derived in this example approximately from a weighted hyperbola.
  • the correction characteristic KK is a correction characteristic derived from a logarithmic function.
  • the measured value characteristic MK can be transformed in this example, taking into account the correction characteristic KK to a target characteristic ZK, which corresponds approximately to an ideal target characteristic for the single and a double sheet recognition.
  • Fig. 5a schematically the overlap of two single sheets is shown, so that in the overlap region of a double sheet 11 can be spoken.
  • This double sheet 11 is to consist of two sheets of paper, wherein the space between the two single sheets is a different material from their material. Since a non-contact detection is provided, it can be assumed that on both sides of the double arc air with the parameter Z 0 is present and also the intermediate medium in the overlap region of the single sheets of air with Z 0 , which as air cushion by the surface roughness of the materials in this Double sheet is present.
  • the direction of action of the measuring method e.g. By means of ultrasound, in the example, is perpendicular to the double-arched region, so that a transmitted ultrasonic signal in such a "true double-bow" becomes very small due to the multiple refraction over at least three interfaces, i. the transmission factor over three layers ideally approaches zero.
  • a double sheet may be considered as a material structure having a lamination or a nesting layer and in one of the spaces between the lamination, at least one of the various sheet materials different medium, in particular air, is present, which is the sheet materials in the case of an ultrasonic measuring method has a significantly different acoustic resistance and thus leads to signal reflections.
  • the signal attenuation due to signal refraction and reflection is so great that the emitted signal is strongly disproportionately damped. In other measurement methods, this affects the opacity and the surface finish and color and thickness, another dielectric, other electro-magnetic conductivity or other magnetic damping.
  • a double sheet 12 is shown with splice 13.
  • the direction of action of the measuring method used which in turn is assumed to be ultrasound, is indicated by arrows.
  • connection is done predominantly by means of at least one part of the surface or the entire surface adhering medium, in particular by means of one or two sides provided adhesive and adhesive tape or adhesive.
  • a splice for a method by ultrasound means an "acoustic short circuit" by the gap between the upper arch Z 1 and lower arch Z 2 filling and intimately bonding adhesive layer, above and below the single arc air with Z 0 is assumed ,
  • a splice could therefore be detected in the detection method by means of ultrasound essentially as a single sheet with a high grammage.
  • Fig. 5c schematically two embodiments of labels 15, 17 are shown.
  • label is understood to mean at least one or more material layers or material layers adhesively applied to a base or carrier material.
  • the layered material behaves e.g. With respect to the sound transmission to the outside as a connected piece of material, so that in some cases no significant attenuation of the respective physical quantities is present, but only a comparatively low, but still well evaluable damping. Possible inhomogeneities in the carrier material or applied material are not taken into account in this consideration, since in particular labels can be assumed to be of a defect-free material.
  • the label 15 follows in the example Fig. 5c an upper material with the parameter Z 2 applied to a carrier material by means of an intimate adhesive bond. There is air with parameter Z 0 on both sides of the label. As a result of this intimate adhesive bond, an acoustic short circuit exists between the materials in a detection method by means of ultrasound, so that an analogy to splices can follow Fig. 5b is available.
  • Fig. 6 is shown schematically and block-like a device for false, single and multiple sheet detection, the correction characteristic is generated as a combination of individual characteristics.
  • the correction characteristic resulting after the amplifiers is realized in the example with a first correction characteristic in the amplifier device 21 and at least a second correction characteristic in the amplifier device 22, which is connected in parallel.
  • the present at the output of the receiver R measurement signal or its characteristic curve over the grammage is therefore subjected to a combined correction characteristic to obtain a well-evaluated target characteristic 23, which is further evaluated in a microprocessor 6.
  • correction characteristic curve can therefore be carried out in many different ways, since the essential basic idea of the invention to carry out detection of single sheet, missing sheet or multiple sheet, and this over a large grammage range, without having to integrate a teach-in process, is maintained ,
  • Fig. 7 the schematic and block diagram like structure of a modified device for implementing the invention is shown.
  • the measurement signal of the receiver R is subsequently fed to an amplifier device 24 whose signal output is routed to a microprocessor 6.
  • the microprocessor 6 allows in this example via the feedback in the path A set a predetermined correction characteristic over the symbolized potentiometer 25.
  • a corresponding correction characteristic is calculated by means of the microprocessor 6 and the obtained or stored data and fed back via the path B to the amplifier means 24 and impressed.
  • the determined correction characteristic curve C can be impressed in a discrete-value or continuous-value manner over the path B of the amplifier device 24 or the evaluation of the amplified output signal can be carried out directly in the microprocessor 6 on the basis of the correction characteristic curve C.
  • Fig. 8 is shown in a schematic representation of the empirical determination of a measurement signal characteristic.
  • a large number of materials customary in the market are passed between the transmitter T and the receiver R, and the corresponding measurement signal characteristic is determined via this.
  • the measuring range is determined by the introduction of the thinnest available sheet material A and the thickest sheet material B to be detected.
  • the measurement signal characteristic thus determined can then be sent to the further processing system, e.g. a microprocessor, are supplied in order to determine a largely optimal correction characteristic for this measurement signal characteristic in order to achieve the required target characteristic.
  • the further processing system e.g. a microprocessor
  • Fig. 9 schematically a device 40 for non-contact detection of multiple sheets A, without the implementation of a teach-in step, and the detection of adhesively applied to a substrate material layers B, for example, labels shown.
  • An important idea here is to transmit the measurement signal evaluation for multiple arcs to a separate channel A with the corresponding correction characteristic and parallel to this the measurement signal evaluation for labels B to supply a separate channel B with adapted correction characteristic.
  • the measurement signal obtained at the output of the receiver R is therefore switched to the corresponding channel A or channel B via a multiplexer 34 controlled by the microprocessor 6.
  • the signal amplification in channel A is subject to a separate correction characteristic with optimum design for multiple arc detection.
  • the signal gain in channel B is subject to a correction characteristic for the label measurement signal.
  • Both channels A, B are fed via a subsequent multiplexer 35, which is also microprocessor-controlled, the downstream microprocessor 6 for further evaluation and detection of multiple sheet or label.
  • This device 40 is suitable both for the detection by means of ultrasonic waves.
  • the essential advantage is the targeted possibility of including the respectively most suitable correction characteristic curves for fundamentally different measuring tasks, namely for the most diverse types of material, such as in the present case multiple sheets and labels, for evaluation.
  • Fig. 10 schematically shows a graph of the normalized output voltage U A in% as a function of the grammage.
  • the target characteristic curve 42 of a single arc with logarithmic amplification over the grammage range is entered. Also shown are the air threshold LS in the upper area with a solid line and the double arch threshold DBS in the lower area with an interrupted polyline.
  • the double arched threshold can be provided dynamically, whereby this can be done constantly over sections of the grammage range. This is illustrated by the lines B1, B2 and B3.
  • the dynamic setting of the double-bowed threshold is also linear or as a polynomial of arbitrary degree running adjustable, as shown for example between the points P1, P2, P3 and P4.
  • the Fig. 11 concerns a largely similar diagram as the Fig. 10 , wherein the course of the target curve 42 for the single bow over the entire grammage range largely matches.
  • the dynamic threshold MBS is plotted for the multiple arc and its course between the points P1a, P2a and P3a.
  • the curve 44 marks the upper value of the flutter area for a single arc and the curve 45 the lower value of the flutter area for a single arc.
  • Fig. 12a, 12b schematically shows the basic arrangement for the detection of single-walled corrugated board 51 and two-wave corrugated board 60 and the running direction L, taking into account two sensors 61, 62, in particular ultrasonic sensors shown.
  • the corrugated cardboard 51 after Fig. 12a is single-walled and has at its Adscosionsticianen with a lower bottom layer 52 and an upper cover layer 53 adhesive regions 54 and bottom and top layer connecting webs that span a wave surface 55. These webs 55 between Pappwelle and the corresponding, eg horizontally extending ground or Cover layers, so to speak constitute an "acoustic short circuit" when using ultrasound.
  • the example in the example Fig. 12a used sensor has on the one hand the transmitter T and the receiver R, which are aligned coaxially with each other in their main axis.
  • the alignment of transmitter T and receiver R is preferably about perpendicular to the largest wave surface 55 or at an angle ⁇ 1 to the perpendicular of the single-walled corrugated board.
  • the further stated angle ⁇ 2 marks the angle between the perpendicular to the corrugated board and the surface direction of the main surface of the shaft.
  • the optimum angle ⁇ 1 for sound coupling in an ultrasonic sensor on a single-walled corrugated board, which has a required acoustic short AK between ground layer 52 and cover layer 53, is determined by the slope t / 2h.
  • t is the distance between two wave crests and h the height of the shaft or the distance between the bottom layer and top layer.
  • a two-ply corrugated board 60 having the lower first shaft 58 and the upper second shaft 59 is shown.
  • the arrangement of an ultrasonic sensor T, R corresponds to the Fig. 12a ,
  • the acoustic short circuit AK1 and AK2 between the individual layers is also essential for the detection in the case of twin-wave or multi-corrugated corrugated boards. In this way, it is possible to transmit a high acoustic energy to the multiwell corrugated cardboard in an ultrasonic sensor, so that a maximum force is achieved approximately perpendicular to the spanned surface of the shaft.
  • the invention provides a device-to-device solution for the reliable detection of single sheets, false sheets and multiple sheets, especially double sheets, not only over a very broad grammage and basis weight range, but also in terms of flexible uses and different material spectra.

Landscapes

  • Controlling Sheets Or Webs (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur berührungslosen Detektion von flächigen Objekten gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruches 3.The invention relates to methods for non-contact detection of flat objects according to the preamble of claim 1 and to a device according to the preamble of claim 3.

Verfahren und Vorrichtungen dieser Art werden z.B. in der Druckindustrie eingesetzt, um bei Papier, Folien oder ähnlichen flächigen Materialien im Druck- und Fertigungsvorgang festzustellen, ob ein Einfachbogen oder Mehrfachbögen bzw. ein Fehlbogen vorliegt. Üblicherweise ist das Erfordernis beim Druckvorgang einen Einfachbogen vorliegen zu haben, während bei der Feststellung eines Mehrfachbogens, z.B. eines Doppelbogens eine Aussonderung eines derartigen Doppelbogens zum Schutz der Druckmaschine normalerweise erforderlich ist. In analoger Weise wird auch bei der Feststellung, dass kein Einfachbogen vorliegt, sozusagen ein "Fehlbogen" vorhanden ist, der normale Druckvorgang abgeändert oder unterbrochen bis wieder ein Einfachbogen detektiert wird.Methods and devices of this kind are described e.g. Used in the printing industry to determine whether a single sheet or multiple sheets or a missing sheet exists for paper, film or similar sheet materials in the printing and manufacturing process. Usually, the need to have a single sheet in the printing process, while in determining a multiple sheet, e.g. a double sheet is a separation of such a double sheet to protect the printing press normally required. In an analogous manner, even when determining that there is no single sheet, so to speak a "missing sheet" is present, the normal printing process is modified or interrupted until a single sheet is detected again.

Im vergleichbarer Weise werden diese Verfahren und Vorrichtungen auch in der Verpackungsindustrie eingesetzt, in der beispielsweise auf Grund- oder Trägermaterial aufgebrachte Etiketten gezählt oder auf Vorhandensein oder Nichtvorhandensein geprüft werden. Ein weiterer Einsatzbereich ist das Erkennen von Aufreißfäden oder Abrissstellen, insbesondere bei dünnen, als Umhüllung benutzten Folien, wie z.B. Zigarettenpackungen. Aber auch metallkaschierte Papiere, flächige Kunststoffbögen oder Folien und Bleche lassen sich mittels derartiger Verfahren und Vorrichtungen berührungslos in Fertigungsvorgängen detektieren.Likewise, these methods and devices are also used in the packaging industry, in which, for example, labels applied to base material or carrier material are counted or checked for the presence or absence. Another area of use is the detection of tear threads or tear points, especially in thin, used as wrapping films, such as cigarette packs. But even metal-clad papers, sheet-like plastic sheets or films and sheets can be detected by means of such methods and devices without contact in manufacturing operations.

Das bei einem gattungsgemäßen Verfahren und einer Vorrichtung eingesetzte Messprinzip bei Verwendung von z.B. Ultraschall und der Detektion von Papieren in flächiger Bogenform, beruht darauf, dass die vom Sender emittierte Ultraschallwelle das Papier durchdringt und der transmittierte Anteil der Ultraschallwelle vom Empfänger als Messsignal empfangen wird und bezüglich seiner Amplitude ausgewertet wird. Beim Vorliegen eines Mehrfach- bzw. Doppelbogens stellt sich daher im Empfänger eine wesentlich kleinere Amplitude ein, als beim Vorliegen eines Einfachbogens.The measuring principle used in a generic method and a device when using e.g. Ultrasound and the detection of paper in sheet-like form, based on the fact that the ultrasonic wave emitted by the transmitter penetrates the paper and the transmitted portion of the ultrasonic wave is received by the receiver as a measurement signal and is evaluated in terms of its amplitude. In the presence of a multiple or double arc therefore sets in the receiver a much smaller amplitude, as in the presence of a single arc.

Die nachfolgende Auswertung des empfangenen Messsignales erfolgte bisher in der Praxis mit näherungsweise linear arbeitenden Verstärkern oder ähnlich ausgelegten Verstärkungsschaltungen und nachgeschalteten Filtern. Durch den dabei vorliegenden relativ geringen Dynamikbereich, insbesondere von linearen Verstärkern, waren dicke Papiere, Kartonagen oder gar Wellpappe oftmals schwierig oder nicht zu detektieren. Zudem war das Flatterverhalten, das insbesondere bei sehr dünnen Papieren bzw. Folien oftmals auftritt, wobei hierunter eine Bewegung des dünnen, flexiblen Bogens während der Detektion zwischen Sender und Empfänger in Richtung der Bogennormalen verstanden wird, nur unzureichend mit derartigen Verstärkern zu beherrschen. Ein vergleichbares Verhalten offenbaren stark inhomogene Materialien.The subsequent evaluation of the received measurement signal was previously in practice with approximately linear amplifiers or similarly designed amplification circuits and downstream filters. Due to the relatively low dynamic range, in particular of linear amplifiers, thick papers, cardboard or even corrugated cardboard were often difficult or impossible to detect. In addition, the flutter behavior, which often occurs especially with very thin papers or films, which is understood as a movement of the thin, flexible sheet during the detection between the transmitter and receiver in the direction of the bow normal, insufficient to master with such amplifiers. A comparable behavior reveals strongly inhomogeneous materials.

Im Hinblick auf eine bessere Beherrschung der vorausgehend genannten Probleme, speziell bei stark unterschiedlicher materialspezifischer Dämpfung des transmittierten Signals, wobei im Weiteren in Anlehnung an die Praxis diesbezüglich nur noch von Flächengewichten und Grammaturen gesprochen wird, wurde ein Einlernverfahren bzw. ein Teach-in-Schritt durchgeführt. Hierbei wird vor Beginn des eigentlichen Detektionsverfahrens das zu detektierende flächige Objekt, wie z.B. ein Papierbogen, im Hinblick auf seine Grammatur bzw. seine Schallabsorptionscharakteristik erfasst und der Auswerteeinrichtung im Sinne eines Einlernens eingegeben.With regard to a better mastery of the above-mentioned problems, especially with very different material-specific attenuation of the transmitted signal, which further in accordance with the practice in this regard only from Basis weights and grammages is spoken, a teaching process or a teach-in step was performed. In this case, the flat object to be detected, such as a paper sheet, for example, is detected with regard to its grammage or its sound absorption characteristic and entered into the evaluation device in the sense of teaching in before the actual detection process begins.

Ein erheblicher Nachteil besteht darin, dass bei anderen flächigen Objekten mit unterschiedlicher Grammatur erneut ein entsprechender Teach-in-Schritt durchgeführt und eingelernt werden muss, was einerseits aufwändig ist und andererseits üblicherweise zu erheblichen Stillstandszeiten bei den entsprechenden Anlagen führt.A significant disadvantage is that in other flat objects with different weights again a corresponding teach-in step must be performed and taught, which on the one hand is complex and on the other hand usually leads to significant downtime in the corresponding facilities.

Im Hinblick auf die Materialspezifikationen zu Papieren wird auf die vorliegenden Normen hingewiesen, wozu exemplarisch auf DIN-Taschenbuch 118 (Ausgabe 2003-06), DIN-Taschenbuch 213 (Ausgabe 2002-12), DIN-Taschenbuch 274 (Ausgabe 2003-06), DIN-Taschenbuch 275 (Ausgabe 1996-08), oder bezüglich Wellpappe auf DIN 55468-1 verwiesen sei.With regard to the material specifications for papers, reference is made to the present standards, which can be exemplified by DIN-Taschenbuch 118 (Edition 2003-06), DIN-Taschenbuch 213 (Edition 2002-12), DIN-Taschenbuch 274 (Edition 2003-06), DIN-Taschenbuch 275 (1996-08 edition), or regarding corrugated cardboard refer to DIN 55468-1.

Aus der DE 200 18 193 U1 bzw. EP 1 201 582 A ist eine Vorrichtung zur Detektion von Einfachbögen oder Mehrfachbögen bekannt. Zur Detektion dieser Bögen weist diese bekannte Vorrichtung wenigstens einen kapazitiven Sensor und wenigstens einen Ultraschallsensor auf. Hierbei ist eine Auswerteeinheit zur Ableitung eines Signals für die Feststellung des Einfach- bzw. Mehrfachbogens vorgesehen. Dieses Signal wird aus einer logischen Verknüpfung der Ausgangssignale der Sensoren abgeleitet, wobei das zutreffende Detektionssignal in einer Abgleichphase festgelegt wird.From the DE 200 18 193 U1 respectively. EP 1 201 582 A An apparatus for detecting single sheets or multiple sheets is known. For the detection of these sheets, this known device has at least one capacitive sensor and at least one ultrasonic sensor. Here, an evaluation unit for deriving a signal for the detection of the single or multiple sheet is provided. This signal is derived from a logical combination of the output signals of the sensors, wherein the appropriate detection signal is determined in an adjustment phase.

Eine andere Vorrichtung ist als kapazitiver Sensor aus der DE 195 21 129 C1 bekannt. Diese primär auf die berührungslose Detektion von Etiketten auf einem Trägermaterial abzielende Vorrichtung arbeitet mit zwei Kondensatorelementen und einem diese beeinflussenden Oszillator. Die dielektrischen Eigenschaften des Papiers bzw. von anderen flächigen Objekten beeinflussen daher den Schwingkreis des Oszillators hinsichtlich der Frequenz, welche zur Detektion ausgewertet wird.Another device is as a capacitive sensor from the DE 195 21 129 C1 known. This primarily aimed at the non-contact detection of labels on a substrate device works with two capacitor elements and an oscillator influencing them. The dielectric properties of the paper or other planar objects therefore influence the resonant circuit of the oscillator with respect to the frequency, which is evaluated for detection.

Nachteilig hierbei ist jedoch, dass relativ dünne Papiere nur schwer oder gar nicht detektiert werden können, ebenso wie metallkaschierte Papiere. Auch sehr dünne Folien sind aufgrund ihrer geringen Dicke und der teils nur wenig von eins verschiedenen Dielektrizitätskonstante nur schwer zu detektieren.The disadvantage here, however, that relatively thin papers are difficult or impossible to detect, as well as metal-laminated papers. Even very thin films are difficult to detect due to their small thickness and sometimes only slightly different from one different dielectric constant.

Weitere Detektionsverfahren mit Ultraschall-Näherungsschaltern sind z.B. in der EP 0 997 747 A2 bzw. EP 0 981 202 B1 beschrieben. Bei diesen tastenden Sensoren erfolgt ein automatischer Frequenzabgleich, in dem nach dem Aussenden eines Ultraschallimpulses und anschließender Reflektion an dem zu detektierenden Objekt, die optimale Sendefrequenz in Abhängigkeit von der Höhe der empfangenen Ultraschall-Echoamplitude ausgewertet wird.Further detection methods with ultrasonic proximity switches are eg in the EP 0 997 747 A2 respectively. EP 0 981 202 B1 described. In these probing sensors, an automatic frequency adjustment takes place, in which, after the emission of an ultrasonic pulse and subsequent reflection on the object to be detected, the optimum transmission frequency is evaluated as a function of the height of the received ultrasonic echo amplitude.

Eine andere Vorrichtung der Eingangs genannten Art ist aus der DE 203 12 388 U1 bekannt. Diese mit Ultraschall arbeitende Vorrichtung ermittelt über die Transmission und Reflektion der Strahlung die Anwesenheit und Stärke der entsprechenden Objekte. Allerdings verwendet diese Vorrichtung auch Referenzreflektoren, so dass ein relativ aufwändiger Aufbau der Vorrichtung vorliegt.Another device of the type mentioned is from the DE 203 12 388 U1 known. This ultrasonic device uses the transmission and reflection of the radiation to determine the presence and strength of the corresponding objects. However, this device also uses reference reflectors, so that a relatively complex structure of the device is present.

Weiterhin ist aus der DE 297 22 715 U1 eine induktiv arbeitende Vorrichtung zur Messung der Dicke von Blechen bekannt, welche aus Nichteisenmetallen oder Eisenmetallen bestehen können. Die Messung der Dicke der Bleche erfolgt hierbei über die Auswertung der Arbeitsfrequenz eines Frequenzgenerators bzw. über die Auswertung seiner Amplitude. Zur Einstellung dieser Vorrichtung bedarf es zunächst eines Teach-in-Schrittes, bei dem ein Eichblech in den Messraum eingeführt wird und die Arbeitsfrequenz bzw. die Amplitude des Frequenzgenerators entsprechend einer Standard-Dickenkurve eingestellt wird.Furthermore, from the DE 297 22 715 U1 an inductively operating device for measuring the thickness of sheets known, which may consist of non-ferrous metals or ferrous metals. The measurement of the thickness of the sheets takes place here via the evaluation of the operating frequency of a frequency generator or via the evaluation of its amplitude. To set this device, it first requires a teach-in step in which a calibration plate is introduced into the measuring chamber and the operating frequency or the amplitude of the frequency generator is set according to a standard thickness curve.

Mittels dieser Vorrichtung kann zwar eine Unterscheidung zwischen Einfach-, Fehl- und Mehrfach-Blechen durchgeführt werden, wobei hierzu jedoch unterschiedliche Standard-Dickenkurven gespeichert und zu dieser Entscheidung ausgewertet werden müssen. Zudem eignet sich diese Vorrichtung zu einer Detektion von Blechdicken bis zu ca. 6 mm. Die Detektion dünner Bleche oder Folien ist aufgrund der geringen Änderung der Dämpfung nicht sehr sicher.Although a distinction between single, false and multiple sheets can be carried out by means of this device, but for this purpose different standard thickness curves must be stored and evaluated for this decision. In addition, this device is suitable for detecting sheet thicknesses up to about 6 mm. The detection of thin sheets or films is not very safe due to the small change in damping.

In der DE 44 03 011 C1 wird eine Vorrichtung zur Vereinzelung von unmagnetischen Blechen beschrieben. Hierzu ist vorgesehen, dass ein Wanderfeldinduktor bei Vorliegen eines Doppelbleches eine entgegengesetzt zur Förderrichtung des Blechpaketes vorgesehene Kraft ausübt, so dass das vorliegende Doppelblech in zwei Bleche vereinzelt wird. Für nichtmetallische flächige Objekte oder Folien ist diese Vorrichtung vollkommen ungeeignet.In the DE 44 03 011 C1 a device for separating non-magnetic sheets is described. For this purpose, it is provided that, in the presence of a double sheet, a traveling-field inductor exerts a force provided opposite to the conveying direction of the laminated core, so that the present double sheet is separated into two sheets. For non-metallic sheet objects or films, this device is completely unsuitable.

Die DE 42 33 855 C2 beschreibt ein Verfahren zur Kontrolle und zum Erkennen von Inhomogenitäten bei Bögen. Dieses Verfahren arbeitet optisch und auf der Grundlage einer Transmissionsmessung. Allerdings besteht insbesondere bei der Kontrolle von Papierbögen im Hinblick auf Einfach- und Mehrfachbögen das Problem, dass aufgrund der Materialbeschaffenheit der Bögen sehr starke Schwankungen aufgrund von Inhomogenitäten oder dem Reflektionsverhalten und dem Flattern der Bögen hervorgerufen werden. Zur Überwindung dieses Problems sieht diese Druckschrift eine Messwertauswertung mit Hilfe der Fuzzy-Logik-Regeln vor.The DE 42 33 855 C2 describes a method for controlling and detecting bump inhomogeneities. This method works optically and on the basis of a transmission measurement. However, especially in the control of paper sheets with respect to single sheets and multiple sheets there is the problem that due to the material nature of the sheets very strong fluctuations due to inhomogeneities or the reflection behavior and the flutter of the sheets are caused. To overcome this problem, this document provides a measured value evaluation using the fuzzy logic rules.

Aus der US 2003/0006550 ist ein Verfahren bekannt, das auf der Basis von Ultraschallwellen und der Phasendifferenz zwischen einer Referenzphase und der empfangenen Phase, eine digitale Auswertung durchführt, und auf dieser Basis ein Signal zur Bestimmung von Fehlbogen-, Einfach- oder Mehrfachbogen ermittelt. Die alleinige Auswertung der Phasendifferenz kann jedoch bei speziellen Papieren bzw. Folien unzureichend sein und zu Fehlinformation führen, was bei einer sicheren Detektion ausgeschlossen werden sollte.From the US 2003/0006550 For example, a method is known which performs a digital evaluation on the basis of ultrasonic waves and the phase difference between a reference phase and the received phase, and on this basis determines a signal for the determination of false-arc, single or multiple-arc. However, the sole evaluation of the phase difference may be insufficient for special papers or films and lead to misinformation, which should be excluded in a secure detection.

Ein insbesondere zur Zählung von Banknoten, aber auch bei anderen Papieren und Folien einsetzbares Verfahren, ist aus der DE 30 48 710 C2 bekannt. Dieses Verfahren, das auf die Bestimmung des Flächengewichtes bzw. der Dicke der zu erfassenden Materialien abstellt, arbeitet mit impulsförmigen Ultraschallwellen, wobei zur Detektion eines Doppelbogens, d.h. dem Vorliegen zweier überdeckender oder überlappender Banknoten, insbesondere die Auswertung der Integration der Phasenverschiebung eingesetzt wird. Der Einsatzbereich dieses Verfahrens ist daher primär auf das Zählen von Banknoten bzw. von vergleichbaren Papieren und Folien unter Berücksichtigung der Flächengewichte derartiger Materialien ausgerichtet. Für den Einsatz bei Verpackungsmaterialien oder dem Zählen von Etiketten erscheint daher dieses Verfahren ungeeignet.A particularly useful for counting banknotes, but also in other papers and films usable method is from the DE 30 48 710 C2 known. This method, which is based on the determination of the basis weight or the thickness of the materials to be detected, works with pulsed ultrasound waves, wherein for the detection of a double sheet, ie the presence of two overlapping or overlapping banknotes, in particular the evaluation of the integration of the phase shift is used. The field of application of this method is therefore primarily geared to the counting of banknotes or of comparable papers and foils taking into account the basis weights of such materials. For use in packaging materials or the counting of labels, therefore, this method seems unsuitable.

Ein weiteres Verfahren auf akustischer bzw. Ultraschall-Basis ist aus der DE 40 22 325 C2 bekannt. Dieses Verfahren, das auf die Kontrolle von Fehl- oder Mehrfachbögen von blatt- oder folienartigen Gegenständen abstellt, benötigt einen Erstdurchlauf des entsprechenden flächigen Gegenstandes mit einem Eich- und Einstellvorgang, der mikroprozessorgesteuert selbsttätig durchgeführt wird. Es ist daher bei diesem Verfahren eine Art Teach-in zunächst auf die Dicke des Objektes in Bezug auf einen optimalen Mess- und Frequenzbereich erforderlich und weiterhin bei einem derartigen Erstdurchlauf das Erfassen und Abspeichern eines entsprechenden Schwellwertes.Another method on acoustic or ultrasonic basis is from the DE 40 22 325 C2 known. This method, which is based on the control of faulty or multiple sheets of sheet or foil-like objects, requires a first pass of the corresponding flat object with a calibration and adjustment process, which is carried out automatically by microprocessor controlled. It is therefore in this method, a kind of teaching first on the thickness of the object with respect to an optimal measurement and frequency range required and continue in such a first pass the detection and storage of a corresponding threshold.

Im Anwendungsbereich der Detektion bzw. des Zählens von Etiketten sind vergleichbare Verfahren und Vorrichtungen bekannt. Hierbei ist zunächst der Unterschied bei einer Etikette zu sehen, da diese auf einem Grund- oder Trägermaterial als aufgebrachte Materialschicht vorgesehen ist. Dieses geschichtete Material verhält sich nach außen hin im Hinblick auf Opazität, das Dielektrikum, die elektromagnetische Leitfähigkeit oder die Schalllaufzeit wie ein verbundenes Materialstück, so dass es bei diesen Detektionsmöglichkeiten nur zu einer vergleichsweisen geringen Bedämpfung kommt, die jedoch noch auswertbar ist.In the field of application of the detection or the counting of labels, comparable methods and devices are known. In this case, the difference in a label is initially to be seen, since this is provided on a base or carrier material as an applied material layer. This layered material behaves outwardly in terms of opacity, dielectric, electromagnetic conductivity, or the sound propagation time as a connected piece of material, so that there is only a comparatively low attenuation in these detection options, which is still evaluable.

Aus der DE 199 21 217 A1 ist zusammen mit der DE 199 27 865 A1 und EP 1 067 053 B1 eine Vorrichtung zur Detektion von Etiketten bzw. flächigen Objekten bekannt. Diese Vorrichtung nutzt Ultraschallwellen mit einer Modulationsfrequenz, wobei zur Unterscheidung von Einfach- und Mehrfachbögen ein Schwellwert während eines Abgleichvorganges bzw. eines Teach-in-Schrittes bestimmt wird. Mittels des Teach-in-Schrittes ist die Detektion zwar auf das spezielle flächige Objekt im Sinne eines Etiketts einstellbar. Dieser Teach-in-Schritt macht jedoch die Vorrichtung komplexer und erfordert längere Einstellzeiten beim Wechsel auf ein anderes flächiges Objekt. Dies zeigt, dass ein größeres Materialspektrum nicht per se, sondern nur abgestimmt auf das spezifische einzelne Material, detektiert werden kann.From the DE 199 21 217 A1 is together with the DE 199 27 865 A1 and EP 1 067 053 B1 a device for the detection of labels or flat objects known. This device uses ultrasonic waves with a modulation frequency, wherein a threshold value during a calibration process or a teach-in step is determined to distinguish between single and multiple sheets. By means of the teach-in step, the detection can indeed be set to the special flat object in the sense of a label. However, this teach-in step makes the device more complex and requires longer setup times when switching to another planar object. This shows that a larger material spectrum can not be detected per se, but only tuned to the specific individual material.

Unter Berücksichtigung dieses Standes der Technik liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren und eine Vorrichtung zur berührungslosen Detektion von flächigen Objekten zu konzipieren, das bzw. die sehr flexibel und über ein großes Materialspektrum eine sichere Detektion von Einfach-, Fehl- oder Mehrfachbögen bei unterschiedlichen flächigen Materialien, insbesondere bei Papieren, ermöglicht, wobei ohne Teach-in-Schritt ausgekommen werden kann und unterschiedliche Strahlen bzw. Wellen wie optischer oder akustischer Art einsetzbar sind.In consideration of this prior art, the invention has for its object to design a generic method and apparatus for non-contact detection of flat objects, or very flexible and has a large range of materials, a reliable detection of single, missing or Multiple sheets with different sheet materials, especially papers, allows, can be done without teach-in step and different rays or waves as optical or acoustic type can be used.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei Verfahren durch die Merkmale des Anspruchs 1 und bei Vorrichtungen durch die Merkmale des Anspruchs 3 gelöst.This object is achieved according to the method by the features of claim 1 and in devices solved by the features of claim 3.

Die Erfindung berücksichtigt, dass eine unmittelbare Umwandlung des Messsignales im Rahmen einer A/D-Wandlung durchgeführt werden kann, wobei die dabei erhaltenen digitalen Werte der Messsignal-Kennlinie der entsprechenden rein digitalen Korrektur-Kennlinie unterworfen werden, um sozusagen unmittelbar die auswertbare Zielkennlinie zu erreichen.The invention takes into account that an immediate conversion of the measurement signal can be carried out in the context of an A / D conversion, whereby the digital values obtained are subjected to the measurement signal characteristic of the corresponding purely digital correction characteristic in order to achieve, as it were, directly the evaluable target characteristic ,

Dieses Prinzip der Anwendung einer Korrektur-Kennlinie hat zudem den großen Vorteil, dass unterschiedliche Sensoreinrichtungen, insbesondere als Schranken- bzw. Schrankenanordnung, z.B. in Gabelform, verwendet werden können, wobei vorteilhafterweise Ultraschall-Sensoren oder optische Sensoren eingesetzt werden können, wobei für diese Sensoren gleichermaßen dasselbe Verfahren verwendet werden kann. Sofern verfahrensmäßig das am Ausgang des Empfängers bzw. des Messsignalwandlers erhaltene Messsignal zur weiteren Auswertung einer Signalverstärkung unterzogen wird, wird vorzugsweise der entsprechenden Verstärkereinrichtung die entsprechende Korrektur-Kennlinie, die auch aus einer Kombination mehrerer Korrektur-Kennlinien bestehen kann, eingeprägt, um ausgangsseitig zur weiteren Bewertung eine gut auswertbare Zielkennlinie über den gesamten Flächengewichtsbereich zu erhalten. Mittels dieser Zielkennlinie kann dann in einem nachgeschalteten Verfahrensschritt, der z.B. in einem Mikroprozessor realisiert werden kann, die Detektion des entsprechenden flächigen Objektes im Hinblick auf bestimmte Schwellwerte erfolgen, so dass ein klares Detektionssignal zu Einfachbogen, Fehlbogen oder Mehrfachbogen erhalten wird.This principle of the application of a correction characteristic also has the great advantage that different sensor devices, in particular as a barrier or barrier arrangement, eg in a fork shape, can be used, whereby advantageously ultrasonic sensors or optical sensors can be used, wherein for these sensors the same procedure can be used equally. If, procedurally, the measurement signal obtained at the output of the receiver or the measurement signal converter is subjected to further amplification, the corresponding correction characteristic, which may also consist of a combination of several correction characteristics, is impressed on the output side for the further amplification device Evaluation to obtain a well-evaluated target characteristic over the entire basis weight range. By means of this target characteristic, the detection of the corresponding planar object with respect to certain threshold values can then take place in a subsequent method step, which can be implemented, for example, in a microprocessor, so that a clear detection signal is obtained in single-sheet, missing-sheet or multiple-sheet.

Als Alternative sieht das Verfahren auch vor, dass das im Empfänger erhaltene Messsignal bzw. dessen Messsignal-Kennlinie direkt einer Analog-Digital-Wandlung unterzogen wird, wobei diese digitalen Werte unter Berücksichtigung einer entsprechenden rein digitalen Korrektur-Kennlinie zu einer Zielkennlinie mit Erzeugung eines entsprechenden Detektionssignales verarbeitet werden.As an alternative, the method also provides that the measurement signal obtained in the receiver or its measurement signal characteristic is subjected directly to an analog-to-digital conversion, these digital values, taking into account a corresponding purely digital correction characteristic, to a target characteristic with generation of a corresponding Detection signals are processed.

Erfindungsgemäß erreicht man mit diesen Maßnahmen den Vorteil, dass man eine sichere Detektion der entsprechenden flächigen Objekte über einen sehr großen Grammatur- und Flächengewichtsbereich ohne das Erfordernis eines Teach-in-Vorganges erreicht, was zu Stillstandzeiten der Anlage führen würde. Zudem wird der Dynamikbereich der Auswerteeinrichtung erheblich erweitert, so dass die Detektion sehr dünner oder sehr inhomogener Materialien, welche zu Flatterverhalten neigen, mit guter Sicherheit realisierbar ist. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es daher auf der Basis der Amplitudenauswertung des im Empfänger erhaltenen Messsignales, mittels KorrekturKennlinie und Zielkennlinie eine sichere Unterscheidung von Einfachbogen, Fehlbogen und Mehrfach- bzw. Doppelbogen, und dies für sehr dünne bzw. sehr schalltransmissive Objekte, z.B. mit einem Flächengewicht von 8 g/m2 bzw. ca. 10 µm Dicke, bis zu relativ dicken und stark schallintransmissiven Objekten bis zu 4000 g/m2, z.B. mit einer Dicke von 4 mm, ohne einen vorherigen Teach-in-Vorgang sicher zu unterscheiden.According to the invention, these measures provide the advantage that reliable detection of the corresponding flat objects over a very large grammage and basis weight range is achieved without the need for a teach-in process, which would lead to downtimes of the system. In addition, the dynamic range of the evaluation is considerably expanded, so that the detection of very thin or very inhomogeneous materials that tend to flutter behavior, with good security is feasible. On the basis of the amplitude evaluation of the measurement signal obtained in the receiver, by means of the correction characteristic curve and the target characteristic curve, the method according to the invention therefore makes it possible to reliably distinguish between single sheet, missing sheet and multiple sheet or double sheet, and this for very thin or very sound-transmissive objects, eg with a basis weight From 8 g / m 2 or about 10 microns thick, up to relatively thick and strong Schallintransmissiven objects up to 4000 g / m 2 , for example, with a thickness of 4 mm, without a previous teach-in process sure to distinguish.

Im Hinblick auf eine hohe Flexibilität, nicht nur bezüglich unterschiedlichster Materialien wie Wellpappe oder Kunststoffverpackungen, sieht die Erfindung auch vor, Korrektur-Kennlinien zu berücksichtigen, die eine Kombination von verschiedenen Korrektur-Kennlinien darstellen, wobei diese kombinierten Korrektur-Kennlinien auch nur abschnittsweise über Teilbereiche des gesamten Grammaturbereiches angesetzt werden können.With regard to a high degree of flexibility, not only with regard to a wide variety of materials, such as corrugated cardboard or plastic packaging, the invention also envisages taking account of correction characteristic curves which represent a combination of different correction characteristics, whereby these combined correction characteristics also only partially over partial areas of the entire grammage range can be applied.

Dies eröffnet es, die Zielkennlinien mit verbesserter Approximation an die Idealkennlinie zur Erkennung von Einfachbogen zu erreichen.This makes it possible to achieve the target characteristics with improved approximation to the ideal curve for detection of single sheets.

Entsprechend den Gegebenheiten der schaltungstechnischen Auslegung der Auswerteeinrichtung, der eingesetzten Sensoreinrichtung und/oder dem untersuchten Materialspektrum, kann die Korrektur-Kennlinie auch abschnittsweise als lineare oder nichtlineare Kennlinie, als einfach- oder mehrfachlogarithmische Kennlinie, als exponentielle Kennlinie, als hyperbolische Kennlinie, als Polygonzug, als Funktion beliebigen Grades oder als empirisch ermittelte oder errechnete Kennlinie oder als Kombination mehrerer dieser Kennlinien ausgelegt sein.Depending on the circumstances of the circuit design of the evaluation device, the sensor device used and / or the examined material spectrum, the correction characteristic can also sections as a linear or non-linear characteristic, as a single or multiple logarithmic curve, as an exponential curve, as a hyperbolic curve, as a polygon, be designed as a function of any degree or empirically determined or calculated characteristic or as a combination of several of these characteristics.

Gemäß der Erfindung wird die Zielkennlinie für unterschiedliche Materialspektren in drei Abschnitte unterteilt.According to the invention, the target characteristic for different material spectra is divided into three sections.

Bei drei Bereichen kann z.B. eine Teil-zielkennlinie für den Grammaturbereich oberhalb von 1200 g/m2 für sehr dicke Papiere und ein anderer Abschnitt unterhalb von 20 g/m2 für ein sehr dünnes Papierspektrum gebildet werden. Die Einführung von Abschnitten der Zielkennlinie ermöglicht daher eine verbesserte Zuverlässigkeit im Hinblick auf die Einfach-, Fehl- oder Mehrfachbogenerkennung.In three areas a partial target characteristic for the gram weight range above 1200 g / m 2 for very thick papers and another portion below 20 g / m 2 can be formed for a very thin paper, for example, spectrum. The introduction of portions of the target characteristic thus allows for improved reliability in terms of single, false or multiple arc detection.

Im Hinblick auf eine klare Detektion von Einfachbogen, Fehlbogen oder Mehrfachbogen, insbesondere Doppelbogen, wird der Amplitudenwert anhand der Zielkennlinie mit Schwellwerten verglichen. Dies sind insbesondere ein oberer Schwellwert für Luft und ein unterer Schwellwert für Doppel- oder Mehrfachbogen.With regard to a clear detection of single sheet, missing sheet or multiple sheet, in particular double sheets, the amplitude value is compared with threshold values based on the target characteristic. These are in particular an upper threshold for air and a lower threshold for double or multiple sheets.

Ist daher das empfangene Messsignal mit dem entsprechenden Wert der Zielkennlinie größer als der obere Schwellwert, so wird dies als "Fehlbogen" ausgewertet. Ein empfangenes Messsignal kleiner als der untere Schwellwert bedeutet einen "Mehrfach- bzw. Doppelbogen". Bei einem empfangenen Messsignal mit dem entsprechenden Wert auf der Zielkennlinie zwischen den Schwellwerten, wird dies als "Einfachbogen" detektiert.Therefore, if the received measurement signal with the corresponding value of the target characteristic is greater than the upper threshold value, this is evaluated as a "missing signature". A received measuring signal smaller than the lower threshold value means a "multiple or double sheet". For a received measurement signal with the corresponding value on the target characteristic between the threshold values, this is detected as a "single arc".

Zur Verbesserung der Detektionsmöglichkeiten, insbesondere im Hinblick auf eine genauere Einstellung auf das zu erfassende Materialspektrum, können die Schwellwerte, insbesondere für Mehrfachbogen, durchgehend oder abschnittsweise fest definiert oder dynamisch mitführbar ausgelegt werden.In order to improve the detection possibilities, in particular with regard to a more precise adjustment to the material spectrum to be detected, the threshold values, in particular for multiple sheets, can be permanently or continuously defined or designed to be carried dynamically.

Eine dynamische Doppelbogenschwelle kann in diesem Sinn zu einer zusätzlichen Erweiterung der messbaren Grammaturen benutzt werden. Hierzu kann z.B. der Einzelbogenwert gemessen und mit dem zugehörigen Mehrfachbogenwert z.B. als Polygon-Funktion bewertet werden, wenn es sich dabei um eine einfache Funktion, wie z.B. eine abfallende Gerade oder einen konstanten Wert für den Einzelbogen handelt.A dynamic double arch threshold can be used in this sense to an additional extension of the measurable grammages. For this, e.g. the single-sheet value is measured and compared with the associated multiple sheet value e.g. be evaluated as a polygon function, if it is a simple function, such as a descending straight line or a constant value for the single sheet.

Verfahren und Vorrichtung lassen sich insbesondere mittels mindestens einer Ultraschall-Sensoreinrichtung gut realisieren. Die Sensoreinrichtung weist hierbei vorzugsweise mindestens ein aufeinander abgestimmtes und koaxial ausgerichtetes Ultraschall-Wandlerpaar auf.Method and device can be realized well in particular by means of at least one ultrasonic sensor device. The sensor device preferably has at least one coordinated and coaxially aligned ultrasound transducer pair.

Verfahren und Vorrichtung gemäß der Erfindung sind jedoch auch mit optischen Sensoren anwendbar.However, the method and apparatus according to the invention are also applicable to optical sensors.

Bei Ultraschall-Sensoren hat es sich insbesondere gezeigt, dass sich auch flächige Objekte mit Bedruckung, Farbbedruckung oder spiegelnden Oberflächen gut detektieren lassen. Auch ist es möglich, das Sensorpaar, insbesondere bei Schranken und bei einer Montage in Gabelform, senkrecht oder geneigt zur Bogenebene anzubringen.In the case of ultrasonic sensors, it has been found, in particular, that even flat objects with printing, color printing or reflecting surfaces can be detected well. Also is it is possible to mount the pair of sensors, in particular for barriers and when mounted in a fork shape, perpendicular or inclined to the sheet plane.

Zweckmäßigerweise ist die Betriebsart der Sensoreinrichtung abhängig von den zu detektierenden Materialspektren und den Betriebsbedingungen als Impulsbetrieb oder kontinuierlicher Betrieb wählbar bzw. umschaltbar.Appropriately, the operating mode of the sensor device is selectable or switchable depending on the material spectra to be detected and the operating conditions as pulse operation or continuous operation.

Bei kontinuierlichem Betrieb ist eine geneigte Montage des Sensorpaares vorzuziehen, um mittels dieser Maßnahme Interferenzen bzw. stehende Wellen zu vermeiden. Zweckmäßigerweise wird der kontinuierliche Betrieb sozusagen als quasi-kontinuierlicher Betrieb ausgelegt, indem z.B. periodisch, im Vergleich zur Auswertzeit kurzen Zeiträumen, das Signal abgeschaltet und wieder eingeschaltet wird. Zur Vermeidung von stehenden Wellen können auch Phasensprünge im Sendesignal vorgesehen werden.In continuous operation, an inclined mounting of the sensor pair is preferable in order to avoid interference or standing waves by means of this measure. Conveniently, the continuous operation is, so to speak, designed as quasi-continuous operation, e.g. periodically, in comparison to the evaluation time short periods, the signal is switched off and turned on again. To avoid standing waves and phase jumps can be provided in the transmission signal.

Es hat sich auch als vorteilhaft erwiesen, das Sendesignal mit mindestens einer Modulationsfrequenz zu modulieren. Hiermit können insbesondere bei Ultraschall-Sensoren Toleranzen der Wandler korrigiert bzw. kompensiert werden. Obwohl die Sensorelemente aufeinander abgestimmt werden, haben sie in der Regel verschiedene Resonanzfrequenzen. Wird zu einer Frequenzmodulation ein Frequenzsweep fs mit einer Frequenz, deutlich kleiner als die anregende Frequenz genutzt, so wird das Resonanzmaximum der Sensorelemente periodisch überschritten. Sofern die Ansprechzeit des Sensors deutlich kleiner ist als 1/fs, können auf diese Art und Weise die Wandlereigenschaften eines jeden individuellen Sensorelementes bzw. Sensorpaares optimal zur Ultraschall-Transmission genutzt werden.It has also proved to be advantageous to modulate the transmission signal with at least one modulation frequency. In this way tolerances of the transducers can be corrected or compensated in particular for ultrasonic sensors. Although the sensor elements are tuned to each other, they usually have different resonance frequencies. If a frequency sweep f s with a frequency significantly lower than the exciting frequency is used for a frequency modulation, the resonance maximum of the sensor elements is periodically exceeded. If the response time of the sensor is significantly less than 1 / f s , the transducer properties of each individual sensor element or pair of sensors can be used optimally for ultrasonic transmission in this way.

Der Frequenzsweep wird normalerweise bis zu einigen 10 kHz betragen.The frequency sweep will normally be up to several 10 kHz.

Die Toleranzen der Sensorelemente werden zweckmäßigerweise automatisch vor oder während des laufenden Betriebes korrigiert. Dies geschieht durch Normierung der Sensorelementpaare auf einen festen Wert bei einem vorgegebenen festen Abstand, insbesondere dem optimalen Montageabstand. Hierdurch werden schlechte Sensorelemente besser gemacht und gute Sensorelemente bzw. Wandler schlechter gemacht. Um dies auszugleichen, ist ein Korrekturfaktor notwendig. Verfahrensgemäß kann dies durch die Verwendung von einer im Mikroprozessor uP als Wertepaare abgelegten oder berechneten Geraden geschehen, da das Messsignal bereits mit z.B. einer einfach-logarithmischen KorrekturKennlinie bewertet ist und die Korrektur-Kennlinie eine etwa linear fallende Zielkennlinie über den Wandler- bzw. Sensorelementabstand erzeugt. D.h. das Eingangssignal am Mikroprozessor einer Auswerteeinrichtung fällt in guter Näherung linear mit dem Wandlerabstand ab. Daher fällt die Korrektur der Werte auch bei variablem Abstand einfach, da beim Einschalten einer entsprechenden Vorrichtung nur eine Geradenfunktion für den richtigen Anfangswert berechnet oder als Wertepaar abgelegt werden muss. Die korrekte Bestimmung es Sensorkopfabstands wird durch eine Laufzeitmessung vorgenommen.The tolerances of the sensor elements are expediently corrected automatically before or during operation. This is done by normalizing the sensor element pairs to a fixed value at a predetermined fixed distance, in particular the optimal mounting distance. As a result, bad sensor elements are made better and good sensor elements or converters made worse. To compensate for this, a correction factor is necessary. According to the method, this can be done by the use of a straight line stored or calculated in the microprocessor μP as value pairs, since the measurement signal is already connected to e.g. a simple-logarithmic correction characteristic is evaluated and the correction characteristic generates an approximately linearly falling target characteristic over the transducer or sensor element spacing. That the input signal at the microprocessor of an evaluation device falls to a good approximation linearly with the transducer distance. Therefore, the correction of the values is easy even with variable distance, since when turning on a corresponding device only a straight line function for the correct initial value has to be calculated or stored as a value pair. The correct determination of sensor head spacing is made by a transit time measurement.

Ein besonderer Vorteil des Verfahrens mittels Ultraschall kann darin gesehen werden, dass der Abstand zwischen Sender und Empfänger in der Sensoreinrichtung für dieses Teach-in-freie Verfahren variabel gestaltbar ist. Mit anderen Worten, die Sensoreinrichtung kann an unterschiedliche Applikationen im Hinblick auf ihren Abstand relativ rasch angepasst werden, ohne dass hierdurch die Messpräzision des Verfahrens beeinträchtigt wird. Eine weitere Verbesserung des Verfahrens kann durch die Überwachung des Abstandes zwischen Sender und Empfänger und dessen Bestimmung herbeigeführt werden. Diese Bestimmung des Abstandes zwischen Sender und Empfänger kann einerseits durch Reflexion der Strahlung zwischen Sender und Empfänger realisiert werden und andererseits auch mittels Reflexion zwischen Sender und Empfänger trotz eines im Zwischenraum vorliegenden flächigen Materials, sogar eines dicken Bogens. Sollte ein Überschreiten des zulässigen maximalen Sensorabstandes festgestellt werden, so kann die Auswerteeinrichtung, z.B. ein Mikroprozessor, eine entsprechende Korrektur der ermittelten Amplitudenwerte des Messsignales abhängig vom Abstand zwischen Sender und Empfänger durchführen.A particular advantage of the method by means of ultrasound can be seen in the fact that the distance between transmitter and receiver in the sensor device for this teach-in-free method can be designed variably. In other words, the sensor device can be adapted relatively quickly to different applications with regard to their distance, without this affecting the precision of the measurement of the method. A further improvement of the method can be brought about by the monitoring of the distance between transmitter and receiver and its determination. This determination of the distance between transmitter and receiver can be realized on the one hand by reflection of the radiation between transmitter and receiver and on the other hand also by means of reflection between Transmitter and receiver despite a present in the space flat material, even a thick bow. If an exceeding of the permissible maximum sensor distance is determined, then the evaluation device, eg a microprocessor, can carry out a corresponding correction of the ascertained amplitude values of the measurement signal as a function of the distance between transmitter and receiver.

Die Ausrichtung des Senders und Empfängers zueinander erfolgt in der Hauptstrahlungsrichtung, insbesondere koaxial, zueinander, wobei nahezu beliebige Neigungswinkel zur Bogenebene vorgesehen werden können.The orientation of the transmitter and receiver to each other in the main radiation direction, in particular coaxially to each other, with almost any inclination angle can be provided to the sheet plane.

Im Hinblick auf eine optimale Detektion kann verfahrensmäßig auch eine Rückkopplung zwischen Sender und Auswerteeinrichtung, insbesondere ein Mikroprozessor, vorgesehen sein, um unter Berücksichtigung der Materialspezifikation der zu untersuchenden flächigen Objekte und weiterer Betriebsbedingungen, am Ausgang eine maximale Amplitude zu erhalten. Es ist auch eine Regelung auf die optimale Sendefrequenz möglich. Mit dieser Maßnahme können auch Alterungseffekte der Sensorelemente ausgeglichen und eine Produktprüfung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, in besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung bei der Serienherstellung voll automatisiert werden.With regard to an optimal detection, a feedback between the transmitter and the evaluation device, in particular a microprocessor, can be provided, in order to obtain a maximum amplitude at the output taking into account the material specification of the planar objects to be examined and further operating conditions. It is also possible to control the optimum transmission frequency. With this measure, aging effects of the sensor elements can be compensated and a product test of the device according to the invention, in a particularly advantageous embodiment of the invention in series production fully automated.

In vorteilhafter Weiterbildung ist zwischen der Auswerteeinrichtung und dem Sender eine Rückkopplung vorgesehen, mittels der eine Maximierung der Amplitude des empfangenen Messsignales durchführbar ist. Auch wird bevorzugt, einen Selbstabgleich zwischen Sender und Empfänger im Hinblick auf eine optimale Sendefrequenz und/oder Amplitude vorzusehen.In an advantageous development, a feedback is provided between the evaluation device and the transmitter, by means of which a maximization of the amplitude of the received measurement signal can be carried out. It is also preferred to provide a self-alignment between transmitter and receiver with regard to an optimal transmission frequency and / or amplitude.

Dieser Selbstabgleich kann in zur Sendefrequenz synchronisierten Zeiten, in fest definierten Pausenzeiten oder auch über einen extern an der Sensoreinrichtung vorgesehenen separaten Eingang durchgeführt werden.This self-adjustment can be carried out in times synchronized with the transmission frequency, in fixedly defined pause times or else via a separate input provided externally to the sensor device.

Im Hinblick auf eine optimale Prozesssteuerung für Anlagen, in denen das Verfahren und die Vorrichtung angewendet werden, eignet es sich, zur Digitalisierung des analogen Messsignales wenigstens einen A/D-Wandler oder einen Schwellwertgenerator vorzusehen, um die weitere Verarbeitung der Werte digital durchführen zu können.With a view to optimal process control for installations in which the method and the apparatus are used, it is suitable to provide at least one A / D converter or a threshold generator for digitizing the analog measuring signal in order to be able to digitally process the further processing of the values ,

Insbesondere bei der Verarbeitung und Selektion verschiedener Signale mehrerer Signalverstärkungseinrichtungen wird die Ansteuerung und Auswahl der entsprechenden Kanäle und Signale bevorzugt über Zeitmultiplex-Einrichtungen durchgeführt.In particular, in the processing and selection of various signals of a plurality of signal amplification devices, the activation and selection of the corresponding channels and signals is preferably carried out via time-division multiplexing devices.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Darstellungen und Diagramme sowie mit Bezug auf zugrunde liegende Messprinzipien näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1
das Prinzip eines erfindungsgemäßen Verfahrens sowie blockschaltartig eine entsprechende Vorrichtung unter Einbeziehung von Spannungsdiagrammen nach den Fig. 1a, 1b, 1c, welche die Struktur der Kennlinien bei der Detektion von Bögen aus Papier, Folien oder dergleichen Materialien verdeutlichen;
Fig. 2
das Prinzip eines Verfahrens sowie blockschaltartig eine entsprechende Vorrichtung unter Einbeziehung von Spannungsdiagrammen nach den Fig. 2a, 2b, 2c, 2d welche die Struktur der Kennlinien bei der Detektion von Etiketten, Aufreißstellen und dergleichen Materialien verdeutlichen;
Fig. 3a
ein Kurvendiagramm, welches die schematische Abhängigkeit der Ausgangsspannung eines Verstärkers, wie in Fig. 1 beispielhaft aufgezeigt, in Abhängigkeit von der Grammatur bzw. dem Flächengewicht von zu detektierenden Materialien zeigt, wobei idealisierte Zielkennlinien miteinbezogen sind;
Fig. 3b
ein schematisches Diagramm analog zu Fig. 3a mit der Ausgangsspannung eines Verstärkers in Abhängigkeit von der Grammatur bzw. dem Flächengewicht der zu untersuchenden Materialien, wobei mehrere Zielkennlinien zusammen mit entsprechenden Schwellwerten, z.B. Luftschwelle, Doppelbogenschwelle, dargestellt sind;
Fig. 4a
eine schematische Darstellung, wie bei bekannter Messwert-Kennlinie und idealer Zielkennlinie für Einfach- bzw. Doppelbogenerkennung im kartesischen Koordinatensystem die Korrektur-Kennlinie ermittelt werden kann;
Fig. 4b
eine schematische Darstellung, bezogen auf die Etikettenerkennung mit idealer Zielkennlinie, bekannter Messwert-Kennlinie und einer zur Transformation erforderlichen Korrektur-Kennlinie;
Fig. 4c
eine schematische Darstellung der Kennlinien bei Doppelbogenerkennung, sofern keine ideale Zielkennlinie vorliegt;
Fig. 4d
eine Darstellung von Kennlinien zur Doppelbogenerkennung mit Spiegelung an einer gedachten Achse unter Einbeziehung der Transformation nach Fig. 4f;
Fig. 4e
eine schematische Darstellung von Kennlinien für die Etikettenerkennung mit Spiegelung an der gedachten Achse unter Berücksichtigung Fig. 4f;
Fig. 4f
schematisch eine Transformation des kartesischen Koordinatensystems um einen Winkel a mit Darstellung einer Bezugsachse des neuen Koordinatensystems;
Fig. 4g
eine schematische Darstellungen von idealer Zielkennlinie und realen Zielkennlinien bei der Doppelbogenerkennung;
Fig. 4h
eine schematische Darstellung einer idealen Zielkennlinie und einer realistischen Zielkennlinie für die Etikettenerkennung;
Fig. 4i
schematische Darstellungen einer Messwert-Kennlinie und Korrektur-Kennlinie bei der Einfach- bzw. Doppelbogenerkennung, wobei die Korrektur-Kennlinie eine aus einer e-Funktion und einer Umkehrfunktion abgeleitete Kennlinie darstellt, mit daraus ermittelten Zielkennlinien;
Fig. 4j
schematische Darstellung einer aus einer gewichteten Hyperbel abgeleiteten Messwert-Kennlinie sowie eine aus einer logarithmischen Funktion abgeleiteten Korrektur-Kennlinie mit daraus ermittelter Zielkennlinie für die Einfach- bzw. Doppelbogenerkennung;
Fig. 5a
eine schematische Prinzipdarstellung der bei der Detektion eines Doppelbogens von Material mittels Ultraschallwellen beispielhaft vorliegenden Messkriterien;
Fig. 5b
in vergleichbarer Weise wie in Fig. 5a die schematische Darstellung einer Klebestelle zwischen einem Material-Doppelbogen und die sich hierbei erhebenden Messkriterien bei Erfassung mittels Ultraschall;
Fig. 5c
die schematische Darstellung von auf einem Grund- oder Trägermaterial haftend aufgebrachte Materialien, teils als einfach geschichtete und teils als mehrfach geschichtete Materialien, wobei dieser Aufbau die Struktur einer Etikette zeigt;
Fig. 6
in blockschaltartiger Darstellung das Verfahren und eine Vorrichtung am Beispiel einer Kombination von verschiedenen Korrektur-Kennlinien;
Fig. 7
eine schematische Darstellung ähnlich Fig. 6, wobei das Prinzip für das Einstellen einer Korrektur-Kennlinie und das Berechnen einer Korrektur-Kennlinie mit Rückwirkung auf die Schaltungsblöcke dargestellt ist;
Fig. 8
eine schematische Darstellung für die empirische Bestimmung einer Messwert-Kennlinie über einen großen Grammatur- bzw. Flächengewichtsbereich;
Fig. 9
eine schematische blockschaltartige Darstellung eines Verfahrens bzw. der entsprechenden Vorrichtung mit der Kombination z.B. der Mehrfachbogenerkennung mit der Erkennung von auf Trägermaterial haftend aufgebrachten Materialschichten bzw. Etiketten;
Fig. 10
schematisch ein Diagramm der normierten Ausgangsspannung UA über den Grammaturbereich mit konstanter bzw. dynamischen Doppelbogenschwellen,
Fig. 11
eine Zielkennlinie mit eingezeichnetem oberen und unteren Flatterbereich, und
Fig. 12
mit den Darstellungen zu Fig. 12a und 12b die Anordnung eines Sensors mit optimaler Ausrichtung bei einer einwelligen Wellpappe und entsprechend Fig. 12b, die analoge Ausrichtung eines Sensors bei zweiwelliger Wellpappe.
The invention will be explained in more detail below with reference to schematic illustrations and diagrams as well as with reference to underlying measuring principles. Show it:
Fig. 1
the principle of a method according to the invention as well as block-like a corresponding device including voltage diagrams according to the Fig. 1a, 1b, 1c which illustrate the structure of the characteristics in the detection of sheets of paper, foil or the like materials;
Fig. 2
the principle of a method and block like a corresponding device including voltage diagrams according to the Fig. 2a, 2b, 2c . 2d which illustrate the structure of the characteristics in the detection of labels, tear points and the like materials;
Fig. 3a
a graph showing the schematic dependence of the output voltage of an amplifier, as in Fig. 1 exemplified, depending on the grammage or the basis weight of detected Shows materials, with idealized target characteristics included;
Fig. 3b
a schematic diagram analogous to Fig. 3a with the output voltage of an amplifier as a function of the grammage or the basis weight of the materials to be investigated, wherein a plurality of target characteristics are shown together with corresponding threshold values, eg air threshold, double arch threshold;
Fig. 4a
a schematic representation of how with known measured value characteristic and ideal target characteristic for single or double sheet detection in the Cartesian coordinate system, the correction characteristic can be determined;
Fig. 4b
a schematic representation, based on the label recognition with ideal target characteristic, known measured value characteristic and required for transformation correction characteristic;
Fig. 4c
a schematic representation of the characteristics in double sheet detection, if no ideal target characteristic exists;
Fig. 4d
a representation of characteristics for double-sheet recognition with reflection on an imaginary axis, including the transformation to Fig. 4f ;
Fig. 4e
a schematic representation of characteristics for the label recognition with reflection at the imaginary axis under consideration Fig. 4f ;
Fig. 4f
schematically a transformation of the Cartesian coordinate system by an angle a with representation of a reference axis of the new coordinate system;
Fig. 4g
a schematic representations of ideal target characteristic and real target characteristics in the double-sheet detection;
Fig. 4h
a schematic representation of an ideal target characteristic and a realistic target characteristic for the label recognition;
Fig. 4i
schematic representations of a measured value characteristic and correction characteristic curve in the single or double sheet detection, wherein the correction characteristic is a derived from an e-function and an inverse curve characteristic, with determined target characteristics;
Fig. 4j
schematic representation of a derived from a weighted hyperbola measurement curve and a derived from a logarithmic correction curve with derived therefrom target characteristic for single or double sheet detection;
Fig. 5a
a schematic diagram of the present in the detection of a double sheet of material by means of ultrasonic waves by way of example measuring criteria;
Fig. 5b
in a similar way as in Fig. 5a the schematic representation of a splice between a material double sheet and the thereby raising measurement criteria when detected by ultrasound;
Fig. 5c
the schematic representation of adhesively applied to a base or substrate materials, partly as a single-layered and partly as a multi-layered materials, this structure shows the structure of a label;
Fig. 6
in Blockschartiger representation of the method and an apparatus using the example of a combination of different correction characteristics;
Fig. 7
a schematic representation similar Fig. 6 showing the principle for setting a correction characteristic and calculating a correction characteristic with effect on the circuit blocks;
Fig. 8
a schematic representation for the empirical determination of a measured value characteristic over a large grammage or area weight area;
Fig. 9
a schematic block diagram-like representation of a method or the corresponding device with the combination, for example, the multiple sheet recognition with the recognition of adhesive on carrier material applied material layers or labels;
Fig. 10
schematically a diagram of the normalized output voltage U A over the grammage range with constant or dynamic double arch thresholds,
Fig. 11
a target characteristic with marked upper and lower flutter area, and
Fig. 12
with the illustrations too Fig. 12a and 12b the arrangement of a sensor with optimal alignment in a single-wall corrugated board and accordingly Fig. 12b . the analog alignment of a sensor with two-shaft corrugated board.

Die in den Fig. 2-5 und 9-12 gezeigten Inhalte gehören nicht zur Erfindung.The in the Fig. 2-5 and 9-12 contents shown are not part of the invention.

Die Darstellung nach Fig. 1 zeigt schematisch das erfindungsgemäße Verfahren und eine Vorrichtung mit blockschaltartigem Aufbau und den an bestimmten Punkten erzielbaren Spannungsverläufen im Sinne von Kennlinien über einen Grammatur- bzw. Flächengewichtsbereich g/m2 eines zu detektierenden Materialspektrums.The representation after Fig. 1 schematically shows the inventive method and a device with Blockschaltartigem structure and achievable at certain points voltage curves in the sense of characteristics over a grammage or basis weight range g / m 2 of a material to be detected spectrum.

Die weitere Erörterung erfolgt auf der Basis einer Ultraschall-Sensoreinrichtung, wobei prinzipiell jedoch auch andere Sensoreinrichtungen optischer, kapazitiver oder induktiver Art eingesetzt werden können.The further discussion is based on an ultrasonic sensor device, but in principle also other sensor devices of optical, capacitive or inductive nature can be used.

Eine entsprechende Sensoreinrichtung 10 weist hierbei einerseits einen Sender T und einen dazu ausgerichteten, gegenüberliegenden Empfänger R auf, zwischen denen die zu detektierenden flächigen Objekte, im Beispiel in Bogenform berührungslos hindurchbewegt werden.In this case, a corresponding sensor device 10 has, on the one hand, a transmitter T and an opposing receiver R aligned therewith, between which the flat objects to be detected, in the example, are moved without contact in an arc shape.

In Fig. 1 ist beispielhaft ein Mehrfachbogen als Doppelbogen 2 dargestellt.In Fig. 1 For example, a multiple arc is shown as double sheet 2.

Da für dieses prinzipielle Beispiel die Amplitudenauswertung des Messsignales UM zur Detektion eines Einzelbogens, eines Fehlbogens, d.h. keines Bogens, oder eines Doppel- bzw. Mehrfachbogens, vorausgesetzt wird, ist ein möglicher Spannungsverlauf UM in Abhängigkeit von der Grammatur bzw. dem Flächengewicht g/m2 für die Messkennlinie MK in Fig. 1a gezeigt.Since the amplitude evaluation of the measuring signal UM for detecting a single sheet, a missing sheet, ie no sheet, or a double or multiple sheet is assumed for this basic example, a possible stress curve UM is dependent on the grammage or grammage g / m 2 for the measuring characteristic MK in Fig. 1a shown.

Im Hinblick auf eine eindeutige sichere Entscheidung, ob ein Einfachbogen, ein Doppelbogen oder ein Fehlbogen vorliegt, ist es Ziel der Erfindung, unter Berücksichtigung von Schwellwerten, wie z.B. für die Luftschwelle oder als Doppelbogenschwelle, eindeutige Schnittpunkte mit diesen Schwellwerten bzw. möglichst große Spannungsabstände zu diesen Schwellwerten zu erhalten.With regard to an unambiguous reliable decision as to whether a single sheet, a double sheet or a missing sheet is present, it is an object of the invention, taking into account threshold values, such as for the air threshold or as a double-arch threshold, to have clear intersections with these threshold values or the greatest possible stress separation to get these thresholds.

Die der Erfindung zugrunde liegende Kenntnis geht davon aus, dass bei gattungsgemäßen Verfahren und Vorrichtungen im Stand der Technik, bei der Mehrfachbogen-Erkennung und einer angenommenen, nachfolgenden näherungsweise linearen Verstärkung, gegebenenfalls mit weiterer Filterung und Auswertung, in Abhängigkeit von der Grammatur bzw. dem Flächengewicht, eine Kennlinie für das verstärkte Messsignal erhalten wird, die im Wesentlichen stark nichtlinear, insbesondere exponentiell, mehrfach exponentiell bzw. hyperbelförmig oder ähnlich verläuft, wobei über einen großen gewünschten Einsatzbereich des Materialspektrums eine unsichere und Fehler behaftete Detektion häufig vorliegt, dies mit einem einfachen Prinzip abzuändern.The knowledge underlying the invention assumes that in generic methods and devices in the prior art, in the multiple arc detection and an assumed, subsequent approximately linear amplification, optionally with further filtering and evaluation, depending on the grammage or the Basis weight, a characteristic curve for the amplified measurement signal is obtained, which is substantially highly nonlinear, in particular exponential, multiply exponential or hyperbolic or similar, over a large desired range of application of the material spectrum an uncertain and error-prone detection is often present, with a simple Change the principle.

Das erfindungsgemäße Prinzip lautet deswegen, eine KorrekturKennlinie zu berücksichtigen und diese z.B. der dem Empfänger nachfolgenden Auswerteschaltung einzuprägen, wozu insbesondere die nachfolgende Verstärkereinrichtung geeignet ist, um über den gewünschten Grammaturbereich eine gut auswertbare ZielKennlinie für eine sichere Detektion mit der Entscheidung zu erreichen, ob ein Einfachbogen, kein Bogen oder ein Mehrfachinsbesondere Doppelbogen, vorliegt.The principle according to the invention therefore is to take into account a correction characteristic curve and to apply this e.g. memorize the evaluation circuit subsequent to the receiver, for which purpose the following amplifier device is suitable, in particular, for achieving a well evaluable target characteristic for reliable detection with the decision as to whether a single sheet, no sheet or a multiple sheet is present over the desired grammage range.

Eine derartige Korrektur-Kennlinie KK ist in Fig. 1b schematisch dargestellt. Diese Korrektur-Kennlinie, die in Fig. 1b die Abhängigkeit zwischen der Ausgangsspannung UA von der Eingangsspannung UE nur prinzipiell zeigt, verdeutlicht im Vergleich mit der Mess-Kennlinie MK nach Fig. 1a, die ebenfalls nur schematisch den Verlauf des Messsignales UM zeigt, dass relativ hohe Spannungswerte UM über den Grammaturbereich gesehen, keine oder nur eine geringe Verstärkung erfahren, während kleinere Spannungswerte, z.B. bei relativ großen Flächengewichten (g/m2) eine wesentlich höhere, gegebenenfalls exponentielle Verstärkung erfahren.Such a correction characteristic KK is in Fig. 1b shown schematically. This correction characteristic, which is in Fig. 1b the dependence between the output voltage U A of the input voltage U E only shows in principle, illustrates in comparison with the characteristic curve MK after Fig. 1a , which also shows only schematically the course of the measuring signal UM, that relatively high voltage values U M seen over the grammage range, little or no gain, while smaller voltage values, eg at relatively large basis weights (g / m 2 ) a much higher, possibly exponential gain experienced.

Die daraus resultierende Zielkennlinie ZK mit der Spannung UZ in Abhängigkeit von der Grammatur (g/m2) ist in Fig. 1c ebenfalls nur schematisch dargestellt. Die gewünschte ZK kann ebenfalls aus einer punktweisen Abbildung (implizite KK) des Messsignals UM zum gewünschten Ausgangssignal UZ transformiert werden und somit die gewünschte Zielkennlinie ZK erreicht werden. Dazu wird ein Verstärker mit einstellbarer Verstärkung notwendig, der dann die Korrekturkennlinie aus einem µP erhält.The resulting target characteristic ZK with the voltage U Z as a function of the grammage (g / m 2 ) is in Fig. 1c also shown only schematically. The desired ZK can also from a pointwise mapping (implicit KK) of the measurement signal UM to the desired output signal U Z are transformed and thus the desired target characteristic ZK can be achieved. This requires an amplifier with adjustable gain , which then receives the correction characteristic from a μP.

Die Abbildung des Messsignals UM zum gewünschten Ausgangssignal UZ anhand der KK kann ebenfalls statt wertdiskret, also punktweise, auch wertkontinuierlich erfolgen.The mapping of the measurement signal UM to the desired output signal U Z based on the KK can also be done instead of value discrete, so pointwise, also continuous value.

Diese in Fig. 1c gezeigte Zielkennlinie weist den mit durchgezogener Linie dargestellten Verlauf auf, der drei Bereiche hat. Einen ersten und einen dritten relativ steil abfallenden Bereich sowie einen mittleren, nur relativ geringfügig zur Abszisse geneigten Bereich, der einen großen Grammaturbereich umfasst.This in Fig. 1c The target characteristic shown has the solid line trace having three regions. A first and a third relatively steeply sloping region and a middle, only slightly inclined to the abscissa region comprising a large grammage range.

Da der erste und der dritte Bereich im Hinblick auf eine sichere Detektionsanzeige bzw. eindeutiges Schaltverhalten der Vorrichtung einen optimaleren Verlauf zeigen könnte, ist mit unterbrochenem Linienzug eine durch die Endpunkte der ersten Zielkennlinie ZK1 gehende, linear abfallende Zielkennlinie ZK2 als verbesserte Zielkennlinie dargestellt . Diese fällt jedoch nicht unter die Erfindung.Since the first and the third region could show a more optimal course with regard to a reliable detection indication or clear switching behavior of the device, a linearly descending target characteristic ZK2 passing through the end points of the first target characteristic ZK1 is shown with an interrupted polyline as an improved target characteristic. However, this does not fall under the invention.

Im Hinblick auf die in Fig. 1 vom Prinzip her und blockschaltmäßig dargestellte Vorrichtung 1 zur Detektion von Einfachbogen, Fehlbogen oder Mehrbogen, ist das am Empfänger R erhaltene Messsignal UM einer Auswerteeinrichtung 4 zugeführt. Die Auswerteeinrichtung 4 ist vereinfachend mit der Verstärkereinrichtung 5 und nachgeschaltet einem Mikroprozessor 6 dargestellt.With regard to in Fig. 1 In principle and Blockschaltmäßig shown device 1 for the detection of single sheet, missing sheet or multiple sheet, the received at the receiver R measuring signal UM is fed to an evaluation device 4. The evaluation device 4 is shown in simplified form with the amplifier device 5 and downstream of a microprocessor 6.

Der Verstärkereinrichtung 5 wird im Beispiel die Korrektur-Kennlinie KK vorgegeben bzw. eingeprägt, so dass am Ausgang die Zielkennlinie ZK1 bzw. ZK2 zur weiteren Auswertung im Mikroprozessor 6 erhalten wird. Der Mikroprozessor 6.kann dann unter Berücksichtigung gespeicherter oder dynamisch errechneter Daten, wie Schwellwerte, ein entsprechendes Detektionssignal im Hinblick auf Einfachbogen, Fehlbogen oder Mehrfachbogen, insbesondere Doppelbogen erzeugen.The amplifier device 5 is given or impressed in the example, the correction characteristic KK, so that at the output the target characteristic ZK1 and ZK2 is obtained for further evaluation in the microprocessor 6. The microprocessor 6 can then generate a corresponding detection signal with respect to single, missing or multiple sheets, in particular double sheets, taking into account stored or dynamically calculated data, such as threshold values.

In Fig. 2 und den zugeordneten Fig. 2a, 2b, 2c, 2d ist schematisch das Verfahren und eine Vorrichtung dargestellt zur Detektion von Etiketten und gleichartigen Materialien, ohne dass ein Teach-in-Schritt durchgeführt werden müsste.In Fig. 2 and the associated one Fig. 2a, 2b, 2c . 2d schematically shows the method and an apparatus for the detection of labels and similar materials, without a teach-in step would have to be performed.

Die Bezugszeichen entsprechen hierbei den Bezugszeichen aus Fig. 1.The reference numerals correspond to the reference numerals Fig. 1 ,

Der blockschaltartige Aufbau zeigt einen Sender T, z.B. für die Abstrahlung von Ultraschallwellen, und einen zugeordneten Empfänger R als Sensoreinrichtung 10. Zwischen Sender T und Empfänger R werden Etiketten 7 hindurchgeführt. Ziel der Vorrichtung ist es daher einerseits zu erkennen, ob Etiketten oder keine Etiketten vorliegen. Andererseits ist es auch möglich die Anzahl der durch die Sensoreinrichtung geführten Etiketten festzustellen.The block-type structure shows a transmitter T, e.g. for the emission of ultrasonic waves, and an associated receiver R as a sensor device 10. Between transmitter T and receiver R labels 7 are passed. The aim of the device is therefore to recognize on the one hand, whether labels or no labels are present. On the other hand, it is also possible to determine the number of labels guided by the sensor device.

Das bei Vorhandensein eines Etiketts im Empfänger R erhaltene Messsignal UM bzw. UE kann z.B. den schematisch angedeuteten Kennlinien-Verlauf über die Grammatur mit etwa linear, nichtlinear, exponentiell oder dergleichen ähnlich abfallenden Verlauf haben.The measurement signal U M or U E obtained in the presence of a label in the receiver R can, for example, have the characteristic curve progression over the grammage with approximately linear, non-linear, exponential or the like slope that drops as indicated schematically.

Die nachfolgende Auswerteeinrichtung, die z.B. eine Verstärkereinrichtung 5 und nachgeschaltet einen Mikroprozessor 6 aufweisen kann, erhält im Verstärker 5 eine Korrektur-Kennlinie, welche z.B. linear ansteigend (I.) oder exponentiell ansteigend (II.) wie in Fig. 2b gezeigt, ausgelegt sein kann. Am Ausgang des Verstärkers 5 wird unter Berücksichtigung der Korrektur-Kennlinie z.B. nach Fig. 2b eine Zielkennlinie über den Grammaturbereich erreicht, wie sie in Fig. 2c durch denn Kurvenverlauf I. oder II. dargestellt ist.The subsequent evaluation device, which may have, for example, an amplifier device 5 and a microprocessor 6 connected downstream, receives a correction characteristic curve in the amplifier 5 which, for example, increases linearly (I.) or exponentially (II.) As in FIG Fig. 2b shown, can be designed. At the output of the amplifier 5, taking into account the correction characteristic, for example after Fig. 2b reaches a target characteristic over the grammage range, as in Fig. 2c is represented by the curve I or II.

Ein idealer Verlauf der Zielkennlinie zur Etikettenerkennung ist in dem Diagramm nach Fig. 2 vom Prinzip her gezeigt.An ideal course of the target characteristic for label recognition is shown in the diagram Fig. 2 shown in principle.

Diese Zielkennlinie ZKI hat den Verlauf einer negativ fallenden Geraden, von kleineren Grammaturen zu größeren Grammaturen, wobei optimalerweise eine konstante Steigung und eine maximale Spannungsdifferenz für die Ausgangsspannung UZ bei kleinen Grammaturunterschieden über den gesamten zur Detektion von Etiketten vorgesehenen Grammatur- bzw. Flächengewichtsbereich erreicht werden sollte.This target characteristic ZK I has the course of a negative falling line, from smaller grammages to larger grammages, optimally a constant slope and a maximum voltage difference for the output voltage U Z at small grammage differences should be achieved across the entire grammage or basis weight range provided for label detection.

Wie nachfolgend noch erläutert, kann die Korrektur-Kennlinie KK auch eine Kombination einzelner unterschiedlicher Kennlinien sein. Auch andere Korrektur-Kennlinien wie logarithmisch oder mehrfachlogarithmisch können abhängig vom KennlinienVerlauf des Messsignales UM und der Verstärkungs-Kennlinie eingesetzt werden. Hierbei ist es das Ziel, nach Möglichkeit eine ideale Kennlinie ZKI, wie in Fig. 2 dargestellt, zu erreichen.As explained below, the correction characteristic KK can also be a combination of individual different characteristics. Other correction characteristics, such as logarithmic or multiple logarithmic, can also be used depending on the characteristic curve variation of the measurement signal U M and the gain characteristic curve. Here it is the goal, if possible, an ideal characteristic ZK I , as in Fig. 2 shown to reach.

Die Kurvenverläufe nach den Fig. 2a, 2b, 2c zeigen zwei Beispiele unterschiedlicher Kennlinien. Einerseits für das Messsignal UM nach Fig. 2a mit dem Kennlinien-Verlauf MK einer ersten Kennlinie I und einer Kennlinie II mit unterbrochenem Linienzug.The curves according to the Fig. 2a, 2b, 2c show two examples of different characteristics. On the one hand for the measuring signal UM after Fig. 2a with the characteristic curve MK of a first characteristic I and a characteristic II with an interrupted polyline.

Diese unterschiedlichen Kennlinien für das Messsignal MK I und MK II werden dann über beispielhaft dargestellte schematische Korrektur-Kennlinien KK in Fig. 2b derart transformiert, dass am Ausgang der Auswertung ein Kennlinien-Verlauf für die Zielkennlinie ZK entsprechend der Fig. 2c erreicht werden kann.These different characteristic curves for the measurement signal MK I and MK II are then shown by way of example illustrated schematic correction characteristics KK in Fig. 2b so transformed that at the output of the evaluation, a characteristic curve for the target characteristic ZK according to Fig. 2c can be achieved.

Zur weiteren Verdeutlichung ist in Fig. 2d in schematischer Darstellung die Ausgangsspannung UA einer Verstärkereinrichtung über den Grammaturbereich mit einem exemplarischen Verlauf einer Messwert-Kennlinie MKE für ein Etikett und der Zielkennlinie ZKE dargestellt, wie dies unter Berücksichtigung einer dem Verstärker eingeprägten Korrektur-Kennlinie KK erreichbar ist. Die Darstellung gilt exemplarisch für die Erkennung von Etiketten bzw. von Klebestellen. Zur Erreichung der gewünschten Zielkennlinie ZKE wird die Messwert-Kennlinie MKE mittels einer geeigneten Korrektur-Kennlinie KK transformiert. Hierbei wird sozusagen jeder Punkt der Messwert-Kennlinie MKE kontinuierlich oder wertdiskret bei digitalen Systemen, in einen entsprechenden Wert auf der Zielkennlinie ZKE transformiert. Dies ist zur Verdeutlichung anhand der Pfeile dargestellt.For further clarification is in Fig. 2d a schematic representation of the output voltage U A amplifier means over the grammage range with an exemplary course of a measured characteristic curve MK E for a label and the target characteristic ZK E shown how this is achievable taking into account the amplifier impressed correction characteristic KK. The illustration is exemplary for the detection of labels or splices. To achieve the desired target characteristic ZK E , the measured value characteristic MK E is transformed by means of a suitable correction characteristic KK. In this case, so to speak, each point of the measured value characteristic MK E is transformed continuously or discretely in digital systems, into a corresponding value on the target characteristic ZK E. This is shown for clarity by the arrows.

Im Eingangsbereich bei sehr dünnen Materialien, z.B. bei einer Grammatur zwischen 1 bis 8 g/m2 kann die Verstärkerspannung sehr leicht im Sättigungsbereich liegen. Andererseits kann durch die Verwendung von Folien bei Etiketten auch rasch der Grenzbereich des Verstärkers zum Rauschen erreicht werden, da Folien sehr stark bedämpfen.In the input area with very thin materials, for example at a grammage between 1 to 8 g / m 2 , the amplifier voltage can very easily be in the saturation range. On the other hand, the use of films in labels can also quickly reach the noise amplifier's borderline, since films damp very heavily.

Im Diagramm ist dies etwa im Bereich der Grammatur von 100 bis 300 g/m2 erkennbar.In the diagram, this can be seen approximately in the range of the grammage of 100 to 300 g / m 2 .

Speziell bei derartigen Messwert-Kennlinien MKE lässt sich das Verfahren der Kennlinienkorrektur besonders vorteilhaft einsetzen, so dass eine Sättigung des Messsignales bei sehr dünnen und stark dämpfenden Materialien vermieden wird, wodurch letztlich eine einwandfreie Detektion des Vorliegens bzw. Nichtvorliegens von Etiketten gewährleistet wird.Especially with such measured value characteristics MK E , the method of characteristic correction can be used particularly advantageously, so that saturation of the measurement signal is avoided in the case of very thin and strongly attenuating materials, which ultimately ensures perfect detection of the presence or absence of labels.

Exemplarisch ist zum Vergleich mit der Etikettendetektion in der Fig. 2d noch ein möglicher Verlauf der Messwert-Kennlinie MKDB für einen Einzelbogen zur Doppelbogendetektion von vorzugsweise Papiermaterialien dargestellt, welche sich im oberen Grammaturbereich etwa asymptotisch der Doppelbogenschwelle DBS nähert.For comparison with the label detection in the Fig. 2d nor a possible course of the measured value characteristic MK DB for a single sheet for double sheet detection of preferably paper materials shown, which approximates in the upper grammage area asymptotically the double arch threshold DBS.

Das Diagramm gemäß Fig. 3a zeigt als schematische Darstellung die prinzipielle Abhängigkeit eines normierten Ausgangsspannungssignals UA/p.u. eines Signalverstärkers in Abhängigkeit vom Flächengewicht bzw. der Grammatur (g/m2) bei unterschiedlich ausgelegten Signalverstärkern für Einfach- und Mehrfachbogen, speziell Doppelbogen.The diagram according to Fig. 3a shows a schematic representation of the principal dependence of a normalized output voltage signal U A / pu of a signal amplifier as a function of basis weight or grammage (g / m 2 ) with differently designed signal amplifiers for single and multiple arc, especially double sheet.

Die Linie I in Fig. 3a symbolisiert einen weitgehend idealisierten Verlauf in der Ausgangsspannung von Einfachbögen in Abhängigkeit von der Grammatur bei Verwendung eines näherungsweise linearen Signalverstärkers 5, wobei ein näherungsweiser exponentieller Abfall der Spannungslinie vorliegt. Diese Spannungskennlinie I berücksichtigt noch keine Korrektur-Kennlinie KK.The line I in Fig. 3a symbolizes a largely idealized curve in the output voltage of single arcs as a function of the grammage when using an approximately linear signal amplifier 5, wherein there is an approximate exponential decay of the voltage line. This voltage characteristic I still does not take into account a correction characteristic KK.

Aus dieser etwa exponentiell abfallenden Spannungskennlinie I wird durch Verwendung der dem entsprechenden Signalverstärker inhärenten bzw. eingeprägten nichtlinearen, insbesondere logarithmischen und/oder doppellogarithmischen Korrektur-Kennlinie KK, eine angestrebte Zielkennlinie II für Einfachbögen über einen sehr großen Grammaturbereich, d.h. verschiedenster Materialien.From this approximately exponential decaying voltage characteristic I, by using the non-linear, in particular logarithmic and / or double logarithmic correction characteristic KK inherent to the corresponding signal amplifier, a desired target characteristic II for single arcs over a very large grammage range, i. various materials.

Die Zielkennlinie II symbolisiert somit eine Kennlinie für das Ausgangssignal bei Einzelbögen bei Verwendung eines logarithmischen Signalverstärkers, wobei die Zielkennlinie II einen näherungsweise linearen Abfall aufweist.The target characteristic II thus symbolizes a characteristic curve for the output signal in single sheets when using a logarithmic signal amplifier, wherein the target characteristic II has an approximately linear drop.

Als Schaltschwellen sind im Diagramm nach Fig. 3a einerseits die Luftschwelle und andererseits die Doppelbogenschwelle beispielhaft eingetragen. Die Schnittpunkte der Zielkennlinie II nach Fig. 3a mit der Luftschwelle bzw. der Doppelbogenschwelle zeigen eine ausreichend große Steilheit, um einen definierten relativ kleinen Materialbereich herum.As switching thresholds are in the diagram after Fig. 3a on the one hand the air threshold and on the other hand the double arch threshold entered as an example. The intersections of the target characteristic II after Fig. 3a with the air threshold or the double arch threshold show a sufficiently large steepness, around a defined relatively small material area around.

Der in der Nähe der Doppelbogenschwelle weitgehend asymptotische Verlauf der Kurve I wird durch die vorgesehene Transformation einer Kurve I mit einer Korrektur-Kennlinie KK zur Zielkennlinie II, wodurch ein größerer Abstand des Spannungswertes für Einzelbögen gegenüber der Doppelbogenschwelle für schwerere Grammaturen bzw. Flächengewichte erreicht wird.The largely asymptotic course of the curve I in the vicinity of the double-arched threshold is achieved by the intended transformation of a curve I with a correction characteristic KK to the target characteristic II, whereby a larger distance of the voltage value for single sheets compared to the double-sheet threshold for heavier grammages or area weights is achieved.

Dieses Beispiel verdeutlicht, dass die Detektion als "Fehlbogen" bzw. Luft" oder als "Mehrfach- oder Doppelbogen" über einen großen Grammatur- und Flächengewichtsbereich ohne einen Teach-in-Vorgang sehr gut erreichbar ist.This example illustrates that the detection as a "missing sheet" or "air" or as "multiple or double sheet" over a large grammage and basis weight range without a teach-in process is very easy to reach.

Eine Signaltransformation von dem Messsignal UM auf ein konstantes Ausgangssignal UA des Einfachbogens über den gesamten Grammaturbereich bei im Idealfall mittigem Spannungswert zwischen den beiden Schwellwerten, nämlich oberem Schwellwert für Fehlbogen bzw. Luft und unterem Schwellwert für Mehrfachbogen bzw. Doppelbogen, wäre das erreichenswerte Ideal, d.h. entspräche der idealen Zielkennlinie ZK für den Einfachbogen. Diese ideale Zielkennlinie ist in Fig. 3b mit I markiert. Weiterhin ist in Fig. 3a eine Kurve Ia gezeigt, die ein Mehrfachbogensignal, insbesondere ein Doppelbogensignal bei Verwendung eines näherungsweise linearen Signalverstärkers zeigt, wobei die Kurve Ia einen näherungsweise doppelt-exponentiellen Abfall der Mehrfachbogen-Kennlinie aufweist.A signal transformation from the measurement signal UM to a constant output signal U A of the single arc over the entire grammage range with ideally central voltage value between the two thresholds, namely upper threshold for missing arc or air and lower threshold for multiple arc or double arc, would be the ideal to be achieved ie would correspond to the ideal target characteristic ZK for the single arc. This ideal target characteristic is in Fig. 3b marked with I. Furthermore, in Fig. 3a a curve Ia showing a multi-bow signal, in particular a double-bow signal using an approximately linear signal amplifier, wherein the curve Ia has an approximately double-exponential drop in the multiple-arc characteristic.

Die weiterhin beispielhaft dargestellte Kurve IIa symbolisiert ein Mehrfachbogensignal, insbesondere ein Doppelbogensignal, mit logarithmischer Korrektur-Kennlinie, wodurch näherungsweise ein einfach exponentieller Abfall der Mehrfachbogen-Kennlinie IIa erreicht wird.The further illustrated by way of example curve IIa symbolizes a multiple arc signal, in particular a double-sheet signal, with logarithmic correction characteristic, whereby approximately a single exponential drop of the multiple arc characteristic IIa is achieved.

Fig. 3b zeigt mehrere Zielkennlinien von Einzelbogen mit der Darstellung der normierten Ausgangsspannung UA/p.u. des Signalverstärkers in Abhängigkeit von der Grammatur bzw. dem Flächengewicht (g/m2) bei Verwendung unterschiedlicher Signalverstärker. Fig. 3b shows several target characteristics of single sheet with the representation of the normalized output voltage U A / pu of the signal amplifier as a function of the grammage or the basis weight (g / m 2 ) when using different signal amplifier.

Es sind verschiedene Grenz- und Schwellenwerte eingezeichnet. So kennzeichnet die oberste horizontale Linie mit unterbrochenem Linienzug beispielhaft die Sättigungsgrenze bzw. maximale Versorgungsspannung für einen eingesetzten Signalverstärker. Weiterhin ist exemplarisch bei etwa 0,7 UA/p.u. der Schwellwert für Luft bzw. einem Fehlbogen dargestellt. Bei einem Wert von UA mit etwa 0,125 ist die Doppelbogenschwelle und darunter liegend die Schwelle für das Rauschen von elektrischen Signalverstärkern beispielhaft eingezeichnet.Various thresholds and thresholds are shown. For example, the top horizontal line with broken lines indicates the saturation limit or maximum supply voltage for a signal amplifier used as an example. Furthermore, the threshold value for air or a missing sheet is shown as an example at approximately 0.7 U A / pu. At a value of U A of about 0.125, the double-arc threshold and, below it, the threshold for the noise of electrical signal amplifiers is shown by way of example.

Die horizontale Linie I in Fig. 3b kennzeichnet eine ideale Zielkennlinie für Einfachbögen. Diese ideale Zielkennlinie zeigt keine Sättigung für dünne Materialien und hat einen hohen Abstand zur Schwelle des Rauschens bzw. zur Doppelbogenschwelle. Diese ideale Zielkennlinie bedeutet, dass die Ausgangsspannung UA der Signalverstärkung bei Eingabe verschiedenster Grammaturen bzw. Flächengewichte in idealer Weise ein konstantes Signal ergeben würde.The horizontal line I in Fig. 3b identifies an ideal target characteristic for single sheets. This ideal target characteristic shows no saturation for thin materials and has a high distance to the threshold of the noise or the double arch threshold. This ideal target characteristic means that the output voltage U A of the signal amplification would ideally result in a constant signal when various grammages or area weights are input.

Da hohe Störabstände bei dieser idealen Zielkennlinie für Einfachbogen gegenüber den eingezeichneten Schwellwerten vorliegen, kann von einem sicheren Schalten und einer sicheren Detektion von Einfachbogen, Fehlbogen oder Doppelbogen ausgegangen werden.Since there are high residual disturbances with this ideal target curve for single curves compared to the threshold values shown, It can be assumed that the switching is secure and the detection of single-sheet, missing-sheet or double-sheet detection is secure.

Mit der Kurve II ist eine nichtlineare Zielkennlinie mit zwei Zweigen IIa und IIb dargestellt, die aufgrund des Wendepunkts relativ schwierig zu realisieren ist, aber als eine der idealen Zielkennlinie I für Einzelbogen angenäherte Kennlinie betrachtet werden kann.Curve II shows a non-linear target characteristic with two branches IIa and IIb, which is relatively difficult to realize because of the inflection point, but can be considered as a characteristic approximating the ideal target characteristic I for single-arc curves.

Die relativ flach verlaufenden Teilbereiche von IIa und IIb könnten realisiert werden, wobei der Bereich IIa für leichtere Grammaturen zweckmäßigerweise über eine nahezu lineare Signalverstärkung realisiert werden kann. Der Bereich IIb für schwerere Grammaturen kann z.B. mittels einer doppelt-logarithmischen Signalverstärkung realisiert werden, wobei der stark nach unten abfallende Knick aufgrund der Bedämpfungseigenschaften von Papieren mit sehr hoher Grammatur sich bei der technischen Realisierung als zu aufwändig erweist.The relatively shallow portions of IIa and IIb could be realized, the range IIa for lighter grammages can be conveniently realized via a nearly linear signal amplification. The area IIb for heavier grammages may e.g. be realized by means of a double-logarithmic signal amplification, the strong downward sloping kink proves to be too expensive in the technical realization due to the damping properties of papers with very high grammage.

Die Kurve III stellt eine Zielkennlinie dar, die die Endpunkte der Kurve II auf einfachste Art und Weise mittels einer 2-Punkt-Geraden Verbindung einem Idealverlauf wie in der Kurve I dargestellt annähert. Z.B. kann dies durch die Verwendung eines mindest einfach-logarithmischen Signalverstärkers bewirkt werden und zeigt die Linearisierung der Messwerte für Einfachbogen über einen großen Grammaturbereich unter Berücksichtigung einer entsprechenden Korrektur-Kennlinie.The curve III represents a target characteristic which approximates the end points of the curve II in the simplest manner by means of a 2-point straight line connection to an ideal course as shown in the curve I. For example, this can be achieved by using a least single-logarithmic signal amplifier and shows the linearization of the measured values for single arcs over a large grammage range taking into account a corresponding correction characteristic.

Die Kurve III weist eindeutige Durchgänge für die Schwellwerte für Luft bzw. für einen Doppelbogen auf, so dass eindeutige Schaltpunkte und Detektionskriterien in Bezug auf diese Schwellwerte vorliegen.The curve III has clear passages for the threshold values for air or for a double arc, so that clear switching points and detection criteria with respect to these threshold values are present.

Zielkennlinien gemäß den Kurven I, II und III erlauben daher eindeutige Detektionen über ein gegenüber dem Stand der Technik verbreiterten Materialspektrum.Target curves according to the curves I, II and III therefore allow unambiguous detections over a widened compared to the prior art material spectrum.

Die weiterhin dargestellte Kurve IV zeigt eine ungeeignete Zielkennlinie für Einzelbogen. Einerseits liegt sowohl im oberen Bereich ein asymptotischer Verlauf der Kurve IV zur Sättigungsgrenze und andererseits im unteren Bereich zum Schwellwert des Rauschens vor. Ein derartiger asymptotischer Verlauf sollte auch gegenüber den Schaltschwellen zu Luft bzw. zum Doppelbogen vermieden werden, da aufgrund geringer Signalunterschiede zu diesen Schwellen eine klare Unterscheidung der Zustände, Fehlbogen oder Doppelbogen, dann problematisch wäre.The curve IV shown further shows an unsuitable target characteristic for single sheets. On the one hand, there is an asymptotic curve of the curve IV to the saturation limit in the upper region and, on the other hand, in the lower region to the threshold value of the noise. Such an asymptotic course should also be avoided with respect to the switching thresholds to air or to the double bow, because a clear differentiation of the states, missing sheets or double sheets would then be problematic due to small signal differences to these thresholds.

Der steile Abfall der Kurve IV im mittleren Bereich erfasst in diesem Beispiel nur einen kleinen Grammaturbereich mit klarer Unterscheidung zu Fehlbogen oder Doppelbogen. Da die Zielkennlinie über ein sehr großes Materialspektrum eine eindeutige Detektion für Einfachbogen, Fehlbogen oder Doppelbogen zulassen soll, sollte ein Verlauf gemäß Kurve IV, vermieden werden.The steep drop of Curve IV in the middle region in this example only covers a small grammage range with a clear distinction to missing sheets or double sheets. Since the target characteristic over a very large material spectrum should allow a clear detection for single sheet, missing sheet or double sheet, a course according to curve IV should be avoided.

Die in den Fig. 1, 2, 3a und 3b aufgezeigten Grundsätze zeigen daher, bei der Auswertung des empfangenen Messsignales eine Signalverstärkung einzusetzen, der eine Korrektur-Kennlinie vorgegeben wird, die die Kennlinie der Ausgangsspannung UA/p.u. in Abhängigkeit von der Grammatur der flächigen Objekte über einen großen Grammaturbereich invers oder nahezu invers oder der idealen Kennlinie zur Einfachbogenerkennung angenäherten Zielkennlinie in geeigneter Weise nachbildet. In dieser Weise wird eine lineare bzw. nahezu lineare Abhängigkeit zwischen dem von dem Empfänger empfangenen Messsignal UE und der Signalspannung UA am Ausgang des Signalsverstärkers erreicht.The in the Fig. 1 . 2 . 3a and 3b shown principles therefore show, in the evaluation of the received measurement signal to use a signal amplification, which is given a correction characteristic curve, the characteristic of the output voltage U A / pu depending on the grammage of the flat objects over a large grammage range inverse or nearly inverse or the Ideal characteristic for single arc detection approximates the target characteristic curve in a suitable manner. In this way, a linear or almost linear dependence between the measurement signal U E received by the receiver and the signal voltage U A at the output of the signal amplifier is achieved.

Fig. 4a zeigt schematisch im kartesischen Koordinatensystem mit dem Materialspektrum g/m2 auf der Abszisse und der prozentualen Signalausgangsspannung UA auf der Ordinate einen beispielhaften Verlauf einer Messwert-Kennlinie MKDB für die Erkennung von Einfach- bzw. Doppelbogen. Fig. 4a shows schematically in the Cartesian coordinate system with the material spectrum g / m 2 on the abscissa and the percentage signal output voltage U A on the ordinate an exemplary course of a measured value characteristic MK DB for the detection of single or double sheet.

Die ideale Zielkennlinie ZKi für die Erkennung von Einfach-, Fehl- oder Doppelbogen ist eine Konstante mit Steigung 0 (HDB=0) . Die erforderliche Korrektur-Kennlinie KKDB ist für dieses Beispiel ebenfalls dargestellt. Hieraus wird erkennbar, dass zunächst eine Transformation der Punkte der MesswertKennlinie MK in Richtung der Pfeile P nach unten und anschließend für größer werdende Grammaturen eine Transformation nach oben erfolgt, um die ideale Zielkennlinie ZKi für die Einfachbogenerkennung zu erreichen.The ideal target characteristic ZK i for the detection of single, false or double sheets is a constant with slope 0 (H DB = 0). The required correction characteristic KK DB is also shown for this example. From this, it can be seen that, initially, a transformation of the points of the measured value characteristic curve MK in the direction of the arrows P downwards and then for larger grammages, an upward transformation, in order to achieve the ideal target characteristic ZK i for single-sheet detection.

Das Beispiel nach Fig.4b zeigt entsprechende Verläufe der Kennlinien für Etiketten.The example after 4b shows corresponding curves of the characteristic curves for labels.

Die Messwertkennlinie MKE ist mit durchgezogenem Linienzug exemplarisch dargestellt.The measured value characteristic MK E is shown as an example with a solid line.

Die ideale Zielkennlinie ZKE stellt eine Gerade mit negativer Steigung bzw. hohem Hub dar.The ideal target characteristic ZK E represents a straight line with a negative slope or a high lift.

Die für die Transformation erforderliche Korrektur-Kennlinie KKE ist mit unterbrochenem Linienzug gezeigt und weist in diesem Fall eine Unstetigkeitsstelle im Schnittpunkt zwischen Messwert-Kennlinie MKE und Zielkennlinie ZKE auf.The correction characteristic curve KK E required for the transformation is shown with an interrupted polyline and, in this case, has a point of discontinuity at the intersection between measured value characteristic curve MK E and target characteristic curve ZK E.

Die Fig. 4c zeigt schematisch den Verlauf der Kennlinien für die Einfach- bzw. Doppelbogenerkennung für einen Fall, in dem nicht die ideale Zielkennlinie, sondern eine reale Zielkennlinie ZKDBr erreicht wird. Die reale Zielkennlinie ZKDBr hat daher einen Hub HDBr, der größer als 0 ist. Die eingezeichnete Messwert-Kennlinie MKDB könnte in diesem Fall durch das Einprägen, z.B. der Korrektur-Kennlinie KKDB, als oberer, durchgezogener Linienzug, in die Zielkennlinie ZKDBr transformiert werden. Diese Transformation ist mittels der Pfeile P angedeutet.The Fig. 4c schematically shows the profile of the characteristics for the single or double sheet recognition for a case in which not the ideal target characteristic, but a real target characteristic ZK DBr is achieved. The real target characteristic ZK DBr therefore has a stroke H DBr which is greater than 0. In this case, the plotted measured characteristic curve MK DB could be transformed into the target characteristic ZK DBr by impressing, for example, the correction characteristic KK DB , as an upper, solid line trace . This transformation is indicated by the arrows P.

Das Diagramm nach Fig. 4d zeigt schematisch die Transformation einer Messwert-Kennlinie MKDB für die Einfach- bzw. Doppelbogenerkennung zur gewünschten Zielkennlinie ZKDB.The diagram after Fig. 4d schematically shows the transformation of a measured value characteristic MK DB for single or double sheet recognition to the desired target characteristic ZK DB .

Die Abszisse kennzeichnet das Materialspektrum g/m2, wobei der realistische Messbereich MDBr angedeutet ist.The abscissa denotes the material spectrum g / m 2 , wherein the realistic measuring range M DBr is indicated.

Auf der Ordinate ist die Signalausgangsspannung UA des Messwertes prozentual angedeutet. Diese entspricht etwa dem Dämpfungsmaß dB.The ordinate indicates the signal output voltage U A of the measured value as a percentage. This corresponds approximately to the attenuation dB.

Weiterhin sind die virtuellen Endpunkte E1 und E2 als gedachte Schnittpunkte der Messwert-Kennlinie MKDB mit der Zielkennlinie ZKDB gezeigt.Furthermore, the virtual end points E1 and E2 are shown as imaginary intersections of the measured value characteristic MK DB with the target characteristic ZK DB .

Bei bekannter Messwert-Kennlinie MKDB bei der Doppelbogenerkennung ist daher zur Erreichung einer, linearen Zielkennlinie ZKDB eine Korrektur-Kennlinie KKDB erforderlich, wie sie mit unterbrochenem Linienzug zwischen den Endpunkten E1 und E2 gezeigt ist. Gedanklich erfolgt daher die Transformation der Messwert-Kennlinie MKDB in Richtung der Pfeile zur realen Zielkennlinie ZKDB. Dies wird sozusagen durch eine Spiegelung der Messwert-Kennlinie MKDB an der Achse ZKDB nach Koordinatentransformation erreicht.Therefore, in known measuring value characteristic MK DB in the double-sheet detection, a correction characteristic KK DB is necessary to obtain a linear target characteristic ZK DB, as shown in broken line between the end points E1 and E2. The idea is therefore to transform the measured value characteristic curve MK DB in the direction of the arrows to the real target characteristic ZK DB . This is achieved, so to speak, by a reflection of the measured value characteristic MK DB on the axis ZK DB after coordinate transformation.

Diese Koordinatentransformation aus dem kartesischen Koordinatensystem in ein neues Koordinatensystem x', y' ist vereinfacht in Fig.4f dargestellt.This coordinate transformation from the Cartesian coordinate system into a new coordinate system x ', y' is simplified in Fig.4f shown.

Die weitere Darstellung nach Fig. 4e zeigt schematisch die Transformation der Messwert-Kennlinie MKE bei Etiketten in die gewünschte, ideale Zielkennlinie ZKE mittels der erforderlichen Korrektur-Kennlinie KKE.The further illustration after Fig. 4e schematically shows the transformation of the measured value characteristic MK E for labels in the desired, ideal target characteristic ZK E by means of the required correction characteristic KK E.

Bei bekannter Messwert-Kennlinie MKE kann die Korrektur-Kennlinie KKE mittels Spiegelung von MKE an der Achse der Zielkennlinie ZKE nach erfolgter Koordinatentransformation (siehe Fig. 4f) erreicht werden. Die in Fig. 4f dargestellte Koordinatentransformation zeigt vereinfachend die Verschiebung für ein geradliniges Koordinatensystem x, y um einen Winkel α. X, y sind hierbei z.B. die Achsen des kartesischen geradlinigen Koordinatensystem.If the measured characteristic curve MK E is known , the correction characteristic KK E can be obtained by mirroring MK E at the axis of the target characteristic ZK E after the coordinate transformation (see Fig. 4f ) can be achieved. In the Fig. 4f represented coordinate transformation shows simplifying the displacement for a rectilinear coordinate system x, y by an angle α. X, y are eg the axes of the Cartesian rectilinear coordinate system.

Durch die Koordinatentransformation wird das neue Koordinatenbezugssystem durch die gedachte Bezugsachse der Zielkennlinien ZKDB oder ZKE vorgegeben.Due to the coordinate transformation, the new coordinate reference system is given by the imaginary reference axis of the target characteristics ZK DB or ZK E.

Unter Beibehaltung des kartesischen Koordinatensystems gilt für die Transformation: = x cosα + y sinα ;

Figure imgb0001
= - x cosα + y sinα .
Figure imgb0002
Maintaining the Cartesian coordinate system, the following applies to the transformation: x ' = x cos + y sin .alpha ;
Figure imgb0001
y ' = - x cos + y sin .alpha ,
Figure imgb0002

Im Hinblick auf die erforderliche Korrektur-Kennlinie KK gilt, dass sich diese erst nach der Koordinatentransformation in Bezug auf die Neuausrichtung durch die gewünschte Zielkennlinie ZKDB oder ZKE, durch Spiegelung an der entsprechenden Zielkennlinie ZKDB oder ZKE ergibt.With regard to the required correction characteristic KK, this applies only after the coordinate transformation with respect to the realignment by the desired target characteristic ZK DB or ZK E , by mirroring at the corresponding target characteristic ZK DB or ZK E.

In den Fig. 4g und 4h wird schematisch der grundsätzliche Unterschied zwischen idealer und realer Zielkennlinie für den Einfach- bzw. Doppelbogen (Fig. 4g) und die Etikettenerkennung (Fig. 4h) dargestellt.In the Fig. 4g and 4h the basic difference between the ideal and the real target characteristic for the single or double sheet ( Fig. 4g ) and the label recognition ( Fig. 4h ).

Die Fig. 4g für den Einfachbogen zeigt die ideale Zielkennlinie ZKi, die im Idealfall geradlinig, ohne Steigung verläuft, also konstant ist. Hierbei wäre der Hub Hi = 0 über den gesamten idealen Bereich über des Materialspektrums Mi.The Fig. 4g for the single bow shows the ideal target characteristic ZK i , which ideally runs in a straight line, without incline, ie is constant. Here, the stroke H i = 0 over the entire ideal range over the material spectrum M i .

Bei der Einfachbogenerkennung würde man daher mit einer derartigen idealen Zielkennlinie ZKi einen maximalen Abstand zur oberen Luftschwelle ebenso wie einen maximalen Abstand zur darunter angezeigten Doppelbogen-Schwelle erreichen.In single-sheet detection, therefore, with such an ideal target characteristic ZK i, one would achieve a maximum distance to the upper air threshold as well as a maximum distance to the double-sheet threshold displayed below.

Der Pfeil im Diagramm kennzeichnet den Übergang von der idealen Zielkennlinie ZKi zu realen Zielkennlinien, z.B. ZK1 bzw. ZK2.The arrow in the diagram indicates the transition from the ideal target characteristic ZK i to real target characteristics, eg ZK 1 or ZK 2 .

Es wird hierbei erkennbar, dass je flacher die reale Zielkennlinie verläuft, desto breiter ist das detektierbare Materialspektrum M1 bzw. M2.It can be seen here that the flatter the real target characteristic, the wider the detectable material spectrum M1 or M2.

Die Fig. 4h zeigt ein vergleichbares Diagramm zu Zielkennlinien ZK für die Etikettenerkennung.The Fig. 4h shows a comparable diagram to target characteristics ZK for the label recognition.

Die ideale Zielkennlinie ZKi für die Etikettenerkennung hat hierbei einen maximalen Hub Hi über einen relativ großen Bereich des Materialspektrums, der als ideales Materialspektrum Mi gekennzeichnet ist.The ideal target characteristic ZK i for the label recognition in this case has a maximum stroke H i over a relatively large area of the material spectrum, which is characterized as an ideal material spectrum M i .

Reale Zielkennlinien ZK1 bei der Etikettenerkennung weichen jedoch von der idealen Zielkennlinie ZKi in Richtung des Pfeiles ab. Dementsprechend hat die realere Zielkennlinie ZK1 einen geringeren Hub H1 und auch ein kleineres Materialspektrum M1.However, real target characteristics ZK 1 in label recognition deviate from the ideal target characteristic ZK i in the direction of the arrow from. Accordingly, the more real target characteristic ZK 1 has a smaller stroke H 1 and also a smaller material spectrum M 1 .

Je steiler daher die reale Zielkennlinie ist und sich der idealen Zielkennlinie ZKi nähert, desto mehr Hub steht für ein vorgegebenes Materialspektrum zur Verfügung.Therefore, the steeper the real target characteristic is and approaches the ideal target characteristic ZK i , the more stroke is available for a given material spectrum.

In den Fig. 4i und 4j sind exemplarisch Messwert-Kennlinien und Korrektur-Kennlinien und daraus abgeleitete Zielkennlinien dargestellt.In the 4i and 4j For example, measured value characteristic curves and correction characteristic curves and derived target characteristics are shown.

So ist in Fig. 4i eine Messwert-Kennlinie MK gezeigt, welche bei einem bestimmten Materialspektrum für die Einfach- bzw. Doppelbogenerkennung eingesetzt werden könnte. Die Korrektur-Kennlinie KK hat die Funktion y = - ln 1 / x + 3.

Figure imgb0003
So is in Fig. 4i a measured value characteristic MK shown, which could be used for a specific material spectrum for single or double sheet detection. The correction characteristic KK has the function y = - ln 1 / x + Third
Figure imgb0003

Die Korrektur-Kennlinie ist hierbei eine aus einer e-Funktion und einer Invers- bzw. Umkehrfunktion x=ln(1/y) abgeleitet. Die dargestellten Zielkennlinien ZK1 und ZK2 können daher aus der Messwert-Kennlinie MK und der Korrektur-Kennlinie KK im Wesentlichen durch die Differenz hergeleitet werden.The correction characteristic here is derived from an e-function and an inverse or inverse function x = ln (1 / y). The illustrated target characteristic curves ZK 1 and ZK 2 can therefore be derived from the measured value characteristic MK and the correction characteristic KK essentially by the difference.

Das Beispiel nach Fig. 4j zeigt ebenfalls schematisch Kennlinien zur Einfach- bzw. Doppelbogenerkennung.The example after Fig. 4j also shows schematically characteristic curves for single or double sheet recognition.

Die Messwert-Kennlinie MK ist in diesem Beispiel näherungsweise aus einer gewichteten Hyperbel abgeleitet. Die Korrektur-Kennlinie KK ist eine aus einer logarithmischen Funktion abgeleitete Korrektur-Kennlinie. Die Messwert-Kennlinie MK kann in diesem Beispiel unter Berücksichtung der Korrektur-Kennlinie KK zu einer Zielkennlinie ZK transformiert werden, die näherungsweise einer idealen Zielkennlinie für die Einfach- bzw. aDoppelbogenerkennung entspricht.The measured value characteristic curve MK is derived in this example approximately from a weighted hyperbola. The correction characteristic KK is a correction characteristic derived from a logarithmic function. The measured value characteristic MK can be transformed in this example, taking into account the correction characteristic KK to a target characteristic ZK, which corresponds approximately to an ideal target characteristic for the single and a double sheet recognition.

Anhand der Fig. 5a, 5b und 5c werden nachfolgend einige grundlegende Prinzipien des Verfahrens und der entsprechenden Vorrichtung am Beispiel einer mit Ultraschall arbeitenden Sensoreinrichtung und den zur klaren Detektion wesentlichen physikalischen Unterschieden anhand eines Doppelbogens, eines Doppelbogens mit Klebestelle und am Beispiel von Etiketten kurz dargelegt.Based on Fig. 5a, 5b and 5c In the following, some basic principles of the method and the corresponding device will be explained using the example of an ultrasonic sensor device and that for clear detection physical differences on the basis of a double sheet, a double sheet with splice and the example of labels briefly outlined.

Diese grundsätzlichen Überlegungen gelten wengistens teilweise auch für andere Sensoreinrichtungen, z.B. optischer,induktiver kapazitiver Art.These basic considerations are at least partially applicable to other sensor devices, e.g. optical, inductive capacitive type.

In Fig. 5a ist schematisch die Überlappung zweier Einzelbogen dargestellt, so dass in dem Überlappungsbereich von einem Doppelbogen 11 gesprochen werden kann. Dieser Doppelbogen 11 soll aus zwei Papierbögen bestehen, wobei der Zwischenraum zwischen den beiden Einfachbögen ein von deren Material verschiedenes Medium ist. Da eine berührungslose Detektion vorgesehen ist, kann davon ausgegangen werden, dass zu beiden Seiten des Doppelbogens Luft mit dem Parameter Z0 vorhanden ist und auch das Zwischenmedium im Überlappungsbereich der Einfachbögen Luft mit Z0 ist, welche als Luftpolster durch die Oberflächenrauigkeit der Materialien bei diesem Doppelbogen vorhanden ist.In Fig. 5a schematically the overlap of two single sheets is shown, so that in the overlap region of a double sheet 11 can be spoken. This double sheet 11 is to consist of two sheets of paper, wherein the space between the two single sheets is a different material from their material. Since a non-contact detection is provided, it can be assumed that on both sides of the double arc air with the parameter Z 0 is present and also the intermediate medium in the overlap region of the single sheets of air with Z 0 , which as air cushion by the surface roughness of the materials in this Double sheet is present.

Die Wirkungsrichtung des Messverfahrens, z.B. mittels Ultraschall, ist im Beispiel senkrecht zum Doppelbogenbereich, so dass ein transmittiertes Ultraschallsignal bei einem derartigen "echten Doppelbogen" durch die Mehrfachbrechung über mindestens drei Grenzflächen sehr klein wird, d.h. der Transmissionsfaktor über drei Schichten in idealer Weise gegen null geht.The direction of action of the measuring method, e.g. By means of ultrasound, in the example, is perpendicular to the double-arched region, so that a transmitted ultrasonic signal in such a "true double-bow" becomes very small due to the multiple refraction over at least three interfaces, i. the transmission factor over three layers ideally approaches zero.

In allgemeinerer Betrachtung kann daher ein Doppelbogen bzw. Mehrfachbogen als eine Materialstruktur angesehen werden, die eine Bogenschichtung oder eine Schachtelschichtung aufweist und in einem der Zwischenräume zwischen der Bogenschichtung mindestens ein von den verschiedenen Bogenmaterialien verschiedenes Medium, insbesondere Luft, vorhanden ist, welches zu den Bogenmaterialien im Falle eines Ultraschall-Messverfahrens eine deutlich unterschiedlichen akustischen Widerstand aufweist und somit zu Signalreflexionen führt. Bei Einlegen zweier oder mehrerer Bögen ist die Signalbedämpfung durch Signalbrechung und Reflexion so groß, dass das ausgesendete Signal überproportional stark bedämpft wird. Bei anderen Messverfahren betrifft dies die Opazität und die Oberflächenbeschaffenheit und Farbe und Dicke, ein anderes Dielektrikum, andere elektro-magnetische Leitfähigkeit oder andere magnetische Bedämpfung.More generally, therefore, a double sheet may be considered as a material structure having a lamination or a nesting layer and in one of the spaces between the lamination, at least one of the various sheet materials different medium, in particular air, is present, which is the sheet materials in the case of an ultrasonic measuring method has a significantly different acoustic resistance and thus leads to signal reflections. When two or more sheets are inserted, the signal attenuation due to signal refraction and reflection is so great that the emitted signal is strongly disproportionately damped. In other measurement methods, this affects the opacity and the surface finish and color and thickness, another dielectric, other electro-magnetic conductivity or other magnetic damping.

Unter einem derartigen Doppelbogen fällt auch eine Verbindung von Bögen, welche nicht haftend ausgelegt ist, z.B. mittels einer mechanischen Verzahnung oder Rändelung von Bögen, da das entsprechende Zwischenmedium ebenfalls Luft wäre.Under such a double sheet also falls a compound of sheets, which is not designed adhesive, e.g. by means of a mechanical toothing or knurling of sheets, since the corresponding intermediate medium would also be air.

Diese Betrachtung gilt auch für Mehrfachbogen, bei denen drei oder mehr einzelne Lagen von Bogenmaterialien übereinander geschichtet sind.This consideration also applies to multiple sheets in which three or more individual layers of sheet materials are stacked on top of each other.

In der Fig. 5b ist schematisch ein Doppelbogen 12 mit Klebestelle 13 gezeigt.In the Fig. 5b schematically a double sheet 12 is shown with splice 13.

Die Wirkungsrichtung des eingesetzten Messverfahrens, wobei wiederum von Ultraschall ausgegangen wird, ist mit Pfeilen angedeutet.The direction of action of the measuring method used, which in turn is assumed to be ultrasound, is indicated by arrows.

Als Klebestelle im Rahmen dieser Betrachtung werden stumpfe, mehr oder weniger überlappende oder dergestalt ausgeführte Verbindungen von Bögen, insbesondere Papierbögen, Kunststoffen, Folien und Stoffen (Vliesen), angesehen. Die Verbindung geschieht dabei überwiegend mittels mindestens eines teilflächig oder vollflächig haftenden Mediums, insbesondere mittels ein- oder zweiseitig vorgesehener Haft- und Klebestreifen bzw. Kleber.As a splice in the context of this consideration blunt, more or less overlapping or so executed compounds of sheets, especially sheets of paper, plastics, films and fabrics (nonwovens) considered. The connection is done predominantly by means of at least one part of the surface or the entire surface adhering medium, in particular by means of one or two sides provided adhesive and adhesive tape or adhesive.

In physikalischer Hinsicht bedeutet daher eine Klebestelle für ein Verfahren mittels Ultraschall einen "akustischen Kurzschluss" durch das der Zwischenraum zwischen oberem Bogen Z1 und unterem Bogen Z2 ausfüllende und diese innig verbindende Klebematerialschicht, wobei oberhalb und unterhalb der Einfachbogen Luft mit Z0 angenommen wird.In physical terms, therefore, a splice for a method by ultrasound means an "acoustic short circuit" by the gap between the upper arch Z 1 and lower arch Z 2 filling and intimately bonding adhesive layer, above and below the single arc air with Z 0 is assumed ,

Eine Klebestelle könnte daher im Detektionsverfahren mittels Ultraschall im Wesentlichen als Einfachbogen mit hoher Grammatur detektiert werden.A splice could therefore be detected in the detection method by means of ultrasound essentially as a single sheet with a high grammage.

In Fig. 5c sind schematisch zwei Ausführungsformen von Etiketten 15, 17 dargestellt.In Fig. 5c schematically two embodiments of labels 15, 17 are shown.

Im Rahmen dieser Anmeldung wird unter Etikett mindestens eine oder mehrere auf einem Grund- oder Trägermaterial haftend aufgebrachte Materialschicht oder Materialschichten verstanden. Das geschichtete Material verhält sich z.B. bezüglich der Schalltransmission nach außen hin wie ein verbundenes Materialstück, so dass teilweise keine signifikante Bedämpfung der jeweiligen physikalischen Größen vorliegt, sondern nur eine vergleichsweise geringe, aber noch gut auswertbare Bedämpfung. Mögliche Inhomogenitäten im Trägermaterial oder aufgebrachtem Material finden bei dieser Betrachtung keine Berücksichtigung, da inbesondere bei Etiketten von einem fehlerfreien Material ausgegangen werden kann.In the context of this application, the term "label" is understood to mean at least one or more material layers or material layers adhesively applied to a base or carrier material. The layered material behaves e.g. With respect to the sound transmission to the outside as a connected piece of material, so that in some cases no significant attenuation of the respective physical quantities is present, but only a comparatively low, but still well evaluable damping. Possible inhomogeneities in the carrier material or applied material are not taken into account in this consideration, since in particular labels can be assumed to be of a defect-free material.

Das Etikett 15 weist im Beispiel nach Fig. 5c ein auf einem Trägermaterial mittels einer innigen Haftverbindung aufgebrachtes oberes Material mit dem Parameter Z2 auf. Auf beiden Seiten des Etikettes ist Luft mit dem Parameter Z0 vorhanden. Durch diese innige Haftverbindung liegt zwischen den Materialien bei einem Detektionsverfahren mittels Ultraschall ein akustischer Kurzschluss vor, so dass eine Analogie zu Klebestellen nach Fig. 5b vorhanden ist.The label 15 follows in the example Fig. 5c an upper material with the parameter Z 2 applied to a carrier material by means of an intimate adhesive bond. There is air with parameter Z 0 on both sides of the label. As a result of this intimate adhesive bond, an acoustic short circuit exists between the materials in a detection method by means of ultrasound, so that an analogy to splices can follow Fig. 5b is available.

Gleiches gilt auch für das Etikett 17 nach Fig. 5c, was sich lediglich durch eine zweite, obere aufgebrachte Materialschicht von dem Etikett 15 unterscheidet. Auch in diesem Fall kann von einem akustischen Kurzschluss zwischen den Materialien ausgegangen werden.The same applies to the label 17 after Fig. 5c , which differs from the label 15 only by a second upper layer of material applied. In this case too, an acoustic short circuit between the materials can be assumed.

Diese grundlegenden Betrachtungen zur Detektion von Doppelbogen, Klebestelle, Etikett und dergleichen, erlaubt es daher mittels des Verfahrens bzw. der Vorrichtung auch anders geschichtete Einfachbögen oder mehrfach geschichtete Materialien zu detektieren und zu unterscheiden. Insbesondere ist hierdurch auch die Detektion bzw. das Zählen von auf flachen Materialien aufgebrachten Etiketten, die eine dazwischen liegende Objektlücke aufweisen, möglich.These basic considerations for the detection of double sheet, splice, label and the like, therefore, also allows the method and the device to detect and distinguish differently layered single sheets or multi-layered materials. In particular, this is also the detection or counting of applied to flat materials Labels that have an intermediate object gap possible.

In Fig. 6 ist schematisch und blockschaltartig eine Vorrichtung zur Fehl-, Einfach-.und Mehrfachbogenerkennung gezeigt, wobei die Korrektur-Kennlinie als Kombination einzelner Kennlinien erzeugt wird.In Fig. 6 is shown schematically and block-like a device for false, single and multiple sheet detection, the correction characteristic is generated as a combination of individual characteristics.

Zwischen dem Sender T und dem Empfänger R werden die zu detektierenden flächigen Materialien bzw. Bogen geführt. Die nach den Verstärkern resultierende Korrektur-Kennlinie wird im Beispiel mit einer ersten Korrektur-Kennlinie in der Verstärkereinrichtung 21 und wenigstens einer zweiten Korrektur-Kennlinie in der Verstärkereinrichtung 22, die parallel geschaltet ist, verwirklicht. Das am Ausgang des Empfängers R vorliegende Messsignal bzw. dessen Kennlinienverlauf über die Grammatur wird daher einer kombinierten Korrektur-Kennlinie unterzogen, um eine gut auswertbare Zielkennlinie 23 zu erhalten, die in einem Mikroprozessor 6 weiter bewertet wird.Between the transmitter T and the receiver R to be detected sheet materials or sheets are performed. The correction characteristic resulting after the amplifiers is realized in the example with a first correction characteristic in the amplifier device 21 and at least a second correction characteristic in the amplifier device 22, which is connected in parallel. The present at the output of the receiver R measurement signal or its characteristic curve over the grammage is therefore subjected to a combined correction characteristic to obtain a well-evaluated target characteristic 23, which is further evaluated in a microprocessor 6.

Im Hinblick auf die Kombination von Korrektur-Kennlinien kann dies auch in einem Signalverstärker realisiert werden oder in mehreren in Reihe geschalteten oder parallel geschalteten einzelnen Signalverstärkern zur Erzeugung der Gesamtverstärkung. Die Realisierung der Korrektur-Kennlinie kann daher auf unterschiedlichste Weise erfolgen, da der wesentliche Grundgedanke der Erfindung, eine Detektion von Einfachbogen, Fehlbogen oder Mehrfachbogen durchzuführen, und dies über einen großen Grammaturbereich, ohne einen Teach-in-Vorgang integrieren zu müssen, beibehalten wird.With regard to the combination of correction characteristics, this can also be realized in a signal amplifier or in a plurality of individual signal amplifiers connected in series or in parallel to produce the overall amplification. The realization of the correction characteristic curve can therefore be carried out in many different ways, since the essential basic idea of the invention to carry out detection of single sheet, missing sheet or multiple sheet, and this over a large grammage range, without having to integrate a teach-in process, is maintained ,

In Fig. 7 ist der schematische und blockschaltartige Aufbau einer modifizierten Vorrichtung zur Realisierung der Erfindung dargestellt. Das Messsignal des Empfängers R wird nachfolgend auf eine Verstärkereinrichtung 24 geführt, deren Signalausgang auf einen Mikroprozessor 6 geleitet ist.In Fig. 7 the schematic and block diagram like structure of a modified device for implementing the invention is shown. The measurement signal of the receiver R is subsequently fed to an amplifier device 24 whose signal output is routed to a microprocessor 6.

Der Mikroprozessor 6 erlaubt es in diesem Beispiel über die Rückkopplung im Pfad A eine vorgegebene Korrektur-Kennlinie über das symbolisierte Potenziometer 25 einzustellen.The microprocessor 6 allows in this example via the feedback in the path A set a predetermined correction characteristic over the symbolized potentiometer 25.

In einer alternativen Schaltungsweise wird eine entsprechende Korrektur-Kennlinie mittels des Mikroprozessors 6 und den erhaltenen oder gespeicherten Daten errechnet und über den Pfad B auf die Verstärkereinrichtung 24 rückgekoppelt und eingeprägt.In an alternative circuit, a corresponding correction characteristic is calculated by means of the microprocessor 6 and the obtained or stored data and fed back via the path B to the amplifier means 24 and impressed.

Auch ist es möglich, eine Korrektur-Kennlinie empirisch oder über die Messung eines repräsentativen Materialspektrums, welches detektiert werden soll, zu ermitteln und der Auswerteeinheit inklusive Mikroprozessor 6 einzugeben. Hierbei kann die ermittelte Korrektur-Kennlinie C über den Pfad B der Verstärkereinrichtung 24 wertdiskret oder wertkontinuierlich eingeprägt werden oder die Bewertung des verstärkten Ausgangssignales direkt im Mikroprozessor 6 auf der Basis der Korrektur-Kennlinie C durchgeführt werden.It is also possible to determine a correction characteristic curve empirically or via the measurement of a representative material spectrum which is to be detected, and to enter the evaluation unit including the microprocessor 6. In this case, the determined correction characteristic curve C can be impressed in a discrete-value or continuous-value manner over the path B of the amplifier device 24 or the evaluation of the amplified output signal can be carried out directly in the microprocessor 6 on the basis of the correction characteristic curve C.

In Fig. 8 ist in schematischer Darstellung die empirische Bestimmung einer Messsignal-Kennlinie gezeigt. Hierzu werden zwischen dem Sender T und dem Empfänger R eine Vielzahl am Markt übliche Materialien vorbeigeführt und hierüber die entsprechende Messsignal-Kennlinie ermittelt. Üblicherweise wird hierbei der Messbereich durch das Einbringen des dünnsten verfügbaren Bogenmaterials A und des dicksten zu detektierenden Bogenmaterials B festgelegt werden.In Fig. 8 is shown in a schematic representation of the empirical determination of a measurement signal characteristic. For this purpose, a large number of materials customary in the market are passed between the transmitter T and the receiver R, and the corresponding measurement signal characteristic is determined via this. Usually in this case the measuring range is determined by the introduction of the thinnest available sheet material A and the thickest sheet material B to be detected.

Die derart ermittelte Messsignal-Kennlinie kann dann dem weiterverarbeitendem System, z.B. einem Mikroprozessor, zugeführt werden, um zu dieser Messsignal-Kennlinie eine weitgehende optimale Korrektur-Kennlinie zu ermitteln um die geforderte Zielkennlinie zu erreichen.The measurement signal characteristic thus determined can then be sent to the further processing system, e.g. a microprocessor, are supplied in order to determine a largely optimal correction characteristic for this measurement signal characteristic in order to achieve the required target characteristic.

In Fig. 9 ist schematisch eine Vorrichtung 40 zur berührungslosen Detektion von Mehrfachbogen A, ohne die Durchführung eines Teach-in-Schrittes, und der Detektion von auf einem Trägermaterial haftend aufgebrachten Materialschichten B, z.B. Etiketten, dargestellt.In Fig. 9 schematically a device 40 for non-contact detection of multiple sheets A, without the implementation of a teach-in step, and the detection of adhesively applied to a substrate material layers B, for example, labels shown.

Ein wesentlicher Gedanke hierbei ist, die Messsignalauswertung für Mehrfachbogen einem separaten Kanal A mit entsprechender Korrektur-Kennlinie zuzuleiten sowie parallel dazu die Messsignalauswertung für Etiketten B einem separaten Kanal B mit angepasster Korrektur-Kennlinie zuzuführen.An important idea here is to transmit the measurement signal evaluation for multiple arcs to a separate channel A with the corresponding correction characteristic and parallel to this the measurement signal evaluation for labels B to supply a separate channel B with adapted correction characteristic.

Das am Ausgang des Empfängers R erhaltene Messsignal wird daher über einen seitens des Mikroprozessors 6 gesteuerten Multiplexer 34 auf den entsprechenden Kanal A oder Kanal B geschaltet. Die Signalverstärkung im Kanal A unterliegt hierbei einer separaten Korrektur-Kennlinie mit optimaler Auslegung zur Mehrfachbogenerkennung. Die Signalverstärkung im Kanal B unterliegt einer Korrektur-Kennlinie für das Etiketten-Messsignal. Beide Kanäle A, B werden über einen nachfolgenden Multiplexer 35, der ebenfalls mikroprozessorgesteuert ist, dem nachgeschalteten Mikroprozessor 6 zur weiteren Auswertung und Detektion von Mehrfachbogen oder Etikett zugeführt.The measurement signal obtained at the output of the receiver R is therefore switched to the corresponding channel A or channel B via a multiplexer 34 controlled by the microprocessor 6. The signal amplification in channel A is subject to a separate correction characteristic with optimum design for multiple arc detection. The signal gain in channel B is subject to a correction characteristic for the label measurement signal. Both channels A, B are fed via a subsequent multiplexer 35, which is also microprocessor-controlled, the downstream microprocessor 6 for further evaluation and detection of multiple sheet or label.

Diese Vorrichtung 40 eignet sich sowohl für die Detektion mittels Ultraschallwellen. Der wesentliche Vorteil ist die gezielte Möglichkeit, die jeweils geeignetsten Korrektur-Kennlinien für die grundsätzlich verschiedenen Messaufgaben, nämlich für die unterschiedlichsten Materialtypen, wie im vorliegenden Fall Mehrfachbogen und Etiketten, zur Auswertung mit einzubeziehen.This device 40 is suitable both for the detection by means of ultrasonic waves. The essential advantage is the targeted possibility of including the respectively most suitable correction characteristic curves for fundamentally different measuring tasks, namely for the most diverse types of material, such as in the present case multiple sheets and labels, for evaluation.

Fig. 10 zeigt schematisch ein Diagramm der normierten Ausgangsspannung UA in % in Abhängigkeit von der Grammatur. Eingetragen ist die Zielkennlinie 42 eines Einfachbogens bei logarithmischer Verstärkung über den Grammaturbereich. Dargestellt sind weiterhin im oberen Bereich mit durchgezogener Linie die Luftschwelle LS und im unteren Bereich mit unterbrochenem Linienzug die Doppelbogenschwelle DBS. Fig. 10 schematically shows a graph of the normalized output voltage U A in% as a function of the grammage. The target characteristic curve 42 of a single arc with logarithmic amplification over the grammage range is entered. Also shown are the air threshold LS in the upper area with a solid line and the double arch threshold DBS in the lower area with an interrupted polyline.

Wesentlich ist jedoch, dass die Doppelbogenschwelle dynamisch vorgesehen werden kann, wobei dies über Abschnitte des Grammaturbereiches konstant erfolgen kann. Dies ist durch die Linienzüge B1, B2 und B3 verdeutlicht.It is essential, however, that the double arched threshold can be provided dynamically, whereby this can be done constantly over sections of the grammage range. This is illustrated by the lines B1, B2 and B3.

Andererseits ist die dynamische Einstellung der Doppelbogenschwelle auch linear bzw. als Polynomzug beliebigen Grades verlaufend einstellbar, wie dies beispielsweise zwischen den Punkten P1, P2, P3 und P4 gezeigt ist.On the other hand, the dynamic setting of the double-bowed threshold is also linear or as a polynomial of arbitrary degree running adjustable, as shown for example between the points P1, P2, P3 and P4.

Mit dieser dynamischen Einstellung der Doppelbogenschwelle lässt sich eine zusätzliche Erweiterung der messbaren Grammaturen bzw. Flächengewichte erreichen, so dass das detektierbare Materialspektrum noch vergrößert werden kann.With this dynamic adjustment of the double arched threshold, an additional extension of the measurable grammages or basis weights can be achieved, so that the detectable material spectrum can be increased even further.

Die Fig. 11 betrifft ein weitgehend ähnliches Diagramm wie die Fig. 10, wobei der Verlauf der Zielkennlinie 42 für den Einfachbogen über den gesamten Grammaturbereich weitgehend übereinstimmt. Eingezeichnet ist einerseits die dynamische Schwelle MBS für den Mehrfachbogen und deren Verlauf zwischen den Punkten P1a, P2a und P3a.The Fig. 11 concerns a largely similar diagram as the Fig. 10 , wherein the course of the target curve 42 for the single bow over the entire grammage range largely matches. On the one hand, the dynamic threshold MBS is plotted for the multiple arc and its course between the points P1a, P2a and P3a.

Der Kurvenverlauf 44 markiert hierbei den oberen Wert des Flatterbereiches für einen Einfachbogen und die Kurve 45 den unteren Wert des Flatterbereichs für einen Einfachbogen.The curve 44 marks the upper value of the flutter area for a single arc and the curve 45 the lower value of the flutter area for a single arc.

In den Fig. 12a, 12b ist in schematischer Weise die prinzipielle Anordnung zur Detektion von einwelliger Wellpappe 51 bzw. zweiwelliger Wellpappe 60 sowie die Laufrichtung L unter Berücksichtigung von zwei Sensoren 61, 62, insbesondere Ultraschallsensoren, dargestellt.In the Fig. 12a, 12b schematically shows the basic arrangement for the detection of single-walled corrugated board 51 and two-wave corrugated board 60 and the running direction L, taking into account two sensors 61, 62, in particular ultrasonic sensors shown.

Die Wellpappe 51 nach Fig. 12a ist einwellig und hat an ihren Adhäsionspunkten mit einer unteren Bodenlage 52 bzw. einer oberen Decklage 53 Klebstoffbereiche 54 sowie Boden- und Decklage verbindenden Stege, die eine Wellenfläche aufspannen 55. Diese Stege 55 zwischen Pappwelle und den entsprechenden, z.B. horizontal verlaufenden Boden- bzw. Decklagen, stellen sozusagen einen "akustischen Kurzschluss" bei der Verwendung von Ultraschall dar.The corrugated cardboard 51 after Fig. 12a is single-walled and has at its Adhäsionspunkten with a lower bottom layer 52 and an upper cover layer 53 adhesive regions 54 and bottom and top layer connecting webs that span a wave surface 55. These webs 55 between Pappwelle and the corresponding, eg horizontally extending ground or Cover layers, so to speak constitute an "acoustic short circuit" when using ultrasound.

Der im Beispiel nach Fig. 12a eingesetzte Sensor weist einerseits den Sender T und den Empfänger R auf, die in ihrer Hauptachse koaxial zueinander ausgerichtet sind. Die Ausrichtung von Sender T und Empfänger R erfolgt bevorzugterweise etwa senkrecht zur größten Wellenfläche 55 bzw. unter einem Winkel β1 zur Lotrechten der einwelligen Wellpappe.The example in the example Fig. 12a used sensor has on the one hand the transmitter T and the receiver R, which are aligned coaxially with each other in their main axis. The alignment of transmitter T and receiver R is preferably about perpendicular to the largest wave surface 55 or at an angle β 1 to the perpendicular of the single-walled corrugated board.

Der weiterhin angeführte Winkel β2 markiert den Winkel zwischen der Lotrechten zur Wellpappe und der Flächenrichtung der Hauptfläche der Welle.The further stated angle β 2 marks the angle between the perpendicular to the corrugated board and the surface direction of the main surface of the shaft.

Der optimale Winkel β1 zur Schalleinkopplung bei einem Ultraschallsensor auf eine einwellige Wellpappe, welche einen erforderlichen akustischen Kurzschluss AK zwischen Bodenlage 52 und Decklage 53 aufweist, wird durch die Steigung t/2h bestimmt. Hierbei ist t der Abstand zwischen zwei Wellenbergen und h die Höhe der Welle bzw. der Abstand zwischen Bodenlage und Decklage.The optimum angle β 1 for sound coupling in an ultrasonic sensor on a single-walled corrugated board, which has a required acoustic short AK between ground layer 52 and cover layer 53, is determined by the slope t / 2h. Here, t is the distance between two wave crests and h the height of the shaft or the distance between the bottom layer and top layer.

Bei einer optimalen Anordnung des Sensors ist man bestrebt, eine Ausrichtung mit β12 zu erreichen, wobei diese Winkel dann im Beispiel 45° wären. Die Übereinstimmung der Winkel β1 und β2 ist jedoch nicht zwangsläufig zur Detektion von Fehl-, Einfach- oder Mehrfachlagen von Wellpappen erforderlich.With an optimal arrangement of the sensor, one endeavors to achieve an alignment with β 1 = β 2 , these angles then being 45 ° in the example. However, the conformity of the angles β 1 and β 2 is not necessarily required for the detection of faulty, single or multiple layers of corrugated cardboard.

In Fig. 12b ist eine zweilagige Wellpappe 60 mit der unteren ersten Welle 58 und der oberen zweiten Welle 59 dargestellt. Die Anordnung eines Ultraschall-Sensors T, R entspricht dem nach Fig. 12a.In Fig. 12b For example, a two-ply corrugated board 60 having the lower first shaft 58 and the upper second shaft 59 is shown. The arrangement of an ultrasonic sensor T, R corresponds to the Fig. 12a ,

Wesentlich für die Detektion bei zweiwelligen oder mehrwelligen Wellpappen ist auch hier der akustische Kurzschluss AK1 und AK2 zwischen den einzelnen Lagen, d.h. eine materialmäßige Verbindung im Sinne eines haftend an den Lagen verbundenen Steges zum Verbinden der einzelnen Decklagen. Auf diese Weise ist es möglich, bei einem Ultraschall-Sensor eine hohe Schallenergie auf die mehrwellige Wellpappe zu übertragen, so dass eine maximale Krafteinwirkung etwa lotrecht zur aufgespannten Fläche der Welle erreicht wird.The acoustic short circuit AK1 and AK2 between the individual layers, ie a material connection in the sense of a web connected to the layers for joining the individual cover layers, is also essential for the detection in the case of twin-wave or multi-corrugated corrugated boards. In this way, it is possible to transmit a high acoustic energy to the multiwell corrugated cardboard in an ultrasonic sensor, so that a maximum force is achieved approximately perpendicular to the spanned surface of the shaft.

Unter Berücksichtigung der vorausgehenden Beschreibung schafft die Erfindung verfahrens- wie vorrichtungsmäßig eine Lösung zur sicheren Erkennung von Einfachbögen, Fehlbögen und Mehrfachbögen, speziell Doppelbögen, wobei dies nicht nur über einen sehr breiten Grammatur- und Flächengewichtsbereich gilt, sondern auch im Hinblick auf flexible Einsatzmöglichkeiten und unterschiedliche Materialspektren.In view of the foregoing description, the invention provides a device-to-device solution for the reliable detection of single sheets, false sheets and multiple sheets, especially double sheets, not only over a very broad grammage and basis weight range, but also in terms of flexible uses and different material spectra.

Claims (7)

  1. Method for the contactless detection of a single sheet, a missing sheet and multiple sheets of objects (2) in sheet form, in particular paper,
    a) wherein the objects (2) are arranged in the beam path between at least one transmitter (T) and an associated receiver (R) of a sensor unit (10),
    b) wherein the radiation transmitted through the objects (2) or the radiation received by the receiver (R) in the event of a missing sheet is received as a measuring signal (UM),
    c) wherein the measuring signal (UM) is supplied to a downstream evaluation unit (4) to generate a detection signal,
    d) wherein a measurement curve (MK) is formed by an input voltage (UE) of the measuring signal (UM) in dependence upon a weight per unit area of the objects (2),
    e) wherein a target curve (ZK) for single sheets is formed by an output voltage (UA) at an outlet of the evaluation unit (4) in dependence upon the weight per unit area of the objects (2),
    f) wherein at least one correction curve (KK) is predefined for the evaluation unit (4),
    g) wherein the measurement curve (MK), in order to generate the detection signal, is transformed with the correction curve (KK) to the target curve (ZK) for the objects (2),
    characterised in that
    h) the target curve (ZK) descends monotonously with increasing weight per unit area of the objects (2),
    i) the target curve (ZK) has a first, a middle and a third region of the weight per unit area, wherein the middle region lies between the first region and the third region, and
    k) the target curve descends more steeply in the first region and in the third region with increasing weight per unit area than in the middle region, wherein the target curve descends linearly in all three regions.
  2. Method according to claim 1,
    characterised in that
    at least two thresholds, as an upper threshold and a lower threshold, are predefined in relation to single sheets, missing sheets or multiple sheets,
    wherein if an output voltage is greater than the upper threshold this is evaluated as a "missing sheet",
    if an output voltage lies between the thresholds this is evaluated as a "single sheet" and
    if an output voltage is lower than the lower threshold this is evaluated as "multiple sheets".
  3. Device for the contactless detection of a single sheet, a missing sheet and multiple sheets of objects in sheet form (2), in particular paper, in particular to carry out the method according to one of the claims 1 or 2,
    a) having at least one sensor unit (10) which has at least one transmitter (T) and an associated receiver (R),
    b) wherein the objects (2) can be positioned in the beam path between the transmitter (T) and the receiver (R),
    c) wherein the receiver (R) serves to receive the radiation transmitted through the objects (2) or the radiation received in the event of a missing sheet of the objects (2) as a measuring signal (UM), and
    d) having a downstream evaluation unit (4, 5, 6) which is connected to the receiver (R) to supply the measuring signal (UM) and is adapted to generate a detection signal,
    e) wherein a correction curve (KK) for a measurement curve (MK) is predefined for the evaluation unit (4), wherein the measurement curve (MK) is the input voltage (UE) of the measuring signal (UM) for the objects (2) in dependence upon a weight per unit area of the objects (2),
    f) wherein a target curve (ZK) for single sheets is formed through the output voltage (UA) at an output of the evaluation unit (4, 5, 6) in dependence upon the weight per unit area of the objects (2),
    characterised in that
    g) the evaluation unit (4, 5, 6) is adapted to transform the measurement curve (MK) with the correction curve (KK) to the target curve (ZK) in such a way that
    h) the target curve (ZK) descends monotonously with increasing weight per unit area of the objects (2),
    i) the target curve (ZK) has a first, a middle and a third region of the weight per unit area, wherein the middle region lies between the first region and the third region,
    k) the target curve descends more steeply in the first region and in the third region with increasing weight per unit area than in the middle region, and
    I) the target curve descends linearly in all three regions.
  4. Device according to claim 3,
    characterised in that
    the sensor unit (10) has at least one ultrasound sensor or one or more optical sensors.
  5. Device according to claim 3 or 4,
    characterised in that
    a unit is provided for automatic calibration or for adjusting the transmission frequency and / or the transmission amplitude to the receiver signal.
  6. Device according to claim 5,
    characterised in that
    the automatic calibration can be carried out in periods synchronised with the transmission frequency or in defined pause periods.
  7. Device according to one of the claims 3 to 6,
    characterised in that
    a feedback unit is provided between the evaluation unit (4), in particular a microprocessor (6), and the sensor unit (10).
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