DE1240495B

DE1240495B - Device for locating places deviating from the average transparency such as holes, thin places, colored spots or the like in a web of material

Info

Publication number: DE1240495B
Application number: DE1963M0057720
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Klaus Lange
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1963-08-02
Filing date: 1963-08-02
Publication date: 1967-05-18

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

D 06hD 06h

Deutsche Kl.: 8f-3/5lGerman classes: 8f-3 / 5l

Nummer: 1 240 495Number: 1 240 495

Aktenzeichen: M 57720 VII a/8 fFile number: M 57720 VII a / 8 f

Anmeldetag: 2. August 1963 Filing date: August 2, 1963

Auslegetag: 18. Mai 1967Open date: May 18, 1967

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auffinden von von der durchschnittlichen Transparenz abweichenden Stellen wie Löchern, Dünnstellen, Farbflecken od. dgl. in einer Warenbahn wie in Geweben, Folien od. dgl., bestehend aus einer Lichtquelle und lichtempfindlichen Elementen mit nachgeschalteten Verstärkern und Auswerteanordnungen, wobei sich die zu prüfende Warenbahn zwischen Lichtquelle und lichtempfindlichen Elementen wie Fotozellen befindet, unter Verwendung von Anordnungen, die einen Lichtdurchtritt nur auf bestimmten, zueinander parallelen Linien zulassen.The invention relates to a device for finding the average transparency different places like holes, thin places, spots of color or the like in a web like in fabrics, foils or the like, consisting of a light source and light-sensitive elements downstream amplifiers and evaluation arrangements, with the web to be tested between Light source and photosensitive elements such as photocells are located, using arrangements, which only allow light to pass through on certain, mutually parallel lines.

Das Grundprinzip einer derartigen Anordnung ist in F i g. 1 dargestellt. Die links dargestellten Lampen senden Licht aus, welches nur an durchlässigen Stellen der zu überprüfenden Ware zu den Fotozellen hingelangen kann. In den Fotozellen wird der Lichteinfall in ein elektrisches Signal umgewandelt, welches dann geeigneten Meldevorrichtungen zugeführt wird. Derartige Anordnungen zur Prüfung lichtundurchlässiger Waren sind im Aufbau sehr einfach und bekanntermaßen oft angewandt.The basic principle of such an arrangement is shown in FIG. 1 shown. The lamps shown on the left emit light that can only reach the photocells at permeable points on the goods to be checked can. The incidence of light is converted into an electrical signal in the photocells, which is then fed to suitable reporting devices. Such arrangements for testing opaque goods are very simple in structure and, as is well known, often used.

Wenn jedoch Waren, die teilweise lichtdurchlässig sind, wie Textilien, Papier od. dgl., geprüft werden sollen, ist es für das sichere Funktionieren einer derartigen Anlage notwendig, daß gerichtetes Licht angewandt wird. Dies hat folgende Begründung: An derartigen Waren wird das einfallende Licht entsprechend F i g. 2 teilweise reflektiert, und ein Teil tritt, nach mehr oder weniger starker Absorption durch die Ware hindurch. Sowohl der reflektierte Anteil als auch der hindurchtretende Teil werden stark gestreut, d. h., das Licht tritt, im wesentlichen unabhängig von der Einfallsrichtung, in verschiedenste Richtungen aus.However, if goods that are partially translucent, such as textiles, paper or the like. Are checked it is necessary for the safe functioning of such a system that directional light is used will. The reason for this is as follows: The incident light on such goods is correspondingly F i g. 2 partially reflected, and a part passes through after more or less strong absorption the goods through. Both the reflected part and the part passing through are strongly scattered, d. That is to say, the light travels in a wide variety of directions, essentially independently of the direction of incidence the end.

Beleuchtet man eine Fotozelle mit diffusem Licht, so wird beim Abdecken der Fotozelle mit beispielsweise dünnem, weißem Gewebe der auf die Fotozelle treffende Lichtstrom im Verhältnis von etwa 1:4 vermindert. Diese geringe Verminderung ergibt sich daraus, daß das einfallende diffuse Licht nur um das reflektierte Licht und um das im Gewebe absorbierte Licht verringert wird. Alles unter beliebigen Winkeln durchtretende Licht wird von der Fotozelle aufgenommen. Der geringe Unterschied von etwa 1:4 bedeutet, daß das kleinste noch erkennbare Loch halb so groß sein muß wie die verwendete Fotozelle, wenn eine Verdopplung der von der Fotozelle gelieferten Signalamplitude zum sicheren Ansprechen der Fehlermeldeeinrichtung notwendig ist. Wird gefordert, daß Löcher von 1 mm² noch erkannt werden sollen, so erfordert dies den außergewöhnlich hohen AufwandIf a photocell is illuminated with diffuse light, the luminous flux hitting the photocell is reduced in a ratio of about 1: 4 when the photocell is covered with, for example, thin, white tissue. This slight reduction results from the fact that the incident diffuse light is reduced only by the reflected light and by the light absorbed in the tissue. All light passing through at any angle is recorded by the photocell. The small difference of about 1: 4 means that the smallest hole that can still be recognized must be half the size of the photocell used if the signal amplitude supplied by the photocell needs to be doubled for the error reporting device to respond reliably. If it is required that holes of 1 mm ^{2 should} still be recognized, this requires an extraordinarily high level of effort

Vorrichtung zum Auffinden von von der durchschnittlichen Transparenz abweichenden Stellen
wie Löchern, Dünnstellen, Farbflecken od. dgl. in einer WarenbahnDevice for finding places deviating from the average transparency
such as holes, thin spots, spots of color or the like in a web of material

Anmelder:Applicant:

Dr.-Ing. Heinz Mahlo, Saal/DonauDr.-Ing. Heinz Mahlo, Hall / Danube

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Dr.-Ing. Klaus Lange, MünchenDr.-Ing. Klaus Lange, Munich

ao von 500 Fotozellen und Verstärkern pro Meter Warenbreite.ao of 500 photocells and amplifiers per meter of fabric width.

Um die Zahl der Fotozellen verringern zu können, ist es daher notwendig, das Kontrastverhältnis, welches sich aus dem Verhältnis des auf die Fotozelle fallenden Lichtes beim Vorhandensein und beim Nichtvorhandensein der zu prüfenden Ware ergibt, auf Werte von 1:25 bis 1: 50 zu verbessern. Dies kann durch Vorrichtungen erreicht werden, welche vor den Fotozellen angeordnet werden und nur Licht aus bestimmten Richtungen hindurchlassen; gegebenenfalls werden zusätzliche Vorrichtungen angewendet, die die Lichtquelle nur in entsprechenden Richtungen Licht abstrahlen lassen. Im Fall eines Loches trifft dann alles einfallende Licht auf die Fotozelle. Befindet sich jedoch vor der Fotozelle einwandfreie Ware, so kann nur derjenige Bruchteil des durchtretenden Streulichtes die Fotozelle beeinflussen, der die vorgesehene Durchlaßrichtung aufweist.
Die gleiche Vorrichtung kann auch dazu benutzt werden, um Stellen von geringerer Transparenz oder Lichtdurchlässigkeit, wie Farbflecken, ausfindig zu machen. In diesem Fall wird der durch die Warenbahn hindurchtretende Lichtstrahl an dieser Stelle ganz oder teilweise abgeschirmt, so daß dadurch die von der Fotozelle gelieferte Signalamplitude entgegengesetzt zu einem Loch oder einer Dünnstelle verändert wird und diese Veränderung in den nachgeschalteten Anordnungen ausgewertet werden kann.In order to be able to reduce the number of photocells, it is therefore necessary to increase the contrast ratio, which results from the ratio of the light falling on the photocell in the presence and absence of the goods to be tested, to values between 1:25 and 1:50 to enhance. This can be achieved by means of devices which are placed in front of the photocells and only allow light to pass through from certain directions; if necessary, additional devices are used that allow the light source to emit light only in corresponding directions. In the case of a hole, all incident light then hits the photocell. However, if there are faultless goods in front of the photocell, only that fraction of the scattered light that has passed through can influence the photocell which has the intended transmission direction.
The same device can also be used to locate areas of poor transparency or light transmission, such as spots of color. In this case, the light beam passing through the web is completely or partially shielded at this point, so that the signal amplitude supplied by the photocell is changed in the opposite direction to a hole or a thin point and this change can be evaluated in the downstream arrangements.

Bei bekannten Vorrichtungen der eingangs erwähnten Art waren zum Ausrichten des Lichtes und Ausschalten unerwünschter Lichteinflüsse Linsensysteme und Masken bestimmter Form vorgesehen. Diese An-In known devices of the type mentioned at the beginning were to align the light and switch it off unwanted light effects lens systems and masks of a certain shape provided. This to

709 580/13709 580/13

Ordnungen sind jedoch teuer, da optische Hilfsmittel Verwendung finden, die genau justiert werden müssen, um den gewünschten Erfolg zu gewährleisten.However, orders are expensive because optical aids are used that have to be precisely adjusted. to ensure the desired success.

Es sind ferner Vorrichtungen bekannt, welche mit Reflexionsverfahren arbeiten. Auch hierbei sind Linsensysteme erforderlich, welche teuer sind und eine genaue Justierung erforderlich machen.Devices are also known which work with reflection methods. Here too are Lens systems required, which are expensive and require precise adjustment.

Es sind ferner Vorrichtungen bekannt, bei welchen eine Blende vorgesehen ist, welche schräges Licht nur in einer Richtung abdeckt. Hierbei treten die erwähnten Mängel auf, und die Empfindlichkeit wird herabgesetzt. There are also devices known in which a diaphragm is provided, which oblique light only covers in one direction. The above-mentioned defects occur and the sensitivity is lowered.

Es sind ferner Vorrichtungen bekannt, bei welchen nur ein kleiner Bereich der Ware untersucht werden soll. Bei diesen entfällt die Notwendigkeit einer guten Ausrichtung des Lichtes. Außerdem wird auch dort eine Optik verwendet, weiche teuer ist und eine genaue Justierung notwendig macht.Devices are also known in which only a small area of the goods is examined target. With these there is no need for a good alignment of the light. Also there will be uses optics that are expensive and require precise adjustment.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Auffinden von von der durchschnittlichen Transparenz abweichenden Stellen zu schaffen, welche einfach im Aufbau und billig in der Herstellung und Anordnung ist und die Verwendung teurer optischer Systeme zur Ausrichtung des Lichtes ausscheidet. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß zur Ausrichtung des Lichtes zwischen Lichtquelle und den Fotozellen eine Mehrzahl nebeneinanderliegender, gegeneinander abgeschlossener Kanäle, die einen Lichtdurchtritt im wesentlichen nur in parallelen Bahnen erlauben, vorgesehen ist. Dabei können diese Kanäle sowohl zwischen Lichtquelle und Ware als auch zwischen Ware und Fotozellen oder nur zwischen Ware und Fotozellen angeordnet sein.The object of the present invention is to provide a device for locating from average transparency to create deviating positions, which are simple in structure and cheap in of manufacture and assembly and the use of expensive optical systems to align the Eliminates light. This is achieved according to the invention in that for aligning the light between the light source and the photocells a plurality of adjacent, mutually sealed off Channels that allow light to pass through essentially only in parallel paths are provided is. These channels can be used between the light source and the goods as well as between the goods and photocells or only between goods and photocells.

Zweckmäßigerweise können die Kanäle entweder aus einem gewellten Band, das sich zwischen zwei Schienen befindet, oder aus nebeneinander angeordneten, einzelnen Rohren oder aus gepreßtem Kunststoff oder schließlich aus nebeneinanderliegenden Stäben aus durchsichtigem Material bestehen, deren Längsseiten mattiert und geschwärzt sind.Appropriately, the channels can either consist of a corrugated tape that extends between two Rails located, or from side by side, individual tubes or from molded plastic or finally consist of adjacent rods made of transparent material, their Long sides are matted and blackened.

Schließlich können Fotozellen verwendet werden, deren lichtempfindliche Oberfläche etwa gleich der minimalen Lochgröße ist. Dabei ist das durch die Kanäle hindurchtretende Licht durch nebeneinander angeordnete Lichtleitkeile von mehreren Zentimetern Eintrittsbreite auf die einzelnen Fotozellen konzentrierbar. Finally, photocells can be used whose photosensitive surface is roughly the same as that minimum hole size is. The light passing through the channels is next to each other arranged light guide wedges of several centimeters entrance width can be concentrated on the individual photocells.

Diese Kanäle müssen sich vor der Fotozelle befinden, da bei Verwendung von linien- oder mehreren punktförmigen Lichtquellen bereits eine zweidimensionale Richtwirkung vorhanden ist. Um optimale Ergebnisse zu erzielen, sollten sie jedoch zusätzlich zwischen Lichtquelle und Ware angeordnet werden. In den meisten Fällen wird man die Kanäle so anordnen, daß das Licht im wesentlichen senkrecht zur Warenebene hindurchtritt. Bei grobem Gewebe kann jedoch eine Schrägstellung der Kanäle Vorteile bringen, weil in diesem Fall weniger Licht durch die Ware hindurchtreten kann und Fehlstellen sicherer erkannt werden. Der optimale Winkel richtet sich nach der Struktur des Gewebes.These channels must be in front of the photocell, as when using linear or multiple point light sources already have a two-dimensional directivity. To optimal To achieve results, however, they should also be placed between the light source and the goods. In most cases, the channels will be arranged so that the light is essentially perpendicular to the Goods level passes through. In the case of coarse tissue, however, an inclined position of the channels can be advantageous, because in this case less light can pass through the goods and defects are more reliably detected will. The optimal angle depends on the structure of the fabric.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt.In the drawing, the invention is shown by way of example.

F i g. 1 zeigt das Grundprinzip einer bekannten Anordnung zum Auffinden von Löchern in Geweben;F i g. Fig. 1 shows the basic principle of a known arrangement for finding holes in tissues;

F i g. 2 zeigt das Verhalten eines Lichtstrahls beim Auf treffen auf teilweise lichtdurchlässige Ware;F i g. 2 shows the behavior of a light beam when it hits partially translucent goods;

F i g. 3 zeigt schematisch die Anordnung nach der Erfindung mit Kanälen;F i g. 3 shows schematically the arrangement according to the invention with channels;

F i g. 4 und 5 zeigen verschiedene Kanalausbildungen; F i g. Figures 4 and 5 show different channel configurations;

F i g. 6 zeigt schematisch die Anordnung nach der Erfindung mit Lichtkeilen;F i g. 6 shows schematically the arrangement according to the invention with light wedges;

F i g. 7 und 8 zeigen Lichtsammeisysteme.
Bei F i g. 3 ist 1 die Lichtquelle, 2 die Fotozellen und 3 die zwischen Lichtquelle 1 und Fotozellen 2 hindurchlaufende Ware. Zwischen der Lichtquelle 1 und der Ware 3 dienen Kanäle 4 und zwischen Ware 3 und den Fotozellen 2 Kanäle 5 zur Lichtführung. Es ist auch möglich, nur zwischen der Ware 3 und den Fotozellen 2 Kanäle 5 vorzusehen.F i g. 7 and 8 show light collection systems.
At F i g. 3 is 1 the light source, 2 the photocells and 3 the goods passing between light source 1 and photocells 2. Channels 4 between the light source 1 and the goods 3 and channels 5 between the goods 3 and the photocells 2 serve to guide the light. It is also possible to provide channels 5 only between the goods 3 and the photocells 2.

^X5 Die zwischen Lichtquelle 1 und Ware 3 befindlichen Kanäle fallen dann weg. ^X 5 The channels between light source 1 and goods 3 are then omitted.

Die Kanäle 4, 5 nach F i g. 4 werden von einem gewellten Band 8, beispielsweise aus geschwärztem Meltau oder Kunststoff gebildet, welches zwischen zwei Führungsschienen 6, 7 ebenfalls aus Metall oder Kunststoff angeordnet ist. In gleicher Weise können die Kanäle 4, 5 auch aus nebeneinanderliegenden Rohren beliebiger Querschnittsform zusammengesetzt oder aus Kunststoff gepreßt sein. Eine andere Ausführungsart, die zugleich ein Verstauben und Verschmutzen der Kanäle 4, 5 ohne zusätzliche Maßnahmen verhindert, ergibt sich, wenn nach F i g. 5 Stäbe aus Glas oder durchsichtigem Kunststoff von rechteckigem oder quadratischem Querschnitt nebeneinander angeordnet sind, wobei zur Vermeidung von Reflexionen die Stäbe an allen Längsseiten, d. h. also auf dem ganzen Umfang, mattiert und geschwärzt sind.The channels 4, 5 according to FIG. 4 are formed by a corrugated band 8, for example made of blackened Meltau or plastic, which is between two Guide rails 6, 7 is also arranged made of metal or plastic. In the same way you can the channels 4, 5 also composed of adjacent tubes of any cross-sectional shape or be molded from plastic. Another type of design that is dusty and dirty at the same time of the channels 4, 5 prevented without additional measures, results when, according to FIG. 5 Rods made of glass or clear plastic of rectangular or square cross-section side by side are arranged, with the rods on all longitudinal sides, d. H. so on the whole perimeter, matted and blackened.

Durch diese Kanäle 4, 5 erfolgt eine AusrichtungAlignment takes place through these channels 4, 5

des Lichtes zwischen Lichtquelle 1 und Fotozellen 2, da sie einen Lichtdurchtritt im wesentlichen nur in einer Richtung erlauben.of the light between light source 1 and photocells 2, since they allow light to pass through essentially only in allow one direction.

Um an Fotozellen zu sparen, sollen ferner Lichtleitkeile 10 verwendet werden, die eine Eintrittsbreite für das Licht von mehreren Zentimetern aufweisen und das Licht jeweils auf eine einzelne Fotozelle konzentrieren. Eine solche Anordnung mit Lichtkeilen 10 zeigt F i g. 6. Diese Lichtkeile 10 liegen zwischen dem unteren Kanal 5 und den Fotozellen 2. Aus dieser Figur ist ohne weiteres ersichtlich, in welchem Maß die Anzahl der notwendigen Fotozellen 2 klein gehalten werden kann. F i g. 7 und 8 zeigen Beispiele solcher Lichtkeile 10 und den Verlauf des einfallenden Lichtes bis zur Fotozelle 2.In order to save on photocells, light guide wedges 10 should also be used which have an entrance width for the light of several centimeters and concentrate the light on a single photocell. Such an arrangement with light wedges 10 is shown in FIG. 6. These light wedges 10 are between the lower channel 5 and the photocells 2. From this figure it is readily apparent to what extent the number of photocells 2 required can be kept small. F i g. 7 and 8 show examples of such Light wedges 10 and the course of the incident light up to the photocell 2.

Je weniger die Ware lichtdurchlässig ist, je höher also der Kontrast bei einem durch ein Loch oder eine Dünnstelle hindurchtretenden Licht ist, desto breiter kann die Eintrittsöffnung der verwendeten Lichtleitkeile 10 sein. Für relativ geringe Eintrittsbreiten kann die bekannte, bereits häufig angewandte und billig herstellbare Form mit planer Eintrittsfläche benutzt werden. Für breitere öffnungen ist es notwendig, die Eintrittsöffnung eindimensional abzurunden und so eine Konvergenz des eintretenden Lichtes herbeizuführen. The less the goods are translucent, the higher the contrast with a through a hole or a The light passing through the thin area, the wider the entry opening of the light guide wedges used Be 10. For relatively narrow entrance widths, the well-known, already frequently used and cheap manufacturable form can be used with a flat entry surface. For wider openings it is necessary to use the To round off the inlet opening one-dimensionally and thus bring about a convergence of the incoming light.

Genauso wie es möglich ist, Dünnstellen oder Löcher, also Stellen von größerer Transparenz oder Lichtdurchlässigkeit auf diese Weise aufzufinden, können Stellen geringerer Transparenz oder Lichtdurchlässigkeit, wie sie sich beispielsweise durch Farbflecken ergeben, ausfindig gemacht werden. In diesem Fall verringern sich dementsprechend die auf die Fotozellen auftreffende Lichtintensität und die von diesen erzeugten Signalimpulse.Just as it is possible, thin places or holes, i.e. places of greater transparency or Finding light transmission in this way can result in areas of lower transparency or light transmission, how they result, for example, from spots of color, can be found. In In this case, the light intensity and the light incident on the photocells are reduced accordingly signal pulses generated by these.

Claims

Patent claims:

1. Device for locating those deviating from the average transparency Places such as holes, thin places, spots of color or the like in a web of material such as in fabrics, foils or the like, consisting of a light source and light-sensitive elements with downstream Amplifiers and evaluation arrangements, with the web to be tested between the light source and photosensitive elements such as photocells, using arrays which only allow light to pass through certain, mutually parallel lines, characterized in that for aligning the light between the light source (1) and the photocells (2) a plurality of juxtaposed, mutually closed channels (4, 5), which allow light to pass through essentially only in parallel paths, is provided.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the channels (4, 5) both between Light source (1) and goods (3) as well as between goods (3) and photocells (2) attached are.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the channels (5) are attached only between goods (3) and photocells (2).

4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that the channels (4, 5) consist of one corrugated band (8) exist, which is located between two rails (6, 7).

5. Apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that the channels (4, 5) from side by side arranged individual tubes exist.

6. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that the channels (4,5) from pressed Made of plastic.

7. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that the channels (4, 5) from adjacent Rods (9) consist of transparent material, the long sides of which are matted and blackened.

8. The device according to claim 1, characterized in that photocells (2) are used whose photosensitive surface is approximately equal to the minimum hole size.

9. Apparatus according to claim 1 to 8, characterized in that the through the channels (4, 5) passing light through light guide wedges (10) of several centimeters arranged next to one another Entrance width can be concentrated on the individual photocells (2).

10. Apparatus according to claim 1 to 9, characterized in that the light guide wedges (10) are flat on the inlet opening.

11. The device according to claim 1 to 9, characterized in that the light guide wedges (10) are curved in one dimension on the inlet opening.

Considered publications:

German Patent Nos. 732 855, 892 429;

German utility model No. 1 835 026;

Patent specification No. 10 123 of the Office for Invention and Patents in the Soviet Zone of Occupation Germany;

French Patent No. 1112 578;

U.S. Patent Nos. 2,233,644, 2,972,794.

1 sheet of drawings