DE1573839A1

DE1573839A1 - Photoelectronic device for scanning material webs

Info

Publication number: DE1573839A1
Application number: DE19661573839
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Winfried Piepenbrink; Adolf Triller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-12-09
Filing date: 1966-12-09
Publication date: 1970-04-09
Also published as: DE1573839B2

Description

Photoelektronische Einrichtung zum Abtasten von Materialbahnen Die Erfindung betrifft eine photoelektronische Einrichtung zum Abtasten von Materialbahnen, insbesondere Textilbahnen auf Fehler, die durch Faenriß oder Nadelbruch entstehen. Photoelectronic device for scanning material webs Die The invention relates to a photoelectronic device for scanning material webs, especially textile webs for defects caused by tearing or broken needles.

Zur Erfassung von Pehlern in einfarbiger gewirkter Ware ist es bekannt, einen eine Lampe und einen photoelektronischen Empfänger enthaltenden Optikkopf periodisch quer über die Ware zu bewegen. Beim Auftreten eines Fehlers, beispielsweise durch Fadenbruch oder Nadeldefekt, tritt an dieser Stelle des Materiales ein dunkler Längsstreifen auf, der von der photoelektronischen Einrichtung erkannt wird.For the detection of faults in single-colored knitted goods, it is known an optical head containing a lamp and a photoelectronic receiver to move periodically across the goods. When an error occurs, for example due to thread breakage or needle defect, a darker part appears at this point in the material Longitudinal stripe, which is recognized by the photoelectronic device.

Diese Methode der Fehlererfassung versagt, wenn der Stoff aus Päden unterschiedlicher Färbung hergestellt wird, beispielsweise ein weißes Material mit dunklen Längsstreifen.This method of error detection fails when the fabric is padded different coloring is produced, for example a white one Material with dark vertical stripes.

Der Kontrast der dunkleren Fäden gegenüber dem helleren Grund kann dabei ein Vielfaches des Pehlerkontrastes betragen. Es ist dann für das photoelektronische Gerät nicht möglich, die beabsichtigten schwarzen anstreifen von Fehlerstreifen zu unterscheiden.The contrast of the darker threads against the lighter background can be be a multiple of the Pehlerkontrast. It is then for the photoelectronic Device not possible, the intended black stripes of error stripes to distinguish.

Es wurde bereits vorgeschlagen, die erhöhte Lichtiurchlässigkeit des Materials an der Fehlerstelle zur Erkennung auszunützen. Dies kann auf bekannte Weise so geschehen, daß das zu prüf ende Material an der Abtaststelle mit einem gut reflektierenden Material unterlegt wird und der durch den Fehler hindurch reflektierte Anteil des Lichtes zur Auslösung des Fehlersignales benützt wird. Diese Methode ist jedoch nur bei grcßen Fehlern, die eine breite Lücke im Gewirk verursachen, erfolgreich anwendbar. Bei vielen Gewirkarten, läßt eine Fehlerstelle nur sehr wenig Licht passieren, so daß auch hier eine sichere Unterscheidung zwischen Fehler und Muster nicht möglich ist.It has already been suggested that the increased light transmission of the To use material at the point of failure for detection. This can be known to Way done so that the material to be tested at the scanning point with a Well reflective material is placed underneath and which is reflected through the defect Part of the light is used to trigger the error signal. This method is only available for large defects that cause a wide gap in the knitted fabric, successfully applicable. With many types of knitted fabric, a flaw leaves very little Light pass, so that here, too, a sure distinction between error and Pattern is not possible.

Die Erfindung geht von der an sich bekannten Verwendung von sogenannten Rückstrahlern als reflektierendem Material unter der Stoffbahn aus. Rückstrahler haben bekanntlich die Eigenschaft, daß sie das auffallende Licht nur in der Einfallsrichtung in sich zurückwerfen. Die Oberfläche des zu prüfenden Materiales kann dagegen etwa als diffuser Reflektor betrachtet werden, der das auffallende Licht gleichmäßig in den Raumwinkel 2= reflektiert. Bei relativ dichtem Material überwiegt die in den Optikkopf reflektierte diffuse Strahlung und dementsprechend wird das Signal von den im Material vorhandenen dunklen oder hellen Streifen moduliert.The invention is based on the known use of so-called Reflectors as a reflective material under the fabric. Reflector It is well known that they have the property that they only see the incident light in the direction of incidence throw back in itself. The surface of the material to be tested, however, can be about than diffuse Reflector to be considered, of the incident light evenly reflected in the solid angle 2 =. In the case of relatively dense material predominates the diffuse radiation reflected in the optical head and, accordingly, the Signal is modulated by the dark or light stripes in the material.

Gemäß dem Vorschlag der Erfindung wird diese unerwünschte llodulation durch die Verwendung von zwei in Brücke geschalteten photoelektronischen Wandlern eliminiert. Eine photoelektronische Fehlerstellen-Überwachungsvorrichtung, insbesondere zur tiberwachung von gewirkten Materialbahnen, unter Anwendung einer in der Querrichtung die Materialbahn abtastenden lichtelektrischen Abtastvorrichtung und mit Anwendung eines unterhalb der zu überwachenden Material @ahn angeordneten Rückstrahlere (Jcotchlite), kennzeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch, daß zwei ausgangsseitig einer Brückenschaltung oder Differenzschaltung angehörende Lichtdetektoren in dem optischen Strahlengang derart angeordnet sind, daß der eine Lichtdetektor nur auf das diffus von der Materialbahn gestreute Licht und der andere Lichtdetektor sowohl auf da diffus von der Materialbahn gestreute Licht mit gleicher Empfindlichkeit wie der erstgenannte Lichtdetekter 1 auch, in Autokollimation in bezug auf die Lich@quelle angeordnet, auf das von dem Rückstrahler @urückreflektionte Licht anspricht.According to the proposal of the invention, this undesired modulation through the use of two photoelectronic converters connected in a bridge eliminated. A photoelectronic flaw monitoring device, in particular for monitoring knitted webs of material, using one in the transverse direction the material web scanning photoelectric scanning device and with application a reflector (Jcotchlite) arranged below the material to be monitored, is characterized according to the invention in that two output side of a bridge circuit or light detectors belonging to a differential circuit in the optical beam path are arranged such that the one light detector only on the diffuse of the material web scattered light and the other light detector both on as diffuse from the material web scattered light with the same sensitivity as the former light detector 1 also, arranged in autocollimation with respect to the source of light, to that of the reflector @ back-reflected light addresses.

Bei intaktem Material werden beide photoelektronischen Wandler von derselben diffus reflektierten Strahlung getroffen und es entsteht kein Signal am Ausgang der Brückenschaltung. Im Falle eines Fehlers erhält der Wandler im Autokollimationsstrahlengang zusätzlich das durch die Fehlerstelle hindurchtretende und wieder zurückreflektierte Licht und die Brücke wird dementsprechend verstimmt und erzeugt ein Fehlersignal.If the material is intact, both photoelectronic converters will be hit the same diffuse reflected radiation and there is no signal at the Output of the bridge circuit. In the event of an error, the transducer receives in the autocollimation beam path in addition, that which passes through the fault location and is reflected back again The light and the bridge are detuned accordingly and generate an error signal.

Insbesondere bei glänzendem Material, das aus Fäden verschiedener Stärke und evt. auch verschiedenem Querschnitt besteht, ist es möglich, daß durch die unterschiedlichen Beobachtungswinkel der beiden Empfänger ein Differenz signal auch bei fehlerfreiem Gewirk durch eine am Material gerichtetreflektierte strahlung ausgelöst wird. Dies kann dadurch vermieden werden, daß beide Empfänger unter demselben Winkel das Material betrachten und die Trennung von Materialreflexion und Reflektorstrahlung auf nichtgeometrische Weise erfolgt.Especially in the case of shiny material made up of different threads Thickness and possibly also a different cross-section, it is possible that through the different viewing angles of the two receivers produce a difference signal Even if the knitted fabric is flawless, due to radiation reflected in a directional manner on the material is triggered. This can be avoided by having both receivers under the same Consider the angle of the material and the separation of material reflection and reflector radiation done in a non-geometric manner.

Dies geschieht nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung durch die Verwendung von Folarisationsfiltern. Das von dem unterhalb der zu überwachenden Materialbahn angeordnete Rückstrahler z.B. vom sogenannten Scotchlite zurückgeworfene Licht wird durch dieses nicht in seiner chwingunf~srichtung verändert, während dies bei der vom Gewirk reflektierten strahlung der Fall ist.This is done according to a further proposal of the invention by the Use of folarization filters. That of the one below the one to be monitored Reflectors arranged in a material web, e.g. reflected back from the so-called Scotchlite Light is not changed in its oscillation direction by this, while this is the case with the radiation reflected by the knitted fabric.

Die Anordnung ist dabei zweckmäßigerweise so ausgebildet, daß beide Lichtdetektoren in bezug auf die Lichtquelle in Autokollimation angeordnet sind und die Lichtquelle polarisiertes Licht aussendet und mindestens vor dem einen Licht detektor eine senkrecht zu der Polarisationsvorrichtung der Lichtquelle polarisierende Vorrichtung angeordnet ist.The arrangement is expediently designed so that both Light detectors are arranged in autocollimation with respect to the light source and the light source emits polarized light and at least in front of the one light detector a polarizing perpendicular to the polarization device of the light source Device is arranged.

Es könnten jedoch auch vor beiden Lichtdetektoren je eine, in bezug aufeinander senkrecht polarisierende Polarisationsvorrichtung vorgesehen sein. Ist nur vor dem einen Lichtdetektor eine Folarisationsvorrichtung vorgesehen, so werden Mittel angewendet, durch die das Ausgangssignal desjenigen Xichtietektors, vor dem eine Polarisationsvorrichtung nicht angeordnet ist, bei Beaufschlagung mit gestreutem Licht mit gleicher Intensität auftritt, wie das Signal, das der andere Lichtdetektor liefert, vor dem eine Polarisationsvorrichtung angeordnet ist. Es können auch vor beiden Lichtdetektoren senkrecht zueinander polarisierende Polarisationsvorrichtungen vorgesehen sein, wodurch sichergestellt wird, daß beide Lichtdetektoren auf das diffus rückgestrahlte Licht mit gleicher Intensität ansprechen.However, there could also be one in front of each of the two light detectors polarization device polarizing perpendicularly to one another may be provided. is a folarization device is only provided in front of the one light detector Means applied by which the output of that Xichtietektors before a polarization device is not arranged when exposed to scattered Light occurs with the same intensity as the signal that the other light detector supplies, in front of which a polarization device is arranged. It can also be before two light detectors polarizing devices polarizing perpendicular to each other be provided, thereby ensuring that both light detectors on the Address diffusely reflected light with the same intensity.

Das vom rückstrahlenden Material reflektierte Licht kann dementsprechend nur auf den einen Wandler, das vom diffusen Material zurückgeworfene Licht dagegen auf beide Wandler gelangen. Eine Brückenverstimmung wird also nur von dem durch das zu prüfende Material gelangenden Licht ausgelöst.The light reflected from the retroreflective material can accordingly only on one transducer, the light reflected by the diffuse material on the other hand on both converters reach. A bridge upset will only be triggered by the light passing through the material to be tested.

Das zum Polarisator parallel orientierte Polarisationsfilter vor dem Lichtwandler für das polarisiert reflektierte Licht kann auch entfallen. In diesem Palle wird ein Lichtteiler benützt, der ein Reflexions : Transmissionsverhältnis von ca. 0,67 : 033 besitzt, um eine gleiche Intensität der nicht polarisierten Strahlung auf beiden Empfängern zu erhalten.The polarization filter, oriented parallel to the polarizer, in front of the Light converters for the polarized reflected light can also be omitted. In this Palle uses a light splitter that has a reflection: transmission ratio of about 0.67: 033 has an equal intensity of the non-polarized radiation to receive on both receivers.

Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Anordnung mit geometrisch getrennt angeordneten Wandlern; Figur 2 ein zu prüfendes Material; Figur 3 eine Anordnung mit Polarisationsfiltern.Figure 1 shows the arrangement according to the invention with geometrically separated arranged transducers; FIG. 2 a material to be tested; Figure 3 shows an arrangement with polarization filters.

Das von der Lampe 1 ausgesandte Lichtbündel wird von einem halbdurchlässigen Spiegel 2 umgelenkt und durch eine Linse 3 auf die Materialbahn 4 fokussiert. Unter der Materialbahn befindet sich rückstrahlendes Material 5. Das von diesem reflektierte Licht wird in der Senderichtung zurückgeworfen und gelangt daher nach Durchdringen des Spiegels 2 auf den Photowiderstand 6. Ein Teil des vom zu prüfenden Material 4 diffus nach allen Richtungen gestreuten Lichtes gelangt durch die Linse 3 auf den Photowiderstand 7. Eine Blende 9 dient zur Ausblendung des Sendelichtbündels. An der Brücke erscheint bei 8 nur dann ein Signal, wenn die Photowiderstände 6 und 7 unterschiedlich belichtet werden, d.h., wenn Licht durch das Material 4 infolge eines Fehlers 4 gelangen kann.The light beam emitted by the lamp 1 is made of a semi-transparent one Mirror 2 deflected and focused on the material web 4 through a lens 3. Under the material web is reflective material 5. The reflected from this Light is reflected back in the direction of transmission and therefore arrives at penetration of the mirror 2 on the photoresistor 6. Part of the material to be tested 4 light scattered diffusely in all directions passes through the lens 3 the photoresistor 7. A diaphragm 9 is used to mask out the beam of transmitted light. A signal appears at the bridge at 8 only if the photoresistors 6 and 7th be exposed differently, i.e. when light passes through the material 4 can occur as a result of an error 4.

In Figur 2 ist ein Material 4 mit beispielsweise dunklen Streifen 4' und einer Fehlerstelle 4" dargestellt.In FIG. 2 is a material 4 with, for example, dark stripes 4 'and an error point 4 "is shown.

In der Anordnung gemäß Figur 3 ist ein Polarisationsfilter 10 vor der Lampe 1 angeordnet. Im Empfangsstrahlengang ist weiterhin ein teildurchlässiger Spiegel 13 vorgesehen, der etwa 50 70 des reflektierten Lichtes auf den Photowiderstand 7 lenkt, während der andere Anteil auf den Photowiderstand 6 gelangt. Vor dem Fhotowiderstand 6 ist ein Analysator angeordnet, dessen Durchlaßrichtung mit der des Polarisators 10 übereinstimmt. Auf den photoelektrischen Wandler 6 gelangt dementsprechend etwa die Jlälfte der vom Material 4 auf die Linse 3 diffus reflektierten strahlung, außerdem, im Falle eines Fehlers 4", der polarisiert vom Reflektor 5 zurückgeworfene Anteil. Der Wandler 7 empfängt dagegen nur etwa 50 % der in Richtung der Linse 3 vom Material 4 diffus zurückgeworienen Strahlung.In the arrangement according to FIG. 3, a polarization filter 10 is provided the lamp 1 arranged. A partially transparent beam is still in the receiving beam path Mirror 13 is provided, which takes about 50 70 of the reflected light onto the photoresistor 7 steers, while the other part reaches the photoresistor 6. Before the photo resistor 6 an analyzer is arranged, the transmission direction of which corresponds to that of the polarizer 10 matches. Correspondingly, approximately reaches the photoelectric converter 6 half of the radiation diffusely reflected from the material 4 onto the lens 3, in addition, in the case of a 4 ″ error, the polarized portion reflected back by the reflector 5. In contrast, the transducer 7 receives only about 50% of the amount in the direction of the lens 3 from the material 4 diffusely recovered radiation.

Der Analysator 12 kann entfallen, wenn das Reflexions Tranini ionsverhältnis des LStrahlenteilers 13 etwa 0,67:0,33 gewählt wird.The analyzer 12 can be omitted if the reflection training ratio of the beam splitter 13 is selected to be about 0.67: 0.33.

Unter "Scotchlite" wird eine Reflexionsfolie verstanden, die aus in Kunststoff teilweise eingebetteten Glaskügelchen mit einer Spiegelhinterlegung besteht. Derartige Reflexionsfolien werden von der Minnesota Mining Manufacturing Company unter dem Namen "Scotchlite" in den Handel gebracht und für viele Zwecke verwendet.“Scotchlite” is understood to mean a reflective film made from in Plastic partially embedded glass beads with a mirror backing consists. Such reflective sheeting is available from Minnesota Mining Manufacturing Company Marketed under the name "Scotchlite" and used for many purposes.

Patentansprüche:Patent claims:

Claims

P a t e n @ t a n s p r ü c h e 1. Photoelectronic fault location monitoring device, especially for monitoring knitted material webs, using a photoelectric scanning device scanning the material web in the transverse direction and with the use of one arranged below the web of material to be monitored Reflectors (Scotchlite), d u r c h e k e n n n z e i c h n e t, d a ß two on the output side of a bridge circuit belonging light detectors (6, 7) in the optical beam path are arranged such that the one light detector (7) only on the light scattered diffusely by the material web (4) and the other light detector (6) both on the diffusely from the material web (4) scattered light with the same Sensitivity like the first-mentioned light detector (6) as well as in autocollimation arranged with respect to the light source, on that reflected back by the retro-reflector (5) Light appeals.

2. Arrangement according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, that the first-mentioned light detector (7) responds to a light beam bundle, angularly in relation to the light detector working in autocollimation (6) the influencing bundle is offset.

3. Arrangement according to claim 1, d a d <1 u r c h g e k e n n -z e i c h II e t that both light detectors (6, 7) with respect to the light source in Autocollimation are arranged and the light source (1) polarized light (10) emits and in front of the one light detector (7) one perpendicular to the direction of polarization the polarization device (9) of the light source (1) polarizing polarization device (11) is arranged.

4. Arrangement according to claim 3, d a d <1 ur c h g e k e n n -z e i c h n e t, <1 a a ß in front of both light detectors (6, 7) perpendicular to one another polarizing polarization devices (11, 12) are provided.

L e r s e i t e