WO2016015834A1 - Vorrichtung zur detektion von defektstellen in objekten, insbesondere dielektrischen materialbahnen - Google Patents

Vorrichtung zur detektion von defektstellen in objekten, insbesondere dielektrischen materialbahnen Download PDF

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WO2016015834A1
WO2016015834A1 PCT/EP2015/001463 EP2015001463W WO2016015834A1 WO 2016015834 A1 WO2016015834 A1 WO 2016015834A1 EP 2015001463 W EP2015001463 W EP 2015001463W WO 2016015834 A1 WO2016015834 A1 WO 2016015834A1
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measuring
sensor
material web
flashover
sensors
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PCT/EP2015/001463
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Wolfram Aumeier
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Brückner Maschinenbau GmbH & Co. KG
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/60—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrostatic variables, e.g. electrographic flaw testing
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    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/92—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating breakdown voltage

Definitions

  • the invention relates to a device for detecting and detecting defects in objects, in particular in non-metallic (dielectric) material webs, such as plastic films.
  • defects impurities are defined in and on the web or the shaped body and holes and thin spots in the web or the shaped body.
  • a film passes over a grounded roller or underlying grounded secondary electrode in the film withdrawal direction (the direction is commonly referred to as “machinery direction” or “MD” for short).
  • machine direction which is usually referred to as "Transverse Direction” or shortly as "TD”
  • TD Transverse Direction
  • the film running ie in the direction of the working width (which is abbreviated in the context of the application as "AB) is at least one electrode that is due to high voltage. Is only the insulating, defect-free material available? that, then the applied high voltage is just not enough to lead to a breakdown of the film. If, for example, a hole occurs, the breakdown is detected. A subsequent marking system marks the defect.
  • a melt lug emerging from a nozzle is applied to a chill roll by a surface loading force by means of a so-called pinning method to ensure good thermal contact and to fix the melt.
  • the pinning electrode is set to high voltage at a small distance from the melt lug, while the cooling roll lies on earth. Defects in the melt or mechanical and electrical variables can lead to a breakthrough.
  • pinhole detection it is desirable to detect not only the micro hole but also the shape (size of the defect) of the micro hole and determine the position of the defect in the TD and MD directions.
  • WO2003 / 27657 A2 (which corresponds to US Pat. No. 6,707,055 B2)
  • a method and a device for detecting defects in the form of pinholes (microholes) in a dielectric material which refer to a grounded electrode are disclosed is applied. Between this electrode and a second electrode, which faces the first electrode and the dielectric material without contact, a voltage is applied. The voltage is adjusted so that the breakdown of the air gap between the electrodes is just reached or exceeded. If now the dielectric material is brought between the electrodes, the breakdown field strength is no longer achieved. However, it is possible to measure a current flow through a series resistor between the electrodes if a continuous hole occurs in the material.
  • the detector consists of a discharge tube in conjunction with a photodiode, which makes it possible to measure the time as well as the duration of the signal and the amplitude of the breakdown.
  • the resolution in the transverse direction of the moving web depends on the length of the individual electric brushes which sit side by side in the transverse direction to the take-off direction of the material web. If there is a current flow in the material web due to a micro-hole, the position in the running direction of the material web (MD) and in the transverse direction (TD) can be determined at least with respect to the affected electric brush. However, there is thus only one trigger signal, namely the current flow that takes place in the relevant section (affected electric brush). Apart from the inertia of the system, it is thus not possible in practice to distinguish between types of defects and defect sizes.
  • means are provided for providing time information which is synchronized with the recording of the pinhole detection data.
  • the provision of a time signal makes it possible to determine the relative position of the detected needle hole in the machine direction MD (drawing direction).
  • the brush electrode running in the transverse direction provides the data relating to the position of the detected pinhole in transverse direction TD transversely to the withdrawal direction MD of the material web, with a resolution typical for the brush electrode used.
  • the rollover detection takes place only with a discharge tube in the high-voltage branch, wherein the current is evaluated during the rollover.
  • the high current in the event of a breakdown causes a voltage drop across a series-connected resistor, which in turn causes the discharge tube to glow.
  • a switching device for so-called. Pinning devices is described.
  • the high voltage of the switching device is at an electrical breakthrough via a push-pull circuit for an adjustable period in the s range out to earth.
  • the detection unit determines the voltage gradient at electrical breakdown field strengths. If a breakthrough takes place at a defect, then a voltage drop occurs at a series resistor, whereby a coupling capacitor is discharged. Its discharge peak triggers an LED, which in turn delivers the voltage gradient potential-free (that is to say a galvanic isolation, ie a galvanic decoupling) via an optical fiber to an evaluation unit.
  • the detection unit responds to high voltage threshold values of the voltage gradient of approximately 2 kV.
  • the time adjustment depends on the capacities in the circuit. Since the system is used for switching arrangements in pinning systems at voltages of approx. 10 kV and at approx. 10 mA currents, these restrictions are not relevant.
  • JP 2001-188062 A also deals with the detection of pinhole holes, so-called microholes (pinholes).
  • a plurality of electrodes are used, which are staggered in two rows overlapping, in order to achieve a complete coverage of the working width (ie in the transverse direction of the material web to be checked) by the overlap.
  • the prior publication JP 2011-218523 A proposes to use only one high voltage electrode extending over the working width.
  • a detection unit detects the breakthrough in the transverse direction.
  • This detection unit can a) consist of one or more CCD cameras; but it is also possible that this b) miniature coils are provided along the working width AB, which can detect the resulting electromagnetic field during breakthrough.
  • c) staggered microphones that pick up the sound at breakthrough. In conjunction with an impeller, the pinhole (microhole) can thus be detected both in the machine longitudinal direction (withdrawal direction) and in the transverse direction.
  • a disadvantage of the aforementioned variants proves that detection during the recovery time of the power supply is not possible.
  • the detection for determining the position of the pinholes is too slow. But even with the first-mentioned variant a) using CCD cameras, there are considerable disadvantages.
  • the position of one or more openings in the dielectric material web are detected at a time tO in the transverse direction to the material web (TD direction) via a camera and in the withdrawal direction (MD direction) via an impeller and assigned to the corresponding values.
  • the temporal resolution of the mentioned camera in the withdrawal direction MD depends on the clock frequency of the camera and the take-off speed of the film.
  • a Ka ⁇ ra with a line frequency of 200 kHz (current upper limit of the development) and a takeoff speed of 300 m / min of a Endfilmes holes 25 ⁇ are theoretically recognizable, provided that the breakdown takes place only within the hole, and the hole is not widened by the rollover.
  • the resolution in the transverse direction (TD) of the material web is dependent on the number of pixels of the array used and the desired scan range of the camera. By using 4k pixel and 8k pixel arrays, theoretically, a sufficiently high spatial resolution in the transverse direction (TD) can be achieved.
  • the problem here is the background radiation, before which the corona / plasma phenomenon has to stand out.
  • the object such as the film
  • the corona / plasma phenomenon scatters strongly, the signal is very difficult to distinguish from the background, if no adaptive optics are used. is used. In the described method and the associated device, therefore, the entire cooling roller area is housed, ie accommodated in a housing covering everything, but this is not feasible in practical operation.
  • the object of the invention is thus to eliminate the disadvantages mentioned and to provide a fast (potential-free) detection system, which also allows statements about the defect size. In addition, preferably also statements about the type of defect should be possible.
  • the object is achieved according to the features specified in claim 1.
  • Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims. The invention therefore provides the possibility of not only obtaining the simple recognition (ie, if there is a breakdown or not in the sense of a YES / NO decision), but to carry out a complete location and in particular a shape characterization of the defects.
  • the invention is based on the fact that the electronics are designed with respect to defect detection in the longitudinal and transverse directions (MD or TD) of the material or material web or in general of a shaped body to be examined, such that the sensors are in the form of PIN photodiodes, for example can be read by a parallel processing device with a very high bandwidth (> 1 MHz).
  • a sensor for breakdown detection also referred to as MD sensor technology
  • MD sensor technology can be used to detect the type of defect (surface particles, density differences in the material, micro-holes, etc.).
  • the signal may also be used to confirm the optical detection to exclude that, for example, only a corona discharge takes place around the electrode.
  • the location of the defects is possible in a roll log (which is also referred to below as the movement or print log) of the goods or material web.
  • a signal which is also referred to below as an encoder signal or via another length determining device.
  • the encoder signal for example, come from a rotary encoder which is coupled to the roller forming the second electrode.
  • the encoder signal can also come from a laser velocity sensor whose rays are directed to the surface of the film. in principle For example, all prior art path-detecting systems with sufficiently high resolution and bandwidth (preferably with a bandwidth> 1 MHz) are preferred. Frequently, such a position determination system is coupled with a marking system.
  • a marking system can mark the location of the defect and the type of defect, for example, in color.
  • the above-mentioned encoder signal is, for example, a signal generated by a rotary encoder which is coupled, for example, to a roller or to the material web.
  • a corresponding encoder signal can also be generated, for example, by a so-called “laser velocity sensor” (LSV, principle, for example, Wikipedia).
  • LSV laser velocity sensor
  • Such systems can furthermore be coupled with a marking system, as is also generally mentioned in US Pat. No. 6,707,055 B2.
  • the breakdown sensor technology ie the sensor system for the detection of defects in the withdrawal direction, MD sensor technology.
  • These data are the gradient of the voltage / current increase / decrease (ie, the UI gradients), the duration of the signal, which power is pulled by the generator, or how many times a streamer discharge occurs
  • the UI gradients ie the voltage / current gradients
  • the UI gradients are similar for small and large defects, which is related to the fact that in the equivalent circuit of a rapid breakthrough detection, for example according to the prior art of DE 10 2004 028 080, capacitors with a time constant RC are discharged.
  • the duration of the signal is smaller, provided that the applied field strength is set so that no major defect is burnt out.
  • the breakthrough electronics (MD electronics) will thus recognize a pattern characteristic of this type of breakdown from the current or voltage gradient, the duration and possibly a multiple breakdown pattern.
  • the problem is solved by the second trigger, the TD sensor system.
  • the TD sensor determines the location of the defect along the AB and due to the high sampling rate (or the high bandwidth of the detection sensor and electronics) can be measured for each defect m and the time period At m .
  • a thin spot (different thickness or density) in the film extends in practice over a longer period At, with the TD sensor system observing a partial discharge, but not yet triggering the MD sensor. If the thickness or density at one point is no longer sufficient to strip the breakdown field strength, then another signal pattern is obtained at the MD sensor system, as in the case of a breakthrough at a microhole.
  • the at least two independently generated trigger signals (or generally independently generated data and / or signal streams from the at least two different measuring and / or sensor devices) provided by the invention make it possible to distinguish between continuous defects in the form of holes or in the form of holes
  • the use of a high sampling rate allows to determine how long the defect will deliver a signal. As a result, conclusions about the shape of the defect are possible.
  • the sensors in the transverse direction of the material web not only lay here
  • the position along the working width of the material web to be examined, but their threshold setting also ensures that, for example, not every thin spot or not every dirt particles on the surface detected as a defect and reported.
  • a fast scanning eg by photodiodes also ensures that the shape or the size of the defect can be better recognized, as will be explained in more detail later.
  • the transverse direction sensor not only determines the position of the occurring defect along the working width of the material web or object to be examined, but also ensures, within the framework of a possible threshold setting, that that, for example, not every thin spot or a dirt particle on the surface is reported as a defect.
  • the fast scanning for example, by photodiodes also ensures that the shape or size of the defect can be detected, as shown in the following representation.
  • Figure la a system for the detection of micro holes in dielectric material webs in one
  • Figure lb a partial plan view along the
  • FIG. 1a Shown depiction 9 in FIG. 1a; a first schematic circuit arrangement with an internal detection high voltage device in the line leading to the high voltage electrode; a representation similar to that in Figure 2a, but with a corresponding detection device in the ground circuit, which is connected to the second electrode (roller, or underneath the film ground electrode, which is not in contact with the film) is connected; a schematic circuit arrangement of the controller according to the invention for rapid detection in the high voltage circuit; a schematic representation of an analog signal generated in the context of the discharge curve, which is transmitted between transmitter and receiver circuit; a first schematic cross-sectional view across the grounded roller, explaining the structure and operation of a sensor for detecting a sheet rollover; FIG. 4b shows an alternative embodiment to FIG 5 shows a schematic, partially plan view of a sensor device running transversely parallel to the roller for detecting defects in the transverse direction to the withdrawal path of a material web;
  • FIG. 6 shows a representation comparable to FIG. 5a, but using Hall sensors instead of photodiodes
  • FIG. 7 shows a representation comparable to FIG. 5 and FIG. 6, respectively, in which two different types of sensors transverse to the withdrawal direction are arranged in two juxtaposed rows for detecting defects in FIG. 7
  • Transverse direction are arranged transversely to the withdrawal direction
  • FIG. 8 shows a schematic representation of an overall circuit arrangement for determining the position of defect sites / microholes.
  • a material web 1 for example in the form of a film or plastic film 1 'in the direction of movement or withdrawal MD (in this case in the machine longitudinal direction) is moved.
  • the corresponding shaped body 1, for example a material web 1 to be examined, optionally in the form of a film or plastic film 1 ', may comprise defect areas 3, which are also referred to below as "defects" (including: pinholes, microholes, pinholes, specks, Gels, particles).
  • defects including: pinholes, microholes, pinholes, specks, Gels, particles.
  • FIGS. 1 a and 1 b the directions or vectors in the material or artery longitudinal direction MD, in the TD direction and in the thickness direction th with respect to the thickness of the film are indicated, wherein a circle representation means that the corresponding vector in the corresponding drawing perpendicular to the plane of the drawing. It can be seen on the basis of FIGS. 1 a and 1 b that, for example, such a material web 1 is moved through a corresponding installation by means of a transport device TE in the withdrawal direction MD. It may be, for example, a simultaneous or sequential stretching unit, through which a corresponding film, in particular plastic film 1 ', is moved through.
  • the transverse direction TD is perpendicular to the plane and thus parallel to the central axis 5 of a roller or roller 7, over which the material web 1 is guided away in a
  • the detection system is suitable for all dielectric webs.
  • the web can be moved continuously or in sections (batch operation) through the detection device. In principle, however, the detection system can also be moved over a stationary material web.
  • a grounded electrode can be attached without contact on one side of the web.
  • the shape of the ground electrode may be similar to the HV electrode, but other shapes such as wires, rods, blades, etc. are also possible.
  • an HV electrode 11 extending at a distance above the material web plane E parallel to this is arranged.
  • the electrode is supplied with a high voltage HV.
  • the actual roller 7 serving as the counterelectrode is provided with an electrically conductive surface or with an electrically conductive sheath. This roller 7 with its mantle surface 7 'is grounded, that is grounded 15.
  • the material web 1 to be examined consists of a non-conductive, dielectric material.
  • one side of the material web or of the molded article eg blister packaging
  • the first electrode or electrode assembly 11 and serving as the second electrode and lying on ground roller 7 are thus contact-free with respect to, between them on the roll shell consisting of dielectric material material web 1 is passed away.
  • the voltage is now set at the first electrode 11 so that the fürbruchfeidStore the air gap between the electrodes is just reached or exceeded.
  • the material web 1 guided between the electrodes causes the breakdown field strength to no longer be reached.
  • the molded body or the material web 1 or, in concrete terms, a plastic film 1 ' can be moved between the first electrode 11 and the second electrode 7 via any transport device TE not shown in greater detail.
  • the molded body or the material web 1 can, for example, as explained on the second electrode 7, these contacting or even be passed without contact at this electrode 7. It is generally spoken of a relative direction of movement MD, since it is irrelevant whether the material web along a direction of movement MD to fixed- past the electrodes or vice versa, the electrodes 11, 7 are moved relative to a non-moving material web 1. Thus, only the relative direction of movement MD between the electrodes and the guide body or material web 1 is important.
  • defect site e.g. detected in the form of a micro hole
  • TD direction transverse direction thereto
  • the TD position determining and / or detecting device operating in the transverse direction comprises a so-called first measuring and / or sensor device.
  • the relative direction of MD Position determination and / or detection device comprises a so-called second measuring and / or sensor device, so that in other words the entire position determination and / or detection device comprises at least a first and the at least one second measuring and / or sensor device ,
  • a second measuring and / or sensor device provided in the context of the MD position determination that is to say a sensor provided in particular for this purpose, can also be part of the above-mentioned further measuring and / or sensor device which is provided for position determination in the transverse direction TD. be.
  • the detection of a micro hole of 1 [.mu.m] diameter requires a bandwidth f 3dB of at least 1 [MHz] of one below discussed transmitter and receiver circuits. If a further defect is to be detected within one millimeter or micrometer, then the HV generator must be designed such that sufficient energy is still available within 1 [ms] or 1 [s] to maintain the breakdown field strength. In addition, must the power supply can provide sufficient energy when multiple defects occur simultaneously at a detection line.
  • MD location or position determining device It is provided in the withdrawal direction or machine longitudinal direction (generally in a direction of movement MD or in a relative direction of movement MD of the web or the molded body 1 relative to the measuring device) extending MD location or position determining device.
  • the MD location determination can be made possible, for example, via a signal, for example a so-called encoder signal or another measuring method for length determination.
  • This signal is correlated with the breakthrough detection, so that when two positive triggers occur, the exact position and position of the detected defect with respect to the material web longitudinal direction (MD direction) and TD direction can be detected exactly and recorded in a roll log.
  • a high-voltage generator circuit HV gene can be realized in such a way that detection within the high-voltage generator circuit is possible, as well as detection outside of the high-voltage generator circuit. Occurs in the dielectric of the material web 1 a defect, for example, a micro hole 3 (pinhole), then by an internal detection unit int_DET_HV, int_DET_Ground within the HV circuit ( Figure 2a or 2b) and by a external detection unit ext -DET_HV outside the HV
  • Circle is registered as a partial functionality of the TD detection a punch.
  • the detection within the high-voltage generator circuit will first be described with reference to FIGS. 2a and 2b.
  • the internal detection unit int -DET_HV is in indirect contact with the high-voltage source HV-Gen or the high-voltage circuit. It can be arranged directly in the generator HV gene, in the HV supply line 17 (FIG. 2a) and / or in the grounding circuit (FIG. 2b). With regard to the measurement of occurring voltage flashovers, various possibilities and variants come into consideration, which are referred to as internal detection unit int_DET_HV. The actual sensor unit is referred to as Are Detection Sensor ADS, the variants are briefly summarized here. a) For measurement directly in / on the generator (HV gene), it is possible to use those known from the prior art (eg, J.
  • the detection of the punch-through can also take place indirectly via a load resistor and a backup capacitor or an isolation transformer, by a voltage or current sensor such as those used in photovoltaic systems (circuits, arc fault circuits, from TI , Intersil, etc.).
  • a detection algorithm can be set (eg White Paper on RD195), which allows frequency band filtering and thresholding for the different types of breakdowns.
  • the triggering can also be done via a sensor as in bl) or b2) in the grounding side 17 '.
  • the detection takes place via an electromagnetic sensor on the dielectric of the high voltage cable 17, such as a Hall sensor, a coil (also Isolationstrafo) or Reed Sensor.
  • transmitter 19 transmits potential-free the suitably adapted signals of the Arc Detection Sensor
  • the power amplifier can, for example, from an optocoupler or from a transmitting and receiving diode with fiber optic coupling exist.
  • other potential-free transmitters of a WSN wireless sensor network, inductive, WLA, BlueTooth, NFC, etc. can also be used.
  • the sensor unit can take place in the high-voltage supply line 17 via a coupling capacitor C and a voltage divider R1 / R2.
  • the system corresponds to the prior art of DE 10 2004 028 080 B4, to the disclosure of which reference is made in its entirety.
  • the circuit specified there can only be used as a counter of breakdowns.
  • the inventive circuit of Figure 3a has the following features: i) The RC combination of the coupling capacitor C and the voltage divider Rl, R2 is chosen so that the highest possible sampling rate is achieved. The time constant of the RC element is optimized for less than or equal to 1 [ps]. ii) In order to obtain additional information on the shape and duration of the defect, according to the invention, the entire shape and duration of the discharge pulse by a fast electronics Tr detected, the current or voltage gradient is used as a trigger criterion for starting the fast data conversion. iii) The signal information from i) and ii) are transmitted potential-free, optically or via a WSN, in the transmitter 19 to the data evaluation AE. iv) The analog data is digitized (AD / DC) and fed to a computer ⁇ C, which together with the TD detection and the encoder signal performs the control of the entire detection device.
  • the relay Rl and the diode Dl in Figure 3a are used to switch the polarity of the high voltage source HV gene.
  • the transmitter circuit Tr 1 is designed so that an analog signal of the discharge curve S 1 (FIG. 3 b) of the capacitor C (shown only schematically in FIG. 3 b) is transmitted to the potential-free transmission device 19 with a time constant of less than 1 ps. If e.g. an optical coupler or a transmitter and receiver PIN D3 and D4 with an optical fiber LWL in between, then also their bandwidth must comprise> 1 MHz.
  • the entire shape and duration of the discharge pulse is inventively detected by a fast electronics, the current or voltage gradient is used as a trigger criterion for starting the fast data conversion.
  • the data is evaluated in an electronic evaluation device AE, which includes a computer C.
  • the computer pC receives a first MD trigger time signal and an indirect form and size information MD-TS-T about the defect.
  • the signals of TD detection are processed. Together with the predetermined threshold values, it is then possible to detect defects according to the type, shape and size of a defect.
  • the computer C also receives from the MD location recognition device, for example in the form of the MD encoder (FIGS. 2a or 3b), a corresponding location signal MD-TS-O which is related to the position in the drawing-off direction of the material web, whereby it is determined at which position Position with respect to the longitudinal direction MD of the material web 1, a detected defect 3 has occurred.
  • the MD location recognition device for example in the form of the MD encoder (FIGS. 2a or 3b)
  • MD-TS-O which is related to the position in the drawing-off direction of the material web
  • the functionality of the detection device can be used together with a fast push-pull circuit according to the prior art according to DE 10 2004 028 080, that the HV generator can be operated at the same HV potential. Without this push-pull circuit, the HV generator must be designed so that it can provide enough power even after several breakthroughs occur simultaneously.
  • the detection of a breakthrough can be done by external sensors ext -DET_HV alone, in conjunction with int-DET_HV, and / or in combination with the TD sensor to determine the breakthrough site along the working width AB.
  • HV sensors Hall and E-field sensors are meant, which can measure the electromagnetic field of a breakthrough. For example, if a breakdown occurs between the HV electrode and ground, then the flowing current causes a magnetic field that can be measured by Hall sensors. The same applies to the E-field sensor technology.
  • the HV sensors (one or more) can be arranged along the HV electrode (see FIG. 5). The signals of these sensors can be used both as a trigger of a breakthrough, as well as to characterize the shape and size a defect are used. Therefore, they will be discussed in more detail under TD detection.
  • the MD position and / or detection device ultimately comprises at least one measuring and / or sensor device which is constructed separately from the sensor devices explained below and is based on a different functional and Operating principle based on the below-described measurement and / or sensor devices and works.
  • Position determination of a flashover 25 may also be part of a further position or detection device and thus a further measuring and / or sensor device which is provided at least for a position determination of a flashover 25 in the transverse direction TD, especially if this also for the position determination in the transverse direction TD of the material web includes Hall sensors, since at least one of the provided for this purpose several Hall sensors (which will be discussed below) can also be used as a sensor for determining the position in the relative direction of movement MD.
  • the TD position or location determination can be done in different ways.
  • Bl Optical detection of the TD position
  • TD location determination may e.g. be implemented with an optical detection device 21.
  • a sensor element S n detects the breakdown or flashover 25 between the electrode 11 and the roller 7 lying on ground or an earth electrode 7.
  • the sensor S n can still one, the photodiode PIN_An upstream, usually focusing optical device 29 (cylindrical lens, collimating optics, GRIN optics) include, as is also shown schematically with reference to Figure 4a in a side-Liche sectional view.
  • the width or cross section ADT detected by the focus optics is directed to a PIN_An, via a transimpedance amplifier 101. strengthens and then a potential-free data transmission 19 (optocoupler or D3, LWL, D4) forwarded.
  • optics can also be dispensed with.
  • the voltage supply of the receiver circuit must be designed floating to the rest of the arrangement (HV and receiver arrangement).
  • the optical, electrically potential-free signal is fed to the receiver circuit R_0.
  • a flashover 25 could be detected by a collimator 29, which as a rule transmits the light emanating from the arc flashover 25 via a collimating optical system to an optical fiber LWL to a receiver R_0 ,
  • collimators are staggered to cover the entire working width AB. Since in this case the (optical) signal is already transmitted potential-free, the independent power supply and the electrical shielding from the high-voltage source can be omitted here.
  • This sensor S, S n comprises a PIN_An, which is amplified via an amplifier 101 (TIA Transimpedance Amplifier) in order to obtain the necessary high bandwidth.
  • amplifier 101 TIA Transimpedance Amplifier
  • the bias of the PIN_An can be detected very fast signal increases, which are supplied to the mentioned amplifier TIA high bandwidth. This is it is possible to draw conclusions about the defect and its shape and duration.
  • the acquisition of the data takes place eg via an A / D conversion.
  • the described sensor system must be designed to be potential-free, in particular potential-free in insulating housings, in order to avoid flashovers from the high-voltage electrode.
  • Detection can also be carried out potential-free via optical fibers (fiber or optical collimators, Selfoc, etc.).
  • FIG. 4 a shows a basic structure with respect to the optocoupler 19 used there for achieving electrical isolation (galvanic isolation), as was also explained in principle with reference to FIGS.
  • HV detection high-voltage detection
  • the explained sensors are preferably stacked (collinear or at an angle). Depending on the breakdown location, one or more sensors S, S n, etc. are addressed. Depending on the number of sensors and the optical image, the breakdown location along the working width AB can be determined.
  • biased photodiodes are used here in the visible or else in the ultraviolet (UV) range in order to detect the plasma phenomena in the dark current and in the streamer range.
  • the individual PIN photodiodes are balanced against each other or against a reference cell in order to achieve a better signal background or for a better noise ratio against the ambient light.
  • the signal PIN_An is referenced against the signal of at least one PIN_Cn, as shown schematically in the excerpted representation in plan view according to FIG.
  • the plurality of, for example, consisting of PIN photodiodes sensors are located side by side over the working width in the TD direction (ie in the transverse direction transverse to the withdrawal direction MD).
  • sensors or photodiodes are arranged upstream or downstream of the material web 1 in the withdrawal direction of the material web 1 to the electrode 11. Also shown in Figure 5 is the resolution A TD in the transverse direction, which is dependent on the extension width of an associated photodiode, generally a sensor S, S n .
  • the active areas of the sensors S, S n determine the TD spatial resolution A TD , which is usually sufficient to determine the penetration point in the working width AB to less than 1 mm.
  • a second offset PIN diode series can be arranged, ie it can be arranged in the withdrawal direction MD two rows of PIN diodes or generally sensors S, S n , as ge principle with reference to Figure 5 for a series - shows is.
  • the sensors in the second row would be offset in the transverse direction TD from the diodes in the first row, preferably such that the active areas of the sensors overlap.
  • the working width AB in the transverse direction TD can be completely covered.
  • the PIN photodiodes can be combined into functional units, which can then be stacked across the working width AB and / or arranged obliquely.
  • the shape (single pulse, streamer, etc.) and duration of the signal in combination with the data of the MD detection in withdrawal or machine longitudinal direction are referenced against the given threshold values and a certain defect class is output. Since it could lead to contamination of the optics under production conditions, an air curtain should be provided.
  • a first measuring and / or sensor device that is to say a first TD measuring and / or sensor device is described, via which a position determination and / or detection of a rollover 25 based on the position in working width AB of a material web to be examined is feasible.
  • Hall sensors HS or E-field sensors along the transverse direction TD stacked can be used ( Figure 6).
  • Each breakdown to generate a arc flash 25 between electrode 11 and roller 7 causes a current flow to earth (and ground 15) and thus a change in the electromagnetic field distribution that can be detected with the Hall sensors HS.
  • linear Hall sensors HS are used (eg from Honeywell).
  • the size of the defect location 3 (microhole) can be referenced, ie it can be deduced from the size and the shape of the microhole.
  • the sensor must be cast in non-ferromagnetic housings in order to avoid incorrect measurements by e.g. To avoid metal parts.
  • the sensors and a respective downstream instrumentation amplifier must be supplied voltage-free, e.g. via a battery.
  • the potential-free data transmission takes place by optocouplers.
  • At least one of these Hall sensors can also be used as MD position determination and / or detection device, ie as a second measuring or sensor device, in particular for MD position determination ,
  • the variant according to FIG. 7 shows an exemplary embodiment in which, in addition to the so-called second measuring and / or sensor device, for example using optical sensors, the so-called further measuring and / or sensor device is now also additionally used electromagnetic sensors, such as Hall sensors, can be used, whereby the amount of data generated increases and thus the measurement results are more accurate.
  • electromagnetic sensors such as Hall sensors
  • the aforementioned PIN photodiodes are arranged directly adjacent to each other in the transverse direction TD in the transverse direction TD and MD offset direction offset by a small amount next lying the illustrated Hall sensors HS, which also sit at appropriate intervals in the transverse direction TD side by side.
  • Each of the Hall or E-field sensors can also serve as an external trigger for HV breakdown detection, as described in Chapter A2). Since Hall sensors, in particular, react in a highly sensitive manner to changes in the electromagnetic field, threshold value formation and the definition of a trigger criterion are thus possible.
  • At least one measuring and / or sensor device can be or must be provided for determining the position in the transverse direction TD, but also that a further measuring and / or sensor device with additional sensors may be provided in addition to a first one can, wherein preferably the sensors of the first measuring and / or Sensorein- direction as well as the other measuring and / or sensor devices each for determining a position of a detected rollover 25 in the transverse direction TD of the material web based on sensors and sensor types that after a working different operating principle.
  • preferably technically different working and / or differently constructed sensors are used for the two measuring and / or sensor devices, which in the case of a flashover or even in the case of a corona formed in the region of the electrode 11 (for example in the case of a thin section of the Slide) generate different data and signals that ultimately make an assessment and distinction allow whether actually a micro hole is provided in the material web to be examined or the object to be examined, or for example only a thin spot.
  • the detection of a micromole of 1 [m] diameter requires a bandwidth f 3 dB of at least 1 [MHz] from the transmitter and receiver circuits. If a further defect is to be detected within a millimeter or micrometer, for example, then the HV generator must be at its output voltage within 1 [ms] or 1 [s]. If several defects occur simultaneously on a detection line, then the power supply must provide sufficient energy> 1 [kW].
  • the above-mentioned bandwidth f 3 dB depends on the time constant of an RC equivalent circuit, as known to those skilled in the art.
  • the bandwidth is determined by the internal capacitance and, for example, by the terminating resistor.
  • time constant RC of the generator including the supply lines (HV coax), must be as short as possible.
  • a common way is to increase the switching frequency
  • a corresponding structure of an evaluation device AE is reproduced in a schematic manner in FIG. 8, which reproduces an example of a parallel processing of the signals received by the individual sensors S, S n, for example in the form of PIN photodiodes or Hall sensors.
  • a preliminary evaluation can be carried out in DSP modules (that is to say in digital signal processors) which, for example, carry out the reference formation of two PIN photodiodes together with a multiplexer.
  • the parallel processing takes place in so-called FPGAs (field programmable gate arrays).
  • FPGAs field programmable gate arrays.
  • the applied high voltage field and the high voltage pulses at breakdown generally require potential free data acquisition (and separation) to avoid signal interference. This is done here via optocouplers or optical fiber transmission, as has been explained with reference to the other embodiments.
  • the signals of the MD detection must be brought together and evaluated by the mentioned transmitters and the TD sensor system.
  • the MD position determination in the haul-off or machine direction is done via a sensor system as well as the stand the technique can be used in principle (eg, by means of a so-called encoder).

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Abstract

Eine verbesserte Vorrichtung zur Detektion von Defektstellen (3) in dielektrischen Materialbahnen oder Formkörpern (1), insbesondere in Kunststofffolien (l1) zeichnen sich unter anderem durch folgende Merkmale aus: - es ist eine Positionsbestimmungs- und/oder Detektionseinrichtung zur Detektion eines Überschlags (25) zwischen der ersten und zweiten Elektrode (7, 11) vorgesehen, die so aufgebaut ist, dass darüber eine Positionsbestimmung des Überschlags (25) in Querrichtung (TD) und in relativer Bewegungsrichtung (MD) der zu untersuchenden Materialbahn oder des zu untersuchenden Formkörpers (1) bestimmbar ist, und - die Positionsbestimmungs- und/oder Detektionseinrichtung umfasst zumindest eine erste Mess- und/oder Sensoreinrichtung und eine davon getrennte zweite Mess- und/oder Sensoreinrichtung, - die zumindest eine erste Mess- und/oder Sensoreinrichtung umfasst Sensoren zur Bestimmung der Position eines detektierten Überschlags (25) in Querrichtung (TD) der Materialbahn, - die zumindest eine zweite Mess- und/oder Sensoreinrichtung ist so aufgebaut, dass darüber eine Erkennung und Positionsbestimmung eines Überschlags (25) zwischen den beiden Elektroden (11, 7) in Bezug auf die relative Bewegungsrichtung (MD) der Materialbahn oder des Formkörpers (1) durchführbar ist, und - die erste und die zweite Mess- und/oder Sensoreinrichtung ist so aufgebaut, dass die erste Mess- und/oder Sensoreinrichtung gegenüber der zweiten Mess- und/oder Sensoreinrichtung auf einem anderen technischen Funktionsprinzip basiert und/oder - dass die Sensoren für die erste und für die zweite Mess- und/oder Sensoreinrichtung funktionell unterschiedlich arbeitende Sensoren sind.

Description

Vorrichtung zur Detektion von Defektstellen in Objekten, insbesondere dielektrischen Materialbahnen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Detektion und Erkennung von Fehlstellen in Objekten, insbesondere in nicht-metallischen (dielektrischen) Materialbahnen, wie etwa Kunststofffolien . Als Fehlstellen werden Verunreinigungen in und auf der Warenbahn oder dem Formkörper sowie Löcher und Dünnstellen in der Warenbahn oder dem Formkörper definiert. Bei der elektrostatischen Detektion läuft z.B. eine Folie über eine geerdete Walze oder eine darunter liegende geerdete Zweitelektrode in der Folienabzugsrichtung (die Richtung wird üblicherweise als "Machinery Direction" oder kurz als "MD" bezeichnet) . In Querrichtung (die üb- licherweise als "Transverse Direction" oder kurz als "TD" bezeichnet wird) der Folie verlaufend, also in Richtung der Arbeitsbreite (die im Rahmen der Anmeldung auch als "AB" abgekürzt bezeichnet wird) befindet sich mindestens eine Elektrode, die auf Hochspannung liegt. Ist nur die isolierende, defektfreie Warenbahn vorhan- den, dann reicht die angelegte Hochspannung gerade noch nicht aus, um zu einem Durchschlag der Folie zu führen. Tritt z.B. ein Loch auf, dann wird der Durchschlag de- tektiert. Durch ein nachfolgendes Markierungssystem wird die Fehlstelle gekennzeichnet.
Beim sog. elektrostatischen Pinning wird mittels einer sogenannten Pinning-Methode eine Schmelzefahne, die aus einer Düse austritt, durch eine Flächenladungskraft auf einer Kühlwalze angelegt, um einen guten Wärmekontakt zu gewährleisten und die Schmelze zu fixieren. Hier wird die Pinning-Elektrode in einem geringen Abstand zur Schmelzefahne auf Hochspannung gelegt, während die Kühl- walze auf Erde liegt. Defekte in der Schmelze oder me- chanischen und elektrischen Variablen können zu einem Durchbruch führen .
Das Prinzip ist also für die Pinhole-Detektion und Überschlagserkennung gleich, lediglich der Ort der Detektion ist unterschiedlich.
Bei der Pinhole-Detektion ist es wünschenswert, nicht nur das Mikroloch, sondern auch die Form (Größe der Fehlstelle) des Mikroloches zu erkennen und die Position der Fehlstelle in TD- und MD-Richtung zu bestimmen.
Stand der Technik
Gemäß der Vorveröffentlichung WO2003/27657 A2 (die der US 6,707,055 B2 entspricht) ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Detektion von Defektstellen in Form von Nadellöchern (Mikrolöchern) in einem dielektrischen Material zu entnehmen, welches auf eine geerdete Elektrode aufgebracht wird. Zwischen dieser Elektrode und einer zweiten Elektrode, die der ersten Elektrode und dem dielektrischen Material kontaktfrei gegenübersteht, wird eine Spannung angelegt. Die Spannung wird so einge- stellt, dass die Durchbruchfeidstärke der Luftstrecke zwischen den Elektroden gerade erreicht oder überschritten wird. Wird nun das dielektrische Material zwischen die Elektroden gebracht, wird die Durchbruchfeidstärke nicht mehr erreicht. Man kann allerdings einen Strom- fluss über einen Vorwiderstand zwischen den Elektroden messen, wenn ein durchgehendes Loch im Material auftritt. Der Detektor besteht aus einer Entladeröhre in Verbindung mit einer Photodiode, die sowohl den Zeitpunkt, als auch die Signaldauer und Amplitude des Durch- bruches messbar macht.
Die Auflösung in Querrichtung der fortbewegten Bahn hängt dabei von der Länge der einzelnen in Querrichtung zur Abzugsrichtung der Materialbahn nebeneinander sit- zenden Elektrobürsten ab. Erfolgt aufgrund eines Mikro- loches in der Materialbahn ein Stromfluss, lässt sich die Position in Laufrichtung der Materialbahn (MD) sowie in Querrichtung (TD) zumindest bezüglich der betroffenen Elektrobürste feststellen. Allerdings gibt es somit nur ein Trigger-Signal, nämlich den Stromfluss, der im betreffenden Teilstück (betroffene Elektrobürste) stattfindet. Abgesehen von der Trägheit des Systems ist es damit in der Praxis nicht möglich, zwischen den Defektarten und Defektgrößen zu unterscheiden.
Darüber hinaus ist eine Einrichtung zur Bereitstellung einer Zeitinformation vorgesehen, die mit der Aufzeichnung der Nadelloch-Detektionsdaten synchronisiert wird. Die Bereitstellung eines Zeitsignals erlaubt es, die relative Lage des detektierten Nadelloches in Maschinenrichtung MD (Abzugsrichtung) zu ermitteln. Die in Querrichtung dazu verlaufende Bürstenelektrode stellt die Daten bezüglich der Lage des detektierten Nadelloches in Querrichtung TD quer zur Abzugsrichtung MD der Material - bahn zur Verfügung, und zwar mit einer für die verwendete Bürstenelektrode typischen Auflösung. Als nachteilig kann insoweit festgehalten werden, dass die Überschlagserkennung nur mit einer Entladungsröhre im Hochspannungszweig stattfindet, wobei der Strom beim Überschlag ausgewertet wird. Der hohe Strom beim Über¬ schlag ruft an einem in Serie geschalteten Widerstand einen Spannungsabfall hervor, der wiederum die Entladungsröhre zum Leuchten bringt. Die Vorgänge in der Entladungsröhre liegen im ms-Bereich, eine schnelle Abzugsgeschwindigkeit ist damit nicht möglich. Mit der Stromerkennung wird die Hochspannung gegen Erde abgeführt. Das Netzgerät muss dann wieder auf die Arbeitsspannung im Zeitbereich von 100 ms bis einige Sekunden, je nach Bauart, hochgefahren werden. Während dieser Erholungszeit (recovery time) , die z.B. bei einer Bahngeschwindigkeit von 60 [m/min] einer Strecke von 100 mm bis mehreren m entspricht, ist keine Detektion möglich.
Geht man nun von einer Staffelung der Sekundärelektroden aus, kann es passieren, dass bei Verwendung nur eines Netzteiles für alle Sekundärteile über einen Zeitraum von mehreren Sekunden bzw. Metern keinerlei Detektion stattfindet. Wird für jedes Sekundärelement ein separa- tes Netzgerät mit dazugehöriger Detektion verwendet, wird die Anlage wegen der hohen Kosten unrentabel . Mehrere Defekte innerhalb eines Segmentes werden analog zum vorher gesagten ebenfalls nicht erkannt.
Zudem findet keine Differenzierung dahingehend statt, ob der Strom durch einen Überschlag verursacht wird oder ob es sich um einen Strom zum Aufladen der Elektrodenanordnung handelt. Beim Entladen und Laden der Elektrodenano- rdnung entsteht dieselbe Stromrichtung.
In der DE 10 2004 028 080 wird eine Schaltvorrichtung für sog. Pinning-Vorrichtungen beschrieben. Die Hochspannung der Schaltvorrichtung wird bei einem elektri- sehen Durchbruch über eine Push-pull-Schaltung für einen einstellbaren Zeitraum im s-Bereich gegen Erde geführt. Die Detektionseinheit ermittelt den Spannungsgradienten bei elektrischen Durchbruchfeidstärken. Findet ein Durchbruch an einem Defekt statt, dann erfolgt ein Spannungsabfall an einem Vorwiderstand, wobei ein Koppelkondensator entladen wird. Dessen Entladepeak triggert eine LED, die wiederum den Spannungsgradienten potentialfrei (also unter Bewirkung einer galvanischen Trennung, das heißt einer galvanischen Entkopplung) über eine optische Faser an eine Auswerteeinheit liefert.
Die Detektionseinheit spricht bei Hochspannungs- Schwellenwerten des Spannungsgradienten von ca. 2 kV an. Die Zeitanpassung hängt von den Kapazitäten im Schaltkreis ab. Da das System für Schaltanordnungen in Pinning-Systemen bei Spannungen von ca. 10 kV und bei ca. 10 mA Strömen arbeitet, sind diese Beschränkungen nicht relevant .
Soll die Detektionseinheit allerdings in Defekterken- nungssystemen eingesetzt werden, dann müssen die Schwellenwerte des Spannungsgradienten für die Ansprechspannung und die Erholungszeiten reduziert werden, was sich jedoch als schwierig bzw. nur bedingt realisierbar erweist. Nachteilig ist ferner, dass eine Unterscheidung, wo entlang der Arbeitsbreite bezüglich der zu überprüfenden Materialbahn ein Durchschlag stattfindet, nicht vorgenommen wird.
Die Vorveröffentlichung JP 2001-188062 A befasst sich ebenfalls mit der Detektion von Stecknadellöchern, also sogenannten Mikrolöchern (Pinholes) . Dazu werden mehrere Elektroden verwendet, die in zwei Reihen überlappend gestaffelt sind, um durch die Überlappung eine vollständige Abdeckung der Arbeitsbreite (also in Querrichtung der zu überprüfenden Materialbahn) zu erreichen.
Die Vorveröffentlichung JP 2011-218523 A schlägt vor, nur eine Hochspannungselektrode zu verwenden, die sich über die Arbeitsbreite erstreckt. Die Detektion und die Auflösung in Querrichtung der Materialbahn wird hier dadurch erreicht, dass eine Detektionseinheit den Durchbruch in Querrichtung feststellt. Diese Detektionseinheit kann a) aus einer oder mehreren CCD Kameras bestehen; möglich ist aber auch, dass hierfür b) Miniaturspulen entlang der Arbeitsbreite AB vorgesehen werden, die das entstehende elektromagnetische Feld beim Durchbruch detektieren können. Schließlich ist es auch möglich, c) gestaffelte Mikrophone zu verwenden, die das Geräusch beim Durchbruch aufnehmen. In Verbindung mit einem Laufrad lässt sich damit das Pinhole (Mikroloch) sowohl in Maschinenlängsrichtung (Abzugsrichtung) als auch Quer- richtung dazu detektieren.
Als nachteilig bei den zuvor genannten Varianten erweist sich, dass eine Detektion während der Recovery Time des Netzgerätes nicht möglich ist.
Bei der Variante gemäß b) bzw. c) erfolgt zudem die Detektion für die Ermittlung der Position der Pinholes zu träge . Aber auch bei der zuerst genannten Variante a) unter Verwendung von CCD-Kameras, bestehen erhebliche Nachteile . Die Position eines oder mehrerer Durchbrüche in der dielektrischen Materialbahn werden zu einem Zeitpunkt tO in Querrichtung zur Materialbahn (TD-Richtung) über eine Kamera und in Abzugsrichtung (MD-Richtung) über ein Laufrad erfasst und den entsprechenden Werten zugeordnet .
Während der Recovery Time (tO + Recovery Time) sieht die Kamera allerdings keinen Durchschlag, weil keine Hochspannung mehr an der Elektrodenanordnung anliegt. Bei der Verwendung dieses Detektionssystems bei einer Pin- ning-Einrichtung würde zudem der Wärmekontakt und die Fixierung zwischen Schmelze und Kühlwalze unterbrochen werden.
Die zeitliche Auflösung der erwähnten Kamera in Abzugs- richtung MD ist von der Taktfrequenz der Kamera und der Abzugsgeschwindigkeit der Folie abhängig. Bei einer Ka¬ mera mit einer Zeilenfrequenz von 200 kHz (derzeitige obere Grenze der Entwicklung) und einer Abzugsgeschwindigkeit von 300 m/min eines Endfilmes sind theoretisch Löcher von 25 μτη erkennbar, vorausgesetzt der Durchschlag findet nur innerhalb des Loches statt, und das Loch wird durch den Überschlag nicht aufgeweitet.
Die Auflösung in Querrichtung (TD) der Materialbahn ist abhängig von der Pixelanzahl des verwendeten Arrays und dem gewünschten Scan-Bereich der Kamera. Bei Verwendung von 4k- Pixel- und 8k- Pixel -Arrays kann theoretisch eine hinreichend hohe Ortsauflösung in Querrichtung (TD) erreicht werden.
Das Problem besteht hier allerdings vielmehr in der Hintergrundstrahlung, vor der sich die Korona/Plasma- Erscheinung abheben muss. Bei einer Defekterkennung nach dem Stand der Technik wird das Objekt, z.B. die Folie, beleuchtet und der Grauwertunterschied des Defektes erkannt. Bei der Durchschlagserkennung soll die Korona/Plasma-Erscheinung detektiert werden. Nimmt man an, dass 1 m Elektrodenlänge mit einer 4096-Pixel-Kamera detektiert werden soll, dann ist die Kamera mit Stan- dardoptik (f = 50 - 150 mm) mehr als 1 m von der Elektrode entfernt. Da zudem die Korona/Plasma-Erscheinung stark streut, ist das Signal nur sehr schwer vom Hintergrund zu unterscheiden, wenn keine adaptive Optik ver- wendet wird. Bei dem beschriebenen Verfahren und der zugehörigen Vorrichtung wird deshalb der gesamte Kühlwalzenbereich eingehaust, d.h. in einem alles abdeckenden Gehäuse untergebracht, was jedoch im praktischen Betrieb nicht durchführbar ist.
Ferner bleibt anzumerken, dass bei allen vorstehend erläuterten Varianten stets keine Unterscheidung bezüglich der Defektgröße oder der Defektart stattfindet.
Aufgabe der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht also darin, die genannten Nachteile zu beseitigen und ein schnelles (po- tentialfreies) Detektionssystem zu schaffen, welches auch Aussagen über die Defektgröße zulässt. Darüber hinaus sollen bevorzugt auch Aussagen über die Defektart möglich sein. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben . Die Erfindung schafft von daher die Möglichkeit, nicht nur die einfache Erkennung (ob also ein Durchschlag vorliegt oder nicht im Sinne einer JA/NEIN-Entscheidung) zu erhalten, sondern eine vollständige Orts- und insbesondere eine Form-Charakterisierung der Defekte durchzufüh- ren.
Mit Systemen nach dem Stand der Technik ist es nicht möglich, Defektgrößen zu erkennen, da die Abtastraten in Maschinenrichtung zu langsam sind. Nach dem Stand der Technik ist es auch nicht möglich, zwischen den Defektarten zu unterscheiden. Die Erfindung basiert bevorzugt unter Anderem darauf, dass die Elektronik bezüglich der Defekterfassung in Längs- und in Querrichtung (MD bzw. TD) der Materialoder Warenbahn oder allgemein eines zu untersuchenden Formkörpers so konzipiert ist, dass die Sensoren zum Beispiel in Form von PIN- Photodioden durch eine Parallelverarbeitungseinrichtung mit einer sehr hohen Bandbreite (> 1MHz) ausgelesen werden können. Eine Sensorik für die Durchschlagserkennung (auch als MD-Sensorik bezeichnet) kann mit zur Erkennung der Defektart (Oberflä- chenpartikel , Dichteunterschiede im Material, Mikrolö- cher usw.) herangezogen werden.
Das Signal kann außerdem zur Bestätigung der optischen Detektion verwendet werden, um auszuschließen, dass zum Beispiel nur eine Coronaentladung um die Elektrode stattfindet .
In einem Rollenprotokoll (was nachfolgend auch als Bewe- gungs- oder Abzugsprotokoll bezeichnet wird) der Waren- oder Materialbahn ist die Ortsbestimmung der Defekte möglich. In Abzugsrichtung (MD) ist dies über ein nachfolgend auch als Encodersignal bezeichnetes Signal oder über eine sonstige Längenbestimmungseinrichtung möglich. Dabei kann das Encodersignal z.B. von einem Drehgeber kommen, der an der die zweite Elektrode bildenden Walze angekoppelt ist. Das Encodersignal kann aber auch von einem Laser-Velocity-Sensor kommen, dessen Strahlen auf die Oberfläche des Films gerichtet sind. Grundsätzlich sind alle wegerfassenden Systeme nach dem Stand der Technik mit genügend hoher Auflösung und Bandbreite (vorzugsweise mit einer Bandbreite > 1 MHz) bevorzugt einsetzbar. Häufig wird ein derartiges Positionsbestim- mungssystem mit einem Markierungssystem gekoppelt.
Für die Positionsbestimmung in Querrichtung (TD) über die Arbeitsbreite (AB) der Materialbahn hinweg wird im Rollenprotokoll die Position vom Rand angegeben. Zusatz - lieh kann durch ein Markierungssystem der Defektort und die Defektart beispielsweise farbig markiert werden.
Bei dem oben erwähnten Encodersignal handelt es sich beispielsweise um ein von einem Drehgeber generiertes Signal, der beispielsweise an einer Walze oder an der Warenbahn angekoppelt ist. Darüber ist eine exakte Positionsbestimmung in Längsrichtung der über die Walze geführten Materialbahn möglich. Ein entsprechendes Encodersignal kann aber auch beispielsweise von einem so- genannten "Laser Velocity Sensor" (LSV, Prinzip s. z.B. Wikipedia) generiert werden. Derartige Systeme können dabei ferner mit einem Markierungssystem gekoppelt werden, wie es grundsätzlich auch in der US 6,707,055 B2 erwähnt ist.
Grundsätzlich kommen aber alle wegerfassende Systeme in Betracht, die nach dem Stand der Technik bekannt sind und die im Rahmen der Erfindung eine genügend hohe Auflösung und Bandbreite von vorzugsweise über 1 MHz auf- weisen.
Der eine oder andere erfindungsgemäße Aspekt oder die eine oder andere bevorzugte Variante oder bevorzugte Ausführung der Erfindung sollen nachfolgend kurz erläutert werden.
In Abhängigkeit von der Abzugsgeschwindigkeit, der Größe des Defektes und der angelegten Feldstärke treten unterschiedliche Signale an der Sensorik auf.
Fallbeispiel 1: Durchgehender Defekt (Loch) Nimmt man z.B. an, dass ein Defekt mit einer Lochgröße von 25 pm auftritt, dann steht z.B. bei v = 60 [m/min] für mind. At = 25 [ps] ein Signal an der Sensorik an, vorausgesetzt die Schwellenwerte der Sensorik sind so empfindlich eingestellt. Diese Schwellenwerte werden aus den Daten der Durchschlag- Sensorik (also der Sensorik für die Erfassung von Defekten in Abzugsrichtung, MD- Sensorik) ermittelt. Diese Daten sind der Gradient des Spannungs- bzw. Stromanstieges/ -abfalls (also die U-I- Gradienten) , die Zeitdauer des Signals, welche Leistung vom Generator gezogen wird, oder wie oft eine Streamer- Entladung stattfindet, also eine Funkenentladung zwischen den in Rede stehenden Elektroden.
Findet ein Durchbruch (also eine Funkenentladung) statt, dann sind die U-I Gradienten (also die Spannungs- /Stromgradienten) bei kleinen und großen Defekten ähnlich, was damit zusammenhängt, dass im Ersatzschaltbild einer schnellen Durchbrucherkennung z.B. nach dem Stand der Technik der DE 10 2004 028 080, Kondensatoren mit einer Zeitkonstante RC entladen werden. Natürlich ist die Zeitdauer des Signals kleiner, vorausgesetzt die angelegte Feldstärke ist so eingestellt, dass nicht ein größerer Defekt ausgebrannt wird. Je nach Größe des De- fektes und der Abzugsgeschwindigkeit kann es vorkommen, dass Mehrfachentladungen innerhalb der Signaldauer stattfinden. Die Durchbruchelektronik (MD-Elektronik) wird also ein für diese Durchbruchart charakteristisches Muster aus dem Strom- bzw. Spannungsgradienten, der Zeitdauer und evtl. einem mehrfachen Durchbruchsmuster erkennen. Diese Information ist allerdings dahingehend noch unspezifisch, da ja zu einem Zeitpunkt tO mehrere Defekte entlang der AB auftreten können, die z.B. einen sehr großen Defekt vortäuschen könnten. So kann es vorkommen, dass ein Durchbruch bei tO und weitere Defekte innerhalb (tO + nÄt) irgendwo entlang der AB auftreten.
Das Problem wird durch den zweiten Trigger, die TD- Sensorik behoben. Die TD Sensorik bestimmt den Ort des Defektes entlang der AB und aufgrund der hohen Abtastrate (bzw. der hohen Bandbreite der Detektionssensorik und -elektronik) kann für jeden Defekt m auch die Zeitdauer Atm gemessen werden.
Hätte man es also nur mit durchgehenden Defekten zu tun, dann würde die TD Sensorik zur Defekterkennung alleine ausreichen. Fallbeispiel 2: Dichteunterschiede und Oberflächenparti- kel Schwieriger wird die Einstellung der Schwellwerte bei Entladungen an Dünnstellen oder Defekten, im einsetzenden Bereich des Dunkelstromes, z.B. bei Partikel auf der Oberfläche. Die TD-Sensorik (also die Sensorik für die Erfassung von Defekten in Querrichtung quer zur Abzugs - richtung der Materialbahn) erkennt bereits eine Lichterscheinung an der HV-Elektrode (also der Elektrode, die von einem Hochspannungsgenerator gespeist wird) , insbesondere im Ultraviolett-Bereich (UV-Bereich) . Allerdings fließt noch kein nennenswerter Strom bei der MD- Erkennung (also Erkennung in Abzugsrichtung) bzw. es findet keine nennenswerte Stromerhöhung bei Pinning- Systemen statt. Die Signalhöhen und die Strom- bzw. Spannungsgradienten der Durchschlagsensorik erreichen noch nicht die eingestellten Grenzwerte. Es fließt aber bereits ein geringer Strom, der z.B. die Oberfläche zusätzlich auflädt, die Ladung rekombiniert über den Film.
Man hat hier also ein Kriterium, um zwischen Defektarten zu unterscheiden. Eine Dünnstelle (unterschiedliche Dicke oder Dichte) im Film erstreckt sich in der Praxis über einen längeren Zeitraum At, wobei die TD-Sensorik eine Teilentladung beobachtet, die MD-Sensorik aber noch nicht triggert. Ist an einer Stelle die Dicke oder Dichte nicht mehr ausreichend die Durchbruchfeidstärke abzuisolieren, dann erhält man an der MD-Sensorik ein anderes Signalmuster, wie bei einem Durchbruch an einem Mik- roloch.
Ähnliches gilt bei Durchbrüchen an Stippen, Gelen oder Rußpartikeln im Film. Sowohl die MD- als auch TD- Signalmuster sind für die verschiedenen Defekte charakteristisch.
Bei einer Sensorik nach dem Stand der Technik liegt nur jeweils eine Information entweder aus der MD- oder TD- Sensorik vor, die in der Praxis dazu führt, dass entweder zu viele oder aber zu wenige der real existierenden Defekte detektiert werden. Erfindungsgemäß wird eine Lösung vorgeschlagen, bei der zumindest zwei positive Trigger zur Charakterisierung eines Defektes verwendet werden. Durch Schwellwerteinstellung ist es möglich, Fehlermeldungen, wie sie in der Praxis durch Coronaentladung, Entladung über die Randbe- reiche der Folie (Materialbahn) hinweg oder Fremdlicht entstehen, auszuschließen.
Durch die erfindungsgemäß vorgesehenen zumindest beiden unabhängig voneinander erzeugten Triggersignale (oder allgemein unabhängig erzeugten Daten- und/oder Signal - ströme von den zumindest beiden unterschiedlichen Mess- und/oder Sensoreinrichtungen) ist es möglich, zwischen durchgehenden Defekten in Form von Löchern oder in Form von Fehlstellen mit anderen dielektrischen Eigenschaften zu unterscheiden, beispielsweise in Form von Gelen oder Rußpartikeln oder aber auch Dünnstellen (also allgemein Stellen beispielsweise in einem zu untersuchenden Film, der eine unterschiedliche Materialdicke oder insbesondere geringere Materialdicke aufweist) . Dabei erlaubt es die Anwendung einer hohen Abtastrate festzustellen, wie lange der Defekt ein Signal liefert. Dadurch sind Rückschlüsse auf die Form des Defektes möglich. Die Sensorik in Querrichtung der Materialbahn legt dabei nicht nur die Position entlang der Arbeitsbreite der zu untersuchenden Materialbahn fest, sondern deren Schwellwerteinstellung sorgt auch dafür, dass z.B. nicht jede Dünnstelle oder nicht jeder Schmutzpartikel auf der Oberflä- che als Defekt detektiert und gemeldet wird. Eine schnelle Abtastung z.B. durch Photodioden sorgt zudem dafür, dass die Form bzw. die Größe des Defekts besser erkannt werden kann, wie später noch genauer erläutert wird .
Das Vorhandensein der erwähnten, zumindest beiden positiven Trigger zur Charakterisierung eines Defekts wie aber auch die im Rahmen der Erfindung bevorzugt vorgesehene hohe Abtastrate bietet erstmalig eine Möglichkeit, die auftretenden Defekte bezüglich Art, Form und/oder Größe voneinander zu unterscheiden.
Vor allem nur über die erwähnten beiden Triggereinstellungen ist es im Rahmen der Erfindung möglich, zwischen durchgehenden Defekten (Löchern) , Fehlstellen mit anderen dielektrischen Eigenschaften (z.B. von Gelen oder Rußpartikeln) und Dünnstellen (allgemein unterschiedliche Dichte) zu unterscheiden. Die hohe Abtastrate erlaubt es festzustellen, wie lange der Defekt ein Signal liefert und dies ermöglicht es Rückschlüsse auf die Form des Defekts zu ziehen.
Die Sensorik in Querrichtung (TD-Richtung) legt nicht nur die Position des auftretenden Defekts entlang der Arbeitsbreite der zu untersuchenden Materialbahn oder des zu untersuchenden Objekts fest, sondern sorgt auch im Rahmen einer möglichen Schwellwerteinstellung dafür, dass z.B. nicht jede Dünnstelle oder ein Schmutzpartikel auf der Oberfläche als Defekt gemeldet wird. Die schnelle Abtastung z.B. durch Photodioden sorgt zudem dafür, dass die Form bzw. Größe des Defekts erkannt werden kann, wie sich aus der nachfolgenden Darstellung ergibt.
Geht man im Folgenden beispielsweise davon aus, dass ein Schmutzpartikel auf der Oberfläche eines sonst defektfreien Filmes oder Filmabschnittes liegt, also auf einer ansonsten defektfreien Materialbahn oder einem defektfreien Objekt, dann führt dies zu einer geänderten Impedanz und durch einen verringerten Abstand zum Sensor (der Partikel erhebt sich ja auf der Oberfläche) kommt es zu einer Teilentladung des anliegenden elektrischen Hochspannungsfeldes aber noch zu keinem Durchbruch. Der Schwellwert des MD-Sensors ist also noch nicht erreicht, während der TD-Sensor bereits die Position und ferner den Abbrand des Partikels erkennt. Ohne Schwellwertbildung würden sowohl MD- als auch TD- Sensoren einen Defekt signalisieren, was zur Folge hätte, dass beispielsweise bei einer Kunststofffilm- Produktion der fehlerhafte Filmabschnitt entfernt werden müsste.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungs- beispielen erläutert. Dabei zeigen im Einzelnen:
Figur la: eine Anlage zur Detektion von Mikrolöchern in dielektrischen Materialbahnen in einer
Querschnittsdarstellung quer zu einer Walzenanordnung ;
Figur lb: eine auszugsweise Draufsicht längs der
Pfeildarstellung 9 in Figur la; eine erste schematische Schaltungsanordnung mit einer internen Detektions- Hochspannungseinrichtung in der zur Hochspannungselektrode führenden Leitung; eine ähnliche Darstellung wie in Figur 2a, jedoch mit einer entsprechenden Detekti- onseinrichtung im Massekreis, die mit der zweiten Elektrode (Walze, oder unterhalb des Filmes befindliche Erdungselektrode, die mit dem Film nicht in Kontakt steht) verbunden ist; eine schematische Schaltungsanordnung der erfindungsgemäßen Steuerung zur schnellen Detektion im Hochspannungskreis; eine schematische Darstellung eines im Rahmen der Entladekurve erzeugten analogen Signals, das zwischen Transmitter und Empfängerkreis übertragen wird; eine erste schematische Querschnittsdarstellung quer zur auf Masse gelegten Walze unter Erläuterung des Aufbaus und Funktionsweise eines Sensors zur Erkennung eines Bogen-Überschlags ; Figur 4b: eine alternative Ausführungsform zu Figur Figur 5: eine schematische, auszugsweise Draufsicht auf eine in Querrichtung parallel zur Walze verlaufenden Sensoreinrichtung zur Erkennung von Defekten in Querrichtung zur Abzugsbahn einer Materialbahn;
Figur 6: eine zu Figur 5a vergleichbare Darstellung, jedoch unter Verwendung von Hallsensoren anstelle von Photodioden;
Figur 7: eine zu Figur 5 bzw. zu Figur 6 vergleichbare Darstellung, bei welcher in zwei nebeneinander angeordneten Reihen quer zur Abzugsrichtung zwei unterschiedliche Sen- sortypen zur Detektion von Defekten in
Querrichtung quer zur Abzugsrichtung angeordnet sind; und
Figur 8: eine schematische Wiedergabe einer Gesamt - Schaltungsanordnung zur Bestimmung der Lage von Defektstellen/Mikrolöchern.
Anhand von Figuren la und lb wird zunächst der grundsätzliche Aufbau einer entsprechenden Anlage erläutert, bei der eine Materialbahn 1, beispielsweise in Form eines Films oder Kunststofffilms 1' in Bewegungs- oder Abzugsrichtung MD (hier also in Maschinenlängsrichtung) bewegt wird. Der entsprechende Formkörper 1, z.B. eine zu untersuchende Materialbahn 1, gegebenenfalls in Form eines Films oder Kunststofffilms 1', kann dabei Defektstellen 3 umfassen, die nachfolgend kurz auch als "Defekte" bezeichnet werden (darunter fallen: Pinholes, Mikrolöcher, Nadellöcher, Stippen, Gele, Partikel) . In Figuren la und lb sind dabei die Richtungen oder Vektoren in Material- oder arenbahnlängsrichtung MD, in Querrichtung dazu, also in TD-Richtung und in Dicken- Richtung th bezogen auf die Dicke der Folie angedeutet, wobei eine Kreisdarstellung bedeutet, dass der entsprechende Vektor in der entsprechenden Zeichnung senkrecht zur Zeichenebene verläuft. Anhand von Figuren la und lb ist zu ersehen, dass beispielsweise eine derartige Materialbahn 1 mittels einer Transporteinrichtung TE in Abzugsrichtung MD durch eine entsprechende Anlage hindurchbewegt wird. Es kann sich dabei beispielsweise um eine simultane oder sequentielle Reckanlage handeln, durch die ein entsprechender Film, insbesondere Kunststoffilm 1', hin-durchbewegt wird. In Figur 1 verläuft die Querrichtung TD senkrecht zur Zeichenebene und damit parallel zur Zentralachse 5 einer Walze oder Rolle 7, über die die Materialbahn 1 in einem Teilumschlingungswinkel hinweggeführt ist. Grundsätzlich ist das Detektionssystem für alle dielektrischen Warenbahnen geeignet. Die Warenbahn kann kontinuierlich oder abschnittsweise (batch Betrieb) durch die Detektionsein- richtung bewegt werden. Grundsätzlich kann aber auch das Detektionssystem über eine feststehende Materialbahn hinwegbewegt werden.
In Figur lb ist eine Ansicht längs der Pfeildarstellungen 9 in Figur 1 wiedergegeben.
Dabei ist in den Figuren la, lb die über die Arbeitsbreite AB, also die Filmbreite, seitlich überstehende Walze 7 zu erkennen, auf welcher die Materialbahn 1 in dem erwähnten Teilumschlingungswinkel aufliegt, d.h. auf der Manteloberfläche 7' der Walze 7. Prinzipiell kann berührungslos auf einer Seite der Warenbahn eine geerdete Elektrode angebracht werden. Die Form der Erdelektro- de kann der HV-Elektrode ähnlich sein, es sind aber auch andere Formen wie Drähte, Stäbe, Klingen usw. möglich.
Parallel zur Zentralachse 5 und damit quer und insbesondere senkrecht zur Abzugsrichtung MD verläuft gegenüber- liegend zur Walze 7 bzw. der Erdelektrode und damit auf der anderen Seite der Materialbahn 1 eine HV-Elektrode 11, die im Abstand oberhalb der Materialbahnebene E parallel zu dieser verlaufend angeordnet ist. Die Elektrode wird mit einer Hochspannung HV versorgt. Die eigentliche als Gegenelektrode dienende Walze 7 ist mit einer elektrisch leitfähigen Oberfläche oder mit einem elektrisch leitfähigen Mantel versehen. Diese Walze 7 mit ihrer Manteloberfläche 7' ist geerdet, also auf Masse 15 gelegt.
Um in den Bereich seitlich der Materialbahn 1, also außerhalb der Arbeitsbreite AB sicherzustellen, dass dort zwischen der Elektrode 11 und der Walze 7 keine Hoch- Spannungsüberschläge entstehen können, ist die gezeigte Elektrode 11 mittels Isolierungen 13 gegenüber der im Abstand zur Elektrode 11 befindlichen Walze 7 isoliert und dadurch geschützt. Analoges gilt für eine nicht die Warenbahn berührende Erdungselektrode.
Bei der im Rahmen der Erfindung zur Anwendung gelangenden Überschlagserkennung von der auf Hochspannung liegenden Elektrode 11 (Linienelektrode) und der auf Masse liegenden Walze 7 sollen nunmehr in der Materialbahn 1 befindliche Defekte oder Defektstellen 3 detektiert werden . Die zu untersuchende Materialbahn 1 besteht dabei aus einem nichtleitenden, dielektrischen Material. Eine Seite der Warenbahn bzw. des Formkörper (z.B. Blisterverpa- ckung) kann allerdings mit einem leitfähigen Belag versehen sein, der dann auf Erdpotential gelegt wird. Die erste Elektrode oder Elektrodenanordnung 11 und die als zweite Elektrode dienende und auf Masse liegende Walze 7 stehen sich also kontaktfrei gegenüber, wobei dazwischen auf dem Walzenmantel die aus dielektrischem Material bestehende Materialbahn 1 hinweggeführt wird. Die Spannung wird nunmehr an der ersten Elektrode 11 so eingestellt, dass die Durchbruchfeidstärke der Luftstrecke zwischen den Elektroden gerade erreicht oder überschritten wird. Durch die zwischen den Elektroden hindurchgeführte Materialbahn 1 wird bewirkt, dass die Durchbruchfeidstärke gerade nicht mehr erreicht wird.
Abweichend von dem gezeigten Ausführungsbeispiel kann über eine beliebige und von daher nicht näher gezeigte Transporteinrichtung TE der Formkörper oder die Materi- albahn 1 oder im Konkreten ein Kunststofffilm 1' zwischen der ersten Elektrode 11 und der zweiten Elektrode 7 hindurchbewegt werden. Der Formkörper oder die Materialbahn 1 kann dabei beispielsweise wie erläutert auf der zweiten Elektrode 7 diese kontaktierend oder aber auch kontaktfrei an dieser Elektrode 7 vorbeigeführt werden. Dabei wird allgemein von einer relativen Bewegungsrichtung MD gesprochen, da es unerheblich ist, ob die Materialbahn längs einer Bewegungsrichtung MD an feststehen- den Elektroden vorbeigeführt oder umgekehrt die Elektroden 11, 7 gegenüber einer nicht bewegten Materialbahn 1 verfahren werden. Es kommt also nur auf die relative Bewegungsrichtung MD zwischen Elektroden und Führungskör- per oder Materialbahn 1 an.
Wird eine Fehlstelle (Defektstelle) z.B. in Form eines Mikroloches detektiert, so reicht die Spannung aus, dass es in diesem Bereich zu einem Überschlag zwischen der Elektrode 11 und der Walze 7 kommen kann. Dieser Vorgang kann dann detektiert werden und zwar einmal bezüglich seiner Position in Maschinenlängsrichtung (MD-Richtung) wie aber auch in Querrichtung dazu (TD-Richtung) . Darauf soll nachfolgend eingegangen werden.
Nachfolgend wird nunmehr im größeren Detail ein Aufbau oder eine Einrichtung zur Positionsbestimmung und damit Detektion einer Fehlstellen (Defektstelle 3) , beispielsweise in Form eines Mikroloches, erörtert. Im Rahmen der Erfindung ist dabei eine MD-Positionsbestimmungs- und/oder Detektionseinrichtung zur Detektion einer Fehlstelle in relativer Bewegungsrichtung der Materialbahn oder des zu untersuchenden Formkörpers und eine TD- Positionsbestimmungs- und/oder Detektionseinrichtung vorgesehen, um die Lage einer Fehlstelle 3 in Querrichtung einer Waren- oder Materialbahn oder eines zu untersuchenden Formkörpers quer und insbesondere senkrecht zur relativen Bewegungsrichtung MD zu ermitteln. Dabei umfasst die in Querrichtung arbeitende TD- Positionsbestimmungs- und/oder Detektionseinrichtung eine sogenannte erste Mess- und/oder Sensoreinrichtung. Die in relativer Bewegungsrichtung vorgesehene MD- Positionsbestimmungs- und/oder Detektionseinrichtung um- fasst eine sogenannte zweite Mess- und/oder Sensoreinrichtung, so dass mit anderen Worten die gesamte Positionsbestimmungs- und/oder Detektionseinrichtung die zu- mindest eine erste und die zumindest eine zweite Mess- und/oder Sensoreinrichtung umfasst.
Dabei wird nachfolgend gezeigt werden, dass zur Erhöhung der Messgenauigkeit neben der in Querrichtung wirkenden ersten Mess- und/oder Sensoreinrichtung noch eine dazu vorzugsweise parallel verlaufende weitere Mess- und/oder Sensoreinrichtung vorgesehen sein kann.
Schließlich kann auch ein im Rahmen der für die MD- Positionsbestimmung vorgesehene zweite Mess- und/oder Sensoreinrichtung, das heißt ein insbesondere hierfür vorgesehener Sensor auch Teil der vorstehend erwähnten weiteren an sich für die Positionsbestimmung in Querrichtung TD vorgesehenen Mess- und/oder Sensoreinrich- tung sein.
A) Detektion in MD-Richtung
Angenommen die erwähnte Waren- oder Materialbahn 1 be- wegt sich in MD-Richtung mit 60 [m/min] , dann erfordert die Detektion eines Mikroloches von 1 [μπι] Durchmesser eine Bandbreite f3dB von mindestens 1 [MHz] von einem nachfolgend noch erörterten Sender- und Empfängerkreis . Soll ein weiterer Defekt innerhalb eines Millimeters o- der Mikrometers erkannt werden, dann muss der HV- Generator so auslegt sein, dass innerhalb 1 [ms] bzw. 1 [ s] noch genügend Energie für die Aufrechterhaltung der Durchbruchfeidstärke zur Verfügung steht. Außerdem muss das Netzteil genügend Energie zur Verfügung stellen können, wenn mehrere Defekte gleichzeitig an einer Detekti- onslinie auftreten. Es ist eine in Abzugsrichtung oder Maschinenlängsrichtung (allgemein in einer Bewegungsrichtung MD oder in einer relativen Bewegungsrichtung MD der Materialbahn oder des Formkörpers 1 relativ zur Messeinrichtung) verlaufende MD-Orts- oder Positionsbestimmungseinrichtung vorgesehen. Die MD-Ortsbestimmung kann dabei z.B. über ein Signal, beispielsweise ein sogenanntes Encodersignal oder eine sonstige Mess -Methode für die Längenbestimmung ermöglicht werden. Dieses Signal wird mit der Durchbrucherkennung korreliert, so dass beim Auftreten zweier positiver Trigger gleichzeitig die genaue Position und Lage des detektierten Defektes bezogen auf die Materialbahnlängsrichtung (MD-Richtung) und TD-Richtung exakt erfassbar ist, und in einem Rollenprotokoll aufgezeichnet wird.
AI) Detektion in MD-Richtung innerhalb des HV-Kreises (HV-Durchbrucherkennung , MD-Erkennung)
Grundsätzlich ist ein Hochspannungs -Generatorkreis HV- Gen so realisierbar, dass eine Detektion innerhalb des Hochspannungs -Generatorkreises möglich ist, wie aber auch eine Detektion außerhalb des Hochspannungs - Generatorkreises . Tritt im Dielektrikum der Materialbahn 1 ein Defekt, z.B. ein Mikroloch 3 (Pinhole) auf, dann wird durch eine interne Detektionseinheit int_DET_HV, int_DET_Ground innerhalb des HV-Kreises (Figur 2a oder 2b) und durch eine externe Detektionseinheit ext -DET_HV außerhalb des HV-
Kreises als Teilfunktionalität der TD-Detektion ein Durchschlag registriert. Nachfolgend wird zunächst auf die Detektion innerhalb des Hochspannungs -Generatorkreises unter Bezugnahme auf Figuren 2a und 2b eingegangen.
Die interne Detektionseinheit int -DET_HV steht in mit- telbarem Kontakt zur Hochspannungsquelle HV-Gen bzw. zum Hochspannungskreis. Sie kann direkt im Generator HV-Gen, in der HV- Zuleitung 17 (Figur 2a) und/oder im Erdungs- kreis (Figur 2b) angeordnet werden. Bezüglich der Messung von auftretenden Spannungsüberschlägen kommen verschiedene Möglichkeiten und Varianten in Betracht, die übergreifend als interne Detektionseinheit int_DET_HV bezeichnet wird. Die eigentliche Sensoreinheit wird als Are Detection Sensor ADS bezeichnet, die Varianten werden hier kurz zusammengefasst . a) Zur Messung direkt im/am Generator (HV-Gen) können die nach dem Stand der Technik (z.B. J. Lucas high Vol- tage Engineering, 2001 ; http : //www . dee . hemut . edu . vn/vn/bomon/bmhethong/1ai1 ieu/tienganh/High%20Voltage%20Engineering . pdf) bekannten Transformatoren und Potential-Teiler-Methoden (resistiv, kapazitiv) sowie Teilentladungsmessungen angewandt werden . bl) Die Erkennung kann gemäß Figur 2a in der Hochspannungszuleitung 17 über eine Sensoreinrichtung (Are Detection Sensor) , die einen Koppelkondensator und eine Spannungsteilerschaltung umfasst, in oder an der Hochspannungsleitung 17 erfolgen (dies wird nachfolgend noch umfassend erörtert) . b2) Die Erkennung des Durchschlages kann auch mittelbar über einen Lastwiderstand und einen Stützkondensator o- der einen Isolationstrafo erfolgen, und zwar durch einen Spannungs- bzw. Stromsensor, wie sie z.B. in Photo- voltaikanlagen eingesetzt werden (Schaltkreise, arc fault circuits, von TI, Intersil, usw.). Bei einigen dieser Schaltkreise (z.B. TI) ist ein Detektionsalgo- rithmus einstellbar (teaching, s. z.B. White Paper zu RD195) , der eine Frequenzbandfilterung und Schwellwertsetzung für die verschiedenen Durchbrucharten erlaubt. b3) Die Triggerung kann auch über einen Sensor wie in bl) oder b2) in der Erdungsseite 17' erfolgen. c) Die Erkennung erfolgt über einen elektromagnetischen Sensor am Dielektrikum des Hochspannungskabels 17, wie etwa eine Hallsensorik, eine Spule (auch Isolationstrafo) oder Reed Sensor.
Bei den Detektoreinrichtungen gemäß den erläuterten Aus- führungsbeispielen nach den Fällen a) , bl) , b2), b3 ) und c) ist es wichtig, dass der eigentliche Sensor und die Spannungsversorgung des Sensors potentialfrei getrennt von der Empfänger-Auswerteeinheit vorgenommen wird. Diese Einheit wird im Folgenden als Transmitter 19 bezeich- net. Der Transmitter überträgt potentialfrei die entsprechend angepassten Signale des Arc Detection Sensors, die Endstufe kann beispielsweise aus einem Optokoppler bzw. aus einer Sende- und Empfängerdiode mit LWL Kopp- lung bestehen. Im Prinzip sind auch andere potential- freie Transmitter eines WSN (wireless sensor networks, induktiv, WLA , BlueTooth, NFC usw .) einsetzbar . Um die Nachrüstbarkeit an bestehenden Anlagen zu gewährleisten, wird auf die bevorzugte Ausführungsform bl) im Detail eingegangen und anhand der Figuren 2a und 3a nachfolgend erläutert . Die Sensoreinheit kann dazu gemäß Figur 3a in der Hochspannungszuleitung 17 über einen Koppelkondensator C und einen Spannungsteiler R1/R2 erfolgen. Insofern entspricht das System dem Stand der Technik der DE 10 2004 028 080 B4 , auf deren Offenbarungsgehalt in vollem Um- fang Bezug genommen wird. Im Prinzip wird im Stand der Technik der Gradient dG/dt (G= Strom bzw. Spannung) des/der Entladepeaks S des Koppelkondensators als Trigger für die Defekterkennung verwendet. Die dort spezifizierte Schaltung kann nur als Zähler von Durchschlägen verwendet werden.
Die erfindungsgemäße Schaltung der Figur 3a weist folgende Merkmale auf : i) Die RC-Kombination aus dem Koppelkondensator C und dem Spannungsteiler Rl, R2 wird so gewählt, dass eine möglichst hohe Abtastrate erreicht wird. Die Zeitkonstante des RC-Gliedes wird für kleiner/gleich 1 [ps] optimiert . ii) Um zusätzliche Informationen zur Form und Dauer des Defektes zu gewinnen, wird erfindungsgemäß die gesamte Form und Dauer des/der Entladungspulses durch eine schnelle Elektronik Tr erfasst, der Strom- bzw. Spannungsgradient wird als ein Triggerkriterium für das Starten der schnellen Datenwandlung verwendet. iii) Die Signalinformationen aus i) und ii) werden potentialfrei, optisch oder über ein WSN, im Transmitter 19 an die Datenauswertung AE übertragen. iv) Die analogen Daten werden digitalisiert (AD/DC) und einem Rechner μC zugeführt, der zusammen mit der TD- Detektion und dem Encodersignal die Steuerung der gesamten Detektionseinrichtung durchführt.
Um die Schemazeichnung der Figuren 2 und 3 zu vervoll - ständigen, werden noch einige Details erläutert.
Das Relais Rl und die Diode Dl in Figur 3a dienen zur Umschaltung der Polarität der Hochspannungsquelle HV- Gen.
Der Transmitterkreis Tr, ist so ausgelegt, dass ein analoges Signal der Entladungskurve Sl (Figur 3b) des Kondensators C (zur Veranschaulichung in Figur 3b nur schematisch dargestellt) mit einer Zeitkonstante kleiner 1 ps in die potentialfreie Übertragungseinrichtung 19 übertragen wird. Wird z.B. ein Optokoppler oder eine Sender- und Empfänger- PIN D3 und D4 mit einem Lichtwellenleiter LWL dazwischen, verwendet, dann muss auch deren Bandbreite > 1 MHz umfassen.
Wichtig ist dabei, dass keine elektrische Kopplung z.B. durch ein gemeinsames Netzteil oder eine sonstige elektrisch direkt leitende Verbindung besteht. Dies heißt zum Beispiel, dass die Spannungsversorgung und die Datenermittlung zwischen dem Sendeteil (hier in Form von PIN- Photodioden oder beispielsweise in Form von Hallsensoren etc.) und dem Empfängerteil (hier bei- spielsweise in Form der Verstärker- und Auswerteelektronik etc.) potentialfrei ausgelegt werden müssen.
Um zusätzliche Informationen zur Form und Dauer (Größe) des Defektes zu gewinnen, wird erfindungsgemäß die ge- samte Form und Dauer des Entladungspulses durch eine schnelle Elektronik erfasst, der Strom- bzw. Spannungsgradient wird als ein Triggerkriterium für das Starten der schnellen Datenwandlung verwendet. Über den dem Receiver R nachgeschalteten Analog- /Digital-Wandler (in Figur 3b angedeutet durch AD/DC) und über die nachgeschalteten FIFO-Stufen erfolgt die Datenauswertung in einer elektronischen Auswerteeinrichtung AE, die einen Computer C umfasst. Mit anderen Wor- ten erhält also der Computer pC dadurch ein erstes MD- Trigger- Zeitsignal und eine mittelbare Form und Größeninformation MD-TS-T über den Defekt.
Im Rechner (Auswerteeinrichtung AE) werden dann auch die Signale der TD-Erkennung verarbeitet. Zusammen mit den vorgegebenen Schwellwerten ist dann eine Defekterkennung nach Art, Form und Größe eines Defektes möglich.
Gleichzeitig erhält der Computer C auch von der MD- Ortserkennungseinrichtung beispielsweise in Form des MD- Encoders (Figuren 2a oder 3b) ein entsprechendes auf die Position in Abzugsrichtung der Materialbahn bezogenes Ortssignal MD-TS-O, wodurch festgelegt ist, an welcher Position bezogen auf die Längsrichtung MD der Material - bahn 1 eine detektierte Defektstelle 3 aufgetreten ist.
Die Funktionalität der Detektionseinrichtung kann zusam- men mit einer schnellen push-pull-Schaltung nach dem Stand der Technik gemäß der DE 10 2004 028 080 dazu verwendet werden, dass der HV-Generator auf gleichem HV- Potential betrieben werden kann. Ohne diese push-pull- Schaltung muss der HV-Generator so ausgelegt werden, dass er auch nach mehreren gleichzeitig auftretenden Durchbrüchen genügend Leistung zur Verfügung stellen kann .
A2) Detektion in MD-Richtung außerhalb des HV-Kreises
Die Detektion eines Durchbruches kann durch externe Sensoren ext -DET_HV allein, in Verbindung mit int-DET_HV, und/oder in Kombination mit der TD-Sensorik zur Bestimmung des Durchbruchortes entlang der Arbeitsbreite AB erfolgen.
Mit externen HV-Sensoren sind z.B. Hall- und E- Feldsensoren gemeint, die das elektromagnetische Feld eines Durchbruches messen können. Erfolgt z.B. ein Durchbruch zwischen der HV-Elektrode und Grund, dann verursacht der fließende Strom ein magnetisches Feld, das von Hallsensoren gemessen werden kann. Analoges gilt für die E-Feldsensorik . Grundsätzlich können die HV- Sensoren (einer oder mehrere) entlang der HV-Elektrode angeordnet werden (siehe Figur 5) . Die Signale dieser Sensoren können sowohl als Trigger eines Durchbruches, als auch zur Charakterisierung der Form und der Größe eines Defektes herangezogen werden. Deshalb wird auf sie näher unter der TD-Detektion eingegangen.
Wichtig ist auch hier die potentialfreie Auslegung der Detektions- und Auswerteeinrichtungen.
Zusammenfassend soll also an dieser Stelle betont werden, dass die MD-Positions- und/oder Detektionseinrich- tung letztlich zumindest eine Mess- und/oder Sensorein- richtung umfasst, die von den nachfolgend erläuterten Sensoreinrichtungen getrennt aufgebaut ist und auf einem unterschiedlichen Funktions- und Wirkprinzip zu den nachfolgend erläuterten Mess- und/oder Sensoreinrichtungen basiert und arbeitet.
Allerdings können bestimmte Varianten der erläuterten Mess- und/oder Sensoreinrichtung zur MD-
Positionsbestimmung eines Überschlags 25 auch Teil einer weiteren Positions- oder Detektionseinrichtung und damit einer weiteren Mess- und/oder Sensoreinrichtung sein, die zumindest auch für eine Positionsbestimmung eines Überschlags 25 in Querrichtung TD vorgesehen ist, insbesondere dann, wenn diese auch für die Positionsbestimmung in Querrichtung TD der Materialbahn Hallsensoren umfasst, da zumindest einer von den hierfür vorgesehenen mehreren Hallsensoren (worauf nachfolgend noch eingegangen wird) auch als Sensor zur Positionsbestimmung in relativer Bewegungsrichtung MD mit herangezogen werden kann .
Neben der vorstehend erläuterten zweiten Mess- und/oder Sensoreinrichtung für die Positionsbestimmung und/oder Detektion einer Fehlstelle 3 in relativer Bewegungsrich- tung (MD-Richtung) , insbesondere einer Materialbahn oder Kunststofffolienbahn, wird nunmehr nachfolgend auf die als erste Mess- und/oder Sensoreinrichtung vorgesehene Positionsbestimmungs- und/oder Detektionseinrichtung eingegangen, die zur Lokalisierung und Ortsbestimmung einer Fehlstelle 3 in Querrichtung (TD-Richtung) , insbesondere einer Materialbahn 1 oder eines sonstigen Objektes, vorgesehen ist. B) Detektion in TD-Richtung
Die TD-Positions- oder Ortsbestimmung kann auf unterschiedlichem Wege erfolgen. Bl) Optische Erkennung der TD-Position
Eine TD-Ortsbestimmung sowie eine weitere Information zur Erkennung der Form und Größe eines Defekts kann z.B. mit einer optischen Erkennungseinrichtung 21 umgesetzt werden.
Ein Sensorelement Sn, z.B. mit einer reverse-biased- Photodiode PIN_An, detektiert den Durch- oder Überschlag 25 zwischen der Elektrode 11 und der auf Masse liegenden Walze 7 oder einer Erdelektrode 7. Dabei kann der Sensor Sn noch eine, der Photodiode PIN_An vorgelagerte, in der Regel fokussierende optische Einrichtung 29 (Zylinderlinse, Kollimationsoptik, GRIN Optik) umfassen, wie dies ebenfalls schematisch anhand von Figur 4a in einer seit- liehen Schnittdarstellung dargestellt ist. Je nach gewünschter Auflösung wird der durch die Fokusoptik er- fasste Breiten- oder Querabschnitt ADT auf eine PIN_An geleitet, über einen Transimpedanzverstärker 101 ver- stärkt und dann einer potentialfreien Datenübermittlung 19 (Optokoppler oder D3 , LWL, D4) zugeleitet.
Bei genügend hoher Stapeldichte der PIN_An kann auch auf die Optik verzichtet werden.
Die Spannungsversorgung des Empfängerkreises muss potentialfrei zur restlichen Anordnung (HV- und Empfängeranordnung) ausgelegt werden. Das optische, elektrisch po- tentialfreie Signal wird dem Empfängerkreis R_0 zugeführt .
Alternativ könnte auch - wie anhand von Figur 4b wiedergegeben ist - beispielsweise ein Durch- oder Überschlag 25 von einem Kollimator 29 erfasst werden, welcher das von dem Bogenüberschlag 25 ausgehende Licht in der Regel über eine Kollimationsoptik in eine optische Faser LWL zu einem Empfänger R_0 weiterleitet. Entlang des Breiten- oder Querabschnitts AB sind n Kollimatoren gestaffelt angebracht, um die gesamte Arbeitsbreite AB abzudecken. Da in diesem Fall das (optische) Signal bereits potentialfrei übertragen wird, kann hier die unabhängige Spannungsversorgung und die elektrische Abschirmung gegenüber der Hochspannungsquelle entfallen.
Dieser Sensor S, Sn umfasst eine PIN_An, die über einen Verstärker 101 (TIA Transimpedance Amplifier) verstärkt wird, um die nötige hohe Bandbreite zu erhalten.
Durch die Vorspannung der PIN_An können sehr schnelle Signalanstiege erfasst werden, die dem erwähnten Verstärker TIA hoher Bandbreite zugeführt werden. Damit ist es möglich, über die Signalform und -dauer Rückschlüsse auf den Defekt zu ziehen. Die Erfassung der Daten erfolgt z.B. über eine A/D Wandlung. Als Sensoren eignen sich Arrays, PSD (Position Sensitive Device = ortsauflösende Photodiode) , PIN- Photodiode , APD (Avalanche-Photodiode = hochempfindliche und schnelle Photodioden) , CIS (Contact Image Sensors = Kontakt- Bildsensor, gestaffelte Lineararrays) und optische Mul- tiplexeranordnungen.
Die erläuterte Sensorik muss potentialfrei ausgebildet sein, insbesondere potentialfrei in isolierenden Gehäusen, um Überschläge von der Hochspannungselektrode zu vermeiden. Die Spannungsversorgung der reverse-biased- Sensoren und der Verstärkerelektronik TIA erfolgt über integrierte Akkus, Trenntrafos oder Induktion. Grundsätzlich kann ein potentialfreier Datenaustausch über Transmitter (Optokoppler, WSN) 19 erfolgen. Die Detekti- on kann auch potentialfrei über optische Fasern (Faserbzw, optische Kollimatoren, Selfoc, usw.) erfolgen. Es wird insoweit auf den Aufbau gemäß Figur 4a verwiesen, der bezüglich des dort verwendeten Optokopplers 19 zur Erzielung einer Potentialtrennung (galvanischen Tren- nung) einen Grundaufbau zeigt, wie er grundsätzlich auch anhand der Figuren 2a und 2b erläutert wurde, so dass auch insoweit auf die Figuren 2a und 2b bezüglich weiterer Details verwiesen wird. An dieser Stelle soll auch betont werden, dass die anhand von Figur 2a gezeigte Mess- und/oder Sensoreinrichtung wie aber auch die anhand von Figur 2b gezeigte Mess- und/oder Sensoreinrichtung nicht nur alternative Lösungen darstellen, sondern auch miteinander kombiniert werden können. Mit anderen Worten kann also eine Hoch- spannungsdetektion (HV-Detektion) bezogen auf die relative Bewegungsrichtung MD der Materialbahn sowohl im Hochspannungs- als auch im Erdungskreis vorgesehen werden.
Entlang der Arbeitsbreite AB werden bevorzugt die erläuterten Sensoren gestapelt (kollinear oder unter einem Winkel) angebracht. Je nach Durchschlagsort werden ein oder mehrere Sensor S, Sn etc. angesprochen. Je nach Anzahl der Sensoren und der optischen Abbildung kann der Durchschlagsort entlang der Arbeitsbreite AB bestimmt werden .
Insbesondere werden hier vorgespannte Photodioden im sichtbaren oder aber auch im Ultravioletten (UV) Bereich eingesetzt, um die Plasmaerscheinungen im Dunkelstrom und im Streamer-Bereich zu detektieren. Erfindungsgemäß werden die einzelnen PIN- Photodioden gegeneinander oder gegen eine Referenzzelle abgeglichen, um einen besseren Signal -Untergrund oder um ein besseres Rausch-Verhältnis gegen das Umgebungslicht zu erreichen. Dazu wird z.B. das Signal PIN_An gegen das Signal mindestens einer PIN_Cn referenziert , wie dies schematisch in der auszugsweisen Darstellung in Draufsicht gemäß Figur 5 wiedergegeben ist. Dort sind über die Arbeitsbreite in TD- Richtung (also in Querrichtung quer zur Abzugsrichtung MD) die Vielzahl von beispielsweise aus PIN- Photodioden bestehenden Sensoren nebeneinanderliegend angeordnet eingezeichnet. Diese Sensoren oder Photodioden sind oberhalb der Materialbahn 1 in Abzugsrichtung der Materialbahn 1 zur Elektrode 11 vor- oder nachlaufend ange- ordnet, vorzugsweise parallel zur Elektrode 11. Ebenfalls eingezeichnet ist in Figur 5 die Auflösung ATD in Querrichtung, die von der Erstreckungsbreite einer zugehörigen Photodiode, allgemein eines Sensors S, Sn, abhän- gig ist.
Bei hohen Genauigkeitsanforderungen können jeweils zwei PIN-Dioden in einer sog. balancierten Schaltung (siehe Hobbs) referenziert werden.
Die aktiven Flächen der Sensoren S, Sn; insbesondere in Form von PIN-Photodioden, bestimmen die TD-Ortsauflösung ATD, die meist ausreicht, um auf weniger als 1 mm den Durchschlagsort in der Arbeitsbreite AB zu bestimmen. Sollte eine höhere Auflösung notwendig werden, kann eine zweite versetzte PIN-Diodenreihe angeordnet werden, d.h. es können in Abzugsrichtung MD zwei Reihen von PIN- Dioden oder allgemein Sensoren S, Sn angeordnet sein, wie dies grundsätzlich anhand von Figur 5 für eine Reihe ge- zeigt ist. Allerdings würden bei in zwei Reihen nebeneinander angeordneten Sensoren S, Sn die Sensoren in der zweiten Reihe in Querrichtung TD versetzt zu den Dioden in der ersten Reihe angeordnet werden, und zwar bevorzugt so, dass sich die aktiven Flächen der Sensoren überlappen. Dadurch kann die Arbeitsbreite AB in Querrichtung TD vollständig abgedeckt werden. Die PIN- Photodioden können zu funktionalen Einheiten zusammenge- fasst werden, die dann über die Arbeitsbreite AB gestapelt und/oder schräg gestellt angeordnet werden können.
Bei der Verwendung von Kollimationsoptiken, die auch gestaffelt ausgeführt werden können, wird ein bestimmter AB Bereich erfasst und einer Photodiode zugeleitet. Dadurch verringert sich die TD-Auflösung, ist aber kostengünstiger und vereinfacht die Datenerfassung.
Anhand der Signalhöhe, der Form (Einzelpuls, Streamer, usw.) und Dauer des Signals wird in Kombination mit den Daten der MD-Detektion in Abzugs- oder Maschinenlängsrichtung gegenüber den vorgegeben Schwellwerten referen- ziert und eine bestimmte Defektklasse ausgegeben. Da es unter Produktionsbedingungen zu Verschmutzungen der Optik kommen könnte, ist ein Luftvorhang vorzusehen.
Durch die erläuterten Sensoren, insbesondere beispielsweise in Form von PIN- Photodioden, ist also eine erste Mess- und/oder Sensoreinrichtung, das heißt eine erste TD-Mess- und/oder Sensoreinrichtung beschrieben, über die eine Positionsbestimmung und/oder Erkennung eines Überschlags 25 bezogen auf die Position in Arbeitsbreite AB einer zu untersuchenden Materialbahn durchführbar ist.
Nachfolgend wird nunmehr erörtert, dass anstelle der auf optischen Sensoren beruhenden erläuterten sogenannten zweiten Mess- und/oder Sensoreinrichtungen aber auch auf einem elektromagnetischen Funktionsprinzip basierende sogenannte zweite Mess- und/oder Sensoreinrichtungen für die Positionsbestimmung in Querrichtung TD anwendbar sind. B2) Elektromagnetische Erkennung der TD-Position
Anstatt der optischen Mess- und/oder Sensoreinrichtungen unter Verwendung von optischen Sensoren, wie anhand der Figuren 4a bis 5a erläutert, können aber auch für die sogenannten zweiten Mess- und/oder Sensoreinrichtungen Hallsensoren HS oder E-Feld-Sensoren entlang der Querrichtung TD gestapelt eingesetzt werden (Figur 6) . Jeder Durchschlag unter Erzeugung eines Bogen-Blitzes 25 zwischen Elektrode 11 und Walze 7 verursacht einen Strom- fluss gegen Erde (und Masse 15) und somit eine Änderung der elektromagnetischen Feldverteilung, die mit den Hallsensoren HS detektiert werden kann. Bevorzugt werden lineare Hallsensoren HS eingesetzt (z.B. von der Firma Honeywell) . Durch die ermittelte Linearität und die Zeitdauer des Bogen-Überschlags 25 kann die Größe der Defektstelle 3 (Mikroloch) referenziert werden, d.h. auf die Größe und die Formgebung des Mikrolochs rückge- schlössen werden.
Die Sensorik muss in nicht- ferromagnetischen Gehäusen eingegossen werden, um Fehlmessungen durch z.B. Metallteile zu vermeiden.
Da die Sensoren sehr klein bauen und hoch empfindlich sind, ist die TD-Ortsbestimmung < 1 [mm] möglich.
Die Sensoren und ein jeweils nachgeschalteter Instrumen- tenverstärker (INA) müssen potentialfrei mit Spannung versorgt werden, z.B. über einen Akku. Die potentialfreie Datenübertragung erfolgt durch Optokoppler.
Im praktischen Betrieb sind sie gegen die harten Umge- bungsbedingungen in der Produktion, z.B. Oligomernieder- schläge, unempfindlich. Insbesondere bei Verwendung von Hallsensoren für die erste in Querrichtung TD detektierende Mess- und/oder Sensoreinrichtung kann zumindest einer dieser Hallsensoren auch als MD-Positionsbestimmung und/oder Detektions- einrichtung, also als zweite Mess- oder Sensoreinrichtung insbesondere für die MD- Positionsbestimmung herangezogen werden.
B3) Elektromagnetische und optische Erkennung der TD- Position
Natürlich ist auch eine Kombination der Varianten gemäß Bl) und B2) möglich, also gemäß der anhand der Figuren 4a, 4b, 5, 5a und 6 erläuterten Ausführungsbeispiele. Somit zeigt die Variante gemäß Figur 7 ein Ausführungs- beispiel, bei dem neben der sogenannten zweiten Mess- und/oder Sensoreinrichtung, beispielsweise unter Verwendung von optischen Sensoren, nunmehr auch noch zusätzlich die sogenannte weitere Mess- und/oder Sensorein- richtung unter Verwendung von elektromagnetischen Sensoren, wie beispielsweise Hallsensoren, eingesetzt werden können, wodurch die erzeugte Datenmenge erhöht und damit die Messergebnisse genauer werden. Man erhält dann beispielsweise eine Variante gemäß Figur 7, wie sie bezüg- lieh der Detektion von Defektstellen 3 in Querrichtung TD gezeigt ist. Dort sind in Querrichtung TD die erwähnten PIN- Photodioden unmittelbar nebeneinander in Querrichtung TD angeordnet und in MD-Abzugsrichtung um ein geringes Maß daneben versetzt liegend die erläuterten Hallsensoren HS, die ebenfalls in entsprechenden Abständen in Querrichtung TD nebeneinander sitzen. Damit ergeben sich zwei Reihen von unterschiedlichen Detektoren, die im geringen Abstand in Abzugsrichtung MD versetzt liegend (vor- oder nachlaufend zu den PIN- Photodioden) vorgesehen sind und sich über die gesamte Arbeitsbreite AB der Materialbahn 1 positionieren. Jeder einzelne der Hall- bzw. E-Feld-Sensoren kann auch als externer Trigger für die HV-Durchschlagserkennung dienen, wie das in Kapitel A2) beschrieben wurde. Da insbesondere Hallsensoren hochsensibel auf Änderungen des elektromagnetischen Feldes reagieren, ist damit eine Schwellwertbildung und die Festlegung eines Triggerkriteriums möglich.
Vorstehend ist also ausgeführt, dass nicht nur zumindest eine Mess- und/oder Sensoreinrichtung zur Positionsbe- Stimmung in Querrichtung TD vorgesehen sein kann oder muss, sondern dass auch hier neben einer ersten noch eine weitere Mess- und/oder Sensoreinrichtungen mit zusätzlichen Sensoren vorgesehen sein können, wobei bevorzugt die Sensoren der ersten Mess- und/oder Sensorein- richtung wie aber auch der weiteren Mess- und/oder Sensoreinrichtungen jeweils zur Bestimmung einer Position eines detektierten Überschlags 25 in Querrichtung TD der Materialbahn auf Sensoren und Sensorentypen beruhen, die nach einem unterschiedlichen Funktionsprinzip arbeiten.
Mit anderen Worten werden für die beiden Mess- und/oder Sensoreinrichtungen bevorzugt technisch unterschiedlich arbeitende und/oder unterschiedlich aufgebaute Sensoren verwendet, die im Falle eines Überschlags oder auch nur im Falle einer entstehenden Korona im Bereich der Elektrode 11 (beispielsweise im Falle einer Dünnstelle der Folie) unterschiedliche Daten und Signale erzeugen, die eine Bewertung und Unterscheidung letztlich dahingehend ermöglichen, ob tatsächlich ein Mikroloch in der zu untersuchenden Materialbahn oder des zu untersuchenden Objekts vorgesehen ist, oder beispielsweise nur eine Dünnstelle. Daneben können über die Signalgröße, Signalin- tensität und/oder Signaldauer jeweils auch Rückschlüsse auf die Defektart, die Defektgröße, die Defektform etc. gezogen werden.
C) Generatoranforderungen
Angenommen eine Warenbahn bewegt sich in MD-Richtung mit v = 60 [m/min] , dann erfordert die Detektion eines Mik- roloches von 1 [ m] Durchmesser eine Bandbreite f3dB von mindestens 1 [MHz] vom Sender- und Empfängerkreis. Soll ein weiterer Defekt z.B. innerhalb eines Millimeters o- der Mikrometers erkannt werden, dann muss der HV- Generator innerhalb 1 [ms] oder 1 [ s] auf seiner Aus- gangsspannung liegen. Treten mehrere Defekte gleichzeitig an einer Detektionslinie auf, dann muss das Netzteil genügend Energie > 1 [kW] zur Verfügung stellen.
Die vorstehend erwähnte Bandbreite f3dB richtet sich nach der Zeitkonstante eines RC Ersatzschaltbildes, wie dem Fachmann bekannt. Bei z.B. einer Photodiode wird die Bandbreite durch die interne Kapazität und z.B. durch den Abschlusswiderstand bestimmt.
Außerdem muss die Zeitkonstante RC des Generators, inklusive der Zuleitungen (HV Koax) , möglichst kurz sein. Ein gängiger Weg ist die Erhöhung der Schaltfrequenz
(> 60 [kHz] ) mit einer besseren Filterung, einer Span- nungsdopplerschaltung (mit dem Nachteil eines verdoppelten Frequenz ripple) oder einer Filterspule. D) Datenerfassung und Auswertung
Um eine lückenlose Detektion zu ermöglichen, muss das Detektionssystem die erwähnte hohe Bandbreite haben. Die führt zwangsweise dazu, dass insbesondere bei der Ortsbestimmung entlang der Arbeitsbreite AB bei hohen Abzugsgeschwindigkeiten v sehr hohe Datenmengen anfallen, die nur parallel verarbeitet werden können. Ein entspre- chender Aufbau einer Auswerteeinrichtung AE ist dazu in Figur 8 in schematischer Weise wiedergegeben, die ein Beispiel für eine Parallelverarbeitung der von den einzelnen Sensoren S, Sn beispielsweise in Form von PIN- Photodioden oder Hall Sensoren erhaltenen Signalen wie- dergibt. Eine Vorauswertung kann in DSP-Bausteinen (also in digitalen Signalprozessoren) erfolgen, die z.B. die Referenzbildung zweier PIN-Photodioden zusammen mit einem Multiplexer vornehmen. Die Parallelverarbeitung geschieht in sogenannten FPGAs (field programmable gate arrays) . Das angelegte Hochspannungsfeld und die Hochspannungspulse beim Durchbruch erfordern generell eine potentialfreie Datenaufnahme (und Separation) , um eine Signalstörung zu vermeiden. Dies geschieht hier über Optokoppler oder über optische Faser-Übertragung, wie dies anhand der anderen Ausführungsbeispiele erläutert wurde .
Um eine Schwellwertbildung und eine Aussage über die Defektgröße und -art zu erhalten, müssen die Signale der MD-Detektion von den erwähnten Transmittern und der TD- Sensorik zusammengeführt und bewertet werden. Die MD- Ortsbestimmung in Abzugs- oder Maschinenrichtung geschieht über eine Sensorik wie sie auch nach dem Stand der Technik grundsätzlich eingesetzt werden kann (z.B, mittels eines sogenannten Encoders) .

Claims

Patentansprüche ;
1. Vorrichtung zur Detektion von Defektstellen (3) in dielektrischen Materialbahnen oder Formkörpern (1) , insbesondere in Kunststofffolien (1'), mit folgenden Merkmalen:
mit einer Transporteinrichtung (TE) , worüber die Materialbahn oder der Formkörper (1) in einer Bewegungsrichtung (MD) relativ zu einer ersten Elektrode (7) und einer zweiten Elektrode (11) bewegbar ist ,
die erste Elektrode (7) ist in Querrichtung (TD) quer zur relativen Bewegungsrichtung (MD) der Materialbahn oder des Formkörpers (1) kontaktierend o- der kontaktfrei angeordnet,
die zweite Elektrode (11) ist zur ersten Elektrode (7) auf der gegenüberliegenden Seite der Materialbahn oder des Formkörpers (1) angeordnet und verläuft kollinear und an der gleichen relativen MD- Position zur ersten Elektrode (7) ,
mit einer Erdungseinrichtung, worüber die erste Elektrode (7) auf Masse (15) gelegt ist,
mit einer Hochspannungs-Versorgungseinrichtung (HV- Gen) , worüber Hochspannung (HV) an der zweiten Elektrode (11) angelegt ist,
es ist eine Positionsbestimmungs- und/oder Detekti- onseinrichtung zur Detektion eines Überschlags (25) zwischen der ersten und zweiten Elektrode (7, 11) vorgesehen, die so aufgebaut ist, dass darüber eine Positionsbestimmung des Überschlags (25) in Querrichtung (TD) und in relativer Bewegungsrichtung (MD) der zu untersuchenden Materialbahn oder des zu untersuchenden Formkörpers (1) bestimmbar ist, und es ist ferner eine Auswerteeinrichtung (AE) zur Auswertung der Positionsbestimmungs- und/oder Detekti- onseinrichtung vorgesehen,
gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale:
die Positionsbestimmungs- und/oder Detektionsein- richtung umfasst zumindest eine erste Mess- und/oder
Sensoreinrichtung und eine davon getrennte zweite Mess- und/oder Sensoreinrichtung,
die zumindest eine erste Mess- und/oder Sensoreinrichtung umfasst Sensoren zur Bestimmung der Positi - on eines detektierten Überschlags (25) in Querrichtung (TD) der Materialbahn,
die zumindest eine zweite Mess- und/oder Sensoreinrichtung ist so aufgebaut, dass darüber eine Erkennung und Positionsbestimmung eines Überschlags (25) zwischen den beiden Elektroden (11, 7) in Bezug auf die relative Bewegungsrichtung (MD) der Materialbahn oder des Formkörpers (1) durchführbar ist, und die erste und die zweite Mess- und/oder Sensoreinrichtung ist so aufgebaut,
- dass die erste Mess- und/oder Sensoreinrichtung gegenüber der zweiten Mess- und/oder Sensoreinrichtung auf einem anderen technischen Funktionsprinzip basiert und/oder
dass die Sensoren für die erste und für die zweite Mess- und/oder Sensoreinrichtung funktionell unterschiedlich arbeitende Sensoren sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass neben der ersten Mess- und/oder Sensoreinrichtung zur Positionsbestimmung eines Überschlags (25) in Querrichtung (TD) der zu untersuchenden Materialbahn oder des zu untersuchenden Formkörpers (1) eine weitere davon getrennte Mess- und/oder Sensoreinrichtung zur Bestimmung eines Überschlags (25) in Querrichtung (TD) der zu untersuchenden Materialbahn oder des zu untersuchenden Formkörpers (1) vorgesehen ist, wobei die erste Mess- und/oder Sensoreinrichtung und die dazu vorgesehene weitere Mess- und/oder Sensoreinrichtung jeweils zur Bestimmung eines Überschlags (25) in Querrichtung (TD) der zu untersuchenden Materialbahn oder des Formkörpers (1) auf einem unterschiedlichen Funktionsprinzip basierende Sensoren umfassen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Mess- und/oder Sensoreinrichtung zur Erkennung eines Über- schlags (25) zwischen den beiden Elektroden (11, 7) in Bezug auf die relative Bewegungsrichtung (MD) der Materialbahn oder des Formkörpers einen Teil der weiteren Mess- und/oder Sensoreinrichtung zur Bestimmung einer Position eines Überschlags (25) in Querrichtung (TD) der zu untersuchenden Materialbahn oder des Formkörpers (1) darstellt .
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess- und/oder Sen- soreinrichtung zur Erkennung eines Überschlags (25) zwischen den beiden Elektroden (11, 7) in Bezug auf die relative Bewegungsrichtung (MD) der Materialbahn oder des Formkörpers (1) eine interne Detektionseinheit (int- DET_HV) umfasst, die
in der Hochspannungs -Versorgungseinrichtung (HV-
Gen) ,
- in einem mit der Hochspannungs -Versorgungseinrichtung (HV-Gen) in Verbindung stehenden Hochspannungskreis (17) und/oder
in einem Erdungskreis (17'), über welchen die Elektrode (7) mit Masse (10) verbunden ist,
angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die interne Detektionseinheit (int-DET_HV) so aufgebaut ist, dass mittels eines Koppelkondensators (C) und eines Spannungsteilers mit Widerständen (Rl, R2) sowohl der Strom- bzw. Spannungs -Gradient (UI-Gradient ) als auch ein Analogsignal bezüglich der Entladekurve (Sl) des Koppelkondensators (C) messbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die interne Detektionseinheit (int- DET_HV)
a) eine Potentialteilerschaltung, Transformatoren und/oder Teilentladungs -Messeinrichtungen und/oder, b) einen Strom- und Spannungssensor, der über einen
Lastwiderstand, einen Stützkondensator oder einen Leistungstrafo an die Hochspannung (HV-Gen) gekoppelt ist,
umfasst .
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die interne Detektionseinrichtung (int-DET_HV) zur Erkennung eines Überschlags zwischen den beiden Elektroden (11, 7) so aufgebaut ist, dass das Signal für die Erkennung einer Defektstelle (3), der Position, der Art, Form und/oder Größe aus dem Analogsignal des Entladepeaks des Überschlags (25) gebildet ist und durch den Gradienten des Entladepeaks des Überschlags (25) getriggert wird.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess- und/oder Sensoreinrich- tung zur Erkennung eines Überschlags (25) zwischen den beiden Elektroden (11, 7) in Bezug auf die relative Bewegungsrichtung (MD) der Materialbahn oder des Formkörpers (1) eine von der Hochspannungs- Versorgungseinrichtung (HV-Gen) getrennte separate ex- terne Detektionseinrichtung (ext-DET_HV) umfasst, die a) unabhängig von der internen Detektionseinrichtung (int-DET_HV) oder
b) in Verbindung mit der internen Detektionseinrichtung (int-DET_HV) und/oder
c) in Verbindung mit der TD-Positionsbestimmungs- und/oder Detektionseinrichtung
zur Bestimmung einer Defektstelle (3) vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die externe Detektionseinrichtung (ext-DET_HV)
Hallsensoren, Spulen, E-Feld-Sensoren, PIN-Dioden, Photodioden oder vorgespannte (reverse-biased) Photodioden oder zumindest ein Mikrofon oder eine Zeilenkamera umfasst .
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Mess- und/oder Sensoreinrichtung insbesondere zur Erkennung eines Über- Schlags (25) zwischen Elektroden (11, 7) in Bezug auf die relative Bewegungsrichtung (MD) der zu untersuchenden Materialbahn oder des Formkörpers (1) eine eine galvanische Trennung bewirkende Transmittereinrichtung (19) umfasst, worüber die zweite Mess- und/oder Sensoreinrichtung gegenüber der Auswerteeinrichtung (AE) galvanisch getrennt ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsbestimmungsund/oder Detektionseinrichtung insbesondere mit der ersten und zweiten Mess- und/oder Sensoreinrichtung oder die Positionsbestimmungs- und/oder Detektionseinrichtung mit der ersten, der zweiten und der weiteren Mess- und/oder Sensoreinrichtung aus optischen und/oder elektromagnetischen Sensoren (S, Sn) besteht oder diese umfasst .
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Mess- und/oder
Sensoreinrichtung aus einer Vielzahl von in Querrichtung (TD) über der Materialbahn oder über den Formkörper (1) angeordneten und in relativer Bewegungsrichtung (MD) zur zweiten Elektrode (11) vor oder nachlaufend positionier- ten Sensoren (S, Sn) besteht oder diese umfasst.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die weitere Mess- und/oder Sensoreinrichtung zur TD- Positionsbestimmung und/oder zur TD-Detektion eines Überschlags (25) in Querrichtung (TD) quer zur relativen Bewegungsrichtung (MD) der Materialbahn oder des Formkörpers (1) sowie die zugehörige elektronische Auswer- teeinrichtung (AE) so aufgebaut sind, dass die durch einen Überschlag (25) zwischen den beiden Elektroden (11, 7) ermittelte Detektion einer Defektstelle (3) mit einer Bandbreite von mindestens 1 MHz auslesbar ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (S, Sn) eine Vielzahl von in Querrichtung (TD) nebeneinander angeordneten, vorgespannten (reverse-biased) Photodioden um- fasst oder daraus besteht.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die weitere Mess- und/oder Sensoreinrichtung zumindest eine Reihe und vorzugsweise zwei parallel zueinander angeordnete Reihen von Sensoren (S, Sn) umfasst, wobei die Sensoren (S, Sn) in der zweiten Reihe so angeordnet sind, dass die aktiven Sensorflächen die Arbeitsbreite (AB) in Querrichtung (TD) der Materialbahn oder des Formkörpers (1) abdecken.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (S, Sn) der ersten und/oder zweiten Mess- und/oder Sensoreinrichtung aus Arrays, ortsauflösenden Photodioden (PSD) , PIN- Photodioden, vorgespannten (reverse-biased) Photodioden, hochempfindlichen und schnellen Photodioden (APD) , Kontakt-Bildsensoren (CIS) , Hallsensoren, E-Feld-Sensoren und/oder aus optischen Multiplexer-Anordnungen bestehen oder diese umfassen.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess- und/oder Sen- soreinrichtung (S, Sn) zur Detektion eines Überschlags bezüglich seiner Position in Querrichtung (TD) mehrere in Querrichtung (TD) nebeneinander angeordnete Sensoren (S, Sn) umfasst, die ein optisches durch den Überschlag (25) erzeugtes Signal mittels eines Kollimators (29) und/oder einer Optik empfangen.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Mess- und/oder Sensoreinrichtung oder dass die erste, zweite und die weitere Mess- und/oder Sensoreinrichtung potentialfrei ausgebildet sind und dazu eine galvanisch getrennte Transmittereinrichtung (19) vorzugsweise in Form eines Optokopplers umfassen, wodurch die eigentliche Mess- und/oder Sensoreinrichtung zu der Auswerteeinrichtung (AE) galvanisch getrennt ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochspannungsgenerator (HV-Gen) so aufgebaut ist, dass seine Ausgangs- Hochspannung (HV) nach einem erfolgten Überschlag (25) innerhalb einer Maximalzeit von tHV lmicro/v erfüllt ist, wobei lmicro die zu detektierende Minimalgröße einer Defektstelle (3) und v die Geschwindigkeit betrifft, mit der die Materialbahn oder der Formkörper (1) in der Bewegungsrichtung (MD) durch die Elektroden (11, 7) hindurchbewegt wird.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochspannungsgenerator (HV-Gen) so aufgebaut ist, dass Energien über zumindest 1 kW bereitgestellt sind.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochspannungs- Versorgungseinrichtung (HV-Gen) mittels einer Bogen- Unterbrechungsschaltung (Are Break) verbunden ist, die nach dem Auftreten eines Überschlags (25) die Hochspan- nungs -Versorgungseinrichtung (HV-Gen) von der Hochspan- nungselektrode für eine vorwählbare Zeit trennt.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess- und/oder Sensoreinrichtung zur Bestimmung eines Überschlags (25) in Querrichtung (TD) der Materialbahn oder des Formkörpers (1) und/oder die elektronische Auswerteeinrichtung (AE) so aufgebaut sind, dass die Daten der Mess- und/oder Sensoreinrichtungen (S) im Parallelbetrieb verarbeitbar und auswertbar sind.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess- und/oder Sensoreinrichtungen (S, Sn) zur Positionsbestimmung eines Überschlags in relativer Bewegungsrichtung (MD) der Ma- terialbahn oder des Formkörpers (1) und die nachgeschaltete elektronische Auswerteeinrichtung (AE) sowie deren Spannungsversorgung potentialfrei gegenüber der Hoch- spannungs -Versorgungseinrichtung (HV_Gen) ausgebildet sind.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Auswerteeinrichtung (AE) so aufgebaut ist, dass aus den Mess- und/oder Sensoreinrichtungen zur Positionsbestimmung eines Überschlags (25) in Querrichtung (TD) sowie in relativer Bewegungsrichtung (MD) der zu untersuchenden Materialbahn oder des Formkörpers (1) Daten und/oder Signale bezüglich eines detektierten Überschlags oder einer auftretenden Korona an der zumindest einen Elektrode (11) erzeugbar sind, aus denen die Defektart, Defektgröße und/oder Defektform einer Defektstelle (3) und deren Position bestimmbar ist.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019066315A (ja) * 2017-09-29 2019-04-25 東レ株式会社 ピンホール検査方法及び検査装置並びにフィルム製品の製造方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11218523A (ja) * 1998-02-03 1999-08-10 Asahi Chem Ind Co Ltd フィルムのピンホール検出方法および装置
US20020116985A1 (en) * 2000-12-21 2002-08-29 Carsten Henning Process and apparatus for testing multi-layer composites and containers produced therefrom
US20030062919A1 (en) * 2001-09-28 2003-04-03 Vargas Leroy C. Method and apparatus for detecting pinhole defects in a dielectric layer
US6593752B1 (en) * 1999-03-10 2003-07-15 Joven Denki Kabushiki Kaisha Method for inspecting hermetically sealed packages
DE102004028080A1 (de) * 2004-06-09 2006-01-05 Brückner Maschinenbau GmbH Vorrichtung zum Schalten einer Elektrodenanordnung an einer Hochspannungsquelle
US20140009169A1 (en) * 2010-12-29 2014-01-09 Tetra Laval Holdings & Finance S.A. Method and a device for detecting defects in a packaging material

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001188062A (ja) 1999-12-28 2001-07-10 Asahi Kasei Corp ピンホール検出方法及び装置
JP5450222B2 (ja) 2010-04-14 2014-03-26 株式会社ダイヘン 産業用ロボットのアームの基準位置決め方法、及び産業用ロボット

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11218523A (ja) * 1998-02-03 1999-08-10 Asahi Chem Ind Co Ltd フィルムのピンホール検出方法および装置
US6593752B1 (en) * 1999-03-10 2003-07-15 Joven Denki Kabushiki Kaisha Method for inspecting hermetically sealed packages
US20020116985A1 (en) * 2000-12-21 2002-08-29 Carsten Henning Process and apparatus for testing multi-layer composites and containers produced therefrom
US20030062919A1 (en) * 2001-09-28 2003-04-03 Vargas Leroy C. Method and apparatus for detecting pinhole defects in a dielectric layer
DE102004028080A1 (de) * 2004-06-09 2006-01-05 Brückner Maschinenbau GmbH Vorrichtung zum Schalten einer Elektrodenanordnung an einer Hochspannungsquelle
US20140009169A1 (en) * 2010-12-29 2014-01-09 Tetra Laval Holdings & Finance S.A. Method and a device for detecting defects in a packaging material

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