DE19948837A1

DE19948837A1 - Continuous non-contact measurement of thickness of organic deposit improving textile or metallic sheet, evaluates near infra red returns at measurement- and reference wavelengths

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Publication number: DE19948837A1
Application number: DE1999148837
Authority: DE
Original assignee: Mahlo GmbH and Co KG
Current assignee: Mahlo GmbH and Co KG
Priority date: 1999-10-11
Filing date: 1999-10-11
Publication date: 2001-04-12

Abstract

The material is illuminated in a measurement region (SF) using NIR light in part (F1) of the waveband 800-4000 nm. Emitted or returned light is filtered for the bandwidth F1. Returns intensity is taken as a measure of deposit mean thickness, or of thickness variation. Results are registered and evaluated in real time. An Independent claim is included for corresponding equipment, including a source (L) and optics (O, B) producing a spot of light of defined shape on the moving material. A returns detector (B, HS, E, A) and evaluation electronics are included. Preferred features: Evaluation includes comparison with a predetermined intensity, or threshold discrimination. The material is illuminated continuously and returns are evaluated continuously. In a second, parallel procedure resembling the first, the material is illuminated by radiation in a second part (F2) of the waveband cited. Returns from this illumination form a reference value used to evaluate returns in the band width F1. First and second partial bands (F1, F2) lie outside absorption bands of the organic component of the layer. The flat material (G) is a fabric with a coating of an organic solvent and/or a textile improvement material. It is a metal foil or a metal band with protective paint or plastic coating. The measurement region is traversed across the direction of travel, from edge to edge. An additional feature of the equipment is the pair of filters covering the partial bands (F1 and F2), which can be driven in alternation into the optical path at the source and/or detector.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung der mittle ren Schichtdicke einer im wesentlichen organischen Auflage auf einem bewegten flächigen Gut sowie eine Anordnung zur Durchfüh rung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for detecting the agent ren layer thickness of an essentially organic layer a moving flat good and an arrangement for execution tion of this procedure.

Auf den Gebieten der Textilveredelung und -verarbeitung steigen die Qualitätsansprüche ständig, so daß eine umfassende und sys tematische Qualitätssicherung zunehmende Priorität für die auf diesem Gebiet tätigen Unternehmen gewinnt. Die Qualitätssiche rung umfaßt dabei zweckmäßigerweise neben der Wareneingangs- und -ausgangskontrolle auch die Überprüfung des jeweiligen Ver edelungsergebnisses während einzelner Behandlungsvorgänge.Rise in the fields of textile finishing and processing the quality standards constantly, so that a comprehensive and sys systematic quality assurance increasing priority for the companies operating in this area wins. The quality assurance tion expediently includes in addition to the goods receipt and exit control also the verification of the respective Ver result of the treatment during individual treatment processes.

Wachsende Bedeutung kommt dabei insbesondere der Produktüber wachung nach den einzelnen Prozeßstufen zu, die in der Ver gangenheit wegen des relativ hohen Aufwandes und der mangelnden Prozeßnähe der bekannten (in der Regel nicht zerstörungsfreien) Analyseverfahren nur in geringem Umfang praktiziert wurde. Die Vernachlässigung der Produktüberwachung während der Prozeß schritte führte dazu, daß Fehler in der Verfahrensführung nicht rechtzeitig erkannt werden konnten und teure Nachbehandlungen notwendig machten - wenn die Ware nicht sogar irreparabel ge schädigt war. The importance of the product in particular is growing to the individual process stages, which are described in the Ver past due to the relatively high effort and the lack Process proximity of the known (usually not non-destructive) Analysis methods were practiced only to a small extent. The Neglect of product monitoring during the process Steps did not lead to procedural errors could be recognized in time and expensive post-treatments made necessary - if the goods were not even irreparable was damaged.

Es ist bereits bekannt, bestimmte relevante Größen bei der Ver edelung bzw. Verarbeitung von textilem Gut an einer durchlau fenden Warenbahn zu bestimmen bzw. zu überwachen.It is already known to use certain relevant sizes in ver Finishing or processing of textile goods on a transparent to determine or monitor the web.

So ist aus der EP 0 889 320 A2 der Anmelderin ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtasten einer textilen Warenbahn zur Überwachung ihrer Farbwerte bekannt. Die Warenbahn wird dabei mit einer vorzugsweise kontinuierlich strahlenden Lichtquelle beleuchtet und das remittierte Spektrum, bezogen auf die je weils abgetasteten Bereiche der Warenbahn, protokolliert. Auf diese Weise läßt sich ein Warenbahn-"Pass" erstellen, der zu sammen mit der Warenbahn einem Kunden oder an eine nachfolgende Prozeßstufe übergeben werden und dort für die weitere Verarbei tung berücksichtigt werden kann.For example, EP 0 889 320 A2 by the applicant is a method and a device for scanning a textile web Monitoring of their color values known. The web will be there with a preferably continuously radiating light source illuminated and the remitted spectrum, based on each Weil scanned areas of the web, logged. On in this way, a web "pass" can be created that together with the web to a customer or to a subsequent one Process stage are passed and there for further processing tion can be taken into account.

Aus der DE 41 31 835 A1 ist ein Gerät zur automatischen Erken nung von Oberflächen- und Transmissionsfehlern an einer lau fenden Warenbahn bekannt, welches eine Mehrzahl von Strahlungs quellen umfaßt, die die Warenbahn zeilenförmig bestrahlen. Den Strahlungsquellen ist eine gleiche Anzahl von Empfängern zuge ordnet, die die Strahlung aufnehmen, und es ist eine Auswer tungseinrichtung vorgesehen, in der eine Schwellwertverarbei tung zur Ausgabe von Fehlermeldungen bei intolerablen Trans missionsänderungen ausgeführt wird.DE 41 31 835 A1 describes a device for automatic detection surface and transmission defects on a lau fenden material web known which has a plurality of radiation sources that irradiate the web in rows. The Radiation sources are supplied with an equal number of receivers orders that absorb the radiation and it's an Auswer device provided in which a threshold processing device for outputting error messages for intolerable trans mission changes.

Weiterhin ist es bekannt, mittels eines Infrarot-Fotometers die Feuchte von Feststoffen, beispielsweise auch von textilem Mate rial, zu bestimmen; vgl. die Firmenschrift PIER-Electronic GmbH: "Bedienungsanweisung - Infrarot-Fotometer zur Messung der Feuchte von Feststoffen".It is also known to use an infrared photometer Moisture of solids, for example also of textile mate rial to determine; see. the company lettering PIER-Electronic GmbH: "Operating instructions - infrared photometer for measuring the Moisture of solids ".

Aus der WO 99/30136 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Farbe und/oder Zusammensetzung eines flächigen Gutes, beispielsweise von Papier oder Pappe, auf optischem Wege bekannt. Hierbei wird das zu untersuchende Material sowie ein Referenzmaterial bei verschiedenen Wellenlängen, vorzugsweise innerhalb des sichtbaren Bereichs, beleuchtet und das reflek tierte oder transmittierte Licht erfaßt und einer Referenz-Aus wertung unterzogen.WO 99/30136 describes a method and an apparatus for Determination of the color and / or composition of a flat Good things, such as paper or cardboard, optically known. Here, the material to be examined and a Reference material at different wavelengths, preferably within the visible area, illuminated and the reflec tated or transmitted light detected and a reference off subjected to evaluation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und kostengünstig durchzuführendes Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, welches für die laufende Prozeßüberwachung, ins besondere bei der Veredelung und/oder Verarbeitung von textilem Gut, geeignet ist. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine zweckmäßige Anordnung zur Durchführung eines solchen Verfahrens anzugeben.The invention has for its object a simple and Cost-effective method of the aforementioned Specify the type that is used for ongoing process monitoring, ins especially in the finishing and / or processing of textile Good, is suitable. Furthermore, the invention has the object based on a convenient arrangement for carrying out a to specify such procedure.

Diese Aufgaben werden hinsichtlich ihres Verfahrensaspektes durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hin sichtlich ihres Anordnungsaspektes durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.These tasks are regarding their procedural aspect by a method with the features of claim 1 and back visually their arrangement aspect through an arrangement with the Features of claim 9 solved.

Die Erfindung schließt den wesentlichen Gedanken ein, das an sich bekannte Verfahren der Infrarotspektroskopie - speziell im Bereich des nahen Infrarot (NIR), bis hinein in den Bereich des mittleren Infrarot (NIR), zur Schichtdickenbestimmung bzw. -überwachung einer Auflage auf flächigem Gut zu nutzen. Sie schließt weiter den Gedanken ein, dieses üblicherweise an ru henden Proben ("Off-Line") praktizierte Untersuchungsverfahren am durchlaufenden flächigen Gut zu praktizieren. Das Verfahren umfaßt die Erfassung und Auswertung der Remissionsintensität des von flächigen Gut remittierten Lichts innerhalb eines vor bestimmten Spektralbereiches in Echtzeit.The invention includes the essential idea that known methods of infrared spectroscopy - especially in Near Infrared (NIR) range down to the range of medium infrared (NIR), for layer thickness determination or -Use monitoring of a circulation on flat goods. she further includes the thought, usually of ru existing samples ("off-line") practiced examination methods to practice on the continuous area. The procedure includes the recording and evaluation of the reflectance intensity of the light remitted by flat material within a front certain spectral range in real time.

In einer für die Prozeßüberwachung bevorzugten Ausführung des Verfahrens umfaßt die Auswertung der Remissionsintensität einen Vergleich mit vorbestimmten Referenz-Intensitätswerten, die de finierten Schichtdicken entsprechen, oder eine Schwellwertdis kriminierung mit vorbestimmten Schwellwerten, die unteren bzw. oberen Grenzwerten der zulässigen Schichtdicke bzw. den Grenzen des Toleranzbereiches entsprechen. Auf diese Weise ist eine Überwachung der mittleren Schichtdicke am laufenden Gut zur Qualitätssicherung möglich, ohne daß Absolutwerte bestimmt wer den.In a preferred embodiment of the process monitoring of the The procedure includes the evaluation of the reflectance intensity Comparison with predetermined reference intensity values that de defined layer thicknesses, or a threshold value dis Criminalization with predetermined threshold values, the lower or upper limit values of the permissible layer thickness or the limits of the tolerance range. That way is one Monitoring of the average layer thickness on the running material Quality assurance possible without determining absolute values the.

In einer weiter bevorzugten Ausführungsform wird das flächige Gut im wesentlichen kontinuierlich beleuchtet und die remit tierte Strahlung ebenfalls im wesentlichen kontinuierlich er faßt und ausgewertet, um mittels geeigneter Eingriffe in die Prozeßführung schnell auf etwaige unzulässige Abweichungen rea gieren zu können. Hierbei soll der Begriff "kontinuierlich" auch eine periodische Erfassung und Auswertung von Meßwerten in kurzen Zeitabständen, bezogen auf die Durchlaufgeschwindigkeit des Gutes, umfassen.In a further preferred embodiment, the flat Well essentially lit continuously and the remit radiation also essentially continuous summarizes and evaluates, by means of suitable interventions in the Litigation quickly reacts to any impermissible deviations to be able to greed. The term "continuous" also periodic recording and evaluation of measured values in short intervals, based on the throughput speed of the good.

In einer weiter bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das flächige Gut mit Strahlung beleuchtet, die neben dem Meß- Wellenlängenbereich auch einen Referenz-Wellenlängenbereich um faßt, und es wird die Remissionsintensität auch im Referenz- Wellenlängenbereich erfaßt und in die Auswertung der im Meß- Wellenlängenbereich erfaßten Intensität einbezogen. Hierdurch kann der Einfluß von Fehlergrößen, wie etwa Feuchteschwan kungen, Glanzänderungen oder Farbänderungen des textilen Gutes, minimiert werden.In a further preferred embodiment of the method the flat material is illuminated with radiation which, in addition to the measuring Wavelength range also around a reference wavelength range and the reflectance intensity is also Wavelength range recorded and in the evaluation of the Wavelength range detected intensity included. Hereby the influence of error quantities, such as moisture swan changes, gloss changes or color changes of the textile goods, be minimized.

Der Meß-Wellenlängenbereich wird bevorzugt so vorbestimmt, daß eine Absorptionsbande eines wesentlichen chemischen Bestand teils der Auflage erfaßt ist. Der Referenz-Wellenlängenbereich wird hingegen außerhalb von Absorptionsbanden gelegt. Beide Wellenlängenbereiche sollten bevorzugt hinreichend weit von einander entfernt und bevorzugt so ausgewählt sein, daß die wesentlichen zu erwartenden Störfaktoren sich darin in unter schiedlichem Maße auswirken. Zur Bestimmung der geeigneten Wellenlängenbereiche können in zweckmäßiger Weise Off-Line-Mes sungen an definiert präparierten Proben vorgenommen werden.The measuring wavelength range is preferably predetermined such that an absorption band of an essential chemical stock part of the edition is recorded. The reference wavelength range on the other hand is placed outside absorption bands. Both Wavelength ranges should preferably be sufficiently far from removed from each other and preferably selected so that the The main disturbing factors to be expected can be found in affect different dimensions. To determine the appropriate Wavelength ranges can expediently be taken off-line be carried out on samples prepared in a defined manner.

Eine bevorzugte Anwendung findet das vorgeschlagene Verfahren für textiles Gut - insbesondere Gewebe - mit einer Auflage aus einem organischen Lösungsmittel und/oder einem Textilverede lungsmittel. In dieser Ausführung dient es insbesondere zur Prozeßüberwachung bei Reinigungs- bzw. Veredelungs-Vorbehand lungsschritten bzw. Nachveredelungsschritten, etwa zur antista tischen oder fleckabweisenden Beschichtung oder einer Verede lung zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften (Knitter schutz, Bügelfreiheit o. ä.).The proposed method finds a preferred application for textile goods - especially fabrics - with a layer of an organic solvent and / or a textile finishing agent. In this version, it is used in particular for Process monitoring during cleaning or finishing pretreatment processing steps or finishing steps, for example to the antista tables or stain-resistant coating or a Verede to improve the mechanical properties (crease protection, no ironing or similar).

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht in der Erfas sung bzw. Überwachung der Schichtdicke einer Schutzlack- bzw. Kunststoffauflage auf einer Metallfolie oder einem Metallband.A further advantageous embodiment consists in the detection solution or monitoring of the layer thickness of a protective lacquer or Plastic pad on a metal foil or a metal band.

Die Erfassung der remittierten Strahlung erfolgt vorteilhafter Weise in einem im wesentlichen zusammenhängenden Streifen auf der Materialbahn, der am einfachsten parallel zu einer Längs kante verläuft, in einer etwas aufwendigeren Verfahrensführung aber unter einem vorbestimmten Winkel zu den Rändern der Mate rialbahn im wesentlichen über deren gesamte Breite traversiert. In der letztgenannten Ausführung lassen sich verbessert auch Schichtdicken-Inhomogenitäten über die Breite der Materialbahn feststellen.The detection of the remitted radiation takes place more advantageously In a substantially continuous strip the material web, the easiest parallel to a longitudinal edge runs in a somewhat more complex procedure but at a predetermined angle to the edges of the mate rialbahn traversed essentially over its entire width. The latter embodiment can also be improved Layer thickness inhomogeneities across the width of the material web determine.

Während bei der Anordnung zur Durchführung des Verfahrens in der erstgenannten Variante die Remissions-Detektoreinrichtung relativ zur Führung für die Warenbahn stationär angeordnet ist, ist sie in der letztgenannten Ausführung auf einer quer zur Ma terialbahn verlaufenden Traverse beweglich angeordnet, und ihr ist ein Antrieb zur Bewegung an vorbestimmte Meßpositionen zu geordnet. In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Anord nung umfaßt die Remissions-Detektoreinrichtung ein Detektor element, welches konzentrisch zur Einstrahlungsrichtung der Infrarot-Strahlungsquelle angeordnet ist.While in the arrangement for performing the method in the first-mentioned variant, the remission detector device is stationary relative to the guide for the web, it is in the latter version on a cross to Ma terialbahn truss movably arranged, and her is a drive for moving to predetermined measuring positions orderly. In a further preferred embodiment, the arrangement The remission detector device comprises a detector element which is concentric to the direction of irradiation of the Infrared radiation source is arranged.

In einer weiteren speziellen Ausführung umfaßt die Remissions- Detektoreinrichtung eine Mehrzahl von konzentrisch zur opti schen Achse der Strahlungsquelle bzw. Beleuchtungs-Optik ange ordneten Lichtwellenleitern, die auf den Schnittpunkt der opti schen Achse mit der Oberfläche des flächigen Gutes hin ausge richtet sind. Mit dieser Anordnung läßt sich gezielt und in sehr geringem Abstand zur Oberfläche des textilen Gutes (und damit weitgehend von der Umgebungsstrahlung unverfälscht) eine repräsentative Probe der remittierten Strahlung erfassen.In a further special embodiment, the remission Detector device a plurality of concentric to the opti axis of the radiation source or illumination optics arranged optical fibers that point to the intersection of the opti axis with the surface of the flat material are aimed. With this arrangement can be targeted and in very close to the surface of the textile goods (and largely undistorted by the ambient radiation) acquire a representative sample of the remitted radiation.

Das Detektorelement weist bevorzugt einen schnellen infrarot empfindlichen Halbleiter-Strahlungsdetektor bzw. - in einer be sonders zweckmäßigen Fortbildung - eine Zeilen- oder Matrixan ordnung aus einer Mehrzahl derartiger Strahlungsdetektoren auf. Der Einsatz schneller Halbleiterdetektoren begünstigt wesent lich die Echtzeiterfassung und -auswertung der Remission von schnell bewegtem flächigen Gut, und mit einer regulären Anord nung (einem sog. "Array") aus solchen Detektoren ist zweckmäßi gerweise eine Strahlungserfassung mit relativ geringem Aufwand für Fokussierungseinrichtungen möglich.The detector element preferably has a fast infrared sensitive semiconductor radiation detector or - in a be particularly useful training - a line or matrix arrangement of a plurality of such radiation detectors. The use of fast semiconductor detectors favors significantly real-time recording and evaluation of the remission of fast moving flat goods, and with a regular arrangement voltage (a so-called "array") from such detectors is appropriate radiation detection with relatively little effort possible for focusing devices.

Zur Festlegung des konkreten Meß-Wellenlängenbereiches aus dem Gesamt-Wellenlängenbereich der Strahlungsquelle dienen bevor zugt relativ schmalbandige Filter, die der Strahlungsquelle und/oder der Strahlungsdetektoreinrichtung zugeordnet sind. Eine einfache Anpassung an unterschiedliche Anwendungen wird durch austauschbare Filter gewährleistet.To determine the specific measuring wavelength range from the Total wavelength range of the radiation source serve before moves relatively narrow-band filters that the radiation source and / or the radiation detector device are assigned. A simple adaptation to different applications will guaranteed by interchangeable filters.

Bei der bevorzugten Ausführung der Anordnung, die die Auswer tung eines Referenz-Wellenlängenbereiches ermöglicht, ist be vorzugt jeweils ein zweites schmalbandiges Filter für einen zweiten Teilbereich des Wellenlängenspektrums vorgesehen. In einer bevorzugten Fortbildung dieser Ausführung sind das erste und zweite Filter mit einem Filterantrieb verbunden und werden derart angetrieben, daß sie periodisch abwechselnd in den Strah lengang von der Strahlungsquelle zum flächigen Gut eintreten, so daß abwechselnd im Meß- und Referenz-Wellenlängenbereich ge arbeitet wird. Speziell für den Spektralbereich zwischen 1.200 nm und 2.200 nm eignen sich InGaAs-Detektoren bzw. -arrays, die im Millisekunden-Bereich arbeiten. Bis zu einem gewissen Grade eignen sich auch Bleisulfid- bzw. Bleiselinid-Fotowiderstände als Strahlungsdetektoren.In the preferred embodiment of the arrangement, the Auswer device of a reference wavelength range is be each prefers a second narrow-band filter for one second portion of the wavelength spectrum is provided. In a preferred further development of this version is the first and second filters are connected to a filter drive driven such that they alternate periodically in the beam enter the path from the radiation source to the flat material, so that ge alternately in the measurement and reference wavelength range will work. Specifically for the spectral range between 1,200 nm and 2,200 nm are InGaAs detectors or arrays that work in the millisecond range. To a certain extent Lead sulfide or lead linide photo resistors are also suitable as radiation detectors.

Die wesentlichen Komponenten der Anordnung - ggf. mit Ausnahme der Auswertungseinrichtung und/oder dieser zugeordneter Ver stärkereinrichtungen - sind in vorteilhafter Weise in einem Meßkopf zusammengefaßt und dort vor Staub und Spritzwasser ge schützt. Dieser Meßkopf kann zudem eine Temperiereinrichtung aufweisen, falls ein Einsatz unter Umgebungstemperaturen ange strebt wird, die weit ab vom Temperaturbereich maximaler Em pfindlichkeit des Strahlungsdetektors bzw. der Strahlungsde tektoren liegen.The essential components of the arrangement - with an exception, if necessary the evaluation device and / or Ver associated therewith Strengthening devices - are advantageously in one Measuring head summarized and there against dust and splash water protects. This measuring head can also be a temperature control device if used under ambient temperatures strives that far from the temperature range of maximum Em Sensitivity of the radiation detector or the radiation end tectors lie.

Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich im übrigen aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Be schreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Figuren. Von diesen zeigen:Advantages and advantages of the invention result in others from the subclaims and the following Be Description of preferred embodiments with reference to the figures. Of these show:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Schichtdickenmessung auf einem bewegten flächigen Gut gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung und Fig. 1 is a schematic representation of an arrangement for measuring the layer thickness on a moving flat material according to a first embodiment of the invention and

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer modifizierten An ordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 2 is a schematic representation of a modified arrangement according to a second embodiment of the invention.

In Fig. 1 ist skizzenhaft (und unmaßstäblich) ein Meßkopf K zur Bestimmung der Schichtdicke eines organischen Veredelungsmit tels auf den Fasern eines durch eine Fördereinrichtung Fö ge förderten Textilgutes G gezeigt.In Fig. 1 is a sketch (and not to scale) a measuring head K for determining the layer thickness of an organic finishing agent on the fibers of a textile material G conveyed by a conveyor Fö ge shown.

Der Meßkopf K umfaßt eine Lampe (Infrarotstrahler) L mit einer mehrlinsigen Fokussierungsoptik O, die eine breitbandige Strahlung im Bereich des nahen Infrarot NIR bis hinein in den Bereich des mittleren Infrarot MIR erzeugt. Die Infrarotstrah lung der Lampe L wird nach Passieren der Fokussierungsoptik O über einen unter 45° zur Ebene des Textilgutes G orientierten Planspiegel PS und durch eine Blende B in Form eines annähernd kreisförmigen Strahlungsflecks SF als Beleuchtungs-Strahlung auf das Textilgut G geworfen. Mit einem durch einen Motor M angetriebenen sog. Filterrad R wird dabei periodisch abwechselnd Strahlung in einem ersten Teilbereich des Lampenspektrums (Meß-Wellenlängenbereich) durch ein erstes Bandfilter (F1) oder Strahlung in einem zweiten Teilbereich (Referenz-Wellenlängenbereich) durch ein zweites Bandfilter (F2) durchgelassen, die auf dem Filterrad (R) befestigt sind.The measuring head K comprises a lamp (infrared radiator) L with a multi-lens focusing optics O, which is a broadband Radiation in the near infrared range up to the Area of the mid-infrared MIR is generated. The infrared ray lamp L is turned on after passing through the focusing optics O via an oriented at 45 ° to the level of textile goods G. Plane mirror PS and through an aperture B in the form of an approximately circular radiation spot SF as illuminating radiation thrown on the textile good G. With a through an engine M The so-called filter wheel R is driven periodically alternating radiation in a first section of the Lamp spectrum (measuring wavelength range) by a first Band filter (F1) or radiation in a second section (Reference wavelength range) through a second band filter (F2) passed, which are attached to the filter wheel (R).

Die aus dem Bereich des Strahlungsflecks SF durch das Textilgut G remittierte Strahlung des jeweiligen Teilbereichs gelangt - wiederum begrenzt durch die Blende B - zurück in den Meßkopf K, und zwar zu einem Hohlspiegel HS. Durch den Hohlspiegel HS wird die remittierte Infrarotstrahlung auf einen InGaAs- Infrarotdetektor (Empfänger) E mit sehr geringer Ansprechzeit konzentriert, der mit einem Meßverstärker V verbunden ist.Those from the area of the radiation spot SF through the textile goods G reflected radiation from the respective sub-area reaches - again limited by the aperture B - back into the measuring head K, namely to a concave mirror HS. Through the concave mirror HS the remitted infrared radiation on an InGaAs Infrared detector (receiver) E with a very short response time concentrated, which is connected to a measuring amplifier V.

Der Ausgang des Meßverstärkers V, der bei der dargestellten Ausführung noch im Meßkopf K untergebracht ist, ist über eine entsprechende Zuleitung mit dem Eingang einer Intensitätser fassungsstufe I verbunden, in der eine Verarbeitung der ver stärkten Signale des Empfängers E zur weitestgehend verfäl schungsfreien Bestimmung der Intensität der remittierten Infra rotstrahlung bei der Meß-Wellenlänge vorgenommen wird. Diese Verarbeitung schließt eine Korrektur-Verarbeitung mit den bei der Referenz-Wellenlänge erhaltenen Intensitätswerten ein, die dank einer geeigneten Wahl des Referenz-Wellenlängenbereiches weitgehend unabhängig von der Schichtdicke des Veredelungsmit tels auf den Seiten des Textilgutes G ist. Durch diese Korrek tur-Verarbeitung werden Feuchte- und Glanzschwankungen des Tex tilgutes weitestgehend auskompensiert.The output of the measuring amplifier V, which is shown in the Execution is still housed in the measuring head K is over a corresponding supply line with the receipt of an intensity version I connected, in which a processing of ver strengthened signals of the receiver E as far as possible determination of the intensity of the remitted infra red radiation is carried out at the measuring wavelength. This Processing includes correction processing with the of the reference wavelength obtained intensity values that thanks to a suitable choice of the reference wavelength range largely independent of the layer thickness of the finishing agent is on the sides of the textile goods G. Through this correction tur processing are fluctuations in moisture and gloss of the text Good compensation largely compensated.

Die Intensitätserfassungsstufe I ist ausgangsseitig mit dem Eingang eines Schwellwertdiskriminators D verbunden, in dem eine Schwellwertdiskrimierung der erhaltenen Intensitätswerte unter Nutzung von vorgespeicherten Vergleichswerten erfolgt. Dem Schwellwertdiskriminator D ist eine Anzeigeeinheit A nach geschaltet, auf der - je nach konkreter Aufgabenstellung der Prozeßüberwachung - aufgrund einer entsprechenden Kalibration direkt ein Schichtdickenwert oder ein Hinweis- bzw. Alarmsignal bei Auftreten einer unzulässigen Änderung der Schichtdicke oder auch beides angezeigt wird.The intensity detection level I is on the output side with the Input of a threshold discriminator D connected in the a threshold discrimination of the intensity values obtained using pre-stored comparison values. A display unit A follows the threshold discriminator D. depending on the specific task of the Process monitoring - based on an appropriate calibration directly a layer thickness value or an information or alarm signal in the event of an impermissible change in the layer thickness or both are also displayed.

In Fig. 1 ist eine Meßgeometrie dargestellt, bei der der Strah lungsdetektor E in der (verlängerten) optischen Achse der Be strahlungseinrichtung liegt. Eine solche Anordnung kann als Meßgeometrie 0°/0° bezeichnet werden. In Abwandlung hiervon kommt auch eine Meßgeometrie 45°/0° in Betracht, bei der die Beleuchtungs-Strahlung unter einem Winkel von 45° auf das Tex tilgut einfällt und die remittierte Strahlung in der Umgebung der Senkrechten zum Textilgut (hier bezeichnet als "0°") er folgt. Desweiteren ist eine Erfassung auch mit der Meßgeometrie 0°/45° möglich, bei der gegenüber dem letztgenannten Fall Strahlungseinfalls- und Beobachtungsrichtung vertauscht sind. Weitere standardisierte Meßgeometrien sind die Meßgeometrie d/8, bei der die Beleuchtungsstrahlung halbräumig diffus auf das Textilgut auftrifft und eine Beobachtung unter einem Winkel von 8° zur Normalen mit einem Konuswinkel von ±2° erfolgt, so wie die Meßgeometrie 8/d, bei der die Verhältnisse hinsichtlich Strahlungseinfall und Beobachtung wiederum vertauscht sind. In Fig. 1, a measurement geometry is shown, in which the radiation detector E lies in the (extended) optical axis of the radiation device Be. Such an arrangement can be referred to as the measurement geometry 0 ° / 0 °. As a modification of this, a measurement geometry of 45 ° / 0 ° is also possible, in which the illuminating radiation falls onto the textile material at an angle of 45 ° and the remitted radiation in the vicinity of the perpendicular to the textile material (here referred to as "0 ° ") he follows. Furthermore, detection is also possible with the measurement geometry 0 ° / 45 °, in which the radiation incidence and observation direction are interchanged compared to the latter case. Other standardized measuring geometries are the measuring geometry d / 8, in which the illuminating radiation strikes the textile in a semi-diffuse manner and is observed at an angle of 8 ° to the normal with a cone angle of ± 2 °, like the measuring geometry 8 / d, in which the conditions regarding radiation incidence and observation are in turn interchanged.

In Fig. 2 ist eine weitere Schichtdickenmeßanordnung gemäß der Meßgeometrie 0°/45° skizzenartig dargestellt, wobei die Blick richtung mit der Förderrichtung des Textilgutes G zusammen fällt. In einem im Querschnitt U-förmigen Ständer St, über den das Textilgut G läuft, ist eine Traverse T aufgespannt, die einen gegenüber dem Meßkopf K nach Fig. 1 modifizierten Meßkopf K' trägt. Mittels eines Traversiermotors MT ist der Meßkopf K längs der Traverse T über die Breite des Textilgutes G ver schiebbar. Hierdurch können Schichtdickenunterschiede einer Auflage auf den Fäden bzw. Fasern des Textilgutes G über die Breite der Bahn erfaßt werden.In Fig. 2 a further layer thickness measuring arrangement according to the measuring geometry 0 ° / 45 ° is shown in a sketch-like manner, the direction of view coinciding with the conveying direction of the textile material G. In a cross-sectionally U-shaped stand St, over which the textile material G runs, a cross-member T is stretched, which carries a measuring head K 'modified with respect to the measuring head K according to FIG. 1. By means of a traversing motor MT, the measuring head K can be pushed along the traverse T across the width of the textile material G ver. In this way, differences in layer thickness of a layer on the threads or fibers of the textile material G can be detected across the width of the web.

Eine Strahlungsquelle L' ist hier konzentrisch von einer Mehrzahl von IR-Lichtleitern LL umgeben, deren zum Textilgut G hin weisende Enden auf den Schnittpunkt der optischen Achse OA der Beleuchtungsanordnung (die neben der Lampe L' eine Blende B' umfaßt) mit der Ebene des Textilgutes gerichtet. Der Strahlungsquelle und/oder den Lichtleitern normalerweise zugeordnete Filter sind in der Darstellung weggelassen. Die Lichtleiter LL führen die in ihre Eintrittspupille eintretende remittierte Strahlung jeweils einem Detektorelement eines Empfängerarrays EA zu, welches eine der Anzahl der Lichtleiter LL entsprechenden Anzahl von einzelnen Detektorelementen hat. Mittels des Empfängerarrays EA aus einzelnen Detektoren ist eine differenzierte Verarbeitung der in die verschiedenen Raumsektoren über dem Textilgut G remittierten Strahlung bedarfsweise möglich. Ebenso ist jedoch eine integrierende Verarbeitung möglich. Der Einsatz der Lichtleiter LL bietet die Möglichkeit, die remittierte Strahlung in sehr geringem Abstand von der Oberfläche des Textilgutes G zu erfassen (was aus der schematischen Darstellung in Fig. 2 nicht ohne weiteres hervorgeht). Hierdurch lassen sich störende Um gebungslichteinflüsse weitgehend ausschalten. A radiation source L 'is here concentrically surrounded by a plurality of IR light guides LL, the ends of which point towards the textile material G towards the intersection of the optical axis OA of the lighting arrangement (which comprises a diaphragm B' next to the lamp L ') with the plane of the Textile goods directed. Filters normally assigned to the radiation source and / or the light guides are omitted from the illustration. The light guides LL feed the remitted radiation entering their entrance pupil to a detector element of a receiver array EA which has a number of individual detector elements corresponding to the number of light guides LL. By means of the receiver array EA made up of individual detectors, differentiated processing of the radiation emitted in the different space sectors above the textile material G is possible as required. However, integrating processing is also possible. The use of the light guide LL offers the possibility of detecting the remitted radiation at a very short distance from the surface of the textile material G (which is not readily apparent from the schematic illustration in FIG. 2). In this way, disturbing ambient light influences can be largely eliminated.

Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf die oben beschrie benen Beispiels beschränkt, sondern ebenso in einer Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachgemäßen Handelns liegen.The implementation of the invention is not described above limited example, but also in a variety of modifications possible within the framework of professional action lie.

Reference list

A Anzeigeeinheit
B, B' Blende
D Schwellwertdiskriminator
E InGaAs-Strahlungsdetektor (Empfänger)
EA Empfängerarray
F1 erstes Bandfilter
F2 zweites Bandfilter
Fö Fördereinrichtung
G Textilgut
HS Hohlspiegel
J Intensitätserfassungsstufe
K, K' Meßkopf
L Lampe (Infrarotstrahler)
LL Lichtleiter
M Motor
MT Traversiermotor
O Fokussierungsoptik
OA Optische Achse
PS Planspiegel
R Filterrad
SF Strahlungsfleck
St Ständer
T Traverse
V Meßverstärker
A display unit
B, B 'aperture
D threshold discriminator
E InGaAs radiation detector (receiver)
EA receiver array
F1 first band filter
F2 second band filter
Fö conveyor
G textile goods
HS concave mirror
J Intensity detection level
K, K 'measuring head
L lamp (infrared heater)
LL light guide
M engine
MT traverse motor
O focusing optics
OA optical axis
PS plane mirror
R filter wheel
SF radiation spot
St stand
T traverse
V measuring amplifier

Claims

1. A method for detecting the average layer thickness or changes in layer thickness of an essentially organic layer on a moving flat material (G), in particular on the fibers or threads of a textile material or the surface of a metallic rolled material, characterized in that

the flat material is illuminated in a detection area (SF) which is fixed with respect to a conveying direction of the flat material, which radiation comprises at least a first predetermined partial area of the infrared wavelength range from 800 nm to 4,000 nm,
- The emitted radiation or the radiation remitted from the flat material is subjected to a band filtering (F1) for the first sub-range of the infrared wavelength range and
- The reflectance intensity of the remitted radiation in the first partial area is recorded as a measure of the average layer thickness or layer thickness change and is evaluated in real time.

2. The method according to claim 1 characterized in that in the step of evaluating the reflectance intensity Monitoring the layer thickness a comparison with at least a predetermined comparison intensity value or a Threshold discrimination is carried out.

3. The method according to claim 1 or 2 characterized in that the flat good (G) is essentially continuous illuminated and the remitted radiation essentially is continuously recorded and evaluated.

4. The method according to any one of the preceding claims characterized in that the flat material (G) is illuminated with radiation, which a predetermined second portion (F2) of Infrared wavelength range from 800 nm to 4,000 nm and that the reflectance intensity in the second Subarea as a reference value in the evaluation of the Intensity of remission included in the first section becomes.

5. The method according to claim 4 characterized in that the first section (F1) with an absorption band and the second section (F2) outside of Absorptionban that of an essential organic component of the edition lies.

6. The method according to any one of the preceding claims characterized in that the flat good (G) is a fabric with a support an organic solvent and / or Is textile finishing agent.

7. The method according to any one of claims 1 to 5 characterized in that the flat good with a metal foil or a metal tape a protective varnish or plastic pad.

8. The method according to any one of the preceding claims characterized in that the detection area (SF) perpendicular to the conveying direction of the flat good between its side edges is traversing.

9. Arrangement for performing the method according to one of the preceding claims, with

a radiation source (L; L ') emitting in the infrared wavelength range between 800 nm and 4,000 nm,
one of the radiation sources associated infrared optics (O; B; B ') for generating a radiation spot (SF) of a predetermined shape on the moving material (G),
- A remission detector device (B; HS; E; LL; EA), which detects the radiation remitted by the flat material and
- An intensity evaluation device (J) connected on the input side to the remission detector device, which detects the intensity within a predetermined first partial area (F1) of the infrared wavelength range.

10. Arrangement according to claim 9 characterized in that the remission detector device (LL, EA) on a perpendicular to the conveying direction of the flat goods extending traverse (T) arranged movably and a Drive (MT) is provided, via which the remission Detector device on the traverse in predetermined Measuring positions is moved.

11. Arrangement according to claim 9 or 10 characterized in that the remission detector device (B, HS, E) a De Tector element (E), which is concentric to the op table axis of the radiation source (L) or optics (O, B) or to the optical axis of the remitted radiation is arranged.

12. Arrangement according to one of claims 9 to 11 characterized in that the remission detector device (LL, EA) a plurality from concentric to the optical axis of the radiation source or optics or the remitted radiation Optical fibers (LL) has on the intersection the optical axis with the surface of the flat material (G) are aligned.

13. Arrangement according to one of claims 9 to 12 characterized in that the detector element (E; EA) at least one fast in infrared sensitive semiconductor radiation detector or Photo resistor, especially a row or matrix order from a plurality of such radiation detectors ren, has.

14. Arrangement according to one of claims 9 to 13 characterized in that the radiation source (L, L ') and / or the reflectance Detector device (B, HS, E; LL, EA) a first narrow band filter (F1) to determine the first Sub-range of the infrared wavelength range assigned.

15. Arrangement according to claim 14 characterized in that the radiation source (L; L ') and / or the reflectance Detector device (B, HS, E, LL, EA) a second narrow band filter (F2) to determine a second one Part of the infrared wavelength range for a Reference intensity measurement is assigned, the first and second filters (F1, F2) in particular with a Filter drive (M) are connected and can be driven in such a way that they periodically alternate the radiation source and / or the remission detector device can be.