DE2140752A1

DE2140752A1 - Photoelektrische Vorrichtung zur Messung der Schwankungen in der opti sehen Dichte einer bewegten Bahn

Info

Publication number: DE2140752A1
Application number: DE19712140752
Authority: DE
Inventors: Ir Luc Yves Berchem Natens (Belgien)
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1970-08-25
Filing date: 1971-08-13
Publication date: 1972-03-02
Also published as: GB1364439A; BE771380A; CA946956A; US3809911A; DE2140752C3; FR2104264A5; DE2140752B2

Description

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AGi¹A-GEVAERT AG

U. ftug. OT

Photoelektrische Vorrichtung zur Messung der Schwankungen in der optischen Dichte einer bewegten Bahn

Priorität : Gross"britannien, den 25.August 1970, Anm.Hr.40 884-/70

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine photoelektrische Vorrichtung zur Messung oder Bestimmung der Schwankungen in der optischen Dichte einer bewegten Bahn.

Wenn eine Bahn transportiert wird, z.B. durch eine Anzahl Rollen, so neigt die Bahn dazu zu vibrieren. Diese Vibrationen stören nicht ernstlich die Dichte einer Bahn von spiegelndem, d.h. nicht streuendem Material; da aber die Vibrationen Änderungen in der Entfernung zwischen der Bahn und einem zum Aufspüren der Strahlen verwendeten Detektor ergeben, welche Strahlen durch die Bahn verändert werden, stb'ren die Vibrationen doch die Messung der Dichte einer Bahn strahlendiffundierenden Materials.

Es ist ein Gegenstand der Erfindung, eine photoelektrische Vorrichtung zur Messung der Dichte einer bewegten Bahn von strahlendiffundierendem Material zu schaffen, wobei die Energie, die auf den Detektor trifft, nicht wesentlich durch die Vibrationen des Materials beeinflusst wird.

Es ist ein weiterer Gegenstand der Erfindung, eine solche Vorrichtung zu schaffen, die geeignet ist, die Dichte sowohl von strahlendiffundierendem Material als auch von spiegelndem Material zu messen.

Eine photoelektrische Vorrichtung zur Messung oder Bestimmung der Schwankungen der optischen Dichte einer bewegten Bahn besteht aus :

GV. W

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(a) einer Strahlungsenergiequelle, 2140752

(b) einem Detektor mit einer lichtempfindlichen Oberfläche, die derart aufgebracht ist, dass die photoempfindliche Oberfläche die Strahlungsenergie empfängt, die von dieser Quelle ausgesendet wird und die durch das Bahnmaterial verändert worden ist, und

(c) einem Schirm, der die Strahlungsenergie "aufnimmt und der derart angeordnet ist, dass er einen Teil der veränderten Strahlung unterbricht, die sonst den Detektor erreichen würde, wobei die Entfernung zwischen der wirklichen Ftihrungsebene der Bahn und dem Detektor und die Entfernungen zwischen dem Schirm und dem Detektor sowie den Abmessungen des Schirms und dem Detektor derart gewählt sind, dass die Schwankungen in der Entfernung zwischen der Bahn und dem Detektor, welche infolge der Vibration der Bahn auftreten, im wesentlichen keine Wirkung auf die Menge der veränderten Strahlung haben, die auf die Detektoroberfläche auftrifft.

Die tatsächliche. Entfernung zwischen dem Detektor und der wahren Führungsebene der Bahn kann derart sein, dass in einer Kurvenbildauf tragung die Energien, die auf die empfindliche Oberfläche des Detektors aus verschiedenen Entfernungen von der Bahn auftreffen, die t at sächliche Entfernung in einer solchen Lage auf der Kurve liegt, dass χ-γ^ O ist, wobei E die Energie ist, die auf die Detektoroberfläche einfällt, und 1 die wirkliche Entfernung darstellt.

Der gewünschte Genauigkeitsgrad der Dichtemessung, hängt von den besonderen für den gegebenen Gebrauch dieser Vorrichtung in Aussicht genommenen Zwecken ab. Im allgemeinen werden Vorrichtungen bevorzugt, bei welchen die Energie, die auf die Detektoroberfläche einfällt, nicht mehr als 1 % als lolge der Vibration der Bahn schwankt«,

Die Vorrichtung kann derart konstruiert sein, dass sie tatsächliche optische Dichtewerte anzeigt oder Signale, die diese Werte vertreten, oder die Vorrichtung kann derart konstruiert sein, dass lediglich Schwankungen in der optischen

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Dickte von einer Lage auf der Bahn "bis zu einer anderen Lage angezeigt werden oder wenn die optische Dichte mit vorgeschriebenen Abmessungen z.B. Abmessungen, die aus einem Minimum und/oder einem Maximum zulässiger optischer Dichte bestehen, nicht übereinstimmt.

Bestimmte Ausführungsformen der Erfindung werden gemäss den beigegebenen Zeichnungen beschrieben. Es zeigen :

IFig. 1 die schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Vorrichtung,

Fig. 2 eine abgeänderte erfindungsgemässe Vorrichtung,

Fig. 3 ein Kurvenbild mit der Energie, die auf den photoelektrischen Detektor als Funktion der Entfernung zwischen der Ebene der Bahn und dem Detektor auftrifft, und

Fig. 4 ein Kurvenbild der Ausgangsleistung des Detektors als Funktion der Entfernung zwischen der Bahn und dem Detektor für eine Vorrichtung gemäss Fig. 2.

In der Fig. 1 richtet eine Lampe 10 z.B. Infrarotlicht auf eine Linse 11, welche ein Bündel von im wesentlichen parallelen Lichtstrahlen auf eine bewegte Materialbahn richtet, wie z.B. auf eine photographische Filmbahn 12. Wenn der Film 12 die vervfendete Strahlung diffundiert, d.h. diese Diffusion durch eine lichtempfindliche Silbersalzgelatineschicht stattfinden kann, die auf einem durchsichtigen Triacetat-oder Polyesterträger vorgesehen ist, so wird ein diffuser Strahlungsfleck auf dem Film 12 erzeugt. Auf der anderen Seite des Films 12 befindet sich ein photoelektrischer Detektor 1²J-, dessen lichtempfindliche Oberfläche in einer Entfernung JL von dem Fleck entfernt ist. In einer Entfernung _a, gemessen vom Detektor zum Fleck 15, ist ein strahlungs aufnehmender. Schirm 13 angeordnet. Die Anordnung ist derart getroffen, dass der Schatten des Schirms 13 vollkommen auf den photoelektrischen Detektor 14 fällt.

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Die Energie, die auf den Detektor 14 auf trifft, wenn der Schirm 13 entfernt wird, ist eine Funktion der Entfernung JL. In Fig. 3 ist ein Kurvenbild der Energie E_x, "beim Auf treffen auf den photoelektrischen Detektor als Funktion der Entfernung JL gezeigt. Ein ähnliches Kurvenbild kann auch von der Energie Ep aufgezeichnet werden, welche auf den Schirm 13 als Funktion der Entfernung (JL - _a) vom Schirm 13 zum Film 12 auf tr if ft.

Es ist augenscheinlich, dass die auf den Detektor 14 auftreffende Energie gleich (E^-Eo) ist, wenn der Schirm 13 davor angeordnet ist. Wenn a. konstant bleibt, dann ist E=(E^-E₂), wie es graphisch als eine Funktion von JL bestimmt werden kann, indem man die Koordinaten beider Kurvenbilder in Übereinstimmung bringt, dann das Kurvenbild mit E₂ über eine Länge _a zur Linken hin parallel mit den Abszissen verschiebt und danach die Ordinate des Kurvenbildes von Ep von der des Bildes von Ey, abzieht.

Das Kurvenbild von E als einer Funktion von 1_» wie man auf diese Weise erhält, kann ein oder mehrere Extreme aufweisen, z.B. Punkte, in welchen die Tangente auf der Kurve horizontal liegt; die Werte der Entfernung, die diesen Punkten entsprechen, genügen der Gleichung 4—γ =0.

Es ist auch möglich, ein streuendes Bündel statt eines Bündels mit parallelen Strahlen zu verwenden, wie in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 benutzt wird. Als Ergebnis der Vibration des Films wird der Fleck 15 abwechselnd grosser und kleiner, " jedoch bleibt die Energiemenge, die auf den Film gerichtet wird, ziemlich konstant. Es ist fernerhin auch möglich, ein Kurvenbild der Energie E aufzunehmen, die auf den photoelektrischen Detektor auftrifft, um ein Ausführungsbeispiel zu erhalten, in welchem ein streuendes Strahlenbündel benutzt wird. Wenn die Entfernung JL derart ist, dass die Tangente auf der Kurve E(I) horizontal verläuft, dann bleibt der Ausgang des Detektors durch die Vibrationen des Films im wesentlichen unberührt.

Die Vorrichtung gemäss Fig. 2 ist empfindlicher. In dieser Vorrichtung ist der Parabolspiegel 16 hinter dem photoelek-

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trischen Detektor 17 montiert, so dass die strahlende Energie zum Detektor hin reflektiert wird. Auf der nichtempfindlichen Seite des Detektors 17 wird der Schirm 13 montiert. Statt den Schirm neben dem Detektor anzuordnen, konnte der Schirm in gleicher Entfernung vom Detektor angeordnet werden.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist der photoelektrische Detektor 17 derart angeordnet, dass seine photoelektrische Oberfläche an der bildbildenden Stelle des zerstreuten Lichtflecks 15 liegt. Der photoelektrische Detektor kann auch derart angeordnet sein, dass die MldMldende Stelle während der Vibration des Films teilweise nächst der bildbildenden Stelle der diffusen Lichtquelle kommt, so dass die Energie, die auf den Detektor auftrifft, nicht linear als Punktion der Entfernung IL schwankt. Dieses besondere, nicht lineare Phänomen kann sich z.B. in einem zweiten Extrem in der Kurve E(l_) zeigen. Bei gewisser Sorgfalt, bei gleichem Wert der beiden Extremwerte und naher Anordnung ist es möglich, einen ziemlich flachen Abschnitt in der Kurve EQJ zu erhalten, der zeigt, dass die auftreffende Energie in diesem Abschnitt naher unabhängig von der Entfernung I₁, d.h. der Vibration des Films ist.

In der Praxis weichen die Ausgangssignale des Detektors von der Theorie ab, die in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben wird, da die unterschiedliche Reflektions- und Absorbierungskraft der Oberflächenschicht des photoelektrischen Detektors als Funktion des Einfallswinkels besteht. Ein anderer Grund ist die nicht scharfe Wiedergabe des Lichtflecks 15 in der Ebene des Detektors 17, so dass nur ein Teil der reflektierten Energie vom Detektor 17 empfangen wird. Ein weiterer Grund ist die einseitige Empfindlichkeit des Detektors 17» wodurch ein Teil der reflektierten Energie, der mit einem grösseren Winkel relativ zur Achse 18 der Vorrichtung reflektiert wird als 90 Grad, verlorengeht.

Beispiel

In Fig. 4 ist ein Kurvenbild V für einen medizinischen Röntgenfilm gegenüber _1 gezeigt, der durch eine Lampe und Linse be~ leuchtet wird. Der zerstreute Fleck auf dem Film hat einen

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Durchmesser von 40 mm. Es wird die Vorrichtung nach Fig. 2 verwendet, die aus einem Parabolspiegel 16 und einem Detektor mit seiner lichtempfindlichen Oberflache in der Fokusebene des Spiegels besteht. Der Schirm 13 hat einen Durchmesser von 30 mm. Vor dem Detektor ist ein rotübertragender Filter angeordnet. Der Detektor hat die Masse 10 χ 20 mm.

Vom Kurvenbild nach Fig. 4 ist die Ausgangsspannung V des Detektors 17_? ausgedrückt in mV, ersichtlich, wobei diese Spannung um mehr als 1 % schwankt, wenn sich 1_ zwischen den Werten 7 cm und 12,7 cm ändert.

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Claims

Patentansprüche

rU/Photoelektrische Vorrichtung zur Messung oder Bestimmung der

Schwankungen der optischen Dichte einer bewegten Bahn, dadurch gekennzeichnet, dass sie besteht aus :

(a) einer Strahlungsenergiequelle,

(b) einem Detektor mit einer lichtempfindlichen Oberfläche, die derart angebracht ist, dass die photoempfindliche Oberfläche die Strahlungsenergie empfängt, die von der Quelle ausgesendet wird und die durch das Bahnmaterial verändert worden ist, und

(c) einem Schirm, der die Strahlungsenergie aufnimmt und derart angeordnet ist, dass er teilweise die veränderte Strahlung unterbricht, die sonst den Detektor erreichen würde, wobei die Entfernung zwischen der wirklichen ITührungsebene der Bahn und dem Detektor und die Entfernungen zwischen dem Schirm und dem Detektor sowie den Abmessungen des Schirms und dem Detektor derart gewählt sind, dass die Schwankungen in der Entfernung zwischen der Bahn und dem Detektor, welche info^ der Vibration der Bahn auftreten, im wesentlichen ohne Wirkung auf die Menge der veränderten Strahlung sind, die auf die Detektoroberflache auftrifft.
2. Photoelektrische Vorrichtung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Parabolspiegel an der Seite des Detektors gegenüber der Bahn montiert ist und die lichtempfindliche Oberfläche des Detektors solchem Spiegel gegenübersteht.
3. Photoelektrische Vorrichtung gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die bildbildende Stelle der Strahlungsenergiequelle nicht völlig mit der photοempfindlichen Oberfläche des Detektors übereinstimmt.

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