DE1276335B - Anordnung zur Messung von Breitenschwankungen einer sich fortbewegenden durchsichtigen doppelbrechenden Folie - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

GOIb

Deutsche Kl.: 42b-5

Nummer: 1276 335

Aktenzeichen: P 12 76 335.8-52 (B 71693)

Anmeldetag: 27. April 1963

Auslegetag: 29. August 1968

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Messung von Breitenschwankungen einer sich fortbewegenden durchsichtigen doppelbrechenden Folie, wobei für die beiden Folienkanten je ein Kantenabtastkopf mit Lichtquelle und photoelektrischer Zelle sowie ein Paar dazwischenliegender Polarisationsschirme vorgesehen ist, von denen der erste Polarisationsschirm das ausgesandte Licht linear polarisiert und der zweite Polarisationsschirm das direkt vom ersten Schirm kommende Licht auslöscht, und die voneinander getrennt sind zwecks Bildung eines Durchgangsweges, durch den eine Folienkante wandern kann und das vom ersten zum zweiten Polarisationsschirm strömende Licht so dreht, daß Licht durch die Folie und den nachgeschalteten Polarisationsschirm auf die photoelektrische Zelle fällt und von dieser bei Erregung ein Signal zu einem für beide Kantenabtastköpfe gemeinsamen Signalwandler geleitet wird.

Es sind bereits Anordnungen zur Messung von Schwankungen in der Breite einer sich fortbewegenden Bahn einer doppelbrechenden durchsichtigen Folie, wobei zwei einander gleiche Abtastköpfe, für jede Folienkante einer, zum Anzeigen der Stellung der Folienränder vorgesehen sind, bekannt. Zu jedem dieser Abtastköpfe gehört eine Lichtquelle, eine erste polarisierende Vorrichtung, die das Licht der Lichtquelle linear polarisiert, sowie eine zweite polarisierende Vorrichtung, auf die das polarisierte Licht gerichtet und durch welche es gelöscht wird, und eine photoelektrische Zelle, welche sich hinter der zweiten Polarisationsvorrichtung befindet. Wenn eine Kante der Folie den zwischen den beiden Polarisationsvorrichtungen hindurchfallenden Lichtstrahl kreuzt, wird das die Folie durchdringende Licht elliptisch polarisiert und dringt durch die zweite Polarisationsvorrichtung zur photoelektrischen Zelle. Somit ist das von der photoelektrischen Zelle empfangene Licht ein Maßstab für die Folienfläche, die den Lichtstrahl kreuzt, und Veränderungen der Gesamtlichtmenge, welche von beiden photoelektrischen Zellen in den Abtastköpfen aufgenommen wird, stellen ein Maß für die in der Breite der sich fortbewegenden Folie auftretenden Schwankungen dar.

Die bekannte Anordnung kann aber nur dann genau arbeiten, wenn sich die Lichtmenge, die auf die photoelektrischen Zellen fällt, nur infolge von auftretenden Schwankungen in der Breite der Folie ändert. Die Lichtdurchlässigkeit einer Folie kann sich jedoch auch infolge anderer Faktoren ändern, z.B. weil der Grad ihrer Doppelbrechung wechselt, was beispielsweise bei Folien aus regenerierter Cellulose Anordnung zur Messung von
Breitenschwankungen einer sich fortbewegenden
durchsichtigen doppelbrechenden Folie

Anmelder:

British Cellophane Limited,

Bridgwater, Somerset (Großbritannien)

Vertreter:

Dr. H. Häring und H. Brinkmann,

Rechtsanwälte,

6202 Wiesbaden-Biebrich, Rheingaustr. 190-196

Als Erfinder benannt:

John Laurence Linsley-Hood,

West Monkton, Somerset (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 27. April 1962 (16 253)

ziemlich häufig als Folge von verdickten Folienrändern vorkommt oder die Folge von Dickenänderungen der Folie sein kann, oder weil die Oberflächenbeschaffenheit der Folie Schwankungen unterliegt und dadurch sich die von der Folienoberfläche reflektierte Lichtmenge ändert. Alle diese Schwankungen beeinflussen die Messung mit der bekannten Anordnung, so daß die mit ihr ermittelten Breitenschwankungen fehlerhaft sein können.

Es ist ferner eine Vorrichtung bekannt, mit der die Stellung einer Kante eines sich fortbewegenden Stahlbandes abgetastet wird, wobei die Kante in einen Lichtstrahl einschneidet, der mittels eines an einem Zapfen drehbar befestigten Spiegels auf eine photoelektrische Zelle gerichtet ist. Der Spiegel wird so bewegt, daß die auf die Zelle fallende Lichtmenge konstant bleibt, wie die Stellung der Blechkante auch immer sein mag. So bedeutet die Stellung des Spiegels eine direkte Angabe über die Stellung der Folienkante. Die Breite des Folienmaterials kann ermittelt werden, wenn für jede Kante eine Abtastvorrichtung und eine Vorrichtung zum Vergleich der Signale vorhanden sind. Diese Vorrichtung hat die schon erwähnten Nachteile, wenn statt eines Stahlbandes eine durchsichtige Folienbahn breitenvermessen werden soll.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaf-

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fen, mit der zuverlässige, von den obengenannten jedem der beiden Abtastköpfe 1 und 1'z.B. vier elek-Eigenschaftsschwankungen der Folie im wesentlichen irische Soffittenlampen 9. Von diesen wird Licht, das

unabhängige Meßwerte erhalten werden. durch ein Filter 10 diffus gemacht ist, über den Zwi-

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- schenraum, durch welchen die Kante der Folie 2 hinlöst, daß für jeden Abtastkopf mehrere photoelek- 5 durchläuft, auf den Licht empfangenden Ann 4 getrische Zellen transversal zur Fortbewegungsbahn der richtet. Das Licht geht beim Licht ausstrahlenden Folie nebeneinander vorgesehen sind und jeder Photo- Arm 3 durch einen ersten Polarisationsschirm 11 und zelle eine eigene Signalvorrichtung zugeordnet ist, von eine zum Schutz angebrachte Glasscheibe 12. Das denen jede bei Erregung ein festliegendes, von Licht- Diffusionsfilter 10 gewährleistet eine möglichst gleichintensität und Veränderung des Zellenzustandes un- io mäßige Intensität des Lichtes, und der Polarisationsabhängiges Signal hervorruft, und die Gesamtzahl der schirm 11 bewirkt, daß das den Arm 3 verlassende von den beiden Abtastköpfen im Signalsammler er- Licht linear polarisiert ist. Als Polarisationsschirm haltenen Signale ein Maß für die Abmessung der kann beispielsweise ein polarisierendes Bogenmaterial Folienbreite darstellt. (»Polaroid«) verwendet werden.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung können 15 Der Licht empfangende Arm 4 enthält z. B. einen Änderungen der Breite von sich fortbewegenden Satz von 32 photoelektrischen Zellen 13, von denen transparenten, doppelbrechenden Folien kontinuier- jede getrennt für sich in einer der 32 Vertiefungen 14 lieh gemessen werden, und die Messungen bleiben eines aus undurchsichtigem Material bestehenden weitgehend unbeeinflußt von irgendwelchen Änderun- Blocks 15 untergebracht ist. Die photoelektrischen gen, die sich bei den Eigenschaften der Folie ein- 20 Zellen 13 besitzen an dem Ende, das auf dem Boden stellen, z. B. falls die Kanten der Folie verdickt sind der Vertiefung 14 aufsitzt, eine lichtaufnehmende oder die Folienoberfläche in unregelmäßiger Weise Fläche. Elektrischer Strom wird von den photoelek-Unebenheiten aufweist oder die Lichtdurchlässigkeit irischen Zellen 13 durch Drähte 16 abgenommen, der Folie sich ändert Änderungen der Folienbreite welche zu dem Relaissatz 5 durch den Leiter 6 führen, werden angezeigt durch Änderungen der Anzahl 25 In den Block 15 sind Lichtkanäle 17 eingebohrt, von empfangener Signale, die ihrerseits von der Anzahl denen je einer zu dem Boden der verschiedenen Vererregter photoelektriseher Zellen abhängig sind. Da tiefungen 14 führt und es so ermöglicht, daß von dem die Anzahl der Signale allein von der Anzahl der Arm 3 kommendes Licht bis zu den photoelektrischen photoelektrischen Zellen abhängt, auf die Licht fällt, Zellen 13 dringt und diese erregt,
und keineswegs berührt wird von der Lichtmenge, die 30 Die Vertiefungen 14 mit den ihnen zugehörigen auf die Photozellen fällt, haben Wechsel der empfan- Kanälen 17 sind beim Ausführungsbeispiel in acht genen Lichtmengen, die auf wechselnder Doppel- parallelen Reihen von je vier Vertiefungen 14 parallel brechung und Lichtdurchlässigkeit der Folie beruhen, zur Querrichtung der Folie 2 angeordnet. Außerdem keinen Einfluß. sind die Vertiefungen 14 und die Kanäle 17 jeder

Doppelbrechende transparente Folien, deren Brei- 35 Reihe versetzt angeordnet im Verhältnis zu den Ver-

tenschwankungen mit Hilfe des erfindungsgemäßen tiefungen und Kanälen der benachbarten Reihen (vgl.

Gerätes festgestellt werden können, sind z.B. Folien Abb. 3).

aus regenerierter Cellulose, aus Celluloseacetat, aus In die Bahn des linear polarisierten Lichtes, das

Cellulosenitrat, aus Polyvinylalkohol, aus Kautschuk- von dem Ann 3 in Richtung auf die Kanäle 17 aus-

Hydrochlorid, aus Polyäthylen, aus Polypropylen, aus 40 geht, sind eine gläserne Schutzscheibe 18 und ein

Polyamiden oder aus Polyestern. zweiter Polarisationsschirm 19 eingeschaltet, welcher

Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines in bezug auf den ersten Polarisationsschirm 11 so

Ausführungsbeispiels veranschaulicht. So zeigt orientiert ist, daß das von dem Arm 3 kommende,

A b b. 1 einen schematischen Plan des erfindungs- linear polarisierte Licht ausgelöscht wird und daher

gemäßen Gerätes, 45 nicht zu den photoelektrischen Zellen 13 gelangt,

Abb. 2 einen Aufriß des Gerätes gemäß Abb. 1, wenn der Lichtweg innerhalb des Abtastkopfes nicht

zum Teil im Schnitt, durch eine durchsichtige lichtbrechende Folie gekreuzt

A b b. 3 einen Schnitt nach Linie A-B von A b b. 2, wird. Wird er jedoch durch die Kante einer solchen

A b b. 4 einen Schaltplan des elektrischen Teiles Folie 2 gekreuzt, so wird der Teil des Lichtstrahls, des Gerätes. 50 der die Folie 2 durchstrahlt, auf Grund der Doppel-Gemäß A b b. 1 ist je ein identischer Kanten-Ab- brechung der Folie elliptisch polarisiert und kann datastkopf 1 und 1' auf den beiden Seiten einer sich fort- her den zweiten Polarisationsschirm 19 durchdringen bewegenden transparenten, doppelbrechenden Folie 2, und die photoelektrischen Zellen 13, welche im Wege z. B. einer Folie aus regenerierter Cellulose, so an- dieses Lichtstrahlanteils liegen, erregen,
gebracht, daß jede der Folienkanten zwischen einem 55 Beim Gebrauch der erfindungsgemäßen Anordnung Licht ausstrahlenden Arm 3 bzw. 3' und einem Licht werden die beiden Abtastköpfe 1 und 1' so in einen empfangenen Arm 4 bzw. 4' der Abtastköpfe 1 und V Abstand voneinander gesetzt, daß in jedem Abtastdurchläuft, kopf etwa eine Hälfte des von dem Arm 3 bzw. 3'

Die elektrischen Signale von den Licht empfangen- ausgehenden Lichtstrahls durch die Folie 2 gekreuzt den Armen 4 oder 4' werden mit Hilfe von Leitern 6 60 wird. Auf diese Weise wird etwa die Hälfte der photo- und 6' an einen Relaissatz 5 weitergegeben, wo ein elektrischen Zellen 13 in jedem der Abtastköpfe 1 elektrischer Strom erzeugt wird, welcher ein Maß für bzw. 1' durch das Licht erregt, welches durch den den die Breite der Folie 2 ist, welche zwischen den Ab- Lichtstrahl kreuzenden Teil der Folie 2 dringt. Wenn tastköpfen 1 und 1' durchläuft. Der Strom wird durch die Folie 2 während ihres Durchgangs durch die beiein selbtsregistrierendes Amperemeter 8 ständig auf 65 den Abtastköpfe 1 bzw. 1' sich seitwärts verlagern dem Registrierstreifen 7 notiert. sollte, bleibt dennoch die Gesamtzahl der photoelek-

Der Licht ausstrahlende Arm 3 enthält bei der in irischen Zellen, die in den beiden Abtastköpfen erregt

A b b. 2 gezeigten erfindungsgemäßen Anordnung in werden, im wesentlichen konstant, vorausgesetzt,, daß

die Breite der Folie gleichbleibt. Wird die Folie jedoch schmaler, so wird die Gesamtzahl der erregten photoelektrischen Zellen 13 abnehmen, und andererseits wird sich die Gesamtzahl der erregten photoelektrischen Zellen 13 erhöhen, wenn die Folie 2 an Breite zunimmt.

Die erfindungsgemäße Anordnung arbeitet bereits, wenn nur zwei photoelektrische Zellen in jedem Abtastkopf 1 bzw. 1' vorhanden sind, doch spricht eine Anordnung mit nur zwei Zellen in jedem Abtastkopf auf geringfügige Breitenschwankungen nur schlecht an.

Um eine höhere Empfindlichkeit der Meßanordnung zu erzielen, muß man die Zahl der photoelektrischen Zellen, die je Längeneinheit der Folie angeordnet sind, erhöhen und die Zellen 13 so dicht wie möglich nebeneinander anordnen. Eine noch höhere Empfindlichkeit wird bei der vorzugsweise angewendeten Ausführungsform erreicht, bei der zwei oder noch mehr untereinander parallele Reihen von photoelektrischen Zellen quer zur Folienbahn nebeneinander angeordnet sind und dabei die photoelektrischen Zellen in jeder Reihe im Verhältnis zu den photoelektrischen Zellen in den benachbarten Reihen versetzt sind.

Eine zweckdienliche Art von Signalvorrichtung, die jeder photoelektrischen Zelle zugeordnet ist und mit ihr zusammenwirkt, ist eine gasgefüllte Triggerröhre, die öffnet und einen vorausbestimmten elektrischen Strom von konstanter Stärke durchläßt, wenn die zugehörige photoelektrische Zelle durch Licht erregt wird (Abb. 4).

Der Gesamtstrom, welcher von den Triggerröhren in beiden Abtastköpfen fließt, kann leicht dadurch bestimmt werden, daß man alle Triggerröhren an einen aus einem Amperemeter bestehenden Signalsammler anschließt. Die von diesem Amperemeter angezeigten Werte stellen ein Maß für alle Licht empfangenden photoelektrischen Zellen und somit gleichzeitig ein Maß für die Breite der Folie dar. Man bevorzugt Amperemeter, die selbstregistrierend sind und auf einem sich bewegenden Registrierstreifen eine fortlaufende Aufzeichnung machen, aus der Schwankungen in der Breite der Folie leicht abzulesen sind.

Die Signalvorrichtung kann auch eine mechanische oder eine hydraulische Vorrichtung sein, welche durch den elektrischen Strom in Betrieb gesetzt wird, der durch die photoelektrische Zelle bei Erregung durch Licht fließt, wobei dann ein entsprechender Signalsammler die mechanischen oder hydraulischen Signale summiert.

Gemäß A b b. 4 ist jede der photoelektrischen Zellen 13 mit einer gasgefüllten Triodenröhre 20, die auch als Triggerröhre bezeichnet wird, in dem Relaissatz 5 verbunden. Die photoelektrischen Zellen 13 werden mit Gleichspannung von 250 Volt, die an die Zuleitungsdrähte 21 und 22 angelegt sind, versorgt, und beim Auftreten eines Stroms, der dadurch entsteht, daß Licht eine Zelle 13 erreicht und sie erregt, tritt ein Spannungsabfall über einen Widerstand 23 in dem Stromkreis ein, zu dem die Zelle 13 gehört.

Die Trioden 20 werden mit gleichgerichteter Wechselspannung von 150 Volt, die an die Zuleitungsdrähte 24 und 25 angelegt sind, versorgt und befinden sich normalerweise im nichtleitenden Zustand. Wenn jedoch über den Widerstand 23 ein Spannungsabfall 6g eintritt, so wird das Gitter der angeschlossenen Triode stärker positiv, die Triode 20 öffnet und in dem Stromkreis der Triode fließt ein Strom, bis die mit dieser Triode verbundene photoelektrsiche Zelle 13 nicht mehr durch Licht erregt wird und die Gitterladung dadurch weniger positiv wird. Der durch jede der Trioden 20 fließende Strom wird mit Hilfe eines variablen Widerstandes 26 so auf den gleichen Wert für jede Triodenröhre 20 festgesetzt, daß der Gesamtstrom, welcher durch das an die Drähte 22 und 25 angeschlossene registrierende Amperemeter fließt, direkt proportional ist der Anzahl von Triodenröhren 20, die zum gleichen Zeitpunkt leitend sind, und somit auch zu der Anzahl der zu diesem Zeitpunkt erregten photoelektrischen Zellen 13.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Messung von Breitenschwankungen einer sich fortbewegenden durchsichtigen doppelbrechenden Folie, wobei für die beiden Folienkanten je ein Kantenabtastkopf mit Lichtquelle und photoelektrischer Zelle sowie ein Paar dazwischenliegender Polarisationsschirme vorgesehen ist, von denen der erste Polarisationsschirm das ausgesandte Licht linear polarisiert und der zweite Polarisationsschirm das direkt vom ersten Schirm kommende Licht auslöscht, und die voneinander getrennt sind zwecks Bildung eines Durchgangsweges, durch den eine Folienkante wandern kann, und das vom ersten zum zweiten Polarisationsschirm strömende Licht so dreht, daß Licht durch die Folie und den nachgeschalteten Polarisationsschirm auf die photoelektrische Zelle fällt und von dieser bei Erregung ein Signal zu einem für beide Kantenabtastköpfe gemeinsamen Signalsammler geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Abtastkopf mehrere photoelektrische Zellen (13) transversal zur Fortbewegungsbahn der Folie (2) nebeneinander vorgesehen sind und jeder Photozelle (13) eine eigene Signalvorrichtung (20) zugeordnet ist, von denen jede bei Erregung ein festliegendes, von Lichtintensität und Veränderung des Zellenzustandes unabhängiges Signal hervorruft, und die Gesamtzahl der von den beiden Abtastköpfen (1, 1') im Signalsammler (8) erhaltenen Signale ein Maß für die Abmessung der Folienbreite darstellt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die photoelektrischen Zellen (13) in den Kantenabtastköpfen (1, Γ) in zwei oder mehr parallelen Reihen angeordnet und die photoelektrischen Zellen (13) jeder Reihe gegenüber denen der benachbarten Reihen versetzt sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalvorrichtungen gasgefüllte Trioden (20) sind, die je beim öffnen einen Strom von stets gleichbleibender Größe abgeben.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalsammler (8) vorzugsweise ein schreibendes Amperemeter ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 780 803;
britische Patentschrift Nr. 627 228;
USA.-Patentschriften Nr. 2 237 811, 2 474 906.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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