NL1001633C2

NL1001633C2 - Device for detecting color variation in moving colored material webs.

Info

Publication number: NL1001633C2
Application number: NL1001633A
Authority: NL
Inventors: Robert Ernest Van Ditmar
Original assignee: Ditmar Beheer B V Van
Priority date: 1995-11-10
Filing date: 1995-11-10
Publication date: 1997-05-13
Also published as: AU7344496A; WO1997017604A1

Description

Inrichting voor het detecteren van kleurverloop in bewegende gekleurde materiaalbanen.Device for detecting color variation in moving colored material webs.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het detec-5 teren van kleurverloop in bewegende gekleurde materiaalbanen, zoals banen papier of textiel.The invention relates to a device for detecting color gradient in moving colored material webs, such as paper or textile webs.

Een dergelijke inrichting is bijvoorbeeld beschreven in de Europese octrooipublikatie EP 0 kil kik. In deze bekende inrichting wordt gebruik gemaakt van een kleurmeter die zich boven de voortbewegende 10 materiaalbaan bevindt. De uitgangssignalen van de kleurmeter worden toegevoerd aan een processor die op zijn beurt stuursignalen afgeeft aan walsrollen met behulp waarvan kleurstof in de materiaalbaan wordt geïmpregneerd. Door het meer of minder hard aandrukken van de walsrollen wordt de hoeveelheid pigment dat op de materiaalbaan wordt opge-15 bracht gevarieerd. Door de aandrukkracht van deze walsrollen te besturen is het derhalve mogelijk om kleurverloop in de materiaalbaan tegen te gaan.Such a device is described, for example, in the European patent publication EP 0 kil kik. In this known device use is made of a color meter which is located above the traveling material web. The output signals from the colorimeter are supplied to a processor which in turn supplies control signals to rollers by means of which dye is impregnated in the material web. By pressing the rollers more or less hard, the amount of pigment which is applied to the material web is varied. By controlling the contact pressure of these rollers, it is therefore possible to counteract color variation in the material web.

Om kleurverschil in de breedterichting van de materiaalbaan. dus dwars op de transportrichting van de materiaalbaan, te kunnen meten 20 wordt in een eerste uitvoeringsvorm voorgesteld de kleurmeter in dwarsrichting over de materiaalbaan te verplaatsen. Daartoe zijn mechanische geleidingsmidelen nodig. Om deze geleidingsmiddelen te elimineren wordt in een verdere uitvoeringsvorm voorgesteld om drie kleurmeters te gebruiken, een in het midden van de materiaalbaan en 25 twee nabij de zijkanten van de materiaalbaan.For color difference in the width direction of the web. thus, in order to be able to measure transversely of the direction of transport of the material web, in a first embodiment it is proposed to move the color meter transversely across the material web. Mechanical guidance means are required for this. In a further embodiment, to eliminate these guiding means, it is proposed to use three colorimeters, one in the center of the web and two near the sides of the web.

Deze bekende inrichting heeft afhankelijk van de uitvoerinsvorm een aantal nadelen.Depending on the embodiment, this known device has a number of drawbacks.

In de uitvoeringsvorm met een in dwarsrichting heen en weer beweegbare kleurmeter wordt de snelheid waarmee de materiaalbaan kan 30 worden getransporteerd duidelijk beperkt door de snelheid waarmee de kleurmeter in dwarsrichting over de materiaalbaan heen en weer kan worden bewogen. Indien er als voorwaarde gesteld wordt dat de resolutie van de meting in dwarsrichting en in langsrichting ongeveer gelijk moet zijn dan moet de snelheid waarmee de kleurmeter heen en weer 35 wordt bewogen tenminste twee keer de transportsnelheid van de materiaalbaan zijn. Hoe hoger de gewenste resolutie hoe meer de transportsnelheid van de materiaalbaan wordt beperkt door de begrensde ver-plaatsingssnelheid van de kleurmeter.In the embodiment with a transversely movable color gauge, the speed at which the web of material can be transported is clearly limited by the speed with which the color meter can be moved transversely across the material web. If it is made a condition that the resolution of the measurement in the transverse and longitudinal directions must be approximately the same, the speed with which the colorimeter is moved back and forth must be at least twice the transport speed of the material web. The higher the desired resolution, the more the transport speed of the web is limited by the limited displacement speed of the colorimeter.

1OD1633 21OD1633 2

Het gebruik van de mechanische middelen voor het hen en weer bewegen van de kleurmeter in dwarsrichting over de materiaalbaan moet vormt op zich al een nadeel uit het oogpunt van onderhoud, calibratie en dergelijke.The use of the mechanical means for moving the colorimeter transversely across the material web must be a drawback in itself from the point of view of maintenance, calibration and the like.

5 Worden drie kleurmeters op vaste posities gebruikt zoals in de verdere uitvoeringsvorm is beschreven, dan worden in feite slechts drie delen van de materiaalbaan gemeten en blijven eventuele kleurverschillen in tussenliggende delen buiten beschouwing.When three color meters are used at fixed positions as described in the further embodiment, in fact only three parts of the web are measured and any color differences in intermediate parts are not taken into account.

Om met drie verschillende kleurmeters zeer minieme kleurverschil-10 len correct te kunnen meten is het nodig dat de kleurmeters exact hetzelfde signaalverloop vertonen. Ook bij toepassing van verfijnde calibratietechnieken blijkt het in de praktijk nauwelijks mogelijk om drie kleurmeters zodanig in te stellen dat het signaalverloop van elk der kleurmeters aan elkaar gelijk is binnen de zeer nauwe marges, die 15 nodig zijn voor het meten van zeer minieme kleurverschillen.In order to be able to correctly measure very minute color differences with three different color meters, it is necessary that the color meters show exactly the same signal development. Even with the use of sophisticated calibration techniques, it appears hardly possible in practice to set three color meters in such a way that the signal course of each of the color meters is equal to each other within the very narrow margins required for measuring very minute color differences.

Een verder nadeel vloeit voort uit het gebruik van een kleurmeter op zich. Kleurmeters zijn over het algemeen relatief kostbare apparaten en het gebruik van drie kleurmeters leidt tot een niet verwaarloosbare kostenverhoging van de inrichting.A further drawback results from the use of a color meter per se. Color gauges are generally relatively expensive devices, and the use of three color gauges leads to a not negligible increase in cost of the device.

20 Verder functioneren kleurmeters over het algemeen relatief lang zaam zodat ze feitelijk niet geschikt zijn voor het uitvoeren van metingen aan snelbewegende materiaalbanen.Furthermore, color gauges generally function relatively slowly, so that they are in fact not suitable for taking measurements on fast-moving webs of material.

De uitvinding heeft nu ten doel de bovengenoemde nadelen te ver-meijden en in het bijzonder aan te geven op welke wijze een inrichting 25 voor het detecteren van kleurverloop in bewegende gekleurde materiaalbanen uitgevoerd zou moeten zijn zodanig dat de snelheid waarmee de materiaalbaan kan worden voortbewogen ten opzichte van de stand der techniek aanzienlijk kan worden verhoogd. Tevens heeft de uitvinding ten doel aan te geven hoe de inrichting voor het detecteren van kleur-30 verloop in bewegende materiaalbanen moet worden uitgevoerd om ook bij hoge snelheid van de materiaalbaan in hoofdzaak elk deel daarvan te kunnen meten en zodoende ook kleurverloop in willekeurige secties van de materiaalbaan en in willekeurige richtingen binnen de materiaalbaan te kunnen vaststellen.The object of the invention is now to obviate the above-mentioned drawbacks and in particular to indicate how an apparatus for detecting color gradient in moving colored material webs should be designed such that the speed with which the material web can be advanced can be increased considerably compared to the prior art. It is also an object of the invention to indicate how the device for detecting color variation in moving material webs must be designed in order to be able to measure substantially every part thereof also at high speed of the material web and thus also color gradient in arbitrary sections of determine the web and in any direction within the web.

35 In overeenstemming met deze doelstelling verschaft de uitvinding een inrichting voor het detecteren van kleurverloop in bewegende gekleurde materiaalbanen, zoals banen papier of textiel, omvattende : a) een enkele gestabiliseerde lichtbron 1001633 3 b) een optisch stelsel met een ingang in de nabijheid van de lichtbron en een aantal uitgangen die met onderling gelijke afstanden zijn gepositioneerd op een lijn loodrecht op de bewegingsrichting van de materiaalbaan, met welk optisch stelsel het door de lichtbron ge- 5 emitteerde licht gelijkmatig wordt verdeeld over het aantal uitgangen die, onderling evenwijdig, elk licht uitstralen in de richting van de materiaalbaan, c) een met het aantal uitgangen corresponderend aantal lichtin-tensiteitdetectoren elk corresponderend met een der uitgangen en zoda- 10 nig gepositioneerd dat elke detector in hoofdzaak het door de bijbehorende uitgang geëmitteerde en door de materiaalbaan gemoduleerde licht ontvangt, d) een processor die met voorafbepaalde regelmaat de uitgangssignalen van de detectoren meet en vergelijkt en daaruit informatie af- 15 leidt die bepalend is voor een eventueel kleurverloop in de materiaalbaan.In accordance with this object, the invention provides an apparatus for detecting color gradient in moving colored material webs, such as paper or textile webs, comprising: a) a single stabilized light source 1001633 3 b) an optical system with an entrance in the vicinity of the light source and a plurality of equally spaced outputs on a line perpendicular to the direction of movement of the web of material, with which optical system the light emitted by the light source is evenly distributed over the number of outputs which, mutually parallel, each light emitting in the direction of the material path, c) a number of light intensity detectors corresponding to the number of outputs, each corresponding to one of the outputs and positioned such that each detector receives substantially the light emitted by the associated output and modulated by the material path , d) a processor which has previously b At regular intervals the output signals of the detectors are measured and compared and information is derived therefrom which is decisive for a possible color variation in the material web.

De uitvinding berust onder andere op het inzicht dat het voor het vaststellen van verloop in kleur niet nodig is om de exacte kleur te meten maar wel nodig is om het intensiteitsverschil van de kleur te 20 meten, er van uitgaande dat a priori de gehele materiaalbaan exact dezelfde kleur zou moeten hebben. In plaats van de relatief dure, minder nauwkeurige en langzame kleurdetectoren wordt binnen het kader van de uitvinding dus gebruik gemaakt van lichtintensiteitsdetectoren. Daarbij gaat het veelal om halfgeleidercomponenten die in diverse 25 varianten relatief goedkoop in de handel zijn en die snel en nauwkeurig functioneren.The invention is based, inter alia, on the insight that for determining the gradient in color it is not necessary to measure the exact color, but it is necessary to measure the intensity difference of the color, assuming that a priori the entire material web is exactly should be the same color. Thus, instead of the relatively expensive, less accurate and slow color detectors, light intensity detectors are used within the scope of the invention. This usually concerns semiconductor components that are relatively cheap to trade in various variants and that function quickly and accurately.

Om kleine verschillen in lichtintensiteit nauwkeurig te kunnen vaststellen is het verder nodig gebruik te maken van een zo gelijkmatig maogelijke verlichting van de materiaalbaan zodaning dat in de 30 situatie waarin er geen kleurverloop aanwezig is, elke detector een zelfde hoeveelheid licht ontvangt. Omdat het realiseren van een aantal lichtbronnen met allemaal gelijke kleurspectrum en gelijke lichtintensiteit in de praktijk tot grote problemen kan leiden heeft aanvraagster gekozen voor het gebruik van een enkele goed gestabilseerde 35 lichtbron, die dienst doet als moederbron. Uit deze moederlichtbron worden vervolgens via een optisch stelsel een aantal dochterlichtbron-nen afgeleid. Het stabiliseren van een enkele lichtbron levert veel minder problemen op en het gebruik van optische middelen voor het 1001633 4 afleiden van de dochterlichtbronnen heeft op de stabiliteit verder geen invloed.In order to be able to accurately determine small differences in light intensity, it is further necessary to make use of the illumination of the material strip so uniform that, in the situation where no color gradient is present, each detector receives the same amount of light. Since the realization of a number of light sources with all the same color spectrum and the same light intensity can lead to major problems in practice, the applicant has opted to use a single well-stabilized light source, which serves as the mother source. A number of daughter light sources are then derived from this mother light source via an optical system. Stabilizing a single light source presents much fewer problems, and the use of optical means for deriving the daughter light sources does not further affect stability.

Binnen het kader van de uitvinding kan gekozen worden voor een configuratie waarbij de licht emitterende uitgangen en de detectoren 5 zich aan dezelfde zijde van de matariaalbaan bevinden en waarbij de detectoren derhalve door de matariaalbaan gereflecteerd licht ontvangen. De gehele inrichting kan in dat geval als eenheid worden samengebouwd en na calibratie boven de te meten matriaalbaan worden gemonteerd.Within the scope of the invention, a configuration can be chosen in which the light-emitting outputs and the detectors 5 are located on the same side of the material path and wherein the detectors therefore receive reflected light from the material path. In that case, the entire device can be assembled as a unit and after calibration can be mounted above the material track to be measured.

10 Anderzijds is het binnen het kader van de uitvinding ook mogelijk dat de licht emitterende uitgangen en de detectoren zich aan verschillende zijden van de matariaalbaan bevinden waarbij de detectoren derhalve door de matariaalbaan doorgelaten licht ontvangen. Zeker bij materiaalbanen met relatief weinig reflectie en veel transmissie kan 15 een dergelijke configuratie de voorkeur verdienen.On the other hand, it is also within the scope of the invention that the light-emitting outputs and the detectors are located on different sides of the material path, the detectors therefore receiving light transmitted through the material path. Certainly in the case of material webs with relatively little reflection and a lot of transmission, such a configuration may be preferable.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting heeft het kenmerk dat het optisch stelsel wordt gevormd door een aantal optische licht-geleiders waarvan de ingangen gemeenschappelijk gekoppeld zijn met de enkele gestabiliseerde lichtbron, terwijl de uitgangen zodanig geposi-20 tioneerd zijn dat ze, al dan niet via een focuserende lens, licht uitstralen in de richting van de materiaalbaan.A preferred embodiment of the device is characterized in that the optical system is formed by a number of optical light guides, the inputs of which are jointly coupled to the single stabilized light source, while the outputs are positioned in such a way, whether or not via a focusing lens, emitting light towards the material path.

Optische lichtgeleiders vormen zeker in relatief korte lengten een medium waarmee lichtgolven met redelijk behoud van kleurspectrum en nagenoeg vrij van intensiteitsverlies overgedragen kunnen worden. 25 De resulterende dochterlichtbronnen zullen derhalve allemaal dezelfde eigenschappen hebben als de moederlichtbron.Optical light guides certainly form a medium in relatively short lengths with which light waves can be transmitted with reasonable color spectrum retention and virtually free of loss of intensity. The resulting daughter light sources will therefore all have the same properties as the mother light source.

In plaats van optische lichtgeleiders kunnen ook lenzen, spiegels en lichtverdelers worden gebruikt. Deze componenten zijn op zich bekend maar hebben veelal het nadeel dat de kostprijs ongunstiger is en 30 dat verder meer hulpmiddelen nodig zijn om met deze compnenten het optische stelsel op te bouwen.Lenses, mirrors and light distributors can also be used instead of optical light guides. These components are known per se, but often have the drawback that the cost price is less favorable and that further aids are required to build up the optical system with these components.

Om het spectrum van de lichtrbron aan te passen kan evetueel een of meerdere filters worden gebruikt om bepaalde spectrale componenten te verzwakken en bijvoorbeeld een gelijkmatiger emissie over een breed 35 spectrum te verkrijgen.To adjust the spectrum of the light source, one or more filters can optionally be used to attenuate certain spectral components and, for example, obtain a more uniform emission over a wide spectrum.

De uitvinding zal in het volgende aan de hand van de figuren nader worden besproken.The invention will be discussed in more detail below with reference to the figures.

Figuur 1 toont een schematisch aanzicht van een voortbewegende 1001633 5 materiaalbaan en van de diverse componenten die deel uitmaken van de inrichting voor het detecteren van kleurverloop in deze materiaalbaan waabij gebruik gemaakt wordt van door de matariaalbaan gereflecteerd licht.Figure 1 shows a schematic view of a traveling 1001633 material web and of the various components that form part of the device for detecting color gradient in this material web using light reflected from the material web.

5 Figuur 2 toont een schematisch bovenaanzicht op de materiaalbaan en de inrichting voor het detecteren van kleurverloop daarin.Figure 2 shows a schematic top view of the web of material and the device for detecting color gradient therein.

Figuur 3 toont een schematisch aanzicht van een voortbewegende materiaalbaan en van de diverse componenten die deel uitmaken van de inrichting voor het detecteren van kleurverloop in deze materiaalbaan 10 waarbij gebruik gemaakt wordt van door de materiaalbaan doorgelaten licht.Figure 3 shows a schematic view of a moving web of material and of the various components that form part of the device for detecting color gradient in this web of material 10, using light transmitted through the web of material.

Figuur 4 illustreert een blokschema van een uitvoering van de gestabiliseerde lichtbron die in de inrichting wordt toegepast.Figure 4 illustrates a block diagram of an embodiment of the stabilized light source used in the device.

Figuur 5 illusteert schematisch een geheugen warin de detector-15 signalen tijdelijk opgeslagen worden.Figure 5 schematically illustrates a memory in which the detector-15 signals are temporarily stored.

In de figuren 1 en 2 is de materiaalbaan aangeduid met 10. De materiaalbaan beweegt zich in de richting van de pijl 12. Boven de materiaalbaan is, dwars ten opzichte van de bewegingsrichting 12, een array van lichtdetectoren aangebracht. De diverse detectoren in de 20 array zijn aangeduid met l4a, 14b ... l^n. Elk van deze detectoren bestaat in wezen uit een sensor die een elektrisch signaal afgeeft dat varieert afhankelijk van de waargenomen lichtintensiteit.In Figures 1 and 2, the material web is indicated by 10. The material web moves in the direction of the arrow 12. Above the material web, an array of light detectors is arranged transverse to the direction of movement 12. The various detectors in the 20 array are indicated by 14a, 14b ... 1 ^ n. Each of these detectors essentially consists of a sensor that delivers an electrical signal that varies depending on the perceived light intensity.

Naast de array van sensoren l^a ... l4n bevindt zich een corresponderende array van lichtuitstralende elementen 16a ... I6n, waarbij 25 telkens één lichtuitstralend element is toegevoegd aan één van de sensoren 14. De lichtuitstralende elementen 16a ... l6n worden in een uitvoeringsvoorbeeld elk gevormd door de uitgang van een optische vezel of vezelbundel 18a ... l8n, waarbij de ingangen van de diverse vezels of vezelbundels zijn gekoppeld met één enkele lichtbron 20. 30 Deze lichtbron 20 is in hoge mate gestabiliseerd op een wijze zoals in het volgende nog zal worden besproken en straalt licht uit met een nagenoeg constante intensiteit.Next to the array of sensors 1 ^ a ... 14n is a corresponding array of light-emitting elements 16a ... 16n, each of which one light-emitting element is added to one of the sensors 14. The light-emitting elements 16a ... 16n in one exemplary embodiment, each formed by the output of an optical fiber or fiber bundle 18a ... 18n, wherein the inputs of the various fibers or fiber bundles are coupled to a single light source 20. This light source 20 is highly stabilized in a manner such as will be discussed in the following and emits light of a nearly constant intensity.

De diverse sensoren l4a ... l^n zijn via calibratiecircuits 15a...15n gekoppeld met een processor 22. De processor 22 bemonstert 35 de sensoruitgangssignalen met een vooraf bepaalde frequentie en vergelijkt telkens alle verkregen waarden om vast te stellen of er al dan niet sprake is van intensiteitsverschil. Bij voorkeur worden de telkens verkregen monsterwaarden voor de gehele array van sensoren l^a 1001633 6 ... l4n tenminste tijdelijk opgeslagen in een geheugen zodanig dat niet alleen een vergelijking van signalen in dwarsrichting van de materiaalbaan 10 mogelijk is maar ook een vergelijking mogelijk is tussen signalen die opeenvolgend in de tijd zijn verkregen, zodat ook 5 kleurverloop in lengterichting van de materiaalbaan kan worden vastgesteld . Afhankelijk van de eisen die in dit verband worden gesteld door de gebruiker kan het geheugen meer of minder groot zijn en kunnen meer of minder grote lengten (of breedten) van de materiaalbaan op kleurverschil worden gecontroleerd.The various sensors 14a ... l ^ n are coupled to a processor 22 via calibration circuits 15a ... 15n. The processor 22 samples the sensor output signals at a predetermined frequency and always compares all the values obtained to determine whether or not there is no difference in intensity. Preferably, the sample values obtained in each case for the entire array of sensors 11 1001633 6 ... 14n are at least temporarily stored in a memory such that not only a comparison of signals in the transverse direction of the material web 10 is possible but also a comparison is possible between signals successively obtained in time, so that a color gradient in the longitudinal direction of the material web can also be determined. Depending on the requirements made by the user in this regard, the memory may be more or less large and more or less long lengths (or widths) of the web can be checked for color difference.

10 Figuur 3 toont een andere uitvoeringsvorm van de inrichting vol gens de uitvinding. In deze uitvoeringsvorm zijn de lichtbron 20, het optische stelsel 18 en de array van lichtuitstralende elementen 16 gepositioneerd boven de in de richting van de pijl 12 voortbewegende materiaalbaan 10, terwijl de array van sensoren 14 is aangebracht 15 onder de materiaalbaan 10. De sensoren 14 staan via een leiding 2k in verbinding met de processor 22. Het wezenlijke verschil tussen deze uitvoeringsvorm en die van figuur 1 is gelegen in het feit dat in figuur 3 de sensoren 14 het licht meten dat door de voortbewegende materiaalbaan 10 is doorgelaten.Figure 3 shows another embodiment of the device according to the invention. In this embodiment, the light source 20, the optical system 18, and the array of light-emitting elements 16 are positioned above the web of material 10 moving in the direction of the arrow 12, while the array of sensors 14 is located below the web of material 10. The sensors 14 are in communication with the processor 22 via a line 2k. The essential difference between this embodiment and that of figure 1 lies in the fact that in figure 3 the sensors 14 measure the light transmitted through the advancing material web 10.

20 Zowel in de uitvoeringsvorm van figuur 1 als ook in die van figuur 3 verdient het de voorkeur dat de sensoren 14 zijn gemonteerd in een inwendig matzwarte kapconstructie die zoveel mogelijk vooprkomt dat omgevingslicht de sensoren bereikt. In verband daarmee kan het verder voordelig zijn om voor elke sensor een lens te plaatsen waarmee 25 de waarneemhoek van elke sensor wordt aangepast, bijvoorbeeld beperkt tot het gebiedje waarin de bijbehorende lichtzender 16 is gepositioneerd.In the embodiment of Figure 1 as well as that of Figure 3, it is preferred that the sensors 14 are mounted in an internal matte black hood construction that avoids as much as possible that ambient light reaches the sensors. In connection therewith, it may further be advantageous to place a lens for each sensor with which the viewing angle of each sensor is adjusted, for instance limited to the area in which the associated light emitter 16 is positioned.

Verder kan zowel in figuur als ook in figuur 3 naast de reeks van lichtintensiteitsdetectoren 14 ook tenminste een kleurmeter worden 30 aangebracht die de kleur van de materiaalbaan 10 meet. In figuur 1 is deze afzonderlijke kleurmeter aangeduid met 11. Met deze kleurmeter is bijvoorbeeld een indicatiepaneel 13 gekoppeld waarmee informatie omtrent de gemeten kleur kan worden gepresenteerd. Doordat in de inrichting gebruik gemaakt wordt van een zeer stabiele lichtbron 35 levert de kleurmeter 11, die bijvoorkeur gericht is op dat deel van de materiaalbaan waar ook een van de lichtzenders 16 op gericht is, een betrouwbare meetwaarde op.Furthermore, in both figure and also in figure 3, in addition to the series of light intensity detectors 14, at least one color meter 30 can also be applied, which measures the color of the material web 10. In figure 1 this separate color meter is indicated with 11. This color meter is for instance linked to an indication panel 13 with which information about the measured color can be presented. Because a very stable light source 35 is used in the device, the color meter 11, which is preferably aimed at that part of the material web on which one of the light transmitters 16 is also aimed, provides a reliable measured value.

Figuur 4 toont schematisch een mogelijke uitvoeringsvorm van de 1001633 7 gestabiliseerde lichtbron die in de inrichting volgens de uitvinding wordt toegepast. De eigenlijke lichtuitstralende component is aangeduid met 30. Deze lichtuitstralende component kan bestaan uit een gloeilamp, een fluorescentiebuis, een gasontladingslamp, een licht 5 emitterende diode of dergelijke maar bij voorkeur wordt binnen het kader van de uitvinding gebruik gemaakt van een halogeenlamp omdat deze relatief goedkoop is en eenvoudig kan worden gestuurd. De halogeenlamp 30 wordt gevoed vanuit een voedingsbron 32 die via de aansluiting 3^ netspanning krijgt toegevoerd en daaruit een voor de uit-10 sturing van de halogeenlichtbron 30 geschikte spanning afleidt. Het door de lichtbron 30 uitgestaalde licht wordt niet alleen ingestraald in het optische stelsel 18, maar ook gedetecteerd door een verdere detector 36. Deze detector 36 levert een meetspanning Udet aan een comparator 38 waarin deze meetspanning wordt vergeleken met een refe-15 rentiespanning Uref die geleverd wordt door een referentiespannings-bron 40. Bij voorkeur is deze referentiespanningsbron 40 temperatuur-gestabiliseerd en levert over langere tijd een vaste referentiespan-ning Uref die onafhankelijk is van uitwendige invloeden. Een eventueel verschil tussen Udet en Uref leidt aan de uitgang van de comparator 38 20 tot een verschilsignaal Uv dat als stuursignaal wordt toegevoerd aan de voedingseenheid 32. Afhankelijk van grootte en teken van het verschilsignaal Uv wordt de uitgangsspanning van de voedingseenheid 32 bijgeregeld zodanig dat als gevolg van dit regelproces de spanning Uv zal worden geëlimineerd. Daarmee wordt bereikt dat de lichtbron 30 25 licht uitzendt met een vaste intensiteit die onafhankelijk is van voedingsspanningsvariaties en onafhankelijk is van de omgevingstemperatuur .Figure 4 schematically shows a possible embodiment of the 1001633 7 stabilized light source used in the device according to the invention. The actual light-emitting component is indicated by 30. This light-emitting component may consist of an incandescent lamp, a fluorescent tube, a gas discharge lamp, a light-emitting diode or the like, but preferably a halogen lamp is used within the scope of the invention because it is relatively inexpensive and is easy to steer. The halogen lamp 30 is supplied from a power source 32 which is supplied with mains voltage via the terminal 3 and derives a voltage suitable therefrom for the control of the halogen light source 30. The light emitted by the light source 30 is not only irradiated in the optical system 18, but is also detected by a further detector 36. This detector 36 supplies a measuring voltage Udet to a comparator 38 in which this measuring voltage is compared with a reference voltage Uref is supplied by a reference voltage source 40. Preferably, this reference voltage source 40 is temperature stabilized and provides a fixed reference voltage Uref over a longer period of time which is independent of external influences. A possible difference between Udet and Uref leads at the output of the comparator 38 to a difference signal Uv which is applied as control signal to the power supply unit 32. Depending on the magnitude and sign of the difference signal Uv, the output voltage of the power supply unit 32 is adjusted such that if As a result of this control process, the voltage Uv will be eliminated. This achieves that the light source 30 emits light with a fixed intensity that is independent of supply voltage variations and independent of the ambient temperature.

In een voorkeursuitvoeringsvorm is de lichtbron verder voorzien is van een kleursensor waarmee het spectrum van het uitgestraalde 30 licht kan worden gemeten en van een schakeling waarmee het gemeten spectrum kan worden vergeleken nmet een referentiespectrum. Daarmee is het mogelijk om vast te stellen of het spectrum bijvoorbeeld door veroudering van de lamp teveel van het referentiespectrum gaat afwijken.In a preferred embodiment, the light source is further provided with a color sensor with which the spectrum of the emitted light can be measured and with a circuit with which the measured spectrum can be compared with a reference spectrum. This makes it possible to determine whether the spectrum will deviate too much from the reference spectrum, for example due to aging of the lamp.

35 Wordt prijs gesteld op een breed en relatief gelijkmatig spectrum dan kan in plaats van een halogeenlamp ook een gasontladingslamp worden gebruikt.If a broad and relatively uniform spectrum is appreciated, a gas discharge lamp can also be used instead of a halogen lamp.

Zoals in het bovenstaande al is opgemerkt worden de signalen van de 1 0 0 1 6 3 8 lichtdetectoren l4a...l4n net een voorafbepaalde frequentie door de processor 22 afgepast. De frequentie hangt af van de gewenste resolutie en van de snelheid waarmee de materiaalbaan 10 wordt getransporteerd. Is de gewenste snelheid van de materiaalbaan gelijk 5 aan v meter/sec en is de gewenste resolutie (de afstand tussen de meetpunten gezien in de transportrichting 12) gelijk aan a meter dan is de aftastfrequentie f gelijk aan f = v/a.As already noted above, the signals from the light detectors 14a ... 14n are just metered out by the processor 22. The frequency depends on the desired resolution and on the speed at which the web of material 10 is transported. If the desired speed of the material web is equal to 5 meters / sec and the desired resolution (the distance between the measuring points seen in the transport direction 12) is equal to a meter, the scanning frequency f is equal to f = v / a.

Als verder de breedte van de materiaalbaan gelijk is aan B meter en het aantal detectoren 14 is gelijk aan n en er wordt zowel in 10 breedterichting als in lengterichting eenzelfde resolutie geëist, te weten B/n, dan bedraagt de aftastfrequentie derhalve f = v.n/B.Furthermore, if the width of the material web is equal to B meters and the number of detectors 14 is equal to n and the same resolution is required in both width and length directions, viz. B / n, the scanning frequency is therefore f = vn / B.

In de praktijk zal de aftastfrequentie relatief laag zijn in elk geval laag genoeg om de inrichting zonder enig probleem met bekende hardware te kunnen realiseren.In practice, the scanning frequency will be relatively low, in any case low enough to enable the device to be realized without any problem with known hardware.

15 De processor 22 bevat bij voorkeur een geheugen waarin de meet waarden van een aantal opeenvolgende aftasttijdstippen kunnen worden opgeslagen. Als voorbeeld toont figuur 5 een geheugen 40 bestaande uit n rijen en k kolommen. Een dergelijk geheugen kan eenvoudig worden gerealiseerd met zogenaamde FIFO’s of schuifregisters. Op elk aftast-20 tijdstip worden de signalen na digitalisatie aan de linkerzijde ingevoerd in de meest linkerkolom van het geheugen. Vervolgens worden de signalen doorgeschoven naar de naastliggende kolom aan de rechterzijde zodat de ingangskolom vrijkomt voor opvang van signalen op het volgende bemonsteringstijdstip. Dit proces gaat door totdat het gehele ge-25 heugen gevuld is. Ook daarna gaat het proces door waarbij aan de linkerzijde telkens nieuwe signalen worden ingevoerd terwijl aan de rechterzijde signalen verloren gaan. Het geheugen bevat op deze wijze de signalen van alle detectoren I1» behorend bij k opeenvolgende bemon-steringstijdstippen. Zoals in de figuur is aangegeven bevinden zich in 30 de meest rechter kolomde signale behorend bij het aftasttijdstip Tx. In de kolom links daarvan bevinden zicht de signalen behorend bij het daaropvolgende tijdstip Tx+1, enz.The processor 22 preferably contains a memory in which the measured values of a number of successive scanning times can be stored. As an example, Figure 5 shows a memory 40 consisting of n rows and k columns. Such a memory can easily be realized with so-called FIFOs or shift registers. At each scan time, after digitization, the signals are input on the left into the leftmost column of the memory. Then, the signals are shifted to the adjacent column on the right side so that the input column is released to receive signals at the next sampling time. This process continues until the entire memory is filled. After that, the process continues, with new signals being input on the left while signals on the right are lost. The memory in this way contains the signals of all detectors I1 »associated with k consecutive sampling times. As shown in the figure, the rightmost column contains the signals associated with the scan time Tx. The column to the left shows the signals associated with the subsequent time Tx + 1, etc.

Door nu de signalen uit één kolom onderling te vergelijken is het mogelijk om kleurverschillen in de corresponderende strook over de 35 breedte van de materiaalbaan vast te stellen. Door op gelijke wijze de signalen van een bepaalde rij met elkaar te vergelijken is het mogelijk om kleurverschillen over een strook in lengterichting van de materiaalbaan vast te stellen.By now comparing the signals from one column, it is possible to determine color differences in the corresponding strip over the width of the material web. By likewise comparing the signals of a particular row with each other, it is possible to determine color differences over a strip in the longitudinal direction of the material web.

1001633 91001633 9

Niet alleen kleurverschillen in lengte- en breedterichting maar ook in willekeurige richtingen kunnen zoals duidelijk zal zijn met behulp van de ter beschikking staande opgeslagen signaalwaarden vastgesteld worden.Not only color differences in the length and width direction, but also in arbitrary directions can, as will be clear, be determined with the aid of the stored signal values available.

5 In een hardware uitvoeringsvorm kan gebruik gemaakt worden van een array van comparators waarmee telkens de meetwaarden van twee geheugencellen worden vergeleken.In a hardware embodiment use can be made of an array of comparators with which the measured values of two memory cells are compared each time.

Verder is het ook mogelijk om niet direct aangrenzende meetwaarden met elkaar te vergelijken hetgeen bijvoorbeeld toegepast kan wor-10 den bij materiaalbanen die niet effen van kleur zijn maar voorzien zijn van een regelmatig herhalend patroon van diverse kleuren.Furthermore, it is also possible to compare not directly adjacent measured values with each other, which can for instance be applied to material webs which are not solid in color, but which are provided with a regularly repeating pattern of various colors.

Bij rotatiedrukprocesen wordt een herhalend patroon opgedrukt op de materiaalbaan. Met de inrichting volgens de uitvinding kan nu vastgesteld worden of er eventueel kleurverloop optreedt tussen corespon-15 derende delen van achtereenvolgende patronen. Daartoe wordt bijvoorbeeld de meetwaarde die betrekking heeft op een geselecteerd deel van het patroon tijdelijk opgeslagen in het geheugen en daarna vergeleken met de meetwaarde afkomstig van het corresponderende deel van het volgende patroon of eventueel verdere volgende patronen.In rotary printing processes, a repeating pattern is printed on the web. With the device according to the invention it can now be determined whether there is any color change between core-responding parts of successive patterns. For this purpose, for example, the measured value relating to a selected part of the pattern is temporarily stored in the memory and then compared with the measured value from the corresponding part of the next pattern or possibly further subsequent patterns.

20 Voordat de inrichting in gebruik kan worden genomen moet er een calibratieprocedure uitgevoerd worden. De enkele lichtbron 20 is gestabiliseerd en geeft aan de ingangen van het optische stelsel een niet variërend lichtsignaal af. De diverse transmissiewegen naar de diverse uitgangen van het optische stelsel 18 kunnen echter in eigen-25 schappen verschillen waardoor toch niet alle dochterlichtbronnen 16 exact gelijke karakteristieken hebben. Ook de karakteristieken van de lichtdetectoren 14 kunnen onderling kleine verschillen vertonen. Bij al deze verschillen gaat het echter om vaste vesrchillen en niet om variabelen. Dat houdt in dat deze verschillen in een daartoe geschikte 30 procedure wegggecalibrerrd moeten kunnen worden.20 Before the device can be used, a calibration procedure must be performed. The single light source 20 is stabilized and emits a non-varying light signal at the inputs of the optical system. However, the different transmission paths to the various outputs of the optical system 18 may differ in properties, so that not all daughter light sources 16 have exactly the same characteristics. The characteristics of the light detectors 14 may also differ slightly from one another. However, all these differences are fixed differences and not variables. This means that it must be possible to calibrate these differences in an appropriate procedure.

Voor het calibreren van de inrichting worden de diverse circuits ingeschakeld. Vervolgens wordt een stukje calibratiemateriaal onder (of boven in figuur 3) de eerste detector l^a gelegd en de uitgangs-spannimng wordt gemeten. Deze uitgangsspanningswaarde wordt in het 35 volgende als callibratiespanning gebruikt. Vervolgens wordt het calibratiemateriaal onder (of boven in figuur 3) de volgende detector l4b gelegd en weer wordt de uigangsspanning gemeten. Wordt er verschil geconstateerd met de calibratiespanning dan wordt het calibratiecir- 1001633 10 cuit afgeregeld totdat de uitgangsspanning van detector l4b gelijk is aan de calibratiespanning. Deze procedure wordt herhaald voor alle verdere detectoren.The various circuits are switched on to calibrate the device. Then a piece of calibration material is placed under (or above in figure 3) the first detector 11a and the output voltage is measured. This output voltage value is used as the calibration voltage in the following. Then the calibration material is placed under (or above in Figure 3) the next detector 14b and again the output voltage is measured. If a difference is observed with the calibration voltage, the calibration circuit 100100 is adjusted until the output voltage of detector 14b equals the calibration voltage. This procedure is repeated for all further detectors.

10016331001633

Claims

System for inspecting moving webs of material, such as paper webs or textile webs, comprising 5 a) a light source b) an optical system with an entrance near the light source and a plurality of outputs positioned at mutual distances along a line perpendicular to the direction of movement of the material path, by means of which optical system light emitted by said light source is distributed among said outputs, each of which emits light in the direction of the material path, c) a number of light intensity detectors, each assigned to a different output in order to to receive the light emitted by the said output after modulation through the material web, characterized in that the light source is stabilized such that the intensity of the emitted light is essentially constant.

System according to claim 1, characterized in that the stabilized light source continuously emits light.

System according to claim 1 or 2, characterized in that the stabilized light source emits light in the visible part of the spectrum. 25

System according to any one of the preceding claims, characterized in that the stabilized light source comprises: the actual light-emitting component, a power supply unit for generating supply voltage to the light-emitting component, a light detector which emits the light intensity of the light-emitting light component, a comparator, in which the output of the light detector is compared with the output of a reference voltage source, which comparator supplies an output signal to the power supply unit in order to control it so as to eliminate any variations in the light intensity of the light-emitting component.

System according to claim 4, characterized in that the light source further comprises: a color sensor for measuring the spectrum of the light emitted and a circuit in which the measured spectrum can be compared with a reference spectrum.

System according to claim 4 or 5, characterized in that the reference voltage source is temperature stabilized so that variations in the light intensity caused by temperature variations are eliminated.

System according to any one of the preceding claims, characterized in that the light emitted by the stabilized light source passes through a color filter.

System according to any one of the preceding claims, characterized in that the light intensity detectors are arranged such that they directly receive the light modulated by the material path. ***** 1001633