RU2813622C1 - Method and device for detecting product defects in form of thread - Google Patents

Method and device for detecting product defects in form of thread Download PDF

Info

Publication number
RU2813622C1
RU2813622C1 RU2023119097A RU2023119097A RU2813622C1 RU 2813622 C1 RU2813622 C1 RU 2813622C1 RU 2023119097 A RU2023119097 A RU 2023119097A RU 2023119097 A RU2023119097 A RU 2023119097A RU 2813622 C1 RU2813622 C1 RU 2813622C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
thread
terahertz radiation
product
movement
terahertz
Prior art date
Application number
RU2023119097A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Харальд СИКОРА
Армин ХОЛЛЕ
Колья Тобиас ШУХ
Original Assignee
Сикора Аг
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сикора Аг filed Critical Сикора Аг
Application granted granted Critical
Publication of RU2813622C1 publication Critical patent/RU2813622C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: defect detection.
SUBSTANCE: group of inventions relates to a method and device for detecting defects in a product in the form of a thread moving along the direction of movement. When implementing the device and method, terahertz radiation is emitted by at least one transmitter onto a thread-shaped product moving along the direction of movement, and terahertz radiation reflected from the thread-shaped product is received by at least one receiver, based on a temporary change in the terahertz radiation signal, received by said at least one receiver, a conclusion is made about the presence of a defect in the product in the form of a thread.
EFFECT: increasing the accuracy of defect detection.
21 cl, 6 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates

Изобретение относится к способу обнаружения дефектов изделия в форме нити, перемещаемого вдоль направления перемещения. Изобретение также относится к устройству для обнаружения дефектов изделия в форме нити, перемещаемого вдоль направления перемещения.The invention relates to a method for detecting defects in a product in the form of a thread moved along the direction of movement. The invention also relates to a device for detecting defects in a product in the form of a thread moved along the direction of movement.

Уровень техникиState of the art

В экструзионных устройствах могут быть изготовлены, например, тонкие пластиковые трубки, называемые микротрубками (англ. microducts), в которые позднее будут вставлены кабели передачи данных, например, из стекловолокна. Такие пластиковые трубки имеют малый внешний и внутренний диаметр. Тонкие мягкие трубки, например, медицинские мягкие трубки, такие как инфузионные трубки для медицинского применения, также могут быть изготовлены на таких установках. Такие медицинские трубки могут быть одно- или многопросветными. В процессе экструзии может происходить неконтролируемый и нерегулярный выход остатков экструдированного материала из экструдера. Такие экструзионные остатки, например, выпадающие в течение дня или нескольких дней, могут прилипнуть внутри экструдированной трубки к внутренней стенке и, по меньшей мере, частично уменьшать свободное поперечное сечение трубки. Кроме того, такие остатки могут оставаться подвижными внутри трубки и при прохождении, например, жидкости, увлекаться при последующем использовании и приводить к закупорке трубки или неконтролируемому выходу. И того, и другого следует избегать, особенно в медицинских применениях. Такие остатки приводят к возникновению соответствующих отходов в виде брака.Extrusion devices can produce, for example, thin plastic tubes called microducts, into which data cables, such as fiberglass, will later be inserted. Such plastic tubes have small external and internal diameters. Thin soft tubes, such as medical soft tubes such as infusion tubes for medical use, can also be produced in such machines. Such medical tubes can be single- or multi-lumen. During the extrusion process, uncontrolled and irregular release of residual extruded material from the extruder may occur. Such extrusion residues, for example falling out within a day or several days, can adhere within the extruded tube to the inner wall and at least partially reduce the free cross-section of the tube. In addition, such residues may remain mobile within the tube and during the passage of, for example, liquid, be entrained during subsequent use and lead to blockage of the tube or uncontrolled output. Both should be avoided, especially in medical applications. Such residues lead to the generation of corresponding waste in the form of defects.

Из-за обычно высокой скорости перемещения особенно тонких экструдированных нитей обнаружение в поточном режиме дефектов, таких как экструзионные остатки, оставшихся внутри трубки, до сих пор не было удовлетворительным. В настоящее время в уровне техники разработаны два метода обнаружения таких дефектов. Согласно первому методу, внутри трубки магнитным образом удерживают шип с диаметром, составляющим примерно 80% от внутреннего диаметра трубки. Если он вырывается из удерживаемого положения, в частности, из-за экструзионного остатка, находящегося внутри перемещаемой трубки, подают соответствующий сигнал неисправности. Согласно второму методу, после завершения экструзии через весь моток экструдированной трубки посредством сжатого воздуха продувают шарик с диаметром, составляющим примерно 80% от внутреннего диаметра трубки. Если внутри нет экструзионного остатка, этот шарик выйдет после прохождения через всю трубку. С другой стороны, если шарик не выйдет, можно сделать вывод о наличии экструзионного остатка. Например, в рамках окончательной обработки через медицинские трубки часто проталкивают металлическую проволоку, чтобы обеспечить надлежащий проход.Due to the typically high transport speed of particularly thin extruded filaments, in-line detection of defects such as extrusion residues remaining inside the tube has not yet been satisfactory. Currently, two methods for detecting such defects have been developed in the state of the art. In the first method, a spike with a diameter of approximately 80% of the inner diameter of the tube is magnetically held inside the tube. If it breaks out of its retained position, in particular due to extrusion residue located inside the moving tube, a corresponding fault signal is generated. According to the second method, after extrusion is completed, a ball with a diameter of approximately 80% of the internal diameter of the tube is blown through the entire coil of extruded tube using compressed air. If there is no extrusion residue inside, this ball will come out after passing through the entire tube. On the other hand, if the ball does not come out, we can conclude that there is extrusion residue. For example, as part of the finishing process, a metal wire is often pushed through medical tubing to ensure proper passage.

Известные методы обнаружения, с одной стороны, затратны и не позволяют осуществлять бесконтактное обнаружение. Кроме того, по меньшей мере последние упомянутые методы позволяют осуществлять обнаружение только после завершения производственного процесса, что приводит к соответствующему большому количеству отходов в виде брака. Точное определение местоположения дефекта затруднено или невозможно. Кроме того, известные методы обнаружения подходят только для трубчатых изделий.Known detection methods, on the one hand, are expensive and do not allow contactless detection. In addition, at least the last mentioned methods allow detection only after completion of the production process, which leads to a correspondingly large amount of waste in the form of defects. Accurate determination of the location of the defect is difficult or impossible. In addition, known detection methods are only suitable for tubular products.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention

Следовательно, исходя из раскрытого уровня техники, в основе изобретения лежит задача создания способа и устройства указанного в начале типа, с помощью которых дефекты перемещаемого изделия в форме нити, в частности, экструзионные остатки, сужающие поперечное сечение внутри экспедированного изделия в форме нити, могут быть надежно и точно обнаружены в поточном режиме и бесконтактно, с малыми затратами.Therefore, based on the disclosed prior art, the basis of the invention is the task of creating a method and device of the type indicated at the beginning, with the help of which defects of a transported thread-shaped product, in particular extrusion residues narrowing the cross-section inside the forwarded thread-shaped product, can be Reliably and accurately detected in-line and non-contact, at low cost.

Согласно настоящему изобретение указанная задача решена посредством независимых пунктов 1 и 19 формулы изобретения. Полезные варианты осуществления можно найти в зависимых пунктах формулы, описании и на чертежах.According to the present invention, this problem is solved by means of independent claims 1 and 19 of the claims. Useful embodiments can be found in the dependent claims, description and drawings.

В способе указанного выше типа согласно изобретению указанная задача решена посредством того, что на изделие в форме нити, перемещаемое вдоль направления перемещения, по меньшей мере одним передатчиком излучают терагерцовое излучение, и по меньшей мере одним приемником принимают терагерцовое излучение, отраженное от изделия в форме нити, причем на основе временного изменения сигнала терагерцового излучения, принимаемого по меньшей мере одним приемником, делают вывод о наличии дефекта изделия в форме нити.In a method of the above type according to the invention, this problem is solved by emitting terahertz radiation onto a thread-shaped product moving along the direction of movement by at least one transmitter, and by at least one receiver receiving terahertz radiation reflected from the thread-shaped product , and based on the temporary change in the terahertz radiation signal received by at least one receiver, a conclusion is made about the presence of a defect in the product in the form of a thread.

Для устройства указанного в начале типа согласно изобретению указанная задача решена посредством того, что устройство содержит по меньшей мере один передатчик для излучения терагерцового излучения на изделие в форме нити, перемещаемое вдоль направления перемещения, и по меньшей мере один приемник для приема терагерцового излучения, отраженного от изделия в форме нити, причем устройство также включает в себя устройство оценки, выполненное с возможностью, на основе временного изменения сигнала терагерцового излучения, принятого по меньшей мере одним приемником, делать вывод о наличии дефекта изделия в форме нити.For a device of the type indicated at the beginning according to the invention, this problem is solved by the fact that the device contains at least one transmitter for emitting terahertz radiation onto a thread-shaped product moving along the direction of movement, and at least one receiver for receiving terahertz radiation reflected from a filament-shaped product, the device also including an evaluation device configured to, based on a temporary change in the terahertz radiation signal received by at least one receiver, infer the presence of a defect in the filament-shaped product.

В частности, изделие в форме нити представляет собой однородное изделие. Изделие в форме нити имеет, в частности, практически постоянный профиль с точки зрения геометрии и материала, без каких-либо дефектов. В частности, это может быть протяженное изделие. Изделие в форме нити может представлять собой трубку. Изделие в форме нити может иметь малый внешний и, таким образом, малый внутренний диаметр. Изделие в форме нити может представлять собой изделие, экструдированное в экструзионном устройстве. Направление перемещения, вдоль которого перемещают изделие в форме нити, может проходить, в частности, вдоль продольной оси изделия в форме нити. При этом изделие в форме нити может перемещаться с высокой скоростью во время осуществления обнаружения в соответствии с изобретением. Изделие в форме нити может состоять, например, из пластика, стекла или бумаги. Изделие в форме нити может представлять собой тонкую трубку, называемую микротрубкой (англ. microduct), в которую затем вставляют кабель для передачи данных, например, из стекловолоконного материала. Изделие в форме нити может также содержать проводящие компоненты в форме нити, как это имеет место, например, в электрическом кабеле. Также это может быть, например, тонкая гибкая трубка, например, для последующего медицинского использования, например, в качестве инфузионной трубки. Такие медицинские трубки могут быть одно- или многопросветными. Кроме того, изделие в форме нити также может представлять собой профиль, например, пластиковый профиль. Пластиковые профили часто бывают очень сложными, и практически не существует подходящего способа измерения размеров в поточном режиме во время производства. Изобретение также подходит для таких изделий, позволяя обнаруживать дефекты, возникающие в профиле, такие как экструзионные остатки.In particular, the thread-shaped product is a homogeneous product. The thread-shaped product has, in particular, an almost constant profile in terms of geometry and material, without any defects. In particular, it can be an extended product. The filament-shaped article may be a tube. The thread-shaped article may have a small outer diameter and thus a small inner diameter. The filament-shaped article may be an article extruded in an extrusion apparatus. The direction of movement along which the thread-shaped article is moved may in particular be along the longitudinal axis of the thread-shaped article. In this case, the filament-shaped article can move at high speed during detection according to the invention. The thread-shaped product may consist, for example, of plastic, glass or paper. The filament-shaped product may be a thin tube called a microduct, into which a data cable, such as a fiberglass material, is then inserted. The filament-shaped article may also contain conductive components in the form of a filament, as is the case, for example, in an electrical cable. It could also be, for example, a thin flexible tube, for example for subsequent medical use, for example as an infusion tube. Such medical tubes can be single- or multi-lumen. In addition, the thread-shaped product can also be a profile, for example a plastic profile. Plastic profiles are often very complex and there is virtually no suitable way to measure dimensions in-line during production. The invention is also suitable for such products, allowing the detection of defects occurring in the profile, such as extrusion residues.

Измерение геометрических параметров, таких как диаметр и/или толщина стенки нити, перемещаемой вдоль ее продольного направления, такой как сравнительно медленно перемещаемая пластиковая трубка большого диаметра, с помощью терагерцового излучения известно, например, из патентного документа WO 2016/139155 А1. В основе этого изобретения лежит понимание того, что дефекты, например, экструзионные остатки, находящиеся внутри трубки, могут быть надежно обнаружены даже в очень быстро перемещаемых изделиях в форме нити очень малого диаметра с помощью терагерцового излучения на основе надлежащей оценки принятых терагерцовых сигналов излучения. Для этого, согласно изобретению, по меньшей мере одним передатчиком излучают терагерцовое излучение на изделие в форме нити, перемещаемое вдоль направления перемещения, и по меньшей мере одним приемником принимают терагерцовое излучение, отраженное от изделия в форме нити. Изделие в форме нити может быть, по меньшей мере, частично прозрачным, в частности, полностью прозрачным, для излучаемого терагерцового излучения. Таким образом, по меньшей мере часть терагерцового излучения может проходить через изделие и соответственно отражаться на внешней и внутренней граничных поверхностях (границах раздела) изделия в форме нити. Таким образом, можно, в частности, обнаружить дефекты, расположенные внутри изделия в форме нити, например, экструзионные остатки. Однако изделие в форме нити также может состоять из материала, который не является прозрачным для излучаемого терагерцового излучения, например из металла. Тогда, естественно, дефекты могут быть обнаружены только на внешней стороне изделия.Measuring geometric parameters such as the diameter and/or wall thickness of a thread moving along its longitudinal direction, such as a relatively slowly moving large diameter plastic tube, using terahertz radiation is known, for example, from patent document WO 2016/139155 A1. The basis of this invention is the understanding that defects, such as extrusion residues located inside a tube, can be reliably detected even in very fast moving very small diameter filament-shaped products by terahertz radiation based on proper evaluation of the received terahertz radiation signals. To do this, according to the invention, at least one transmitter emits terahertz radiation onto a thread-shaped product moving along the direction of movement, and at least one receiver receives terahertz radiation reflected from the thread-shaped product. The filament-shaped article may be at least partially transparent, in particular completely transparent, to the emitted terahertz radiation. Thus, at least a portion of the terahertz radiation can pass through the article and, accordingly, be reflected at the outer and inner boundary surfaces (interfaces) of the thread-shaped article. In this way, it is possible in particular to detect defects located inside the thread-shaped product, for example extrusion residues. However, the filament-shaped product may also consist of a material that is not transparent to the emitted terahertz radiation, such as metal. Then, naturally, defects can only be detected on the outside of the product.

Терагерцовое излучение, излучаемое по меньшей мере одним передатчиком, падает на изделие в форме нити и отражается на внешней и, при достаточной прозрачности, на внутренней граничных поверхностях изделия в форме нити. Отраженное терагерцовое излучение поступает по меньшей мере в один приемник, который принимает отраженное терагерцовое излучение в виде сигнала терагерцового излучения. Указанный по меньшей мере один приемник регистрирует во времени изменение принимаемого терагерцового излучения. Изделие в форме нити перемещают в направлении перемещения через измерительную установку во время измерения в соответствии с изобретением. В лучшем случае изделие в форме нити при этом движется исключительно вдоль направления перемещения, например, вдоль своей продольной оси. Тогда сигнал терагерцового излучения, принимаемый по меньшей мере одним приемником, по существу постоянен до тех пор, пока отсутствуют дефекты. Появление дефекта, например, экструзионного остатка, находящегося внутри изделия в форме нити, особенно четко проявляется на временной кривой сигналов терагерцового излучения, принимаемых по меньшей мере одним приемником, или в их изменении во времени.Terahertz radiation emitted by at least one transmitter is incident on the thread-shaped article and is reflected on the outer and, if sufficiently transparent, on the internal boundary surfaces of the thread-shaped article. The reflected terahertz radiation enters at least one receiver, which receives the reflected terahertz radiation in the form of a terahertz radiation signal. Said at least one receiver registers changes in received terahertz radiation over time. The thread-shaped article is moved in the direction of movement through the measuring apparatus during measurement in accordance with the invention. In the best case, the thread-shaped product moves exclusively along the direction of movement, for example, along its longitudinal axis. The terahertz radiation signal received by at least one receiver is then substantially constant as long as there are no defects. The appearance of a defect, for example an extrusion residue located inside a filament-shaped product, is particularly clearly visible in the time curve of the terahertz radiation signals received by at least one receiver, or in their change over time.

Согласно изобретению, дефект может быть обнаружен по терагерцовому излучению, принимаемому по меньшей мере одним приемником, даже если принятый сигнал терагерцового излучения без дефекта не является постоянным. На практике, в частности, быстро перемещаемые изделия в форме нити малого диаметра двигаются во время их перемещения вдоль направления перемещения также в боковом направлении, в частности, поперек направления перемещения. Это боковое движение может представлять собой, в частности, боковое колебание. Боковое движение может представлять собой, например, периодическое движение. Тогда по меньшей мере один приемник принимает амплитудно-модулированный и фазово-модулированный сигнал терагерцового излучения, даже без наличия дефекта, что до настоящего времени исключало возможность обнаружения дефекта в поточном режиме в соответствии с современным уровнем техники. Например, указанный по меньшей мере один приемник принимает периодический сигнал излучения без наличия дефекта. В основе изобретения лежит понимание того, что даже в таком случае дефект вызывает характерное изменение принимаемых сигналов терагерцового излучения. Так, например, боковое колебание изделия в форме нити, перемещаемого вдоль направления перемещения, обычно имеет низкую частоту колебаний - менее 50 Гц, в частности, менее 10 Гц, например, около 1 Гц. Кроме того, изделие в форме нити обычно движется в направлении перемещения значительно быстрее, чем в боковом направлении, перпендикулярном направлению перемещения. (Максимальная) скорость движения изделия в форме нити или частота движений изделия в форме нити в направлении перемещения может быть, например, по меньшей мере в десять раз больше, чем (максимальная) скорость движения или частота движений изделия в форме нити поперек направления перемещения. Авторы настоящей заявки выявили, что при быстром перемещении изделий в форме нити малого диаметра вдоль направления перемещения такие дефекты, как экструзионные остатки, оставшиеся внутри, проявляются в виде временного, в частности, кратковременного или переходного, или быстрого, или высокочастотного изменения принимаемого сигнала терагерцового излучения. Это верно, несмотря на возможное боковое движение изделия в форме нити, особенно потому, что изделие в форме нити в состоянии без дефектов имеет в значительной степени постоянный профиль с точки зрения геометрии и материала.According to the invention, a defect can be detected by terahertz radiation received by at least one receiver, even if the received terahertz radiation signal without a defect is not constant. In practice, in particular, rapidly moving products in the form of a thread of small diameter move during their movement along the direction of movement also in the lateral direction, in particular, transverse to the direction of movement. This sideways movement may be, in particular, a sideways swing. The lateral movement may be, for example, a periodic movement. At least one receiver then receives the amplitude-modulated and phase-modulated terahertz radiation signal, even without the presence of a defect, which has hitherto precluded the possibility of in-line detection of a defect in accordance with the state of the art. For example, the at least one receiver receives a periodic radiation signal without a defect. The invention is based on the understanding that even in this case the defect causes a characteristic change in the received terahertz radiation signals. Thus, for example, the lateral oscillation of a thread-shaped article moved along the direction of movement generally has a low oscillation frequency of less than 50 Hz, in particular less than 10 Hz, for example about 1 Hz. In addition, the filament-shaped article typically moves in the direction of movement much faster than in the lateral direction perpendicular to the direction of movement. The (maximum) speed of movement of the thread-shaped article or the frequency of movement of the thread-shaped article in the direction of movement may be, for example, at least ten times greater than the (maximum) speed of movement or frequency of movement of the thread-shaped article across the direction of movement. The authors of the present application have discovered that when products in the form of a small diameter thread are quickly moved along the direction of movement, defects such as extrusion residues remaining inside appear in the form of a temporary, in particular short-term or transient, or rapid or high-frequency change in the received terahertz radiation signal . This is true despite possible lateral movement of the filament-shaped article, especially since the filament-shaped article in a defect-free condition has a largely constant profile in terms of geometry and material.

Из-за своей геометрии и, возможно, также из-за отклонения материала от материала изделия в форме нити дефекты создают аномалию, которая приводит к соответствующему изменению отражательной способности изделия в форме нити.Due to their geometry, and possibly also due to the deviation of the material from the material of the thread-shaped product, defects create an anomaly that leads to a corresponding change in the reflectivity of the thread-shaped product.

Например, дефект обычно неправильной формы, такой как экструзионный остаток, оставшийся внутри изделия, может вызывать неравномерное или диффузное отражение терагерцового излучения по сравнению с внутренней и внешней граничными поверхностями изделия без дефекта. Это приводит к соответствующему изменению сигнала излучения, принимаемого по меньшей мере одним приемником. Поскольку изделие в форме нити обычно перемещают быстро вдоль направления перемещения, в частности, по сравнению с боковым движением, изменение отражательной способности на временной кривой принимаемого в соответствии с изобретением терагерцового излучения, вызванное дефектом, в виде быстрого, временного изменения, в частности, более быстрого или более высокочастотного изменения, чем любое боковое изменение, является заметным и, следовательно, поддающимся оценке.For example, a typically irregularly shaped defect, such as extrusion residue left inside a product, may cause uneven or diffuse reflection of terahertz radiation compared to the inner and outer boundary surfaces of a non-defective product. This results in a corresponding change in the radiation signal received by the at least one receiver. Since the filament-shaped article is usually moved quickly along the direction of movement, in particular compared to lateral movement, the change in reflectivity on the time curve of the terahertz radiation received in accordance with the invention, caused by a defect, in the form of a rapid, temporary change, in particular a faster or higher frequency change than any lateral change is noticeable and therefore measurable.

Таким образом, изобретение позволяет простым и надежным способом бесконтактно, в поточном режиме и снаружи исследовать изделия в форме нити, перемещаемые вдоль направления перемещения, на наличие дефектов. Отходы в виде брака могут быть сведены к минимуму. Обнаружение в соответствии с изобретением может осуществляться в режиме реального времени. На основании обнаруженного дефекта могут быть приняты дальнейшие меры. Например, может быть подан предупреждающий сигнал, и/или обнаруженный дефект может быть отображен, в частности, в режиме реального времени, и/или может быть оказано влияние на производственные параметры экструзионного устройства, вплоть до остановки экструзионного устройства.The invention thus makes it possible, in a simple and reliable way, to inspect thread-shaped products moving along the direction of movement for defects, in a non-contact, in-line and external manner. Waste in the form of scrap can be kept to a minimum. Detection in accordance with the invention can be carried out in real time. Based on the detected defect, further measures can be taken. For example, a warning signal can be given and/or a detected defect can be displayed, in particular in real time, and/or the production parameters of the extrusion device can be influenced, even stopping the extrusion device.

В отличие от потенциальных других возможных способов измерения для бесконтактного обнаружения дефектов, таких как, например, использование видимого света или лазреного излучения, преимущество измерения терагерцового излучения в соответствии с изобретением заключается в том, что терагерцовое излучение в значительной степени нечувствительно к помехам, которые могут возникнуть, например, в сложной среде измерения, такой как экструзионная установка. Так, в таких экструзионных установках, как известно, охлаждение экструдированного изделия осуществляют, например, путем распыления охлаждающей жидкости, такой как вода, на поверхность изделия. При этом образуется значительное количество пара, что мешает оптическим способам измерения. Использование, например, рентгеновского излучения для обнаружения дефектов, что потенциально также возможно, приводит, с одной стороны, к значительно более высоким затратам, а с другой стороны, к значительным требованиям безопасности и соответствующим расходам.In contrast to potential other possible measurement methods for non-contact defect detection, such as, for example, the use of visible light or laser radiation, the advantage of measuring terahertz radiation in accordance with the invention is that terahertz radiation is largely insensitive to interference that may occur eg in a complex measurement environment such as an extrusion machine. Thus, in such extrusion plants, as is known, cooling of the extruded product is carried out, for example, by spraying a cooling liquid such as water onto the surface of the product. This produces a significant amount of vapor, which interferes with optical measurement methods. The use of, for example, X-rays for defect detection, which is also potentially possible, leads on the one hand to significantly higher costs and, on the other hand, to significant safety requirements and corresponding costs.

Оценка в соответствии с изобретением может включать в себя смешивание терагерцовых сигналов, излучаемых по меньшей мере одним передатчиком, с терагерцовыми сигналами, принимаемыми по меньшей мере одним приемником. Затем может быть выполнена полосовая фильтрация, например, фильтрацияThe evaluation in accordance with the invention may include mixing terahertz signals emitted by at least one transmitter with terahertz signals received by at least one receiver. Bandpass filtering can then be performed, e.g.

нижних частот. Сигнал создаваемый отражением терагерцового излучения, в основном определяется длиной L волны терагерцового излучения, расстоянием d по меньшей мере от одного передатчика или приемника до граничной поверхности, вызывающей отражение, и интенсивностью s отражения, причем в приведенной выше формуле предполагалось, что передатчик и приемник находятся в одном и том же месте, в частности, в форме приемопередатчика. Общий принятый сигнал можно рассматривать как сумму всех отражений: S=ΣjSj. Соответственно, изменение параметров, таких как расстояние d, приводит к соответствующему изменению принимаемого сигнала отражения.low frequencies. Signal created by the reflection of terahertz radiation is mainly determined by the wavelength L of the terahertz radiation, the distance d from at least one transmitter or receiver to the boundary surface causing the reflection, and the intensity s of the reflection, and in the above formula it was assumed that the transmitter and receiver are in the same and in the same place, in particular in the form of a transceiver. The total received signal can be considered as the sum of all reflections: S=Σ j S j . Accordingly, changing parameters such as distance d results in a corresponding change in the received reflection signal.

По существу, указанный по меньшей мере один передатчик и указанный по меньшей мере один приемник могут быть расположены в одном и том же месте. Например, они могут быть объединены в приемопередатчике. Указанный по меньшей мере один передатчик может излучать одночастотное терагерцовое излучение. Частота терагерцового излучения может находиться, например, в диапазоне частот от 10 ГГц до 3 ТГц. Это могут быть так называемые миллиметровые волны. Как объяснялось ранее, терагерцовое излучение особенно эффективно в сложных технологических средах, в которых оптические системы, такие как лазерные системы, испытывают сложности с получением надежных результатов измерений. Указанный по меньшей мере один приемник или соответствующий приемопередатчик предпочтительно имеет I- и Q-каналы. Таким образом, в принципе возможна квадратурно-амплитудная модуляция, известная специалисту как таковая. При этом амплитудную модуляцию двух несущих в квадратуре можно понимать как амплитудную и фазовую модуляцию одной единственной несущей. Два сигнала основной полосы частот также называют I-каналом для синфазного компонента и Q-каналом для квадратурного компонента.Essentially, said at least one transmitter and said at least one receiver may be located in the same location. For example, they can be combined in a transceiver. Said at least one transmitter can emit single-frequency terahertz radiation. The frequency of terahertz radiation can be, for example, in the frequency range from 10 GHz to 3 THz. These can be so-called millimeter waves. As explained earlier, terahertz radiation is particularly effective in complex process environments in which optical systems, such as laser systems, have difficulty obtaining reliable measurements. Said at least one receiver or corresponding transceiver preferably has I and Q channels. Thus, in principle, quadrature amplitude modulation, known to the person skilled in the art as such, is possible. In this case, the amplitude modulation of two carriers in quadrature can be understood as the amplitude and phase modulation of one single carrier. The two baseband signals are also called the I-channel for the in-phase component and the Q-channel for the quadrature component.

В соответствии с изобретением, например, с помощью устройства оценки устройства в соответствии с изобретением предварительно может быть задан порог для обнаруживаемого временного изменения сигнала терагерцового излучения, принимаемого по меньшей мере одним приемником, при превышении которого делается вывод о наличии дефекта. Например, при обнаружении дефекта может быть подан соответствующий сигнал, такой как сигнал тревоги, или может быть задействован счетчик дефектов, или могут быть предприняты другие действия, как описано ранее.According to the invention, for example, by means of the evaluation device of the device according to the invention, a threshold for a detectable temporal change in the terahertz radiation signal received by at least one receiver, above which a defect is concluded, can be preset. For example, when a defect is detected, an appropriate signal such as an alarm may be generated, or a defect counter may be activated, or other actions may be taken as previously described.

Как уже объяснялось ранее, изделие в форме нити может представлять собой трубку, экструдированную в экструзионном устройстве. Дефекты, обнаруженные в соответствии с изобретением, могут представлять собой экструзионные остатки внутри трубки, как уже упоминалось. Устройство в соответствии с изобретением может также включать в себя экструзионное устройство.As previously explained, the filament-shaped article may be a tube extruded in an extrusion apparatus. Defects detected in accordance with the invention may be extrusion residues within the tube, as already mentioned. The device according to the invention may also include an extrusion device.

Изделие в форме нити может перемещаться вдоль направления перемещения со скоростью более 50 м/мин, предпочтительно более 75 м/мин. Кроме того, изделие в форме нити может иметь внешний диаметр менее 10 мм, предпочтительно менее 5 мм. Соответственно, если изделие в форме нити представляет собой трубку, трубка может иметь внутренний диаметр менее 10 мм, предпочтительно менее 5 мм.The thread-shaped article can move along the direction of movement at a speed of more than 50 m/min, preferably more than 75 m/min. In addition, the thread-shaped article may have an outer diameter of less than 10 mm, preferably less than 5 mm. Accordingly, if the filament-shaped article is a tube, the tube may have an internal diameter of less than 10 mm, preferably less than 5 mm.

В соответствии со следующим вариантом осуществления, (подлежащая обнаружению) структура или толщина стенки изделия в форме нити могут быть меньше длины волны используемого терагерцового излучения. Оценивая изменение принимаемых сигналов излучения, изобретение не полагается на разрешение структур или, например, толщины стенок. В обычных измерительных приборах используют непрерывное излучение с частотной модуляцией (FMCW, от англ. Frequency Modulated Continuous Wave). Например, для измерения толщины стенки трубки требуется соответствующая широкая полоса пропускания. В результате, как правило, можно измерить только наименьшую толщину стенки, порядка длины волны. Способ в соответствии с изобретением устраняет необходимость в большой полосе пропускания и позволяет измерять структуры или толщины стенок меньшего размера, в частности, меньше длин волн терагерцового излучения.According to a further embodiment, the (to be detected) structure or wall thickness of the filament-shaped article may be smaller than the wavelength of the terahertz radiation used. When assessing changes in received radiation signals, the invention does not rely on the resolution of structures or, for example, wall thicknesses. Conventional measuring instruments use continuous radiation with frequency modulation (FMCW, from the English Frequency Modulated Continuous Wave). For example, measuring tube wall thickness requires a correspondingly wide bandwidth. As a result, it is usually possible to measure only the smallest wall thickness, on the order of the wavelength. The method according to the invention eliminates the need for large bandwidth and allows smaller structures or wall thicknesses to be measured, in particular smaller wavelengths of terahertz radiation.

В соответствии со следующим вариантом осуществления, может быть предусмотрено, чтобы изделие в форме нити во время перемещения вдоль направления перемещения также совершало боковое движение поперек направления перемещения, причем на основании временного изменения сигнала терагерцового излучения, принимаемого приемником, делают вывод о наличии дефекта изделия в форме нити только тогда, когда частота временного изменения больше, чем частота бокового движения изделия в форме нити. Изменение положения изделия, вызванное вызванное боковым движением, приводит к изменению расстояния между по меньшей мере одним передатчиком или приемником и изделием в форме нити или граничной поверхностью, отражающей терагерцовое излучение. Эти изменения расстояния вызывают изменение фазы принимаемого сигнала терагерцового излучения и, кроме того, более слабое изменение интенсивности сигнала. Как объяснялось ранее, такое изменение положения изделия обычно происходит преимущественно в диапазоне низких частот менее 50 Гц, в частности, менее 10 Гц, например, менее 2 Гц. Дефект в изделии в форме нити также приводит к изменению сигнала. Таким образом, инородное тело, такое как экструзионный остаток, внутри изделия приводит к изменению отражательной способности, например, дополнительные отражения и/или локальное изменение геометрии граничной поверхности, к изменению фазы и/или интенсивности отражения сигнала терагерцового излучения. Такие изменения обладают значительными высокочастотными компонентами, обычно более 10 Гц, в частности, более 50 Гц и менее 1 кГц. Значения частоты могут варьироваться в зависимости от скорости перемещения. Это позволяет надежно отличать дефекты от изменений бокового положения изделия, вызванных боковым движением. Даже боковые колебания изделия в диапазоне частот дефектов в принципе не представляют проблемы, если они достаточно малы (амплитуда х частота), чтобы их можно было отличить от дефектов. При более сильных колебаниях их необходимо распознавать как таковые, чтобы иметь возможность их отфильтровывать. Однако это может снизить чувствительность измерений и усложнить оценку. Поэтому целью должно быть предотвращение сильных колебаний изделия в форме нити в описанном более высоком диапазоне частот. Например, возможно, что дефект изделия в форме нити может быть определен только в том случае, если частота временного изменения по меньшей мере в 5 раз, предпочтительно по меньшей мере в 10 раз, превышает частоту бокового движения изделия в форме нити. Во избежание проблем с обнаружением дефектов вследствие бокового движения в соответствии с изобретением могут быть предусмотрены средства, которые уменьшают частоту колебаний изделия в форме нити поперек направления перемещения, в частности, уменьшают ее в достаточной степени, чтобы можно было надежно обнаружить любые дефекты. Такие средства могут включать, например, соответствующие направляющие средства для изделия в форме нити во время его перемещения вдоль направления перемещения.According to a further embodiment, it can be provided that the filament-shaped product, while moving along the direction of movement, also makes a lateral movement transverse to the direction of movement, whereby, based on the temporary change in the terahertz radiation signal received by the receiver, it is concluded that there is a defect in the product in the form thread only when the frequency of the temporary change is greater than the frequency of the lateral movement of the thread-shaped product. The change in position of the article caused by the lateral movement results in a change in the distance between at least one transmitter or receiver and the thread-shaped article or the boundary surface reflecting the terahertz radiation. These changes in distance cause a change in the phase of the received terahertz radiation signal and, in addition, a weaker change in signal intensity. As explained previously, such a change in product position typically occurs predominantly in the low frequency range of less than 50 Hz, in particular less than 10 Hz, for example less than 2 Hz. A defect in the filament-shaped product also causes a change in the signal. Thus, a foreign body, such as extrusion residue, inside the product leads to a change in reflectivity, for example, additional reflections and/or a local change in the geometry of the boundary surface, to a change in the phase and/or intensity of the reflection of the terahertz radiation signal. Such changes have significant high frequency components, typically greater than 10 Hz, particularly greater than 50 Hz and less than 1 kHz. Frequency values may vary depending on travel speed. This allows defects to be reliably distinguished from changes in the lateral position of the product caused by lateral movement. Even lateral vibrations of the product in the frequency range of defects are in principle not a problem if they are small enough (amplitude x frequency) to be distinguished from defects. For stronger fluctuations, they must be recognized as such in order to be able to filter them out. However, this may reduce the sensitivity of the measurements and complicate the assessment. Therefore, the goal should be to prevent strong vibrations of the filament-shaped product in the described higher frequency range. For example, it is possible that a defect in a thread-shaped article can only be detected if the frequency of the temporary change is at least 5 times, preferably at least 10 times, the frequency of the lateral movement of the thread-shaped article. To avoid problems with detecting defects due to lateral movement, means can be provided in accordance with the invention which reduce the frequency of vibration of the thread-shaped article transverse to the direction of movement, in particular reducing it sufficiently so that any defects can be reliably detected. Such means may include, for example, suitable guiding means for the thread-shaped article as it moves along the direction of movement.

В соответствии с другим вариантом осуществления, особенно соответствующим практике, может быть сформирована первая производная сигнала терагерцового излучения, принятого по меньшей мере одним приемником. Затем можно сделать вывод о наличии дефекта, если первая производная сигнала терагерцового излучения превышает заданное пороговое значение. С помощью производной можно определять посредством оценки техническими средствами особенно надежно и просто, в частности, временные изменения принятого сигнала терагерцового излучения. Ранее уже объяснялось, что общий сигнал, принятый по меньшей мере одним приемником, можно рассматривать как сумму всех отдельных отражений: S=ΣjSj. При этом нужно принципиально различать отражения Sp от изделия и отражения Su от граничных поверхностей в окружающей среде изделия. Поскольку окружающая среда не изменяется во время измерения, верно следующее: Таким образом, появление производной принятого сигнала терагерцового излучения вызвано только изменениями граничных поверхностей изделия в форме нити. Если изделие без дефектов проходит через измерительную установку в соответствии с изобретением без бокового движения, отражения не меняются, а производная равна 0. С другой стороны, если имеется, например, периодическое боковое колебание изделия в форме нити с низкой частотой, то это приводит к соответствующему регулярному сигналу производной. Напротив, наличие дефекта приводит к временному и сравнительно быстрому изменению сигнала производной и, следовательно, может быть надежно идентифицировано техническими измерительными средствами. Величина дефекта по существу коррелирует с величиной производной сигнала S. Это может быть использовано соответствующим образом для определения порогового значения, при превышении которого изменение производной сигнала терагерцового излучения определяют и обнаруживают или отображают как значительный дефект. Производные сигналов терагерцового излучения также могут быть дополнительно обработаны, чтобы уменьшить влияние помех и снизить порог обнаружения. Например, имеет смысл и возможно использовать приемный фильтр для минимизации шума в сигнале производной.According to another embodiment, particularly suited to practice, a first derivative of a terahertz radiation signal received by at least one receiver can be generated. The presence of a defect can then be concluded if the first derivative of the terahertz radiation signal exceeds a specified threshold value. With the help of the derivative, it is possible to determine, in particular, the temporal changes of the received terahertz radiation signal particularly reliably and simply by means of evaluation by technical means. It was previously explained that the total signal received by at least one receiver can be considered as the sum of all individual reflections: S=Σ j S j . In this case, it is necessary to fundamentally distinguish between reflections S p from the product and reflections S u from the boundary surfaces in the environment of the product. Since the environment does not change during the measurement, the following is true: Thus, the appearance of a derivative of the received terahertz radiation signal is caused only by changes in the boundary surfaces of the thread-shaped product. If a defect-free product passes through the measuring setup according to the invention without lateral movement, the reflections do not change and the derivative is equal to 0. On the other hand, if there is, for example, a periodic lateral oscillation of a thread-shaped product with a low frequency, then this leads to a corresponding regular derivative signal. On the contrary, the presence of a defect leads to a temporary and relatively rapid change in the derivative signal and, therefore, can be reliably identified by technical measuring instruments. The magnitude of the defect essentially correlates with the magnitude of the derivative of the signal S. This can be suitably used to determine a threshold value above which a change in the derivative of the terahertz signal is detected and detected or displayed as a significant defect. Derivatives of terahertz signals can also be further processed to reduce the impact of interference and lower the detection threshold. For example, it makes sense and is possible to use a receive filter to minimize noise in the derivative signal.

В соответствии со следующим вариантом осуществления, может быть сформирована n-ая производная сигнала терагерцового излучения, принимаемого по меньшей мере одним приемником, где n>=2, и может быть сделан вывод о наличии дефекта, если n-ая производная сигнала терагерцового излучения превышает заданное пороговое значение. Пороговые значения для первой и n-ой производных могут быть разными пороговыми значениями. Также путем формирования, например, второй производной можно исследовать быстрые изменения в принимаемом сигнале терагерцового излучения. В частности, такие изменения могут быть определены более точно. Например, можно изучить направление изменения, из которого можно получить дополнительную информацию о дефекте. Другие функции также могут быть пригодны для оценки быстрых изменений принятого сигнала терагерцового излучения.According to the following embodiment, the nth derivative of the terahertz radiation signal received by at least one receiver, where n>=2, can be generated, and the presence of a defect can be inferred if the nth derivative of the terahertz radiation signal exceeds a predetermined value. threshold value. The thresholds for the first and nth derivatives can be different thresholds. Also, by forming, for example, the second derivative, it is possible to study rapid changes in the received terahertz radiation signal. In particular, such changes can be defined more precisely. For example, the direction of change can be examined, from which additional information about the defect can be obtained. Other functions may also be useful for assessing rapid changes in a received terahertz signal.

В соответствии со следующим вариантом осуществления, пороговое значение может быть задано в зависимости от скорости перемещения изделия в форме нити вдоль направления перемещения. Производная принимаемого сигнала терагерцового излучения по существу пропорциональна скорости изделия. При известной скорости перемещения изделия это может быть соответствующим образом компенсировано при определении порогового значения.According to the following embodiment, the threshold value can be set depending on the moving speed of the thread-shaped article along the moving direction. The derivative of the received terahertz radiation signal is essentially proportional to the speed of the product. If the speed of movement of the product is known, this can be compensated accordingly when determining the threshold value.

Сигнал терагерцового излучения, принимаемый по меньшей мере одним приемником, может быть отфильтрован с помощью полосового фильтра. Полосовой фильтр может быть, например, полосовым фильтром для фильтрации низкочастотных частей сигнала, вызванных боковым движением изделия в форме нити, а не дефектом. Это еще больше упрощает оценку.The terahertz radiation signal received by at least one receiver may be filtered using a bandpass filter. The bandpass filter may be, for example, a bandpass filter to filter out low-frequency portions of the signal caused by lateral movement of the filament-shaped article rather than a defect. This makes the assessment even easier.

В соответствии со следующим вариантом осуществления, по меньшей мере один передатчик может излучать терагерцовый сигнал с полосой пропускания, которая меньше частоты, соответствующей пространственной разрешимости диаметра изделия в форме нити. По меньшей мере один приемник может соответственно иметь приемную полосу пропускания, которая меньше частоты, соответствующей пространственной разрешимости диаметра изделия в форме нити. Для пространственной разрешимости подлежащих определению структур в уровне техники используют полосу пропускания, равную: скорость света / (2 * показатель преломления * размер структуры). Например, при подлежащем разрешению размере структуры 1 мм и обычном показателе преломления 1,5 для этого требуется полоса пропускания 100 ГГц. Однако терагерцовые передатчики и приемники с такой полосой пропускания являются затратными и дорогостоящими, и, в частности, такие терагерцовые передатчики подлежат специальным процедурам одобрения. В соответствии с изобретением, однако, было признано, что способ согласно изобретению не требует пространственной разрешимости и, следовательно, большой полосы пропускания, как в предшествующем уровне техники, но может работать с меньшей полосой пропускания, чем частота, которая была бы необходима для пространственной разрешимости, в частности, диаметра изделия в форме нити. Это позволяет использовать более простые и экономичные передатчики и приемники в соответствии с изобретением.According to a further embodiment, the at least one transmitter may emit a terahertz signal with a bandwidth that is less than a frequency corresponding to the spatial resolution of the diameter of the filament-shaped article. The at least one receiver may suitably have a receiving bandwidth that is less than a frequency corresponding to the spatial resolution of the diameter of the thread-shaped article. For the spatial resolution of the structures to be determined, the prior art uses a bandwidth equal to: speed of light / (2 * refractive index * structure size). For example, with a structure size to be resolved of 1 mm and a typical refractive index of 1.5, this requires a bandwidth of 100 GHz. However, terahertz transmitters and receivers with such bandwidth are expensive and expensive, and in particular such terahertz transmitters are subject to special approval procedures. In accordance with the invention, however, it has been recognized that the method according to the invention does not require spatial resolution and therefore large bandwidth as in the prior art, but can operate with less bandwidth than the frequency that would be necessary for spatial resolution , in particular, the diameter of the product in the form of a thread. This allows the use of simpler and more economical transmitters and receivers in accordance with the invention.

В соответствии со следующим вариантом осуществления, по меньшей мере один передатчик может излучать терагерцовый сигнал с полосой пропускания, составляющей менее 5% от средней частоты терагерцового сигнала, предпочтительно менее 3% от средней частоты терагерцового сигнала, более предпочтительно менее 2% от средней частоты терагерцового сигнала. Это также позволяет использовать обычные т.н. диапазоны ISM (от англ. Industrial, Scientific and Medical Bands - промышленные, научные и медицинские диапазоны), что позволяет избежать особых процедур одобрения. Например, полоса пропускания может составлять не более 1% от средней частоты. Например, можно использовать диапазон ISM от 122 до 123 ГГц.According to a further embodiment, the at least one transmitter may emit a terahertz signal with a bandwidth of less than 5% of the average frequency of the terahertz signal, preferably less than 3% of the average frequency of the terahertz signal, more preferably less than 2% of the average frequency of the terahertz signal . This also allows the use of conventional so-called ISM ranges (from the English Industrial, Scientific and Medical Bands - industrial, scientific and medical ranges), which avoids special approval procedures. For example, the bandwidth may be no more than 1% of the average frequency. For example, you can use the ISM band from 122 to 123 GHz.

В соответствии со следующим вариантом осуществления, по меньшей мере один передатчик может излучать непрерывный терагерцовый сигнал на частоте, по существу, с постоянной амплитудой. Это дает особенно хорошую возможность оценки. Указанный по меньшей мере один передатчик устройства согласно изобретению может представлять собой соответственно передатчик для излучения непрерывного терагерцового сигнала на частоте, по существу, с постоянной амплитудой.According to a further embodiment, the at least one transmitter may emit a continuous terahertz signal at a frequency of substantially constant amplitude. This provides a particularly good evaluation opportunity. Said at least one transmitter of the device according to the invention can suitably be a transmitter for emitting a continuous terahertz signal at a frequency of substantially constant amplitude.

В соответствии со следующим вариантом осуществления, может быть предусмотрено, чтобы терагерцовое излучение излучалось несколькими передатчиками с различных направлений на изделие в форме нити, перемещаемое вдоль направления перемещения, и чтобы терагерцовое излучение, излученное несколькими передатчиками и отраженное от изделия в форме нити, принималось несколькими приемниками. Ориентация граничных поверхностей, отражающих терагерцовое излучение, имеет решающее значение для интенсивности отражения. Следовательно, неправильно ориентированные граничные поверхности дефектов могут привести к гораздо меньшему изменению временной кривой принимаемого сигнала терагерцового излучения, чем идентичные дефекты, но ориентированные по-другому. Чтобы противодействовать такой нежелательной зависимости от ориентации, в вышеупомянутом варианте осуществления предусмотрены несколько передатчиков и несколько приемников, которые излучают терагерцовое излучение на изделие в форме нити или принимают терагерцовое излучение, отраженное от изделия, с различных направлений, например, распределенным образом по окружной поверхности изделия в форме нити. Если передатчик и приемник объединены в приемопередатчик, соответственно может быть предусмотрено несколько приемопередатчиков, например, распределенных по окружной поверхности изделия в форме нити.According to a further embodiment, it can be provided that terahertz radiation is emitted from multiple transmitters from different directions onto a filament-shaped article moved along the moving direction, and that terahertz radiation emitted by multiple transmitters and reflected from the thread-shaped article is received by multiple receivers . The orientation of the boundary surfaces reflecting terahertz radiation is critical to the intensity of the reflection. Consequently, incorrectly oriented defect boundary surfaces can result in a much smaller change in the time curve of the received terahertz radiation signal than identical defects but differently oriented. To counteract such undesirable orientation dependence, the above embodiment provides multiple transmitters and multiple receivers that emit terahertz radiation onto the filament-shaped article or receive terahertz radiation reflected from the article from different directions, for example, in a distributed manner along the circumferential surface of the article in thread shape. If the transmitter and the receiver are combined into a transceiver, several transceivers can accordingly be provided, for example distributed over the circumferential surface of the thread-shaped article.

Несколько передатчиков могут излучать терагерцовое излучение с различной частотой. Несколько передатчиков устройства согласно изобретению могут быть соответствующим образом выполнены с возможностью излучения терагерцового излучения с различной частотой. При наличии нескольких передатчиков каждый передатчик преимущественно излучает одночастотное терагерцовое излучение, например, терагерцовый непрерывный сигнал на частоте, по существу, с постоянной амплитудой. В вышеупомянутом варианте осуществления частоты терагерцового излучения, излучаемого разными передатчиками, отличаются друг от друга. Это позволяет отличать друг от друга различные сигналы, излучаемые различными передатчиками и принимаемые приемниками, для осуществления оценки. Например, использование соответствующих частотных фильтров может гарантировать, что каждый приемник принимает только терагерцовое излучение, излучаемое определенным передатчиком.Multiple transmitters can emit terahertz radiation at different frequencies. Several transmitters of the device according to the invention can be suitably configured to emit terahertz radiation at different frequencies. When multiple transmitters are present, each transmitter predominantly emits single-frequency terahertz radiation, eg, a continuous-wave terahertz signal at a frequency of substantially constant amplitude. In the above embodiment, the frequencies of terahertz radiation emitted by different transmitters are different from each other. This allows different signals emitted by different transmitters and received by receivers to be distinguished from each other for evaluation. For example, the use of appropriate frequency filters can ensure that each receiver only receives terahertz radiation emitted by a particular transmitter.

В соответствии со следующим вариантом осуществления, также возможно, чтобы между частотами терагерцового излучения, излучаемого несколькими передатчиками, в каждом случае существовала заданная разностная частота, и чтобы терагерцовое излучение, излучаемое несколькими передатчиками, в каждом случае принималось всеми приемниками, причем сигналы терагерцового излучения, принимаемые приемниками, оценивают путем демодуляции соответствующих разностных частот. За счет использования синхронизированных передатчиков или приемопередатчиков с фиксированной разностной частотой не надо осуществлять фильтрацию таким образом, чтобы какой-либо конкретный приемник принимал терагерцовое излучение только от какого-либо конкретного передатчика. Скорее, сигналы, модулированные с разностной частотой между передающими частотами задействованных передатчиков, могут быть соответствующим образом демодулированы приемниками. Это дополнительно повышает чувствительность измерения в соответствии с изобретением и дополнительно противодействует зависимости от ориентации.According to the following embodiment, it is also possible that a predetermined difference frequency exists between the frequencies of terahertz radiation emitted by multiple transmitters in each case, and that the terahertz radiation emitted by multiple transmitters in each case is received by all receivers, wherein the terahertz radiation signals received receivers are estimated by demodulating the corresponding difference frequencies. By using synchronized transmitters or transceivers with a fixed difference frequency, there is no need to filter such that any particular receiver only receives terahertz radiation from any particular transmitter. Rather, signals modulated at the difference frequency between the transmit frequencies of the transmitters involved can be demodulated accordingly by the receivers. This further increases the sensitivity of the measurement according to the invention and further counteracts orientation dependence.

В соответствии со следующим вариантом осуществления, принятые сигналы излучения, при необходимости, могут быть суммированы после математической обработки, такой как взятие первой или второй производной, в частности, квадраты принятых сигналов излучения могут быть суммированы, прежде чем сделать вывод о наличии дефекта изделия в форме нити. В результате получается особенно простой метод оценки. Кроме того, надежным образом оцениваются сигналы неисправностей всех передатчиков или приемников. Например, суммирование квадратов всех производных сигналов излучения может быть выполнено в качестве особенно простого способа объединения сигналов. Это также возможно, если используют несколько передатчиков или приемников или приемопередатчиков без Q-канала.According to a further embodiment, the received emission signals may, if necessary, be summed after mathematical processing such as taking the first or second derivative, in particular, the squares of the received emission signals may be summed, before concluding that there is a defect in the product in the form threads The result is a particularly simple evaluation method. In addition, fault signals from all transmitters or receivers are reliably evaluated. For example, summing the squares of all derivatives of the emission signals can be performed as a particularly simple way of combining the signals. This is also possible if several transmitters or receivers or transceivers without a Q channel are used.

В соответствии со следующим вариантом осуществления, терагерцовое излучение, излучаемое по меньшей мере одним передатчиком, может быть сфокусировано и/или диафрагмировано таким образом, чтобы размер области изделия в форме нити, облучаемой терагерцовым излучением, в направлении перемещения изделия в форме нити был меньше, чем в направлении, поперечном направлению перемещения. Таким образом, происходит уменьшение измерительного пятна, если смотреть в направлении перемещения, по сравнению с размером измерительного пятна поперек направления перемещения. Это позволяет еще больше улучшить разграничение и выявление дефектов. Устройство в соответствии с изобретением, кроме того, может включать в себя соответствующее фокусирующее устройство и/или диафрагменное устройство.According to a further embodiment, the terahertz radiation emitted by the at least one transmitter may be focused and/or apertured such that the size of the region of the filament-shaped article irradiated by the terahertz radiation in the direction of movement of the filament-shaped article is smaller than in a direction transverse to the direction of movement. Thus, there is a reduction in the size of the measuring spot when viewed in the direction of movement, compared to the size of the measuring spot across the direction of movement. This makes it possible to further improve the delineation and detection of defects. The device according to the invention may further include a corresponding focusing device and/or aperture device.

В соответствии со следующим вариантом осуществления, указанный по меньшей мере один передатчик и/или указанный по меньшей мере один приемник могут быть ориентированы на изделие в форме нити таким образом, чтобы основное направление терагерцового излучения проходило под углом к направлению перемещения изделия в форме нити. Основное направление излучения при этом может быть направлено под углом противоположно направлению подачи или в направлении подачи изделия в форме нити. Основное направление излучения может, например, проходить под углом менее 80°, предпочтительно не более 70° к направлению подачи. Наклонное положение передатчика и/или приемника, в частности, приемопередатчика, позволяет изменять сигнатуры сигналов дефектов. В частности, за счет этого увеличивается частота изменений сигнала, так что их можно лучше отличить от частот вибрации перемещаемого изделия. Таким образом, из-за изменения расстояния от дефекта до передатчика или приемника вследствие скорости v перемещения возникает изменение сигнала приблизительно с частотой f=2*v/лямбда * cos(альфа), где лямбда - длина волны сигнала терагерцового излучения, а альфа - угол между направлением перемещения и соединительной линией между дефектом и передатчиком или приемником, соответственно. Поскольку передатчик или приемник принимает и излучает направленным образом, дефект обнаруживают только в ограниченном диапазоне углов в зависимости от ориентации. Соответственно, прямое ориентирование на изделие (альфа равно примерно 90°, а cos(альфа), соответственно, близок к 0) приводит к значительно меньшим частотам, чем наклонное положение. Например, при скорости перемещения изделия 60 м / мин, длине волны 2,5 мм (что эквивалентно 120 ГГц) и угле альфа=70° можно ожидать частот приблизительно 270 Гц. Опыт показывает, что это представляет собой значительное расстояние от частот вибрации изделия, что позволяет четко различать вибрации и дефекты, даже если частоты вибрации находятся в диапазоне, в котором при прямом ориентировании также находилась бы сигнатура дефекта. При необходимости частота может быть еще больше увеличена за счет еще более наклонного положения, чтобы при необходимости можно было работать с еще более высокочастотными вибрациями.According to a further embodiment, said at least one transmitter and/or said at least one receiver may be oriented toward the filament-shaped article such that the main direction of the terahertz radiation is at an angle to the direction of movement of the filament-shaped article. The main direction of radiation can be directed at an angle opposite to the direction of feeding or in the direction of feeding of the product in the form of a thread. The main direction of radiation can, for example, be at an angle of less than 80°, preferably not more than 70°, to the direction of delivery. The inclined position of the transmitter and/or receiver, in particular the transceiver, allows the defect signal signatures to be changed. In particular, this increases the frequency of signal changes so that they can be better distinguished from the vibration frequencies of the moving product. Thus, due to a change in the distance from the defect to the transmitter or receiver due to the movement speed v, a signal change occurs approximately with a frequency f = 2 * v / lambda * cos (alpha), where lambda is the wavelength of the terahertz radiation signal, and alpha is the angle between the direction of movement and the connecting line between the defect and the transmitter or receiver, respectively. Because the transmitter or receiver receives and emits in a directional manner, the defect is only detected over a limited range of angles depending on the orientation. Accordingly, a direct orientation to the product (alpha is approximately 90°, and cos(alpha) is correspondingly close to 0) leads to significantly lower frequencies than an oblique position. For example, with a product speed of 60 m/min, a wavelength of 2.5 mm (equivalent to 120 GHz) and an alpha angle of 70°, frequencies of approximately 270 Hz can be expected. Experience has shown that this represents a significant distance from the vibration frequencies of the product, allowing vibrations and defects to be clearly distinguished, even if the vibration frequencies are in the range in which, if oriented directly, the defect signature would also be found. If necessary, the frequency can be further increased by an even more inclined position, so that even higher frequency vibrations can be handled if necessary.

Устройство согласно изобретению, в частности, по меньшей мере один передатчик и/или по меньшей мере один приемник и/или устройство оценки, могут быть выполнены с возможностью осуществления способа согласно изобретению. Соответственно, способ в соответствии с изобретением может быть осуществлен с помощью устройства в соответствии с изобретением.The device according to the invention, in particular at least one transmitter and/or at least one receiver and/or evaluation device, can be configured to implement the method according to the invention. Accordingly, the method according to the invention can be carried out using a device according to the invention.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

Примеры осуществления изобретения более подробно описаны ниже со ссылкой на фигуры. На них схематично показаны:Examples of the invention are described in more detail below with reference to the figures. They show schematically:

Фиг. 1 - устройство в соответствии с изобретением согласно первому примеру осуществления,Fig. 1 - device in accordance with the invention according to the first embodiment,

Фиг. 2 - часть изображенного на фиг. 1 устройства в первом рабочем состоянии,Fig. 2 - part of the one shown in FIG. 1 device in first working condition,

Фиг. 3 - изображение с фиг. 2 во втором рабочем состоянии,Fig. 3 - image from Fig. 2 in second working condition,

Фиг. 4 - часть изображенного на фиг. 1 устройства согласно другому примеру осуществления,Fig. 4 - part of the one shown in FIG. 1 device according to another embodiment,

Фиг. 5 - сигнал терагерцового излучения, принятый с помощью способа в соответствии с изобретением или устройства в соответствии с изобретением, иFig. 5 shows a terahertz radiation signal received using a method according to the invention or a device according to the invention, and

Фиг. 6 - принятый сигнал терагерцового излучения с фиг. 5 в обработанном состоянии.Fig. 6 - received terahertz radiation signal from FIG. 5 in processed condition.

Если не указано иное, одни и те же ссылочные обозначения на фигурах обозначают одни и те же объекты.Unless otherwise indicated, the same reference numerals in the figures denote the same objects.

Осуществление изобретенияCarrying out the invention

Изображенное на фиг. 1 устройство в соответствии с изобретением содержит экструзионное устройство 10 для экструдирования изделия 12 в форме нити, главным образом, тонкой пластиковой трубки 12. Изделие 12 в форме нити может иметь малый наружный диаметр, например, менее 10 мм, предпочтительно менее 5 мм. После выхода из экструзионного устройства 10 изделие 12 в форме нити перемещают вдоль направления 14 перемещения, которое в то же время соответствует продольной оси изделия 12 в форме нити. Скорость перемещения вдоль направления 14 перемещения может составлять, например, более 50 м/мин, предпочтительно более 75 м/мин. Кроме того, во время перемещения изделия 12 в форме нити вдоль направления перемещения оно может совершать боковое движение поперек направления перемещения, как показано стрелкой 16 на фиг. 1. Максимальная скорость этого бокового движения значительно меньше максимальной скорости вдоль направления перемещения, например, по меньшей мере в 10 раз меньше. Боковое движение, показанное стрелкой 16, может представлять собой, по существу, периодическое боковое колебание. Боковое колебание может иметь сравнительно низкую частоту менее 10 Гц, например, менее 2 Гц, например, около 1 Гц.Shown in FIG. 1, the apparatus according to the invention comprises an extrusion device 10 for extruding a filament-shaped article 12, essentially a thin plastic tube 12. The filament-shaped article 12 may have a small outer diameter, for example less than 10 mm, preferably less than 5 mm. After leaving the extrusion device 10, the filament-shaped article 12 is moved along a moving direction 14, which at the same time corresponds to the longitudinal axis of the filament-shaped article 12. The movement speed along the movement direction 14 can be, for example, more than 50 m/min, preferably more than 75 m/min. In addition, while the thread-shaped article 12 moves along the moving direction, it may make a lateral movement transverse to the moving direction, as shown by arrow 16 in FIG. 1. The maximum speed of this lateral movement is significantly less than the maximum speed along the direction of movement, for example, at least 10 times less. The sideways movement shown by arrow 16 may be a substantially periodic sideways oscillation. The lateral oscillation may have a relatively low frequency of less than 10 Hz, for example less than 2 Hz, for example about 1 Hz.

После выхода из экструзионного устройства 10 изделие 12 в форме нити обычно проходит через один или несколько участков 18 охлаждения, в котором или которых изделие 12 в форме нити охлаждают для затвердевания, например, путем распыления охлаждающей жидкости. На конце показанного на фиг. 1 устройства расположено намоточное устройство 20, в котором изделие 12 в форме нити может быть намотано на барабан. Ниже по потоку от участка 18 охлаждения в примере, показанном на фиг. 1, расположен приемопередатчик 22, содержащий передатчик для излучения терагерцового излучения на изделие 12 в форме нити и приемник для приема терагерцового излучения, отраженного на граничных поверхностях изделия 12 в форме нити. Терагерцовое излучение, излучаемое приемопередатчиком 22, отраженное от изделия 12 в форме нити и вновь принимаемое приемопередатчиком 22, показано на фиг. 1 стрелкой 24. Сигналы измерения от приемопередатчика 22 или приемника передаются по линии 26 в устройство 28 оценки. Устройство 28 оценки выполнено с возможностью, на основе временного изменения сигнала терагерцового излучения, принятого по меньшей мере одним приемником, делать вывод о наличии дефекта изделия 12 в форме нити. Это будет еще более подробно разъяснено ниже со ссылкой на фигуры 2 и 3. Например, если устройство 28 оценки обнаруживает соответствующий дефект, оно может выдать соответствующий сигнал неисправности, как на фиг. 1 проиллюстрировано стрелкой 30. Оно также может оказывать воздействие на экструзионное устройство 10, как показано стрелкой 32, например, изменять производственные параметры экструзионного устройства 10 или останавливать экструзионное устройство 10.After leaving the extrusion device 10, the filament-shaped article 12 typically passes through one or more cooling sections 18 in which or which the filament-shaped article 12 is cooled to solidify, for example, by spraying a coolant. At the end of the one shown in FIG. 1 of the device there is located a winding device 20, in which the product 12 in the form of a thread can be wound on a drum. Downstream of the cooling section 18 in the example shown in FIG. 1, a transceiver 22 is located, comprising a transmitter for emitting terahertz radiation onto the thread-shaped article 12 and a receiver for receiving terahertz radiation reflected on the boundary surfaces of the thread-shaped article 12. The terahertz radiation emitted by the transceiver 22, reflected from the filament-shaped article 12, and again received by the transceiver 22 is shown in FIG. 1 by arrow 24. Measurement signals from the transceiver 22 or receiver are transmitted via line 26 to the evaluation device 28. The evaluation device 28 is configured to, based on a temporary change in the terahertz radiation signal received by at least one receiver, conclude that there is a defect in the thread-shaped product 12. This will be explained in even more detail below with reference to FIGS. 2 and 3. For example, if the evaluation device 28 detects a corresponding defect, it may issue a corresponding fault signal, as in FIG. 1 is illustrated by arrow 30. It may also affect the extrusion device 10, as shown by arrow 32, such as changing the production parameters of the extrusion device 10 or stopping the extrusion device 10.

На фиг. 2 показано изделие 12 в форме нити в поперечном сечении. При этом видно внутреннее пространство 36, окруженное круглой в поперечном сечении стенкой 34 изделия 12 в форме нити, выполненной в виде трубки. На фиг. 2 во внутреннем пространстве 36 изделия в форме нити 12 нет дефектов, в частности, экструзионных остатков. Приемопередатчик 22 или приемник приемопередатчика 22 принимает соответственно регулярный или однородный сигнал, за исключением равномерного колебания сигнала, вызванного возможным боковым движением изделия 12 в форме нити. Терагерцовое излучение отражается на различных граничных поверхностях изделия 12 в форме нити, в частности, на внешней стороне, обращенной к приемопередатчику 22, и на внутренней стороне стенки 34, обращенной к приемопередатчику 22. Также могут возникать многократные отражения.In fig. 2 shows a thread-shaped article 12 in cross section. In this case, an internal space 36 is visible, surrounded by a circular cross-sectional wall 34 of the product 12 in the form of a thread, made in the form of a tube. In fig. 2 in the internal space 36 of the product in the form of a thread 12 there are no defects, in particular extrusion residues. The transceiver 22 or the receiver of the transceiver 22 respectively receives a regular or uniform signal, except for the uniform fluctuation of the signal caused by possible lateral movement of the thread-shaped article 12. The terahertz radiation is reflected at various boundary surfaces of the filament-shaped article 12, particularly on the outer side facing the transceiver 22 and on the inner side of the wall 34 facing the transceiver 22. Multiple reflections may also occur.

На фиг. 3 показано изображение с фиг. 2 в другом рабочем состоянии. В результате перемещения изделия 12 в форме нити вдоль направления перемещения в состоянии, показанном на фиг. 3, во внутреннем пространстве 36 изделия 12 в форме нити в поле видимости терагерцового излучения виден оставшийся дефект 38, в виде экструзионного остатка. Это приводит к быстрому временному изменению принимаемого сигнала терагерцового излучения из-за дополнительных граничных поверхностей, а также из-за изменения граничных поверхностей.In fig. 3 shows the image from FIG. 2 in different working condition. As a result of the thread-shaped article 12 moving along the moving direction in the state shown in FIG. 3, in the internal space 36 of the product 12 in the form of a thread, in the field of view of the terahertz radiation, the remaining defect 38 is visible, in the form of an extrusion residue. This results in a rapid temporary change in the received terahertz signal due to additional boundary surfaces as well as changes in the boundary surfaces.

Это объясняется со ссылками на фигуры 5 и 6. На фиг. 5 отраженный сигнал терагерцового излучения, принятый приемопередатчиком 22, изображен в виде необработанного сигнала в произвольных единицах во времени, указанном в миллисекундах [мс]. Примерно между 20 и 25 мс можно обнаружить быстрое изменение сигнала, например, с частотой около 300 Гц. Это быстрое изменение сигнала вызвано дефектом 38. Как уже показано в необработанном сигнале на фиг. 5, его можно хорошо различить от последующих равномерных колебаний принимаемого сигнала терагерцового излучения, которые могут быть вызваны, например, боковым колебанием изделия 12 в форме нити. На фиг. 5 также видно, что колебания сигнала терагерцового излучения, вызванные боковым колебанием изделия 12 в форме нити, имеют значительно меньшую частоту, чем изменение сигнала, вызванное дефектом 38, имеющим частоту преимущественно, например, только приблизительно 30 Гц.This is explained with reference to Figures 5 and 6. In FIG. 5, the reflected terahertz radiation signal received by the transceiver 22 is depicted as a raw signal in arbitrary time units, indicated in milliseconds [ms]. Between approximately 20 and 25 ms a rapid change in the signal can be detected, for example with a frequency of about 300 Hz. This rapid change in signal is caused by defect 38. As already shown in the raw signal in FIG. 5, it can be clearly distinguished from subsequent uniform oscillations of the received terahertz radiation signal, which can be caused, for example, by lateral oscillation of the thread-shaped article 12. In fig. 5 also shows that the terahertz signal fluctuations caused by the lateral vibration of the filament-shaped article 12 have a significantly lower frequency than the signal changes caused by the defect 38 having a frequency predominantly of, for example, only about 30 Hz.

На фиг. 6 изображен математически обработанный вариант показанного на фиг. 5 необработанного сигнала. При этом, опять же, принятый и математически обработанный сигнал терагерцового излучения отображен в произвольных единицах измерения как функция времени в миллисекундах [мс]. Для получения показанного на фиг. 6 обработанного сигнала, были использованы квадраты, например, отфильтрованных через полосовой фильтр вторых математических производных необработанного сигнала, показанного на фиг. 5. В частности, если, например, используются несколько приемопередатчиков, как будет разъяснено ниже подробнее со ссылкой на фиг. 4, можно суммировать принимаемые сигналы терагерцового излучения от различных приемопередатчиков, чтобы получить сигнал оценки, изображенный на фиг. 6. На фиг. 6 дефект 38, существенно распознаваемый уже на фиг. 5 на необработанном сигнале, очень четко отличается от остальной кривой сигнала. Колебания изделия 12 в форме нити в боковом направлении больше не оказывают заметного влияния. Как видно на фиг. 6, можно легко установить подходящее пороговое значение математически обработанного сигнала терагерцового излучения для вывода дефекта.In fig. 6 shows a mathematically processed version of the one shown in FIG. 5 raw signal. In this case, again, the received and mathematically processed terahertz radiation signal is displayed in arbitrary units of measurement as a function of time in milliseconds [ms]. To obtain what is shown in FIG. 6 of the processed signal, squares of, for example, band-pass filtered second mathematical derivatives of the raw signal shown in FIG. 5. In particular, if, for example, multiple transceivers are used, as will be explained in more detail below with reference to FIG. 4, the received terahertz signals from various transceivers can be summed to obtain the evaluation signal shown in FIG. 6. In FIG. 6, defect 38 is already noticeable in FIG. 5 on the raw signal is very clearly different from the rest of the signal curve. Lateral vibration of the thread-shaped article 12 no longer has a noticeable effect. As can be seen in FIG. 6, a suitable threshold value of the mathematically processed terahertz radiation signal for defect output can be easily set.

Со ссылкой на фиг. 4 ниже разъясняется еще один пример осуществления. В примере осуществления, приведенном на фиг. 4, расположены три приемопередатчика 22, распределенные в представленном примере по окружной поверхности изделия 12 в форме нити, каждый из которых излучает терагерцовое излучение на изделие 12 в форме нити и принимает терагерцовое излучение, отраженное от граничных поверхностей изделия 12 в форме нити, что, в свою очередь, проиллюстрировано стрелками 24. Следует отметить, что на фиг. 4 показано только основное направление излучения, вдоль которого возникают наиболее сильные отражения. Следует понимать, что каждый из приемопередатчиков 22 излучает терагерцовое излучение, которое полностью охватывает изделие 12 в форме нити в поперечном сечении.With reference to FIG. 4 below explains another embodiment. In the embodiment shown in FIG. 4, three transceivers 22 are located, distributed in the illustrated example along the circumferential surface of the thread-shaped article 12, each of which emits terahertz radiation to the thread-shaped article 12 and receives terahertz radiation reflected from the boundary surfaces of the thread-shaped article 12, which, in is in turn illustrated by arrows 24. It should be noted that in FIG. Figure 4 shows only the main direction of radiation, along which the strongest reflections occur. It should be understood that each of the transceivers 22 emits terahertz radiation which completely engulfs the filament-shaped article 12 in cross section.

Как разъяснялось ранее, принимаемые сигналы терагерцового излучения приемопередатчика 22 на фиг. 4, при необходимости, могут быть просуммированы после математической обработки, чтобы получить обработанный сигнал излучения, показанный на фиг. 6. Также возможно, что разные приемопередатчики 22 излучают терагерцовое излучение с различными частотами, так что принимаемое терагерцовое излучение может быть связано с отдельными приемопередатчиками 22. Это позволяет, например, гарантировать, что только один соответствующий приемник принимает терагерцовое излучение от соответствующего только одного передатчика. Также возможно, например, чтобы терагерцовое излучение от разных передатчиков принималось всеми приемниками и, например, при жестко заданной разностной частоте между передающими частотами, соответствующим образом демодулировалось.As explained previously, the received terahertz radiation signals of the transceiver 22 in FIG. 4, if necessary, can be summed after mathematical processing to obtain the processed emission signal shown in FIG. 6. It is also possible that different transceivers 22 emit terahertz radiation at different frequencies, so that the received terahertz radiation can be associated with individual transceivers 22. This makes it possible, for example, to ensure that only one corresponding receiver receives terahertz radiation from only one corresponding transmitter. It is also possible, for example, for terahertz radiation from different transmitters to be received by all receivers and, for example, with a strictly defined difference frequency between transmitting frequencies, to be demodulated accordingly.

Разумеется, по окружной поверхности изделия 12 в форме нити могут быть распределены и другие приемопередатчики 22, например, через равные промежутки по всей окружной поверхности. Наличие нескольких приемопередатчиков 22 позволяет противодействовать любой зависимости от направления детектирования дефектов.Of course, other transceivers 22 can be distributed along the circumferential surface of the thread-shaped article 12, for example at regular intervals over the entire circumferential surface. The presence of multiple transceivers 22 makes it possible to counteract any directional dependence of defect detection.

Список ссылочных обозначенийList of reference designations

10 Экструзионное устройство10 Extrusion device

12 Изделие в форме нити12 Product in the form of a thread

14 Направление перемещения14 Direction of movement

16 Стрелка16 Arrow

18 Участок охлаждения18 Cooling section

20 Намоточное устройство20 Winding device

22 Приемопередатчик22 Transceiver

24 Стрелка24 Arrow

26 Линия26 Line

28 Устройство оценки28 Evaluation device

30 Стрелка30 Arrow

32 Стрелка32 Arrow

34 Круглая стенка34 Round wall

36 Внутреннее пространство36 Interior space

38 Дефект38 Defect

Claims (21)

1. Способ обнаружения дефектов (38) изделия (12) в форме нити, перемещаемого со скоростью более 50 м/мин вдоль направления (14) перемещения, при этом изделие (12) в форме нити во время перемещения вдоль направления (14) перемещения также осуществляет боковое движение поперек направления (14) перемещения, отличающийся тем, что на изделие (12) в форме нити, перемещаемое вдоль направления (14) перемещения, излучают терагерцовое излучение (24) по меньшей мере одним передатчиком (22), и по меньшей мере одним приемником (22) принимают терагерцовое излучение (24), отраженное от изделия (12) в форме нити, причем на основе временного изменения сигнала терагерцового излучения, принимаемого указанным по меньшей мере одним приемником (22), делают вывод о наличии дефекта (38) изделия (12) в форме нити, причем на основании временного изменения сигнала терагерцового излучения, принимаемого приемником (22), делают вывод о наличии дефекта (38) изделия (12) в форме нити только тогда, когда частота временного изменения больше, чем частота бокового движения изделия (12) в форме нити.1. A method for detecting defects (38) of a thread-shaped product (12) moving at a speed of more than 50 m/min along the moving direction (14), wherein the thread-shaped product (12) while moving along the moving direction (14) is also carries out lateral movement across the direction (14) of movement, characterized in that the product (12) in the form of a thread, moved along the direction (14) of movement, emit terahertz radiation (24) by at least one transmitter (22), and at least one receiver (22) receives terahertz radiation (24) reflected from the product (12) in the form of a thread, and based on the temporary change in the terahertz radiation signal received by said at least one receiver (22), a conclusion is made about the presence of a defect (38) products (12) in the form of a thread, and based on the temporary change in the terahertz radiation signal received by the receiver (22), a conclusion is made about the presence of a defect (38) of the product (12) in the form of a thread only when the frequency of the temporary change is greater than the frequency of the side movement of the product (12) in the form of a thread. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изделие (12) в форме нити представляет собой трубку, экструдированную в экструзионном устройстве (10), причем дефекты (38), подлежащие обнаружению, представляют собой экструзионные остатки внутри трубки.2. Method according to claim 1, characterized in that the filament-shaped product (12) is a tube extruded in an extrusion device (10), the defects (38) to be detected being extrusion residues inside the tube. 3. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что изделие (12) в форме нити перемещают со скоростью более 75 м/мин вдоль направления (14) перемещения.3. Method according to one of the previous paragraphs, characterized in that the product (12) in the form of a thread is moved at a speed of more than 75 m/min along the direction (14) of movement. 4. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что структуры или толщины стенки изделия (12) в форме нити меньше длин волн используемого терагерцового излучения.4. A method according to one of the previous paragraphs, characterized in that the structure or wall thickness of the thread-shaped product (12) is less than the wavelengths of the terahertz radiation used. 5. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что формируют первую производную сигнала терагерцового излучения, принятого по меньшей мере одним приемником (22), и делают вывод о наличии дефекта (38), если первая производная сигнала терагерцового излучения превышает заданное пороговое значение.5. The method according to one of the previous paragraphs, characterized in that the first derivative of the terahertz radiation signal received by at least one receiver (22) is formed and a conclusion is made about the presence of a defect (38) if the first derivative of the terahertz radiation signal exceeds a predetermined threshold value . 6. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что формируют n-ую производную сигнала терагерцового излучения, принятого по меньшей мере одним приемником (22), причем n>=2, и делают вывод о наличии дефекта (38), если n-ая производная сигнала терагерцового излучения превышает заданное пороговое значение.6. The method according to one of the previous paragraphs, characterized in that the nth derivative of the terahertz radiation signal received by at least one receiver (22), and n>=2, is formed, and a conclusion is drawn about the presence of a defect (38), if n The th derivative of the terahertz radiation signal exceeds the specified threshold value. 7. Способ по одному из пп. 5 или 6, отличающийся тем, что пороговое значение задают в зависимости от скорости перемещения изделия (12) в форме нити вдоль направления (14) перемещения.7. Method according to one of paragraphs. 5 or 6, characterized in that the threshold value is set depending on the speed of movement of the product (12) in the form of a thread along the direction (14) of movement. 8. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что сигнал терагерцового излучения, принимаемый по меньшей мере одним приемником (22), фильтруют с помощью полосового фильтра.8. Method according to one of the previous paragraphs, characterized in that the terahertz radiation signal received by at least one receiver (22) is filtered using a bandpass filter. 9. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанный по меньшей мере один передатчик (22) излучает терагерцовый сигнал с полосой пропускания, которая меньше частоты, соответствующей пространственной разрешимости диаметра изделия (12) в форме нити.9. Method according to one of the previous paragraphs, characterized in that said at least one transmitter (22) emits a terahertz signal with a bandwidth that is less than the frequency corresponding to the spatial resolution of the diameter of the thread-shaped article (12). 10. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанный по меньшей мере один передатчик (22) излучает терагерцовый сигнал с полосой пропускания, которая составляет менее 5% от средней частоты терагерцового сигнала, предпочтительно менее 3% от средней частоты терагерцового сигнала, более предпочтительно менее 2% от средней частоты терагерцового сигнала, еще более предпочтительно не более 1% от средней частоты терагерцового сигнала.10. A method according to one of the previous claims, characterized in that said at least one transmitter (22) emits a terahertz signal with a bandwidth that is less than 5% of the average frequency of the terahertz signal, preferably less than 3% of the average frequency of the terahertz signal, more preferably less than 2% of the average frequency of the terahertz signal, even more preferably no more than 1% of the average frequency of the terahertz signal. 11. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанный по меньшей мере один передатчик (22) излучает непрерывный терагерцовый сигнал на частоте, по существу, с постоянной амплитудой.11. Method according to one of the previous paragraphs, characterized in that said at least one transmitter (22) emits a continuous terahertz signal at a frequency of substantially constant amplitude. 12. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что терагерцовое излучение (24) излучают несколькими передатчиками (22) с различных направлений на изделие (12) в форме нити, перемещаемое вдоль направления (14) перемещения, причем терагерцовое излучение (24), излученное несколькими передатчиками (22) и отраженное от изделия (12) в форме нити принимают несколькими приемниками (22).12. The method according to one of the previous paragraphs, characterized in that terahertz radiation (24) is emitted by several transmitters (22) from different directions onto a thread-shaped product (12) moved along the direction (14) of movement, wherein the terahertz radiation (24) , emitted by several transmitters (22) and reflected from the product (12) in the form of a thread, is received by several receivers (22). 13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что несколько передатчиков (22) излучают терагерцовое излучение (24) с различной частотой.13. Method according to claim 12, characterized in that several transmitters (22) emit terahertz radiation (24) at different frequencies. 14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что между частотами терагерцового излучения (24), излучаемого несколькими передатчиками (22), в каждом случае имеется заданная разностная частота, и при этом терагерцовое излучение (24), излучаемое несколькими передатчиками (22), в каждом случае принимают всеми приемниками (22), причем сигналы терагерцового излучения, принимаемые приемниками (22), оценивают путем демодуляции соответствующих разностных частот.14. The method according to claim 13, characterized in that between the frequencies of terahertz radiation (24) emitted by several transmitters (22), in each case there is a given difference frequency, and the terahertz radiation (24) emitted by several transmitters (22) , in each case is received by all receivers (22), and the terahertz radiation signals received by the receivers (22) are evaluated by demodulating the corresponding difference frequencies. 15. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что суммируют принятые сигналы излучения, в частности, суммируют квадраты принятых сигналов излучения, прежде чем сделать вывод о наличии дефекта (38) изделия (12) в форме нити.15. The method according to one of the previous paragraphs, characterized in that the received radiation signals are summed, in particular, the squares of the received radiation signals are summed, before drawing a conclusion about the presence of a defect (38) of the product (12) in the form of a thread. 16. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что терагерцовое излучение (24), излучаемое по меньшей мере одним передатчиком (22), фокусируют и/или диафрагмируют таким образом, чтобы размер области изделия (12) в форме нити, облучаемой терагерцовым излучением (24), в направлении (14) перемещения изделия (12) в форме нити был меньше, чем в направлении, поперечном направлению (14) перемещения.16. The method according to one of the previous paragraphs, characterized in that the terahertz radiation (24) emitted by at least one transmitter (22) is focused and/or diaphragmed in such a way that the size of the area of the product (12) in the form of a thread irradiated by the terahertz radiation (24), in the direction (14) of movement of the product (12) in the form of a thread was less than in the direction transverse to the direction (14) of movement. 17. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанный по меньшей мере один передатчик (22) и/или указанный по меньшей мере один приемник (22) ориентированы на изделие (12) в форме нити таким образом, чтобы основное направление терагерцового излучения (24) проходило под углом к направлению перемещения изделия (12) в форме нити.17. The method according to one of the previous paragraphs, characterized in that the specified at least one transmitter (22) and/or the specified at least one receiver (22) is oriented towards the product (12) in the form of a thread so that the main direction of the terahertz radiation (24) passed at an angle to the direction of movement of the product (12) in the form of a thread. 18. Устройство для обнаружения дефектов (38) изделия (12) в форме нити, перемещаемого со скоростью более 50 м/мин вдоль направления (14) перемещения, при этом изделие (12) в форме нити во время перемещения вдоль направления (14) перемещения также осуществляет боковое движение поперек направления (14) перемещения, отличающееся тем, что устройство содержит по меньшей мере один передатчик (22) для излучения терагерцового излучения (24) на изделие (12) в форме нити, перемещаемое вдоль направления (14) перемещения, и по меньшей мере один приемник (22) для приема терагерцового излучения (24), отраженного от изделия (12) в форме нити, и при этом устройство также содержит устройство (28) оценки, выполненное с возможностью, на основе временного изменения сигнала терагерцового излучения, принятого по меньшей мере одним приемником (22), делать вывод о наличии дефекта (38) изделия (12) в форме нити, и дополнительно выполненное с возможностью, на основе временного изменения сигнала терагерцового излучения, принятого по меньшей мере одним приемником (22), делать вывод о наличии дефекта (38) изделия (12) в форме нити только в том случае, если частота временного изменения больше, чем частота бокового движения изделия (12) в форме нити.18. A device for detecting defects (38) of a thread-shaped product (12) moving at a speed of more than 50 m/min along the moving direction (14), wherein the thread-shaped product (12) is moving along the moving direction (14). also carries out lateral movement transverse to the movement direction (14), characterized in that the device contains at least one transmitter (22) for emitting terahertz radiation (24) onto a thread-shaped product (12) moved along the movement direction (14), and at least one receiver (22) for receiving terahertz radiation (24) reflected from the filament-shaped article (12), and the device also contains an estimation device (28) configured based on a temporary change in the terahertz radiation signal, received by at least one receiver (22), to draw a conclusion about the presence of a defect (38) of the product (12) in the form of a thread, and further configured, based on a temporary change in the terahertz radiation signal received by at least one receiver (22), draw a conclusion about the presence of a defect (38) of the product (12) in the form of a thread only if the frequency of the temporary change is greater than the frequency of the lateral movement of the product (12) in the form of a thread. 19. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что устройство дополнительно включает в себя экструзионное устройство (10), причем изделие (12) в форме нити представляет собой трубку, экструдированную в экструзионном устройстве (10), и при этом дефекты (38), подлежащие обнаружению, представляют собой экструзионные остатки внутри трубки.19. The device according to claim 18, characterized in that the device further includes an extrusion device (10), wherein the filament-shaped product (12) is a tube extruded in the extrusion device (10), and the defects (38) to be detected are extrusion residues inside the tube. 20. Устройство по одному из пп. 18 или 19, отличающееся тем, что содержит несколько передатчиков (22) для излучения терагерцового излучения (24) с различных направлений на изделие (12) в форме нити, перемещаемое вдоль направления (14) перемещения, причем устройство содержит несколько приемников (22) для приема терагерцового излучения (24), излученного несколькими передатчиками и отраженного от изделия (12) в форме нити.20. Device according to one of paragraphs. 18 or 19, characterized in that it contains several transmitters (22) for emitting terahertz radiation (24) from different directions onto a thread-shaped product (12) moving along the direction (14) of movement, and the device contains several receivers (22) for receiving terahertz radiation (24) emitted by several transmitters and reflected from the product (12) in the form of a thread. 21. Устройство по одному из пп. 18-20, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью осуществления способа по одному из пп. 1-17.21. Device according to one of paragraphs. 18-20, characterized in that it is configured to implement the method according to one of paragraphs. 1-17.
RU2023119097A 2021-01-05 2021-12-20 Method and device for detecting product defects in form of thread RU2813622C1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021100051.3 2021-01-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2813622C1 true RU2813622C1 (en) 2024-02-14

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6745628B2 (en) * 2001-07-31 2004-06-08 Giesecke & Devrient Gmbh Method and apparatus for testing thin material
WO2016139155A1 (en) * 2015-03-03 2016-09-09 Sikora Ag Device and method for measuring the diameter and/or the wall thickness of a strand
US9733193B2 (en) * 2015-03-12 2017-08-15 Proton Products International Limited Measurement of industrial products manufactured by extrusion techniques
EP3480553A1 (en) * 2017-11-03 2019-05-08 iNOEX GmbH Innovationen und Ausrüstungen für die Extrusionstechnik Terahertz measuring apparatus and method for measuring at least one wall thickness of a tubular object to be measured

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6745628B2 (en) * 2001-07-31 2004-06-08 Giesecke & Devrient Gmbh Method and apparatus for testing thin material
WO2016139155A1 (en) * 2015-03-03 2016-09-09 Sikora Ag Device and method for measuring the diameter and/or the wall thickness of a strand
US9733193B2 (en) * 2015-03-12 2017-08-15 Proton Products International Limited Measurement of industrial products manufactured by extrusion techniques
EP3480553A1 (en) * 2017-11-03 2019-05-08 iNOEX GmbH Innovationen und Ausrüstungen für die Extrusionstechnik Terahertz measuring apparatus and method for measuring at least one wall thickness of a tubular object to be measured

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107532883B (en) Device and method for measuring the diameter and/or wall thickness of a strip
CN109716059B (en) Terahertz measurement apparatus and terahertz measurement method for measuring inspection object
KR100891842B1 (en) Device for detecting the optic bug of archetypal rod and method thereof
US8618929B2 (en) Wireless conveyor belt condition monitoring system and related apparatus and method
EP4172559B1 (en) Thz measuring device and thz measurement method for measuring test objects, in particular pipes
KR102506305B1 (en) Method and THz measuring device for measuring a measurement target using electromagnetic radiation
KR20160037993A (en) Method and apparatus for optically checking by interferometry the thickness of an object being machined
RU2813622C1 (en) Method and device for detecting product defects in form of thread
KR101795992B1 (en) Device for analyzing tubular specimen using terahertz wave and method for analyzing tubular specimen using the device
US20240068939A1 (en) Method and device for detecting defects of a strand-like product
US20230093966A1 (en) THz MEASURING DEVICE AND METHOD FOR MEASURING A MEASURING OBJECT
JP4416831B1 (en) Inspection device, inspection method, and inspection program
US20230288187A1 (en) Device and method for determining dimensional data relating to an object
EP3156784A1 (en) Enhanced characterization of dielectric properties
JP6729970B2 (en) Evaluation device
JP6926286B2 (en) Evaluation device
CN110849842B (en) Terahertz detection system and method for cigarette explosion beads
JP2022079990A (en) Inspection device and inspection system
JPH11281524A (en) Device for inspecting failure in colored layer of colored optical fiber strand
JPH11118772A (en) Fault detecting apparatus for wire
KR20190056516A (en) Apparatus and method for detecting defect in object using terahertz waves
KR20170011303A (en) Device for analyzing tubular specimen using terahertz wave and method for analyzing tubular specimen using the device
NL9000171A (en) Appts. for optical inspection of flexible material strip - comprising light source for emulsion of light, optical detector and cylindrical surface in detection range