KR102626781B1 - 진행 제품 웨브의 적어도 하나의 에지를 검출하는 센서 - Google Patents

진행 제품 웨브의 적어도 하나의 에지를 검출하는 센서 Download PDF

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Abstract

센서(10)가 진행 방향(2)으로 진행하는 적어도 하나의 제품 웨브(1)의 적어도 하나의 에지(3)를 검출하기 위해 사용된다. 센서(10)는 송신기(12) 및 수신기(13)로 형성되는 서로에 인접하게 배치되는 능동 소자(11)를 갖는다. 이 경우에, 송신기(12)는 수신기(13)에 의해 수신되는 파(14)를 방출할 수 있다. 제품 웨브(1)는 송신기(12)와 수신기(13) 사이의 방출 경로 내의 파(14)에 영향을 주기 위해 제공된다. 이 경우에, 능동 소자(11)의 제1(21, 31) 및 제2(22, 32)는 인접하게 있고 상호 제1 간격(41)을 갖는다. 능동 소자(11)의 제2(22, 32) 및 제3(23, 33)은 또한 서로에 인접하고 제1 간격(41)의 적어도 1.2배에 상당하는 제2 간격을 갖는다.

Description

진행 제품 웨브의 적어도 하나의 에지를 검출하는 센서{Sensor for detecting at least one edge of a running product web}
본 발명은 진행 방향으로 진행하는 적어도 하나의 제품 웨브(product web)의 적어도 하나의 에지를 검출하는 센서에 관한 것이다. 이 경우에, 센서는 적어도 하나의 제품 웨브의 진행 방향에 가로 방향으로 연장하는 적어도 하나의 검출 방향으로 서로에 인접하게 배열되는 능동 소자를 갖는다. 능동 소자는 송신기 및 수신기로 형성되며, 적어도 하나의 제품 웨브가 송신기와 수신기 사이의 방출 경로에 제공된다. 제품 웨브는 수신기에 의해 발생되는 신호를 분석함으로써, 적어도 하나의 제품 웨브의 적어도 하나의 에지의 위치가 결정 가능하도록 하기 위해 파에 영향을 줄 수 있다. 적어도 하나의 에지는 외부 에지를 반드시 갖지 않아도 된다. 파에 상이하게 영향을 주는 적어도 하나의 제품 웨브의 영역을 분리할 수 있다.
논의되고 있는 유형의 센서는 DE 103 37 673 B3호로부터 공지되어 있다. 그 센서는 송신기 및 또한 수신기의 양자로서 사용되는 압전 능동 소자를 갖는다. 이들 압전 소자는 진행 제품 웨브에 의해 흡수 가능한 초음파를 방출한다. 제품 웨브 건너편에 배치되는 반사기는 이후에 수신기로서 사용되는 압전 소자로 되돌아가는 이러한 방식으로 영향을 받는 초음파를 반사한다. 압전 소자는 모두 동일한 상호 간격을 갖도록 하기 위해 격자무늬로 배치된다. 압전 소자로부터 수신된 신호의 간단한 분석은 그에 따라 이러한 방식으로 진행 제품 웨브의 에지의 위치를 결정하기 위해 발생한다. 이 디바이스는 자체를 실용적인 것으로 여러 차례 입증하였고 본 발명의 시작점을 형성한다.
본 발명은 동시에 낮은 하드웨어 지출로 큰 검출 폭에 의해 구별되는 처음에 언급된 유형의 센서를 제공하는 목적을 기초로 한다.
이 목적은 아래의 특징들에 의해 달성된다.
본 발명에 따르는 센서는 진행 방향으로 진행하는 적어도 하나의 제품 웨브의 적어도 하나의 에지를 검출하기 위해 사용된다. 적어도 하나의 제품 웨브가 이 경우에 미리 정의된 진행 방향으로 연장하고, 여기에서 적어도 하나의 에지는 통상적으로 진행 방향에 관련하여 세로 방향으로 연장한다. 가공 스테이션(processing station)에 정확하게 정렬된 적어도 하나의 진행하는 제품 웨브를 공급하기 위해 및/또는 제 위치에 적어도 하나의 에지를 조정하기 위해, 적어도 하나의 에지의 위치를 검출하는 것은 중요하다. 용어 "에지"는 여기에서 및 이후에 제품 웨브의 주변 에지를 반드시 의미하는 것은 아니다. 적어도 하나의 제품 웨브의 다른 영역으로부터의 파의 영향과 상이한 적어도 하나의 제품 웨브의 어떤 임의의 피처(feature)가 에지로서 이해되어야 한다. 이러한 의미에서 에지는 따라서, 파에 상이하게 영향을 주는, 특히 파를 반사하는 적용된 마킹(marking)일 수도 있다. 그러한 마킹은 인쇄되거나, 접착제로 접착되거나 부각(embossed on)될 수도 있다. 이 리스트는 단지 예시일 뿐 완전한 것으로 이해되어서는 안된다. 오직 에지의 영역에서 파의 콘트라스트가 발생하는 것이 중요하다. 본 발명에 따르는 센서는 이러한 목적으로 사용된다. 센서는 검출 방향으로 서로 인접하게 배치되는 능동 소자를 갖는다. 검출 방향은 적어도 하나의 제품 웨브의 진행 방향과 관련하여 실질적으로 가로 방향으로 연장한다. 이 경우에 검출 방향이 진행 방향에 정확하게 수직이 될 필요는 없다. 이 경우에 타당한 에지 위치가 결정 가능하지 않기 때문에, 오직 검출 방향은 진행 방향에 평행하게 연장하지 않는다는 것이 중요하다. 또한 능동 소자가 검출 방향으로 일렬로 위치될 필요는 없다. 이 방식으로 검출 방향으로 능동 소자의 상호 중첩을 실현하기 위해, 지그재그 형상으로 능동 소자를 배치하는 것이 종종 더욱 유리하다. 이것은 능동 소자가 외부의 기하학적인 치수에 의해 지정된 것보다 실질적으로 더 작은 방출 또는 검출 영역을 갖는 경우에 특히 중요하다. 지그재그형 배치에 의해 보상될 수 있는 이 경우에는 도량형으로 고려되는 죽은 주변부(dead periphery)가 발생한다. 능동 소자는 동일하거나 상이한 능동 소자로 형성되는 적어도 하나의 송신기 및 적어도 하나의 수신기로 형성된다.
적어도 하나의 제품 웨브는 이 경우에 적어도 하나의 송신기와 적어도 하나의 수신기 사이의 방출 경로에 제공된다. 적어도 하나의 제품 웨브는 이 경우에 파에 영향을 줄 수 있다. 이 경우에 이러한 영향이 어떻게 실제로 상세하게 실현되는지에는 무관하다. 예를 들면, 파의 적어도 일부는 적어도 하나의 제품 웨브에 의해 흡수, 반사 및/또는 분극에 영향을 받을 수 있다. 이 경우에 적어도 하나의 수신기가 적어도 하나의 제품 웨브으로부터 반사되는 파를 검출하는지 또는 적어도 하나의 제품 웨브가 파의 일부를 감쇠시키는지의 역할을 맡지 않고, 부분적으로 감쇠된 파가 검출된다. 적어도 하나의 제품 웨브는 적어도 하나의 송신기와 적어도 하나의 수신기 사이에 기하학적으로 제공될 수 있다. 이와 달리, 송신기와 수신기의 양자가 제품 웨브의 동일한 측면 상에 제공될 수도 있으므로, 적어도 하나의 제품 웨브가 파를 반사하거나 파가 적어도 하나의 제품 웨브에 대향하는 측면 상의 추가의 반사기에 의해 반사된다. 파의 선택은 또한 원칙적으로 무관하다. 능동 소자의 제1 및 제2는 검출 방향으로 인접하게 배치되고 제1 상호 간격을 갖는다. 용어 "제1", "제2", "제3", "제4"는 여기에서 및 이후에 능동 소자의 연이은 능동 소자에서 반드시 제1, 제2, 제3 및 제4 능동 소자를 의미하는 것은 아니다. 이들 용어는 일련의 능동 소자로부터 개별 능동 소자를 구별하기 위해 단순히 사용된다. 용어 "인접한"은 여기에서 및 이후에 검출 방향으로 2개의 인접한 능동 소자 사이에 추가의 등가의 능동 소자가 제공되지 않는 것으로 이해되어야 한다. 2개의 소자 또는 그룹의 "간격"은 여기에서 및 이후에 검출 방향으로 2개의 소자 또는 그룹의 중앙의 간격(중앙 간격)의 프로젝션(projection)으로 이해되어야 한다. 원칙적으로, 종래 기술에서 전형적인 것으로서 이 간격은 모든 능동 소자에 대해 동일할 수 있다. 그러나, 큰 검출 폭을 달성하기 위해, 막대한 수의 능동 소자가 제공되어야 할 것이다. 이것은 막대한 수의 능동 소자를 요구할 뿐만 아니라 수신기에 의해 공급되는 신호의 분석 시에 큰 변환 및 계산 비용이 또한 요구된다. 그러나, 이것은 차례로 적어도 하나의 에지의 위치 변화에 대한 센서의 반응 시간을 연장시켜, 아마도 특히 웹 런 컨트롤러와 함께 해결될 수 없는 문제를 초래한다. 그러나, 더 많은 아날로그 디지털 컨버터를 제공하면 불필요한 높은 하드웨어 요구가 발생한다. 이들 문제를 해결하기 위해, 개별 능동 소자 사이에 상이한 간격이 제공되는 것이 제안된다. 특히, 차례로 인접하는 능동 소자 중의 제2 및 제3 사이의 제2 간격이 제1 간격의 적어도 1.2배에 상당하게 하는 것이다. 능동 소자의 제2 간격을 더 크게 한 결과, 더 많은 능동 소자가 필요 없이 전체 센서의 검출 폭이 더 커지는 결과가 초래된다. 검출 폭을 더욱 확대시키기 위해, 제2 간격은 또한 제1 간격의 적어도 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 또는 3배에 상당할 수도 있다. 이러한 조치는 그럼에도 불구하고 대체로 센서의 해상도에 부정적으로 영향을 주지 않는 것으로 보여지고 있다. 단지 적어도 하나의 에지의 위치의 영역 내의 능동 소자뿐만 아니라 에지의 주위의 추가의 능동 소자도 고려되는 것이 보증되어야 한다. 이것은 모든 능동 소자가 초기에 에지의 위치를 결정하기 위해 어느 경우에나 분석되어야 하기 때문에, 더 높은 계산 비용을 초래하지 않는다. 검출 방향으로 서로 교차하는 방출 경로가 바람직하게는 이 경우에 또한 고려된다. 이 목적을 위해, 단지 더 작은 제1 간격이 과도하게 큰 것으로 선택되지 않는 것을 보증해야 한다. 그러나, 이것은 여러 가지 인자, 특히 능동 소자의 폭에 의존한다. 따라서, 능동 소자 사이의 검출 갭이 대향하지 않는 능동 소자까지의 갭에 의해 커버될 수 있다. 능동 소자의 수는 실질적으로 이 방식으로 감소될 수 있는 것으로 보여지고 있다. 특히, 제2 및 제3 소자 사이의 제2 간격이 검출 갭의 형태로 해상도 손실을 허용하지 않게 제1 간격의 최대 2배까지 증가될 수 있다. 높은 검출 폭 및 낮은 계산 비용으로 더 적은 능동 소자를 갖는 더욱 비용 효율적인 구성이 따라서 발생한다. 센서의 검출 폭을 더욱 증가시키기 위해, 제4 능동 소자가 제3 능동 소자에 인접하는 경우가 유리하며, 여기에서 검출 방향으로 제3 및 제4 능동 소자 사이의 상호 제3 간격이 제1 간격의 최대한 1.1배, 바람직하게는 1.05배에 상당한다. 이 방식으로, 능동 소자 사이의 더 큰 갭의 양 측면 상에, 서로 근접하게 위치하는 능동 소자가 각 경우에 위치한다. 서로 근접하게 위치하는 능동 소자, 즉, 제1과 제2 및 제3과 제4 능동 소자는 미세하게 상이한 관측 각도로부터 적어도 하나의 제품 웨브를 봄에 따라, 이 방식으로 제2와 제3 능동 소자 사이의 갭이 매우 효율적으로 가교될 수 있게 된다.
능동 소자 중의 제1과 제2 및 또한 제3과 제4는 각각 그룹을 형성하고, 검출 방향으로 그룹의 간격은 제1 간격의 적어도 2.2배에 상당한다. 그룹의 간격은 바람직하게는 제1 간격의 적어도 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 또는 3배에 상당한다. 이 경우에 각각의 그룹을 기하학적으로 동일하게 구성할 필요는 없다. 오히려, 능동 소자의 상술한 제한 내에서 그룹을 실현하는 것이 충분하다. "2개의 그룹 사이의 간격"은 양 그룹의 중앙 사이의 검출 방향에 존재하는 간격으로서 이해되어야 한다.
임의의 그룹은 차례로 고차의 그룹으로 결합될 수 있다. 센서의 검출 폭을 증가시키기 위해, 이 경우에는 이들 고차의 그룹 사이의 상호 간격이 각각의 저차의 그룹의 간격의 적어도 2.2배에 상당하는 것이 제공된다. 이들 그룹의 간격은 바람직하게는 각각의 저차의 그룹의 간격의 적어도 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 또는 3배에 상당한다.
그룹으로 만들어진 그룹의 배치에 대한 상술한 조건은 차례로 상당히 더 큰 상호 간격을 갖는 고차의 그룹으로 결합되는 그룹에 의해 반복적으로 적용될 수 있다. 이 경우에는, 고차의 그룹 간의 최소 간격은 항상 아래의 차수의 그룹의 간격보다 적어도 2.2배 더 크다. 이들 그룹의 간격은 바람직하게는 각각의 아래의 차수의 그룹의 간격의 적어도 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 또는 3배에 상당한다.
검출 방향으로 연속적으로 적어도 하나의 제품 웨브를 검출하기 위해, 제1 및 제2 능동 소자 사이의 제1 간격은 최대한 제1 및 제2 능동 소자의 폭의 평균값의 2배와 동일하다. 이 경우에는, 적어도 하나의 송신기가 검출 방향으로 향하는 폭에 걸쳐 파를 방출할 수 있고, 적어도 하나의 수신기가 검출 방향으로 향하는 폭에 걸쳐 파를 수신할 수 있다. 능동 소자와 관련하여 "폭"의 개념은 그 범위 내에서 대응하는 송신기 또는 수신기가 각각 도량학적으로 관련 파를 방출 또는 수신할 수 있는 폭으로 이해되어야 한다. 송신기 또는 수신기가 각각 가장 바깥쪽의 주변 영역에서의 공각 각도에 따라 매우 작은 파 파워만을 방출할 수 있거나 수신된 파를 메우 작은 측정 신호로 변환할 수만 있다면, 부정적인 또는 더 이상 허용 불가능한 신호 대 잡음 비가 발생하며 그에 따라 이 범위는 "폭"에 포함되지 않는다.
원칙적으로는, 능동 소자는 상이한 폭을 가질 수 있다. 그러나, 이것은 신호의 더욱 복잡한 분석을 초래한다. 이러한 이유로, 송신기 및/또는 수신기는 각각 동일한 폭을 갖는 경우 유리하다.
본 발명의 대상의 하나의 특히 유리한 실시예에서는, 모든 능동 소자의 폭이 동일하다.
원칙적으로는, 단 하나의 송신기 및 다수의 수신기가 또는 단 하나의 수신기 및 다수의 송신기가 제공될 수 있다. 그러나, 하나의 유리한 실시예에서는, 정확하게 하나의 수신기가 각각의 송신기에 대향한다. 이 방식으로, 최적의 각 해상도가 결과로 생성되므로 비교적 큰 그룹이 특정 능동 소자 사이에 남겨질 수 있다. 이것이 센서의 검출 폭을 확대시킨다.
수신기에 의해 수신된 신호의 분석을 더욱 간단하게 하기 위해, 검출 방향으로 본 능동 소자의 적어도 일부가 격가 무늬로 배치되는 경우 유리하다. 따라서, 각각의 능동 소자는 격가 길이의 정수 배로서 계산될 수도 있는 위치를 갖는다. 상술한 센서의 성질을 고려하여, 격자 무늬형 배치에서, 능동 소자는 또한 실제로는 구간(interval) 내에서 각 정수와 관련될 수도 없다. 오히려, 여러 개의 가능한 격자 포인트가 비어있는 상태로 남게 된다.
센서의 최대 검출 폭을 달성하는 것은 능동 소자의 적어도 일부가 종단 칸토어 집합에 상당하는 배치를 가지는 경우 편리해진다. 칸토어 집합은 아래의 방식으로 구성될 수 있다.
폐쇄된 구간 예를 들면, [0,1]에서 시작한다. 오픈(open), 삼등분 중간 미만이 이 구간에서 제거되므로, 형태 [0,1/3] 및 [0,2/3] 이상의 2개의 구간이 나머지로 남게 된다. 이 절차는 원칙적으로 무한하게 종종 반복되고, 따라서 칸토어 집합이 무한한 수의 고립된 포인트를 갖는다. 종단 칸토어 집합에서는, 반대로, 상술한 반복 프로세스는 유한한 수의 단계에 대해 실행될 뿐이므로, 유한한 수의 구간이 마지막에 나머지로 남게된다. 능동 소자 중 하나는 그 후 종단 칸토어 집합에 대응하는 배치를 실현하기 위해 이들 구간의 각각의 중간에 위치한다.
전자기파가 자체를 파에 대한 것으로 입증하였다. 이 경우에는, 주파수가 자유롭게 선택 가능하다. 라디오 파(radio wave) 또는 광학 및/또는 적외선 범위의 파가 바람직하게는 사용된다. 그러나, 이것은 제한적인 것으로 이해되어서는 안된다.
이와 달리, 특히 적어도 하나의 진행하는 제품 웨브가 광학적으로 적정하게 스캔되지 않을 수도 있는 경우에는, 예를 들면, 그것이 파에 어떤 방식으로도 영향을 주지 않기 때문에, 음파가 사용될 수도 있다.
특히 음파의 경우에는, 적어도 하나의 능동 소자가 송신기 및 수신기인 경우 유리하다. 이 경우에는, 적어도 하나의 능동 소자가 바람직하게는 음파를 방출하고 필수적으로 존재하는 공진 효과의 결과로서 최적으로 검출할 수 있는 압전결정체(piezocrystal)의 형태로 설계된다. 음파는 전자기파에 비해 상대적으로 느리게 전파하기 때문에, 파의 송신으로부터의 어떤 영향이 데드 타임 억제(dead time suppression)에 의해 소거될 수 있다.
적어도 하나의 에지의 위치를 이 방식으로 결정하기 위해, 센서는 원칙적으로 검출 방향으로 적어도 하나의 에지를 검출하도록 의도된다. 이와 달리 또는 추가로, 그러나, 이 방식으로 제품 웨브 레벨에 대해 수직으로 적어도 하나의 제품 웨브의 위치를 확인하기 위해, 검출 방향에 대한 가로 방향으로의 위치 결정이 실행될 수도 있다. 이 값은 에지 길이에 대한 보정 용어로서 특히 중요하다.
본 발명의 대상은 보호의 범위를 제한함 없이 도면을 근거로 하여 예로서 설명할 것이다.
도 1은 본 발명의 대상의 제1 실시예의 3차원 개략 예시도이다.
도 2는 본 발명의 대상의 제2 실시예의 3차원 개략 예시도이다.
도 3은 본 발명의 대상의 제3 실시예의 3차원 개략 예시도이다.
도 4는 검출 방향의 방향으로 도 1에 따르는 본 발명의 대상의 도면이다.
도 5는 다이어그램을 도시한다.
도 1은 본 발명의 대상의 제1 실시예의 3차원 개략 예시도이다. 제품 웨브(1)가 진행 방향(2)을 따라 이동하고 에지(3)를 갖는다. 진행 방향(2)에 수직으로 연장하는 검출 방향(4)으로의 에지(3)의 위치가 센서(10)에 의해 검출된다.
센서(10)는 그 일부에 송신기(12)로서 및 나머지에 수신기(13)로서 형성되어 있는 복수의 능동 소자(11)를 갖는다. 송신기(12)는 특히 광의 형태로 파(14)를 방출할 수 있는 한편, 수신기(13)는 이들 파(14)를 수신하여 이들 파(14)를 전기 신호로 변환할 수 있다. 제품 웨브(1)가 송신기(12)와 수신기(13) 사이에 위치하는 경우, 그에 따라 파(14)가 제품 웨브(1)에 의해 셰이드됨(shaded)으로써 제품 웨브(1)의 에지(3)의 위치가 대략적으로 확인될 수 있다. 또한, 수신기(13)에 의해 발생하는 전기 신호는 또한 그 신호 레벨에서 유사하게 분석된다. 이 경우에, 제품 웨브(1)가 송신기(12)와 수신기(13) 사이의 방출 경로를 더 많이 커버(cover)할수록 검출된 신호가 더 적어지는 것이 고려되어야 한다. 이 방식으로, 센서(10)는 개별 능동 소자(11)에 의해 정해지는 포인트보다 특히 실질적으로 더욱 정확하게 되는 높은 공간 해상도를 갖는 제품 웨브(1)의 에지(3)의 위치를 검출할 수 있다.
이 경우에, 센서(10)는 송신기(12)로부터 대향하는 수신기(13)로 직접 방출 경로를 분석하는 것이 아니라, 오히려 여러 개의 수신기(13)로의 방출 경로가 또한 고려된다.
도 1에 따르는 배치에서, 모든 송신기(12)는 제품 웨브(1)의 일 측면 상에 위치하고, 모든 수신기(13)는 대향 측면 상에 위치한다. 공지된 포크형 배치가 따라서 발생한다. 그러나, 이것은 단지 가능한 배치일 뿐이다.
도 2는 대체 실시예를 도시하며, 여기에서 동일한 참조 부호는 동일한 부품을 나타낸다. 도 1에 따르는 실시예와의 차이점만을 이후 설명할 것이다. 도 2에 따르는 실시예에서는, 송신기(12) 및 수신기(13)는 제품 웨브(1)의 동일한 측면 상에 위치한다. 이 경우에는, 수신기(13)가 제품 웨브(1)에 의해 반사되는 파(14)를 검출한다. 이 경우에도 도 1에 따르는 실시예에서와 동일한 효가가 또한 발생한다. 근본적인 차이는 제품 웨브(1)가 송신기(12)와 수신기(13) 사이의 방출 경로 내에 위치할 때 이제 각각의 수신기(13)가 대응하는 전기 신호를 정확하게 발생하는 것뿐이다.
도 2에 따르는 실시예에서는, 선택적인 반사기(15)가 또한 도시되고, 이 반사기(15)는 무반사적이거나 단지 반사력이 떨어지는 제품 웨브(1)의 케이스에 특히 사용된다. 이 반사기(15)는 방출 경로가 제품 웨브(1)에 의해 커버되지 않는 경우 파(14)의 반사를 보증한다.
도 3은 도 2에 따르는 추가의 대체 실시예를 도시하며, 여기에서 동일한 참조 부호는 동일한 부품을 나타낸다. 도 2에 따르는 실시예와의 차이점만을 다시 후술할 것이다.
도 3에 따르는 실시예에서는, 각각의 능동 소자(11)가 이중의 기능을 가지며, 동시에 송신기(12) 및 수신기(13)이다. 이러한 조치는 파(14)가 초음파인 경우에 특히 유리하다.
센서(10)의 기능성의 더욱 상세한 설명을 도 4에 따르는 예시를 기초로 하여 실행할 것이다. 이 예시는 진행 방향(2)의 방향으로 도 1에 따르는 센서(10)를 본 도면에 대응하므로, 검출 방향(4)이 도 4의 도면의 평면에서의 수평 라인이다. 개별 능동 소자(11)를 구별하기 위해, 이들에게 이후에 번호가 부여된다. 이 경우에는, "제1"이 일련의 능동 소자(11) 중에서 반드시 제1 능동 소자(11)를 의미하는 것은 아니다. 오히려, 할당은 임의적이다. 능동 소자(11)의 번호 부여는 그러나, 인접한 능동 소자(11)가 인접한 서수를 또한 수신하도록 하기 위해 실행된다. 이 경우에 상위 능동 소자(11)는 항상 송신기(12)인 한편, 하위 능동 소자(11)는 수신기(13)이다.
제1 송신기(21)를 고려하는 경우, 특히 제1 송신기(21)와 제1 수신기(31) 사이의 폭(16) 이내에 위치하는 영역에서만 제품 웨브(1)의 에지 위치의 세심한 분석이 가능하다는 것을 알 수 있게 된다. 제2 송신기(22)가 폭(16)의 평균값의 최대한 2배에 상당하는 제1 송신기(21)에 관련하여 제1 간격(41)에 부착된 후에, 제1 송신기(21) 및 제1 수신기(31)에 의해 또는 제2 송신기(22) 및 제2 수신기(32)에 의해 도량학적으로 검출 가능하지 않은 제1 송신기(21)와 제2 송신기(22) 사이에 갭(gap)이 발생한다. 갭은 제1 송신기(21)가 또한 제2 수신기(32)에 의해 분석되므로 폐쇄된다. 이와 달리 또는 추가적으로, 제2 송신기(22)가 또한 제1 수신기(31)에 의해 분석될 수도 있다. 검출 범위 내의 상술한 갭은 이 조치에 의해 폐쇄되는 것을 알 수 있다. 그러나, 제1 간격(41)이 상술한 소자(11)의 폭(16)의 평균값의 2배보다 크지 않은 경우에만 이 기능을 한다.
제1 및 제2 송신기(21, 22)와 제1 및 제2 수신기(31, 32)는 이후 그룹(51)으로 여겨진다. 실질적으로 동일하게 구성된 그룹(52)은 제3 송신기(23) 및 제4 송신기(24)와, 실질적으로 제1 간격(41)에 상당하는 공동의 제3 간격(43) 내에 배치되는 제3 수신기(33) 및 제4 수신기(34)로 또한 이루어진다. 제2 및 제3 송신기(22, 23)는 서로로부터 실질적으로 더 큰 제2 간격(42)에 배치된다. 그러나, 대응하여 확대된 갭이 능동 소자(11)에 의해 직접적으로 검출 불가능한 2개의 그룹(51, 52) 사이에서 발생한다.
그러나, 이 갭은 개별 송신기(12) 및 수신기(13)의 상호 분석에 의해 폐쇄될 수 있다는 것을 알 수 있다. 제2 송신기(22)와 인접하는 갭 영역은 예를 들면, 스위치 온 된 제3 송신기(23)로 제1 수신기(31)를 분석함으로써 커버된다. 이와 달리 또는 추가로, 제1 송신기(21)는 제3 수신기(33)와 함께 사용될 수도 있다. 다음의 갭 영역은 제3 송신기(23) 및 제2 수신기(32)의 쌍에 의해 커버된다. 이와 달리 또는 추가로, 제2 송신기(22) 및 제3 수신기(33)가 차례로 여기에 사용될 수 있다. 갭의 마지막 영역은 제2 송신기(22) 및 제4 수신기(34)에 의해 마지막으로 커버된다. 이와 달리, 제4 송신기(24) 및 제2 수신기(32)가 차례로 여기에 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 제2 간격(42)이 제1 간격(41)의 2배 보다 더 크지 않으면, 2개의 그룹(51, 52) 사이의 전체 갭이 커버된다. 제3 송신기(23)와 제4 송신기(24) 사이의 갭은 제1 송신기(21)와 제2 송신기(22) 사이와 동일한 방식으로 커버된다.
그룹(51, 52)은 차례로 그룹(53)을 형성하고, 이어서 추가의 그룹(54)이 뒤따른다. 제5 송신기(25) 및 제5 수신기(35)는 이 그룹(54)에 제공되며, 그룹(53, 54)은 제1 간격(41)의 9배에 상당하는 제5 간격(45)을 갖는다. 추가의 능동 소자(11)가 상술한 배치와 동일한 방식으로 이 제5 송신기(25)에 인접한다. 제5 간격(45) 내의 갭은 또한, 송신기(12) 및 수신기(13)의 상호 사용에 의해 대응하는 방식으로 커버된다.
이 배치는 원칙적으로 임의로 확장될 수 있으므로, 상기 설계 원리에 따라 정의된 그룹은 항상 서로 인접하는 쌍으로 위치하고, 이들 그룹 사이의 간격은 각 그룹 순으로 적어도 계수 2.2, 최대로 계수 4.0, 특히 계수 3.0만큼 확대된다. 따라서, 칸토어 배치(Cantor arrangement)가 발생하며, 이 배치는 전체 측정 범위의 연속적인 분석 능력에 대한 한계값을 나타낸다. 이것은 제6 간격(46)에 제공되는 상술한 배치에 인접한 우측 상으로 뒤따르는 추가의 그룹에 의해 도 4에 나타낸다. 이 칸토어 배치는 그러나, 송신기(12)가 제한된 각도 범위로만 방출할 수 있고 수신기(13)는 제한된 각도 범위로부터의 파만을 수신할 수 있기 때문에 임의로 계속될 수 없다. 따라서, 수학적으로 정확한 칸토어 배치가 실현될 수 없다. 상술한 바와 같은 설계 원리는 특정 포인트에서 종결되어야 한다. 이것이 원하는 검출 폭을 충족하지 않는 경우, 다수의 이들 종단 칸토어 배치는 따라서, 상호 간격을 더욱 증가시키지 않고 서로에 인접하게 위치되어야 한다.
상기 설명으로부터 추론될 수 있는 바와 같이, 능동 소자(11)의 실질적인 감소가 이 배치로 인해 발생하므로, 더 적은 수의 능동 소자(11)가 설치되어야 하거나 기존의 능동 소자(11)가 더 큰 검출 영역에 걸쳐 분포될 수 있게 된다. 제품 웨브(1)의 평면에서는, 능동 소자(11)의 신규의 배치로 인해 검출 영역에서 갭이 발생하지 않는다. 그러한 갭은 그러나 제품 웨브(1)의 위치 검출을 위한 역할을 맡지 않는 능동 소자(11)의 평면의 근방에서만 발생한다.
송신기(12)는 송신기(12)가 적절한 전력을 갖는 파(14)를 방출할 수 있는 폭(16)을 갖는다. 수신기(13)는 파(14)를 폭(16)에 걸쳐 도량학적으로 적절한 전기 신호로 변환할 수 있다. 이 본질적인 문제가 도 5에 따라서 하부 상에 도시된 다이어그램에 예시되어 있다. 이 다이어그램은 송신기(12)에서의 위치의 함수로서 송신기(12)의 방출 특성을 도시한다. 송신기(12)는 이 경우에 부품 폭(17)을 갖는다. 그러나, 허용 불가능한 신호 대 잡음 비가 주변 영역에서 발생하기 때문에, 송신기(12)가 주변 영역에서의 도량학적으로 적절한 방출 강도를 더 이상 갖지 않는 것을 방출 특성으로부터 알 수 있다. 이 경우에, 송신기(12)의 폭(16)은 방출 특성의 측면에 의해 결정된다. 폭(16)이 특별하게 정의되는 방식은 본 발명의 대상에 대한 하위 역할만을 맡는다. 예를 들면, 방출 특성의 굴절 포인트가 폭(16)에 대한 제한으로서 사용될 수 있다. 이와 달리, 예를 들면, 국소 방출 특성과 피크 내의 방출 특성 사이의 고유 비율이 또한 예를 들면, 방출 특성의 1/2 포인트 또는 1/e 포인트로 사용될 수도 있다. 동일한 고려사항이 수신기(13)에도 또한 적용되며, 여기에서는 방출 특성 대신에, 수신기(13)에 의해 발생되는 전기 신호와 입사 파 전력 사이의 비율이 사용된다. 능동 소자(11)에 파(14)에 영향을 주는 수단 예를 들면, 렌즈, 확산기, 또는 회절 개구가 설치되는 경우, 이들 수단은 따라서, 폭 결정 시에 고려될 것이다.
1 : 제품 웨브 2 : 진행 방향
3 : 에지 4 : 검출 방향
10 : 센서 11 : 능동 소자
12 : 송신기 13 : 수신기
14 : 파 15 : 반사기
16 : 폭 17 : 부품 폭
21 : 제1 송신기 22 : 제2 송신기
23 : 제3 송신기 24 : 제4 송신기
25 : 제5 송신기 31 : 제1 수신기
32 : 제2 수신기 33 : 제3 수신기
34 : 제4 수신기 35 : 제5 수신기
41 : 제1 간격 42 : 제2 간격
43 : 제3 간격 44 : 제4 간격
45 : 제5 간격 46 : 제6 간격
51 : 그룹 52 : 그룹
53 : 그룹 54 : 그룹

Claims (14)

  1. 진행 방향(2)으로 진행하는 적어도 하나의 제품 웨브(product web; 1)의 적어도 하나의 에지(3)를 검출하는 센서(10)로서, 상기 센서(10)는 상기 적어도 하나의 제품 웨브(1)의 상기 진행 방향(2)에 가로 방향으로 연장하는 적어도 하나의 검출 방향(4)으로 서로에 인접하게 배치되는 능동 소자(11)를 갖고, 상기 능동 소자(11)는 송신기(12) 및 수신기(13)로 형성되며, 상기 송신기(12)는 파(14)를 방출할 수 있고 상기 수신기(13)는 상기 파(14)를 수신할 수 있으며, 상기 제품 웨브(1)는 상기 송신기(12)와 수신기(13) 사이의 방출 경로 내의 파(14)에 영향을 주기 위해 제공되고, 상기 능동 소자(11)의 제1(21, 31) 및 제2(22, 32)는 상기 검출 방향(4)에서 인접하며 상기 검출 방향(4)에서 상호 제1 간격(a first mutual spacing; 41)을 갖는 센서(10)에 있어서,
    상기 능동 소자(11)의 제2(22, 32) 및 제3(23, 33)은 상기 검출 방향(4)에서 인접하고 상기 검출 방향(4)에서 상기 제1 간격(41)의 1.2배에 상당하는 상호 제2 간격(a second mutual spacing; 42)을 가지며, 상기 능동 소자(11)의 제3(23, 33) 및 제4(24, 34)는 상기 검출 방향(4)에서 인접하게 배치되고, 상기 검출 방향(4)에서 상기 능동 소자(11)의 제3(23, 33)과 제4(24, 34) 사이의 상호 제3 간격(a mutual third spacing)은 상기 제1 간격(41)의 최대한 1.1배에 상당하며, 상기 능동 소자(11)의 제1(21, 31) 및 제2(22, 32)는 그룹(51)을 형성하고, 상기 능동 소자(11)의 제3(23, 33) 및 제4(24, 34)는 그룹(52)을 형성하며, 상기 그룹(51, 52)은 상기 제1 간격(41)의 적어도 2.2배에 상당하는 상호 제4 간격(a mutual fourth spacing; 44)을 갖는 것을 특징으로 하는 센서.
  2. 제1항에 있어서, 그룹(51, 52)의 고차의 그룹(higher-order group; 53, 54)은 상기 그룹(51, 52)의 간격의 적어도 2.2배에 상당하는 상호 제5 간격(a mutual fifth spacing; 45)을 갖는 것을 특징으로 하는 센서.
  3. 제2항에 있어서, 제2항은 차례로 아래 차수(the order underneath)의 상기 그룹(53, 54)의 간격의 적어도 2.2배에 상당하는 상호 간격(a mutual spacing)을 갖는 고차의 그룹으로 조립되어 있는 그룹(53, 54)에 의해 반복적으로 적용 가능한 것을 특징으로 하는 센서.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 능동 소자(11)의 적어도 하나가 상기 제1 간격(41)의 적어도 1/2에 상당하는 폭(16)을 갖는 것을 특징으로 하는 센서.
  5. 제4항에 있어서, 상기 송신기(12)의 상기 폭(16)은 동일한 것을 특징으로 하는 센서.
  6. 제4항에 있어서, 상기 수신기(13)의 상기 폭(16)은 동일한 것을 특징으로 하는 센서.
  7. 제4항에 있어서, 상기 능동 소자(11)의 상기 폭(16)은 동일한 것을 특징으로 하는 센서.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 송신기(12) 및 수신기(13)는 각각의 경우에 반대편에 위치하는 것을 특징으로 하는 센서.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 능동 소자(11)의 적어도 일부는 상기 검출 방향(4)에서 봤을 때 격자무늬로 배치되는 것을 특징으로 하는 센서.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 능동 소자(11)의 적어도 일부는 종단 칸토어 집합에 상당하는 배치를 갖는 것을 특징으로 하는 센서.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파(14)는 전자기파인 것을 특징으로 하는 센서.
  12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파(14)는 음파인 것을 특징으로 하는 센서.
  13. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 능동 소자(11)의 적어도 하나는 송신기(12) 및 수신기(13)인 것을 특징으로 하는 센서.
  14. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서(10)는 상기 검출 방향(4) 및 검출 방향에 가로지르는 방향 중 적어도 한 방향으로 상기 적어도 하나의 에지(3)를 검출할 수 있는 것을 특징으로 하는 센서.
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