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DE2637977A1 - PROCEDURE FOR CHECKING PATTERNS OF MATERIAL PROVIDED WITH PERIODICALLY RECURRING PATTERNS FOR ERRORS - Google Patents

PROCEDURE FOR CHECKING PATTERNS OF MATERIAL PROVIDED WITH PERIODICALLY RECURRING PATTERNS FOR ERRORS

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DE2637977A1
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subsections
threshold values
individual
tracks
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DE19762637977
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Werner Obrecht
Hartmut Schinn
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/956Inspecting patterns on the surface of objects

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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Description

G.A.O. GESELLSCHAFT FÜR AUTOMATION UND ORGANISATION MBHG.A.O. GESELLSCHAFT FÜR AUTOMATION UND ORGANIZATION MBH

Verfahren zur Prüfung von mit periodisch wiederkehrenden Mustern versehenen Materialbahnen auf FehlerMethod for testing material webs provided with periodically recurring patterns for mistakes

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Prüfung von mit periodisch wiederkehrenden Mustern versehenen Bahnmaterialien auf Fehler, bei dem der zu prüfende Bahnbereich in parallelen Spuren abgetastet wird.The invention relates to a method for testing web materials provided with periodically recurring patterns for errors in which the web area to be tested is scanned in parallel tracks.

Aus der DT-PS 2 322 803 ist es bekannt, Papierbahnen, die aus zwei oder mehr bezüglich der Folge von Bereichen unterschiedlicher Transparenz konkurrenter Bahnen bestehen, auf Fehler zu prüfen. Bei diesem Verfahren, mit dem insbesondere mit Wasserzeichen versehene Geldscheinbahnen geprüft werden sollen, werden immer zwei, in Transportrichtung parallel verlaufende, Merkmalbahnen mit je einer sich quer zur Laufrichtung der Papierbahn erstreckenden Fotozellenreihe abgetastet und die Ausgangssignale jener beiden Fotozellen, die in den beiden Merkmalbahnen homologen Stellen zugeordnet sind, mittels einer Differenzschaltung miteinander verglichen. Bei fehlerfreien Merkmalbahnen ergibt sich dabei, da die miteinander verglichenen Stellen der konkurrenten Merkmalfolgen die gleiche Transparenz haben sollen, ein Differenzsignal, das einen gewissen Schwellwert nicht tiberschreitet. Steigt das Differenzsignal über die vorgegebenen Schwellwertgrenzen an, ist dies ein Zeichen dafür, daß in einer der beiden miteinander verglichenen Merkmalbahnen ein Fehler vorliegt.From DT-PS 2 322 803 it is known to paper webs, which consist of two or more with respect to the sequence of areas different Competing railways are transparent about checking for errors. In this process, especially with the watermark provided banknote tracks are to be checked, there are always two feature tracks running parallel in the transport direction each with a photocell row extending transversely to the direction of travel of the paper web is scanned and the output signals those two photocells that are assigned to homologous locations in the two feature tracks, by means of a differential circuit compared to each other. In the case of error-free feature trajectories, the result is that the compared with one another The competing feature sequences should have the same transparency, a difference signal that has a certain threshold value does not exceed. If the difference signal rises above the specified threshold value limits, this is a sign that that there is an error in one of the two compared feature paths.

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Als nachteilig erweist es sich, daß die Prüfung eines, nur einmal in der Papierbahn vorliegenden periodischen Musters nicht möglich ist, da jeweils zwei parallele Merkmalbahnen miteinander verglichen werden.It turns out to be disadvantageous that the testing of a periodic pattern present only once in the paper web is not possible, since two parallel trajectories are compared with each other.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein in wirtschaftlicher Weise an verschiedenen Qualitätsanforderungen angepaßtes Prüfverfahren zur Prüfung von Materialbahnen mit periodisch wiederkehrenden Mustern vorzuschlagen, mit dem auch einzelne Merkmalbahnen prüfbar sind.The object of the invention is therefore to provide a device that is economically adapted to various quality requirements To propose test methods for testing material webs with periodically recurring samples, with which also individual Feature tracks are testable.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Mittel gelöst.This object is achieved by the means specified in claim 1.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird aus den Schwellwerten von homologen Teilabschnitten der vorbestimmten Zahl von Mustern ein Mittelwert gebildet. Zum Ausgleich von nicht zu bewertenden zulässigen Langzeittoleranzen werden die aus der Mittelwertbildung erhaltenen und zum Vergleich dienenden Schwellwerte durch in gewissen Abständen neu ermittelte Schwellwerte überschrieben.In a further development of the invention, the predetermined number is derived from the threshold values of homologous subsections a mean value of samples. To compensate for permissible long-term tolerances that are not to be assessed, the the averaging obtained and used for comparison by newly determined threshold values at certain intervals Threshold values overwritten.

Als besonders vorteilhaft erweist es sich bei diesem Verfahren, daß die gewünschte Genauigkeit bei vorliegender Spurenbreite und Spurenzahl durch Variation der Teilabschnittslängen nahezu beliebig variiert werden kann. It has proven to be particularly advantageous in this method that the desired accuracy is achieved with the present Track width and number of tracks can be varied almost at will by varying the length of the subsection.

Sollen beispielsweise lediglich die außerhalb der Muster auftretenden, den optischen Eindruck besonders störenden, Fehler sowie die richtigen Musterabstände zueinander festgestellt werden, was insbesondere beiMusterbereichen mit prozentual geringem Flächenanteil der Fall sein kann, so bildet man im Velinteil, d.h. in den musterfreien Bereichen der Bahn, einen Schwellwert, der leicht über dem z.B. auf die Wolkigkeit des Papiers zurückführenden Rauschpegel liegt. Die Spurpegel im Musterbereich werden dagegen für die ganze Musterlärige so stark angehoben, daß sich der größte Amplitudenwert eines als in Ordnung befundenen Musters noch unterhalb der Schwellwerte befindet. Auf diese WeiseIf, for example, only those outside the pattern, the optical impression particularly disturbing, errors as well as the correct pattern spacing to each other were found which can be the case especially in pattern areas with a small percentage of area, so one forms in the vellum part, i.e. in the non-patterned areas of the web, a threshold value that is slightly above that of the cloudiness of the paper, for example returning noise level. The track levels in the pattern area, on the other hand, are raised so much for the whole pattern, that the greatest amplitude value of a pattern found to be in order is still below the threshold values. In this way

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können in den Mustern nur die Fehler erkannt werden, die sich über das allgemeine Druck- oder Prägeniveau herausheben. Die meist sehr viel stärker störenden Fehler des unbemusterten Bereichs werden jedoch nahezu vollendst erkannt.Only those defects can be recognized in the patterns that stand out above the general printing or embossing level. the however, errors in the unpatterned area, which are usually much more disturbing, are almost completely recognized.

Wünscht man demgegenüber eine Prügenauigkeit, die auch geringste Abweichungen im Muster erkennen läßt, so teilt man insbesondere den Musterbereich in so viele Teilabschnitte auf wie möglich, so daß im Idealfall jeder Signalamplitude mindestens ein Schwellwert zugeordnet wird. Auf. diese Weise legt man über die Ausgangssignale der Musterbereiche je nach Größe der Teilabschnitte eine mehr oder weniger genaue Hüllkurve, mit der die Deckungsgleichheit der periodisch wiederkehrenden Spurbereiche überwacht werden kann. Um die zulässigen, zum Teil über dem arithmetischen Mittelwert liegenden guten Ausgangssignale nicht als Fehlersignal zu bewerten, hebt man die Hüllkurve durch Addition eines konstanten Spannungswertes in einem gewissen Abstand über das Ausgangssignal an. Den Velinteil prüft man dagegen auch hier mit einer einheitlichen Schwelle.If, on the other hand, you want an inspection accuracy, even the slightest If deviations in the pattern can be recognized, the pattern area in particular is divided into so many sections as possible, so that in the ideal case at least one threshold value is assigned to each signal amplitude. On. this way lays one can use the output signals of the pattern areas, depending on the size of the subsections, to create a more or less precise envelope with the the congruence of the periodically recurring lane areas can be monitored. To the permissible, partly above the good output signals lying on the arithmetic mean are not to be assessed as error signals, the envelope curve is lifted Addition of a constant voltage value at a certain distance over the output signal. The vellum part is checked against it also here with a uniform threshold.

Da die Fehler im Amplitudenspektrum des Ausgangssignales jeden Wert annehmen können, kann z.B. im positiven Amplitudenbereich ein sonst positiver Teilabschnittswert durch einen Fehler nicht nur einen kleineren, sondern sogar einen negativeren Wert annehmen. Solche gegenläufige Fehler werden durch die entgegengesetzte Hüllkurve erkannt.Since the errors in the amplitude spectrum of the output signal can assume any value, e.g. in the positive amplitude range an otherwise positive partial section value will not only assume a smaller, but even a more negative value due to an error. Such opposing errors are recognized by the opposing envelope curve.

Um die Auswirkung von derartigen Fehlern bei der Ermittlung der zum Vergleich dienenden Mittelwerte zu begrenzen, ist es sinnvoll, hierzu die Amplitudenwerte nur bis zum Nullpotential zuzulassen. In order to limit the effect of such errors when determining the mean values used for comparison, it is useful to for this purpose, only allow the amplitude values up to zero potential.

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Je nach Notwendigkeit kann die Anzahl der Teilabschnitte im Bereich der Muster nach verschiedenen Gesichtspunkten festgelegt werden. Sollen z.B. Musterbereiche mit geringer Lage- und Mustertoleranz geprüft werden, wie z.B. Druckmuster, so kann die Prüfgenauigkeit durch möglichst viele Teilabschnitte wesentlich erhöht werden, so daß auch kleinste Abweichungen im Muster zu erkennen sind. In diesem Fall ist die Einstellung optimal, wenn die Teilabschnittsdauer der Halbwellenlänge des kleinsten erkennbaren Fehlers entspricht, d.h. die Einstellung in Abhängigkeit von der höchsten Frequenz vorgenommen wird.Depending on the need, the number of subsections in the area of the pattern can be determined according to various aspects will. If, for example, sample areas with low position and sample tolerances are to be checked, such as print samples, then the test accuracy can be increased significantly by as many sections as possible, so that even the smallest deviations in the pattern can be recognized. In this case, the setting is optimal if the segment duration is the half-wavelength of the smallest recognizable error, i.e. the setting is made depending on the highest frequency.

Für die Wasserzeichenprüfung empfiehlt sich eine andere Festlegung. Wasserzeichen weisen fertigungsbedingt größere Toleranzen auf als z.B. Druckmuster. Kurzzeitige Signalamplituden von homologen Teilabschnitten würden bei größerer zulässiger Lagetoleranz keine kontinuierliche Hüllkurve ergeben. Unter Berücksichtigung der zulässigen Lageabweichungen sind die Teilabschnitte deshalb so groß zu wählen, daß homologe Punkte aufeinanderfolgender Wasserzeichen bei max. Lageabweichung gerade noch von einem Teilabschnitt erfaßt werden können. Je größer die zulässige Lageabweichung gewählt wird, um so größer wird dabei zwangsläufig die Länge der Teilabschnitte bzw. um so gröber wird dabei die Hüllkurve.A different definition is recommended for the watermark check. Due to the manufacturing process, watermarks have larger tolerances than e.g. print samples. Short-term signal amplitudes from homologous Sub-sections would not result in a continuous envelope curve if the permissible position tolerance was greater. Considering of the permissible positional deviations, the subsections should therefore be chosen so large that homologous points are consecutive Watermark can barely be detected from a partial section with a maximum positional deviation. The larger the allowable If a positional deviation is selected, the greater the length of the subsections or the coarser it is while the envelope.

Die für die Auswertung benötigten Ausgangssignale können bei Durchlichtprüfung in der von Fotozellen gelieferten Form, in der die durchschnittliche Papierdicke als Gleichspannungsanteil mit enthalten ist, oder aber als differenziertes Fotozellensignal bereitgestellt werden. Da die durchschnittliche Papierdicke während der Papierherstellung meist schon sehr viel früher geprüft wird, da ferner das differenzierte Signal Kontraständerungen durch wesentlich steilere Signaländerungen kennzeichnet und da ein derartiges Signal automatisch einem festen Nullpegel zugeordnet ist, wird man dem differenzierten Signal allerdings den Vorzug geben.The output signals required for the evaluation can be transmitted in the form supplied by photocells, in which contains the average paper thickness as a direct voltage component, or as a differentiated photocell signal to be provided. Since the average paper thickness is usually checked much earlier during paper production as the differentiated signal also characterizes changes in contrast due to significantly steeper signal changes and since such a signal is automatically assigned a fixed zero level, one becomes the differentiated signal, however give preference.

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Eine weitere Verbesserung der Fehlererkennung wird durch eine besondere Signalaufbereitung erreicht. Betrachtet man das Frequenzspektrum einer transparenten, musterfreien Papierbahn, so kann man dieses Spektrum grundsätzlich in drei Frequenzbereiche unterteilen. Der erste Bereich (I) enthält überwiegend die langwelligen Dickenänderungen des Papiers und im dritten Bereich (III) treten die hochfrequenten Amplituden auf, die sich durch scharfrandige Helligkeitsunterschiede, z.B. durch kleine Fehler ergeben. Der mittlere Bereich (II) enthält überwiegend das Grundrauschen bzw. die Wolkigkeit des Papiers. Im zweiten Frequenzbereich können also nur Fehler erkannt werden, wenn sie in ihrer Amplitude den allgemeinen Rauschpegel übersteigen. Durch eine geeignete Filtertechnik können damit Fehler nach den KriterienA further improvement in error detection is achieved through special signal processing. Looking at the frequency spectrum a transparent, pattern-free paper web, this spectrum can basically be divided into three frequency ranges subdivide. The first area (I) mainly contains the long-wave changes in thickness of the paper and in the third area (III) the high-frequency amplitudes occur that result from sharp-edged differences in brightness, e.g. from small errors. The middle area (II) mainly contains the background noise or the cloudiness of the paper. In the second frequency range errors can only be detected if their amplitude exceeds the general noise level. Through a suitable Filter technology can thus make errors according to the criteria

a) Flankensteilheit der Fehlerränder (III)a) Edge steepness of the error margins (III)

b) Amplitude der Fehler (II)b) amplitude of the errors (II)

c) Dickenfehler (I)c) thickness error (I)

getrennt werden. Je nach Anwendungsfall kann also die Anzahl der Teilabschnitte sowie der Frequenzbereich für die Auswertung der Ausgangssignale frei gewählt werden. Ebenso sind verschiedene Kombinationen für die unterschiedlichen Bahnbereiche möglich. Sollen z.B. allgemeine Dickenänderungen von Papierknoten oder dergl. festgestellt werden, so wird man die Prüfung im ersten Frequenzbereich (I) mit nur einem Teilabschnitt im merkmalsfreien Bahnbereich durchführen. Wasserzeichenbereiche sind dagegen sinnvoller mit Hilfe des zweiten und dritten Frequenzbereichs unter Berücksichtigung der Lagetoleranz für die Teilabschnittslänge zu prüfen.be separated. Depending on the application, the number of Sub-sections as well as the frequency range for the evaluation of the output signals can be freely selected. Likewise are different Combinations possible for the different railway areas. Should e.g. general changes in the thickness of paper knots or The same can be determined, the test in the first frequency range (I) will be carried out with only a section in the feature-free Perform rail area. Watermark ranges, on the other hand, make more sense with the help of the second and third frequency ranges to be checked taking into account the positional tolerance for the section length.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, in dem die Prüfung einer mit Wasserzeichen versehenen Papierbahn beschrieben wird.Further features and advantages of the invention emerge from the claims and the following description of an exemplary embodiment, which describes the testing of a watermarked paper web.

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Es zeigen:Show it:

Fig. 1 Prinzipdarstellung der für Wasserzeichenpapier zweckmäßigen Durchlichtabtastung nach dem erfindungsgemäßen Prinzip;Fig. 1 Schematic representation of the expedient for watermark paper Transmitted light scanning according to the principle of the invention;

Fig. 2 eine Papierbahn mit angedeutetem Musterbereich;2 shows a paper web with an indicated pattern area;

Fig. 3 ein Ausgangssignal einer Abtastspur mit Schwellwertanhebung ;3 shows an output signal of a scanning track with threshold value increase ;

Fig. 4 ein Ausgangssignal einer Abtastspur mit.Hüllkurve;4 shows an output signal of a scanning track with an envelope curve;

Fig. 5 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Abtasteinrichtung und5 shows a block diagram of the scanning device according to the invention and

Fig. 6 eine Prinzipschaltung der Mittelwertbildung.6 shows a basic circuit of the averaging.

Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer erfindungsgemäßen und für die Papierbahnprüfung zweckmäßige Prüfvorrichtung, deren Funktion bei der Prüfung einer mit Wasserzeichen versehenen Geldscheinbahn erklärt werden soll. Im Anwendungsfall befindet sich diese Prüfstation vor dem Querschneider und Sortierer, von dem die Papierbahn im richtigen Abstand zu den Merkmalsbereichen in einzelne Bögen zerschnitten und fehlerhafte markierte Bögen mittels einer Weiche aussortiert werden. Dem Fachmann ist klar, daß dies lediglich eines vieler Anwendungsbeispiele ist und daß in gleicher Weise die Prüfung von Druckmustern und dergleichen möglich ist.Fig. 1 shows the basic structure of a test device according to the invention and useful for testing paper webs, the Function when checking a watermarked banknote web is to be explained. In the use case is this test station in front of the sheeter and sorter from which the paper web cut into individual sheets at the correct distance from the feature areas and incorrectly marked sheets be sorted out by means of a switch. It is clear to the person skilled in the art that this is only one of many application examples and that in the same way the examination of print samples and the like is possible.

Eine Papierbahn 1, die über Transportrollen 2,3 in Richtung eines Pfeiles 4 bewegt wird, weist in Transportrichtung periodisch wiederkehrende Wasserzeichen auf, deren örtliche Lage und Struktur zusammen mit den wasserzeichenfreien Bereichen (Velinteil) auf Abweichungen und Fehler geprüft werden sollen. Hierzu ist unterhalb der Papierbahn 1 eine stabförmige Lampe 5 als Lichtsöhder vorgesehen, die das Papier über die gesamte Bahn-A paper web 1, which is moved in the direction of an arrow 4 via transport rollers 2, 3, points periodically in the transport direction recurring watermarks, their local position and structure together with the watermark-free areas (vellum part) should be checked for deviations and errors. For this purpose, a rod-shaped lamp 5 is below the paper web 1 as Lichtsöhder provided, which the paper over the entire web

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breite homogen durchleuchtet. Auf der gegenüberliegenden Seite der Papierbahn ist eine Fotozellenreihe 6 als Empfänger angebracht. Für das die Papierbahn 1 durchdringende Licht ergeben sich bei kontinuierlich durchlaufender Bahn auf Grund der unterschiedlichen Transparenz HelligkeitsSchwankungen, die von den einzelnen Fotozellen in Amplitudenschwankungen ihrer elektrischen Ausgangssignale umgewandelt werden. Die einzelnen analogen Ausgangssignale der Fotozellen werden einer Signalaufbereitungsschaltung 7 zugeführt, in der sie verstärkt und in eine für die weitere Verarbeitung notwendige Form gebracht werden. Ferner ist ein Taktgeber 8, ein Quermarkenfühler 10 und ein Markierungsgeber 9 vorhanden. wide homogeneously illuminated. On the opposite side of the paper web, a row of photocells 6 is attached as a receiver. For the light penetrating the paper web 1, given the continuously running web, the different Transparency fluctuations in brightness caused by the individual photocells are converted into amplitude fluctuations in their electrical output signals. The individual analog output signals the photocells are fed to a signal conditioning circuit 7, in which they are amplified and converted into one for the further processing necessary form can be brought. A clock generator 8, a cross-mark sensor 10 and a marker generator 9 are also provided.

Da die Lampe 5 und die Fotozellenreihe 6 quer zur Transportrichtung angeordnet sind, wird wie in Fig. 2 gezeigt, die in Richtung des Pfeiles 4 kontinuierlich transportierte Papierbahn 1 und damit auch die im Papier eingebrachten Wasserzeichen 11 beim Vorhandensein von 1-Fotozellen in al - al -parallele, längs der Transportrichtung verlaufende Spuren 12 eingeteilt. Da sich diese Wasserzeichenbereiche 14 auf der Papierbahn 1 im allgemeinen in gleichmäßigen Abständen wiederholen, werden sich die gleichen Ausgangssignale der Fotozellen ebenfalls in periodischer Reihenfolge wiederholen, wobei sie den Rauschpegel der Velinbereiche um ein mehrfaches in der Amplitude übersteigen. Um diese sich wiederholenden Wasserzeichensignale der einzelnen Spuren 12 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren prüfen zu können, werden die al - al einzelnen Spuren 12 in bl - bn Teilabschnitte 13 unterteilt. Dadurch werden die Wasserzeichenbereiche 14 von einem gedachten zweidimensionalen Piüfraster überlagert, dessen Feinheit von der Länge der Teilabschnitte 13 und der Anzahl der Spuren 12 abhängt (Fig. 2).Since the lamp 5 and the photocell row 6 transverse to the transport direction are arranged, as shown in FIG. 2, the paper web 1 continuously transported in the direction of arrow 4 and thus also the watermarks 11 made in the paper in the presence of 1 photocells in al - al -parallel, tracks 12 running along the direction of transport. Since these watermark areas 14 are on the paper web 1 in generally repeat at regular intervals, the same output signals of the photocells will also be periodic Repeat the order, whereby they exceed the noise level of the vellum areas several times in amplitude. In order to be able to check these repeating watermark signals of the individual tracks 12 according to the method according to the invention, the al - al individual tracks 12 are subdivided into bl - bn subsections 13. This makes the watermark areas 14 of superimposed on an imaginary two-dimensional Piüfraster, its Fineness depends on the length of the sections 13 and the number of tracks 12 (Fig. 2).

Hierfür ist ein vom Papiertransport abhängiges Taktsignal des Taktgebers 8 sowie ein von der Wasserzeichenlage abhängiger Synchron-Impuls des Quermarkenfühlers 10 erforderlich. Im Anwendungsfall ist in der Papierbahn 1 zur Begrenzung der BögenFor this purpose, a clock signal of the clock generator 8 that is dependent on the paper transport and one that is dependent on the position of the watermark is used Synchronous pulse of cross mark sensor 10 required. In the use case is in the paper web 1 to limit the sheets

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für jeden Bogen eine sogenannte Quermarke (Wasserzeichenmarke) vorgesehen, die von einer Fotozelle erfaßt auch zur Synchronisierung der Teilabschnitte 13 verwendet wird. Die geometrischen Abmessungen der Wasserzeichen, d.h. Länge und Breite werden einer Programmiereinheit manuell voreingegeben.a so-called transverse mark (watermark mark) is provided for each sheet, which is also detected by a photo cell for synchronization of the subsections 13 is used. The geometric dimensions of the watermark, i.e. length and width, are manually entered in a programming unit.

Durch getrennte Ermittlung der in den einzelnen Spuren 12 vorliegenden höchsten und niedrigsten Amplitudenwerte im Ausgangssignal der Fotozellen und durch die Zuordnung von Schwellwerten hierzu, wird für den Vergleich mit nachfolgenden Mustern jeder Spur eine obere und eine untere Hüllkurve zugeteilt, d.h. für den positiven und negativen Amplitudenbereich des Ausgangssignals je eine. Die Hüllkurven stellen also Schwellen dar, die bei fehlerfreiem Bahnmaterial in keinem Punkt überschritten bzw. unterschritten werden dürfen.By separate determination of those present in the individual tracks 12 highest and lowest amplitude values in the output signal of the photo cells and through the assignment of threshold values for this purpose, an upper and a lower envelope curve is assigned to each track for comparison with subsequent samples, i.e. for the positive and negative amplitude range of the output signal one each. The envelopes therefore represent thresholds that are set at fault-free web material must not be exceeded or undercut at any point.

Die Fig. 3 und 4 zeigen zwei bei der Abtastung einer der Spuren erhaltene Ausgangssignale 15 zusammen mit den zugeordneten Hüllkurven. Die relativ stark schwankenden Opazitätsverhältnisse im Wasserzeichen 11 sind dabei einem Bereich 17 dieser Ausgangssignale 15 wiedergegeben, wogegen die durch die Wolkigkeit des Papiers hervorgerufenen gleichmäßigeren Ausgangssignalabschnitte des Velinteils einem Bereich 16 zugeordnet sind.3 and 4 show two output signals 15 obtained during the scanning of one of the tracks together with the associated envelope curves. The relatively strongly fluctuating opacity ratios in the watermark 11 are a region 17 of these output signals 15, whereas the more uniform output signal sections caused by the cloudiness of the paper of the vellum part are assigned to an area 16.

In Fig. 3 ist eine Einteilung der Spur für weniger hohe Qualitätsansprüche gezeigt, mit der in erster Linie nur die besonders störend empfundenen Fehler im Velinteil erkannt und angezeigt werden sollen. Die Teilabschnitte sind so groß gewählt, daß das Ausgangssignal 15 während eines Wasserzeichens im Bereich 17 von nur einem einzigen oberen positiven und einem unteren negativen Schwellwert und das Ausgangssignal 15 während des Velinteils im Bereich 16 ebenso nur von je einem einzigen positiven und einem negativen Schwellwert eingegrenzt wird. Die durch Ermittlung der max. Amplituden gebildeten Schwellwerte sind durch Linien 22 wiedergegeben. Die schraffierten Bereiche 20 kennzeichnen denIn Fig. 3 is a division of the track for less high quality requirements shown, with which primarily only the particularly annoying errors in the vellum part are recognized and displayed should be. The subsections are chosen so large that the output signal 15 during a watermark in the range 17 from only a single upper positive and a lower negative threshold value and the output signal 15 during the Velin part im Area 16 is also only limited by a single positive and a negative threshold value. The by identifying the The threshold values formed for the maximum amplitudes are shown by lines 22. The hatched areas 20 identify the

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als Toleranzbereich hinzugefügten Spannungswert. Durch die so gebildeten und im Velinteil relativ gut anliegenden Schwellen 21 werden Opazitätsänderungen im musterfreien Bereich mit großer Genauigkeit erkannt. Fehler im Wasserzeichen, die kleinere Amplituden als die jeweils größte Amplitude erzeugen, bleiben jedoch durch diese an sich sehr grobe Rasterung unerkannt. Da sich kleinere Helligkeitsunterschiede im Wasserzeichen bei weitem nicht so störend auswirken wie im Velinteil, ist die Qualität einer derart geprüften Papierbahn 1 trotz des relativ geringen Prüfaufwandes für viele Fälle ausreichend.voltage value added as a tolerance range. Due to the thresholds formed in this way and relatively well-fitting in the vellum part 21, changes in opacity in the pattern-free area are recognized with great accuracy. Errors in the watermark, the smaller amplitudes than generate the greatest amplitude in each case, however, due to this very coarse rasterization, they remain undetected. Since smaller Differences in brightness in the watermark are by far not as disturbing as in the vellum part, the quality is such tested paper web 1 is sufficient for many cases despite the relatively low testing effort.

Für hohe Ansprüche und insbesondere um spätere maschinelle Echtheitsprüfungen von Banknoten zu ermöglichen empfiehlt es sich bei Banknotenpapier jedoch, die Schwellen 21 über und unter dem Wasserzeichen 11 so zu verändern, daß auch kleinere Helligkeitsunterschiede im Wasserzeichen als Fehler erkannt und ausgesondert werden können. Dies geschieht im Musterbereich durch die Taktung der Spuren in wesentlich kleinere Teilabschnitte. In der Fig. 4 wurde der Wasserzeichenbereich beispielsweise in 15 gleiche Teilabschnitte bl - bl5 unterteilt. Genau wie bei dem in Fig. 3 gezeigten vereinfachten Verfahren werden auch hier pro Teilabschnitt jeweils die höchsten und die niedrigsten Amplituden festgestellt, die Schwellwerte erzeugt und diesen je eine um einen konstanten Spannungswert erhöhte bzw. verringerte Schwelle 21 zugeordnet. Trotz der noch immer recht groben Rasterung kann man hier im Gegensatz zum Beispiel gemäß Fig. 3 schon eine relativ gute Anpassung an das Ausgangssignal erkennen.For high demands and especially for subsequent machine authenticity checks To enable bank notes, however, in the case of bank note paper, it is advisable to place the thresholds 21 above and below the watermark 11 to be changed in such a way that even smaller differences in brightness in the watermark are recognized as errors and eliminated can be. This is done in the pattern area by clocking the tracks into much smaller sections. In FIG. 4 For example, the watermark area was divided into 15 equal subsections bl - bl5. Just like that shown in FIG Simplified procedures, the highest and lowest amplitudes are determined for each section, the threshold values are generated and each assigned a threshold 21 increased or decreased by a constant voltage value. Despite the still quite coarse grid, in contrast to the example according to FIG. 3, a relatively recognize good adaptation to the output signal.

Es ist leicht einzusehen, daß der Vergleich von Ausgangssignalen mit derartigen Hüllkurven weit mehr Fehler erkennen läßt und daß die Prüfgenauigkeit mit immer feiner werdender Taktung bis zum exakten Konkruenznachweis gesteigert werden kann.It is easy to see that the comparison of output signals with such envelopes reveals far more errors and that the test accuracy can be increased with ever finer timing up to the exact proof of concreteness.

Eine Optimierung der Teilabschnittslänge kann insbesondere bei. sehr kleinen zu erkennenden Fehler erreicht werden, wenn die Länge der Teilabschnitte der Halbwellenlänge des kleinsten zuAn optimization of the subsection length can in particular be achieved with. very small errors to be detected can be achieved if the length of the subsections is the half-wavelength of the smallest

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erkennenden Fehlers entspricht. Um bei der Mittelwertbildung mit Sicherheit eine zusammenhängende Hüllkurve zu erhalten, sollte die Teilabschnittslänge jedoch die maximal zulässige Lagetoleranz und/oder Verzugsabweichung nicht unterschreiten. Bei sehr kleinen zulässigen Toleranzen wird man daher die Länge der Teilabschnitte an die Halbwellenlänge des kleinsten zu bewertenden Fehlers anpassen. Sind größere Toleranzen zu berücksichtigen, wählt man die Länge der Teilabschnitte mittels der maximalen Toleranzabweichung aus.identifying error. In order to obtain a coherent envelope curve with certainty when averaging, However, the length of the section should not fall below the maximum permissible position tolerance and / or distortion deviation. In the case of very small permissible tolerances, the length of the subsections is therefore equal to the half-wavelength of the smallest Adjust the error to be assessed. If larger tolerances are to be taken into account, the length of the sections is selected using the maximum tolerance deviation.

In Fig. 5 ist das Blockschaltbild einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren funktionierenden Prüfvorrichtung für eine Spur gezeigt und die Anordnungen für die weiteren Spuren angedeutet.In Fig. 5, the block diagram is one according to the invention Method functioning test device shown for one lane and the arrangements for the other lanes indicated.

Die Prüfvorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Programmiereinheit 25, in der die aktuelle Wasserzeichenlage bzw. Registerlage eingespeichert ist und welche vom Taktgeber 8 und vom Quermarkenfühler 10 gesteuert wird; einem Vorverstärker 24, in dem das Ausgangssignal einer Fotozelle 23 der Fotozellenreihe 6 verstärkt und gegebenenfalls durch geeignete Filterschaltungen in die gewünschten Frequenzbereiche aufgeteilt wird; einer Speicherund Recheneinheit 26, in der die Hüllkurven erzeugt und gespeichert werden; einer Steuereinheit 27, die den zeitlichen Ablauf für Meßwerterfassung, Speicherung und Wiedergabe steuert und einer Vergleichseinheit 28, welche die jeweils gültigen Schwellwerte mit dem Ausgangssignal der Fotozelle 23 vergleicht und das Überschreiten einer Schwelle als Fehler anzeigt. Der vorgenannte Vorverstärker 24 und die Einheiten 25 bis 28 sowie eine noch später erläuterte ODER-Schaltung 69 sind in der Signalaufbereitungsschaltung 7 (Fig. 1) enthalten.The test device essentially consists of a programming unit 25, in which the current watermark position or register position is stored and which from the clock generator 8 and from the cross mark sensor 10 is controlled; a preamplifier 24 in which the output signal of a photocell 23 of the photocell row 6 is amplified and, if necessary, is divided into the desired frequency ranges by means of suitable filter circuits; a memory and Arithmetic unit 26 in which the envelope curves are generated and stored; a control unit 27, which the timing for Measured value acquisition, storage and playback controls and one Comparison unit 28, which compares the respectively valid threshold values with the output signal of the photocell 23 and the exceeding a threshold as an error. The aforementioned preamplifier 24 and the units 25 to 28 and one later explained OR circuit 69 are contained in the signal conditioning circuit 7 (Fig. 1).

Die Programmiereinheit 25 und die Steuereinheit 27 sind, da von ihnen die gesamte Anlage gesteuert wird, pro Prüfvorrichtung nur einmal vorzusehen, wogegen die Speicher- und Recheneinheit 26,The programming unit 25 and the control unit 27, since they control the entire system, are only per test device to be provided once, whereas the storage and arithmetic unit 26,

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a-a-

die Vergleichseinheit 28 sowie der Vorverstärker 24 für jede zu prüfende Spur einmal vorhanden sein muß. Bei 1 Spuren 12 besteht die Prüfvorrichtung also aus 1 Fotozellen 23 in der Fotozellenreihe 6, 1 Vergleichseinheiten sowie 1 Speicher- und Recheneinheiten 26 und je einer Programmier- und Steuereinheit 25, 27 sowie dem Taktgeber und dem Quermarkenfühler 10. Soll eine Papierbahn 1 nach mehreren getrennten Kriterien geprüft werden, so ist pro Spur 12 für jeden Frequenzbereich jeweils eine separate Speicher- und Rechen- sowie Vergleichseinheit 26, 28 vorzusehen, wie dies in der Fig. 5 mit den Blöcken 26a, 26b, 28a und 28b angedeutet ist.the comparison unit 28 and the preamplifier 24 for each track to be checked must be present once. With 1 lane 12 the test device consists of 1 photocell 23 in the photocell row 6, 1 comparison units as well as 1 storage and arithmetic units 26 and one programming unit each and control unit 25, 27 as well as the clock generator and the cross-mark sensor 10. Should a paper web 1 follow If several separate criteria are checked, then there is a separate one for each track 12 for each frequency range Provide storage and arithmetic and comparison units 26, 28, as shown in FIG. 5 with blocks 26a, 26b, 28a and 28b is indicated.

Die zu prüfende Papierbahn 1, auf der, wie bereits erwähnt, die einzelnen Wasserzeichen 11 zu sogenannten Registern aneinandergereiht und auf der zur Synchronisation Quermarken vorgesehen sind, durchläuft die Prüfvorrichtung in der in Fig. 1 gezeigten Weise und wird von der aus 1-Fotozellen 23 bestehenden Fotozellenreihe 6 auf Fehler abgetastet. Mit Hilfe einer Fotozelle 32 und einer Lampe 33 im Quermarkenfühler 10 werden außerdem die Synchron-The paper web 1 to be tested, on which, as already mentioned, the individual watermarks 11 become so-called registers lined up and on which cross marks are provided for synchronization, the test device runs through the manner shown in Fig. 1 and is scanned by the consisting of 1 photocells 23 photocell row 6 for errors. With the help of a photocell 32 and a lamp 33 in the cross mark sensor 10, the synchronous

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markierungen im Papier ermittelt. In den Fotozellen 23 entstehen dabei die Ausgangssignale, die den in Fig. 3 und 4 gezeigten Ausgangssignalen 15 entsprechen, wogegen die Fotozelle 32 jeweils nur zu Beginn eines Registers einen für die Synchronisation bestimmten Impuls abgibt. Zusätzlich zu diesen beiden Signalen liefert der vom Transportsystem mit angetriebene, aus einer Fotozelle 29, einer Schlitzscheibe 30 und einer Lampe 31 bestehende Taktgeber 8, ein Rechtecksignal, das dem Papierdurchlauf fest zugeordnet ist und zur Taktung der Spuren 12 verwendet wird.marks in the paper determined. In the photocells 23 arise the output signals corresponding to the output signals 15 shown in FIGS. 3 and 4, whereas the photocell 32 only emits a pulse intended for synchronization at the beginning of a register. In addition to these two signals supplies the one which is driven by the transport system and consists of a photocell 29, a slotted disc 30 and a lamp 31 Clock generator 8, a square-wave signal that is permanently assigned to the paper flow and is used to clock the tracks 12.

Je nach gewünschter Länge der Teilabschnitte 13 werden in der Programmiereinheit 25 in einer Schaltung 34, die vom Taktgeber gesteuert wird, hierfür jeweils mehrere Takte für einen Teilabschnitt mit der Länge b zusammengefaßt. Die Bezeichnung (_) im Schaltbildsymbol zeigt an, daß jeweils 3 Takte für eine Länge b eines Teilabschnitts 13 zusammengefaßt werden. Die Größe der Teilabschnitte und der Zeitpunkt, an dem die Bildung der Teilabschnitte in den Registerbereichen einsetzt, kann für jede Papiersorte in eine Matrixschaltung 35 als Prüfprogramm manuell eingegeben werden. Die Matrixschaltung 35 wird vom Quermarkenfühler 10 gesteuert und steuert ihrerseits die Schaltung 34.Depending on the desired length of the subsections 13 are in the programming unit 25 in a circuit 34, which is from the clock is controlled, for this purpose combined several clocks for a section with the length b. The designation (_) in The circuit diagram symbol indicates that 3 clocks for a length b of a section 13 are combined. The size of the Sub-sections and the point in time at which the formation of the sub-sections in the register areas begins can be set for each Paper type can be entered manually in a matrix circuit 35 as a test program. The matrix circuit 35 is from the cross mark sensor 10 controls and controls the circuit 34 in turn.

Über eine Taktleitung 36 wird das, den Teilabschnittslängen angepaßte, Taktsignal von der Schaltung 34 an einen Speicherimpuls-Generator 38 und an einen Speicheradress-Generator 39 weitergegeben. Vom Speicherimpuls-Generator 38 aus werden dann die in einer Gleichrichterschaltung 46 gebildeten Signale in einzelne Teilabschnitte zerhackt. Die Gleichrichterschaltung ist aus einem Spitzenwert-Meßgleichrichter bekannter Schaltungsart aufgebaut. In dieser Gleichrichterschaltung 46 kann auch eine Differenzierschaltung enthalten sein. Vorzugsweise werden die differenzierten Signale weiterverarbeitet. Außerdem wird einem Summierer 49, analogen Speichern 50,52 und einem Vergleicher 55 vom Speieherimpuls-Generator 38 über eine Leitung der für die Schwellwertbildung und den Vergleich notwendige Taktrfcythmus aufgeprägt. Mit jedem Teilabschnittspuls erzeugt der GeneratorVia a clock line 36, the segment length adapted, Clock signal from circuit 34 to a memory pulse generator 38 and to a memory address generator 39 passed on. From the storage pulse generator 38, the signals formed in a rectifier circuit 46 are then converted into individual sections chopped up. The rectifier circuit is constructed from a peak-value measuring rectifier of a known type of circuit. In this rectifier circuit 46 can also a differentiating circuit may be included. The differentiated signals are preferably processed further. Also will a summer 49, analog memories 50,52 and a comparator 55 from the Speieherimpulsgenerator 38 via a line for the Threshold formation and the comparison necessary clock cycle imprinted. The generator generates with every partial pulse

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dabei eine Impulsfolge, die, wie später noch genauer beschrieben wird, im wesentlichen die Schreib- und Lesezyklen der Speicher 50 und 52 steuern. Der Speicheradress-Generator wird währenddessen, wie ebenfalls noch genauer erklärt wird, zur Steuerung der Speicher 50,52 mit jedem Teilabschnittstakt um eine Speicheradresse weiter geschaltet. Die Bezeichnung ( ) im Generator 39 soll im Anwendungsfail besagen, daß n-Speicheradressen vorliegen, von denen der Reihe nach jeweils eine auskodiert wird.thereby a pulse sequence which, as will be described in more detail later, essentially the write and read cycles the memories 50 and 52 control. The memory address generator is meanwhile, as will also be explained in more detail, to control the memory 50,52 switched by one memory address with each partial segment clock. The name () in Generator 39 should say in the application failure that n memory addresses are available, one of which is coded out one after the other.

Eine von der Matrixschaltung 35 ausgehende Taktleitung 37 versorgt einen Musterzähler 41 in ähnlicher Weise mit Taktimpulsen, die den Anfang und das Ende der einzelnen Muster kennzeichnen. Im Musterzähler 41 wird die Anzahl der zur Mittelwertbildung herangezogenen Musterbereiche voreingestellt. Von ihm gehen daher die Signale aus, die nach Erreichen einer voreingestellten Musterzahl m den Austausch der im Speicher 52 gespeicherten alten Vergleichsschwellwerte gegen die im Speicher 50 gebildeten neu ermittelten bewirken. Der Musterzähler 41 zählt also die nacheinander abgetasteten Wasserzeichen und gibt bei Gleichstand zwischen Zähler und Voreinstellung ein Koinzidenzsignal ab, das den Speicherinhalt vom Speicher 50 über eine UND-Schaltung zum Speicher 52 transferiert und zum anderen die Generatoren 38,39 über eine Steuerleitung 42 zurücksetzt. Weiterhin gehört zur Steuereinheit 27 eine Logikschaltung 43, welche eventuelle Fehler während der Mittelwertbildung über eine Leitung 45 registriert und den Musterzähler 41 beeinflußt und damit abhängig von der Fehlerzahl oder Fehlergröße das Überschreiben der neuen Hüllkurve verhindert, da sonst verfälschte Schwellwerte zur Prüfung der folgenden Wasserzeichen-Serie verwendet würden.A clock line 37 emanating from the matrix circuit 35 is supplied a pattern counter 41 in a similar manner with clock pulses which mark the beginning and the end of the individual patterns. In the pattern counter 41, the number of pattern areas used for averaging is preset. Go from him hence the signals which, after a preset number of patterns m have been reached, replace the ones stored in memory 52 effect old comparison threshold values against the newly determined values formed in memory 50. The pattern counter 41 thus counts the successively scanned watermarks and emits a coincidence signal if there is a tie between the counter and the preset, which transfers the memory content from memory 50 via an AND circuit to memory 52 and, on the other hand, the generators 38, 39 resets via a control line 42. The control unit 27 also has a logic circuit 43 that detects any errors registered during the averaging via a line 45 and influenced the pattern counter 41 and thus dependent on the The number of errors or error size prevents the new envelope curve from being overwritten, otherwise the threshold values for checking will be falsified the following watermark series would be used.

Der Einfachheit halber wird die Speicher- und Recheneinheit 26 an Hand der Bildung einer positiven Hüllkurve mittels der Gleichrichterschaltung 46, des Summierers 49 und des Speichers 50 erklärt. Die Bildung der negativen Hüllkurve erfolgt in gleicher Weise mit den in der unteren Hälfte der Einheit 26 angedeuteten gleichen Schaltungseinheiten. . ^ ä „ _ .For the sake of simplicity, the storage and computing unit 26 is explained with reference to the formation of a positive envelope curve by means of the rectifier circuit 46, the adder 49 and the memory 50. The formation of the negative envelope takes place in the same way with the same circuit units indicated in the lower half of the unit 26. . ^ ä "_.

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2S37i?72S37i? 7

Das Ausgangssignal der Fotozellen 23 gelangt über den Vorverstärker 24 einmal zur Gleichrichterschaltung 46, in der die größten Amplituden innerhalb der Teilabschnitte festgestellt und davon abhängige Schwellwerte und damit Schwellen 21 gebildet werden sowie zu einem Trennverstärker 54, von dem aus es mit den im Speicher 52 bereitstehenden Schwellwerten verglichen wird. Das Ausgangssignal der Gleichrichterschaltung 46, das pro Teilabschnitt nur noch einen von der jeweils höchsten Amplitude abhängenden Spannungswert aufweist, gelangt über eine Leitung 47 und eine Quotientenschaltung 40 zum Summierer In der Quotientenschaltung 40 wird, gesteuert von einem Vorwahlschalter 44 und wie später noch genauer beschrieben, jeder den Teilabschnitten zugeordnete Spannungspegel auf den m-ten Wert heruntergeteilt, wobei m der voreingestellten Musterzahl entspricht. Dieser Spannungswert wird zur Mittelwertbildung im Summierer 49 zu den vorher bereits ermittelten Werten derselben Teilabschnitte addiert und in einer von η dem jeweiligen Teilabschnitt zugeordneten Speicherzelle des Speichers 5O abgespeichert. Nach der Prüfung von m Wasserzeichen liegen in den η Speicherzellen des Speichers 50 dementsprechend die aus m Wasserzeichen gebildeten Mittelwerte der einzelnen Teilabschnitte vor. Nach Abschluß der m-ten Prüfung beaufschlagt der Musterzähler 41 einen Eingang 53 der UND-Schaltung 51 mit einem Spannungsimpuls, auf den hin die UND-Schaltung 51 durchschaltet. Damit wird der Inhalt des Speichers 50 über eine Leitung 67 nach Löschen des vorherigen Inhalts der Reihe nach in den Speicher 52 umgeladen. Damit während der einzelnen Speichervorgänge die einzelnen »Spannungspegel immer in die richtigen Speicherzellen der Speicher 50 und 52 gelangen und damit beim Vergleich der aktuellen Pegel immer die korrespondierenden Schwellwerte des Speichers 52 zur Verfügung stehen, öffnet und schließt der Speicheradress-Generator 39 die einzelnen Speicherzellen der Speicher 50 und 52 der Reihe nach im Rhythmus der von der Schaltung 34 gelieferten Signale..The output signal of the photocells 23 passes through the preamplifier 24 once to the rectifier circuit 46, in which the largest amplitudes within the subsections are determined and threshold values dependent thereon and thus thresholds 21 are formed, as well as to an isolating amplifier 54, from which it is compared with the threshold values available in the memory 52. The output of the rectifier circuit 46, which has only one voltage value depending on the respective highest amplitude per section passes over a line 47 and a quotient circuit 40 to the adder In the quotient circuit 40 is controlled by a preselection switch 44 and, as will be described in greater detail later, each voltage level assigned to the sub-sections to the m-th value divided down, where m corresponds to the preset number of patterns. This voltage value is used for averaging in the summer 49 for the previously determined values of the same Sub-sections are added and stored in a memory cell of the memory 5O assigned by η to the respective sub-section. After checking m watermarks, the η memory cells of the memory 50 accordingly contain those from m Watermarked mean values of the individual subsections. Applied after completion of the mth test the pattern counter 41 has an input 53 of the AND circuit 51 with a voltage pulse to which the AND circuit 51 turns on. So that the content of the memory 50 is a Line 67 reloaded in sequence into memory 52 after deleting the previous content. So during the individual storage processes the individual »voltage levels always get into the correct memory cells of the memory 50 and 52 and thus at the When comparing the current level, the corresponding threshold values of the memory 52 are always available, opens and the memory address generator 39 closes the individual memory cells of the memories 50 and 52 one after the other in the rhythm of signals supplied by circuit 34 ..

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Die im Speicher 52 abgespeicherten Spannungspegel dienen dem laufenden Vergleich mit den vom Trennverstärker 54 abgegebenen aktuellen Pegeln. Sie werden auf je einen Eingang 57,58 des Vergleichers 55 gegeben und erzeugen an seinem Ausgang 59 ein Fehlersignal, wenn der am ersten Vergleichereingang 57 anliegende Spannungswert von dem am zweiten Eingang 58 anliegenden Spannungswert überschritten wird. Dieses Fehlersignal wird über ODER-Schaltungen 68,69 an eine Ausgangsklemme 70 gegeben. Mittels der Fehlersignale an der Ausgangsklemme 70 kann dann der in Fig. 1 angedeutete Markierungsgeber 9 betätigt werden. Ein Vergleicher 56 hat die gleiche Funktion und wertet das Signal für den negativen Amplitudenbereich aus und gibt sein Fehlersignal ebenfalls über die ODER-Schaltung 68,69 an die Ausgangsklemme 70.The voltage levels stored in memory 52 are used for ongoing comparison with those output by isolating amplifier 54 current levels. They are each applied to an input 57, 58 of the comparator 55 and generate 59 at its output an error signal if the signal at the first comparator input 57 applied voltage value is exceeded by the voltage value applied to second input 58. This error signal is given to an output terminal 70 via OR circuits 68,69. By means of the error signals at the output terminal 70, the marker transmitter 9 indicated in FIG. 1 can then be actuated. A comparator 56 does the same Function and evaluates the signal for the negative amplitude range and also outputs its error signal via the OR circuit 68,69 to output terminal 70.

Da während des Umspeicherns der Speicherinhalte vom Speicher 50 in den Speicher 52 kein eindeutiger Vergleich der vom Trennverstärker 54 gelieferten Signale mit den Speicherwerten des Speichers 52 möglich ist, werden die Vergleicher 55 und 56 für diese Zeiträume über die Leitung 60 vom Generator 38 gesperrt. Die Abgabe eines Fehlersignals, das während des Umspeicherns auf Undefinierte Spannungsverhältnisse aufbaut, ist daher nicht möglich. Da die Umspeieherzeit lediglich Bruchteile der eigentlichen Taktzeit benötigt, sind die dadurch für die Prüfung entstehenden Ausblendungen vernachlässigbar.Since, during the restoring of the memory contents from memory 50 to memory 52, there is no clear comparison of the data from the isolation amplifier 54 delivered signals with the stored values of the memory 52 is possible, the comparators 55 and 56 for these periods of time are blocked by the generator 38 via the line 60. The output of an error signal that occurred during restoring based on undefined tension is therefore not possible. Since the Umspeieherzeit only fractions of the actual Cycle time is required, the resulting fade-outs for the test are negligible.

Anhand eines in Fig. 6 gezeigten Prinzipschaltbildes soll die Wirkungsweise der in der Speicher- und Recheneinheit 26 vorgenommenen Mittelwertbildung noch einmal genauer erklärt werden.With the aid of a basic circuit diagram shown in FIG. 6, the mode of operation of the memory and arithmetic unit 26 carried out is intended Averaging will be explained again in more detail.

Bei der Prüfung des Teilabschnittes bl des ersten von m Wasserzeichen 11 (Fig. 2) gelangt der von der Gleichrichterschaltung 46 bereits aufbereitete Spannungswert über die Zuleitung 47 an die Quotientenschaltung 40. Mit Hilfe des Vorwahlschalters 44, der auch mit dem Musterzähler 41 mechanisch gekoppelt ist, wird das Teilerverhältnis der Quotientenschaltung 40, so eingestellt, daß von der angelegten Spannung lediglich der entsprechende Teil am Eingang eines Operationsverstärkers 61 im Summierer 49 wirksam wird. Die Widerstände 62 und 63 stehen im Verhältnis 1:1When examining subsection bl of the first of m watermarks 11 (FIG. 2), the voltage value already processed by the rectifier circuit 46 arrives via the supply line 47 to the quotient circuit 40. With the aid of the preselection switch 44, which is also mechanically coupled to the pattern counter 41, the division ratio of the quotient circuit 40, adjusted so that only the corresponding part of the applied voltage at the input of an operational amplifier 61 in the summer 49 becomes effective. The resistors 62 and 63 have a ratio of 1: 1

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zueinander, so daß am Summiereingang der volle Spannungswert einer Zwischenspeicherzelle 64 wirksam wird. Da ein aus einem Feldeffekt-Transistor (FET) gebildeter Schalter 65 während des ersten Wasserzeichens zunächst gesperrt bleibt, liegt demnach am Summiereingang O-Potential an. Somit liegt am Ausgang des Operationsverstärkers 61 der m-te Teil des Spannungswertes al..Dieser Spannungswert wird durch Öffnen eines aus einem Feldeffekt-Transistor (FET) gebildeten Schalters 66 in die Speicherzelle S-des Speichers 50, die von dem Speicheradress-Generator 39 zuvor geöffnet wurde, eingeschrieben. Auf die gleiche Weise werden die Spannungswerte der Teilabschnitte b2 - bll in die Speicherzellen S2 S übertragen.to each other, so that the full voltage value of a buffer cell 64 becomes effective at the summing input. Since a switch 65 formed from a field effect transistor (FET) initially remains blocked during the first watermark, 0 potential is accordingly present at the summing input. Thus, at the output of the operational amplifier 61, the m-th part of the voltage value al previously opened, registered. The voltage values of the subsections b2-bll are transferred to the memory cells S 2 S in the same way.

In der Speicherzelle S+- wird der für das Velinteil gebildete Schwellwert abgespeichert. Dieser Schwellwert wird genau wie die einzelnen Schwellwerte der Hüllkurve durch Ermittlung der höchsten Amplitude bestimmt. Da die Prüfung des gesamten Velinteils, wie anfangs schon erwähnt, nur mit einer konstanten Schwelle durchgeführt wird, ist jedoch durch entsprechende Programmierung in der Matrixschaltung 35 der gesamte, zwischen zwei Wasserzeichen befindlichen Velinbereich einem Teilabschnitt gleichgesetzt.The threshold value formed for the vellum part is stored in the memory cell S + -. This threshold value is determined exactly like the individual threshold values of the envelope curve by determining the highest amplitude. Since the checking of the entire vellum part, as already mentioned at the beginning, is carried out only with a constant threshold, the entire vellum area located between two watermarks is, however, equated to a partial section by appropriate programming in the matrix circuit 35.

Beim zweiten der m Wasserzeichen wird am Anfang eines jeden Teilabschnittes über den Schalter 65 die Zwischenspeicherzelle 64 der Reihe nach mit dem in der jeweiligen Zelle S des Speichers 50 vorliegenden Spannungswert geladen und zu den von der Quotientenschaltung 40 bereitgestellten Spannungspegeln addiert. Am Ausgang des Operationsverstärkers 61 werden also jeweils die neu ankommenden Spannungspegel mit den zugehörigen Speicherwerten der selben Teilabschnitte addiert und über den Schalter 66 in die Speicherzellen S wieder abgespeichert. Nach Durchlauf von m Wasserzeichen sind die den Teilabschnitten zugeordneten Speicherzellen S^ ... S daher mit den über m Wasserzeichen gebildeten Mittelwerten geladen.In the case of the second of the m watermarks, the buffer cell is activated via switch 65 at the beginning of each subsection 64 are charged in sequence with the voltage value present in the respective cell S of the memory 50 and closed the voltage levels provided by the quotient circuit 40 are added. At the output of the operational amplifier 61 are that is, the newly arriving voltage levels are added to the associated memory values of the same subsections and Stored again in the memory cells S via the switch 66. After passing m watermarks, they are the Memory cells S ^ ... S assigned to subsections are therefore loaded with the mean values formed over m watermarks.

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Diese Mittelwerte werden, wie bereits erläutert, vor dem nächsten, d.h. (m + 1) Wasserzeichen über die Leitung 67 in den Speicher 52 "umgeladen". Die Speicher 50 und 52 werden während der Prüfung bzw. Mittelwertbildung und während der Umladung vom Speicheradress-Generator 39 mit den gleichen Adressen angesteuert, d.h. es werden vollkommen synchron die gleichen Speicherzellen geöffnet bzw. geschlossen. Während nun die nächsten m.Wasserzeichen mit den Pegeln des Speichers 52 durch die Vergleichseinheit 28 verglichen werden, wird parallel dazu der Speicher 50 mit neuen Mittelwerten aufgefüllt. Auf diese Weise wird die Prüfvorrichtung während der Papierprüfung in relativ wirtschaftlicher Weise ohne Unterbrechung des PrüfVorganges, mit Ausnahme der vernachlässigbaren Ausblendung während der Speicherüberschreibung, mit neuen Schwellwerten versorgt.These mean values are, as already explained, before the next, i.e. (m + 1) watermark via line 67 "reloaded" into the memory 52. The memories 50 and 52 are during the test and averaging and during the reloading of the memory address generator 39 controlled with the same addresses, i.e. it will be completely the same memory cells are opened or closed synchronously. While the next m. Watermarks with the levels of the Memory 52 are compared by the comparison unit 28, the memory 50 is filled in parallel with new mean values. In this way, the test apparatus is rendered uninterrupted in a relatively economical manner during the paper test of the test process, with the exception of the negligible Hiding during memory overwriting, supplied with new threshold values.

Wie bereits am Anfang erwähnt, werden die einzelnen Mittelwerte um einen konstanten Betrag angehoben. Dies erfolgt durch eine einfache Summierschaltung, bestehend aus einem Operationsverstärker und einigen Widerständen '. Der Einfachheit halber ist diese Einheit nicht gesondert dargestellt. Sie ist in den Speicher 52 einbezogen, d.h. dem Speicherausgang vorgeschaltet.As already mentioned at the beginning, the individual mean values are increased by a constant amount. This is done by a simple summing circuit consisting of an operational amplifier and some resistors '. For the sake of simplicity, this unit is not shown separately. It is included in the memory 52, ie connected upstream of the memory output.

Bei der Oberflächen-Prüfung von Mustern mit einer einheitlichen Schwelle (siehe Fig. 3) kann der Aufwand wesentlich verringert werden. Das von der Gleichrichterschaltung 46 kommende Signal wird hierbei statt über Summier- und Speicherschaltungen über eine weniger aufwendige Tiefpaßschaltung geführt und mit dem Ausgangssignal des TrennVerstärkers 54 verglichen. Ein auftretender Fehler bewirkt bei dieser Modifikation der Erfindung e^ine sofortige Änderung der zum Vergleich herangezogenen Schwelle. Bei einer dem Durchlauf von beispielsweise fünf Wasserzeichen entsprechenden Zeitkonstante bewirkt dieser einmalige Fehler jedoch nur eine kurzzeitige SchwellwertänderungWhen testing the surface of samples with a uniform threshold (see Fig. 3), the effort can be substantial be reduced. The signal coming from the rectifier circuit 46 is here instead of via summing and storage circuits Passed through a less complex low-pass circuit and compared with the output signal of the isolating amplifier 54. In this modification of the invention, an occurring error causes an immediate change to the one used for comparison Threshold. In the case of a time constant corresponding to the passage of five watermarks, for example, this has the effect one-time errors but only a short-term change in the threshold value

um etwa des tatsächlichen Wertes. Die Fehlererkennung wirdaround the actual value. The error detection will

daher nur sehr unwesentlich beeinträchtigt, obwohl der gerätetechnische Aufwand durch das Weglassen der Quotientenschaltung 40,therefore only very insignificantly affected, although the device-related Effort by omitting the quotient circuit 40,

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des Summierers 49, der Speicher 50, 52 und der UND-Schaltung sehr wesentlich verringert werden kann. Eine weitere Vereinfachung kann erreicht werden, wenn bei der Prüfung lediglich die positiven Signalanteile berücksichtigt werden. Durch die Gleichrichtung des vom Vorverstärker 24 kommenden Signals, insbesondere mittels eines Zweiweg- oder Brückengleichrichters, die ein Hochklappen der negativen Signalanteile bewirkt, kann der dabei entstehende Qualitätsverlust in Grenzen gehalten werden.the summer 49, the memories 50, 52 and the AND circuit can be reduced very substantially. A further simplification can be achieved if only during the examination the positive signal components are taken into account. By rectifying the signal coming from the preamplifier 24, in particular by means of a two-way or bridge rectifier, which causes the negative signal components to flip up the resulting loss of quality can be kept within limits.

Ohne das erfindungsgemäße Prinzip zu verlassen, kann die Papierbahn 1 natürlich statt mit in Längsrichtung verlaufenden Spuren auch quer zur Transportrichtung geprüft werden. Die Abtastung der Spuren wird dann nicht mehr parallel, sondern serienweise durchgeführt, z.B. durch eine getastete Fotozellenreihe oder durch einen von einem Spiegelrad oder dergl. abgelenkten Lichtstrahl. Der Grundgedanke der Teilabschnitts- und Schwellwertzuordnung kann aber dessen ungeachtet voll übernommen werden.Without departing from the principle according to the invention, the paper web 1 can of course also be checked transversely to the transport direction instead of with tracks running in the longitudinal direction. The scanning of the tracks is then no longer carried out in parallel, but in series, e.g. by means of a row of scanned photocells or by a light beam deflected by a mirror wheel or the like. The basic idea of the sub-section and threshold value assignment but can be taken over in full regardless.

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Claims (18)

PatentansprücheClaims Verfahren zur Prüfung von mit periodisch wiederkehrenden Mustern versehenen Materialbahnen auf Fehler, bei dem der zu prüfende Bahnbereich in parallelen Spuren abgetastet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Spuren durch eine auf die wiederkehrenden Muster synchronisierte Taktung in Teilabschnitte unterteilt werden, daß den Teilabschnitten von den Ausgangssignalen der Abtastung abhängige Schwellwerte zugeordnet werden, die über den einzelnen Ausgangssignalen der Spuren eine Hüllkurve bilden, daß diese Hüllkurven gespeichert werden und daß bei einem Vergleich der anschließend ermittelten Ausgangssignale mit den gespeicherten Hüllkurven bei deren Überschreiten das Vorliegen eines Fehlers angezeigt wird.Procedure for testing material webs provided with periodically recurring patterns for defects, in which the web area to be tested is scanned in parallel tracks, characterized in that the individual Tracks are divided into subsections by a clock synchronized with the recurring pattern, that the Sub-sections of the output signals of the sampling dependent threshold values are assigned, which over the individual output signals of the tracks form an envelope curve, that these envelopes are stored and that when the output signals subsequently determined are compared with the stored envelopes, when exceeded, indicate the presence of an error. 2. Prüfverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen abzutastenten Spuren in Längsrichtung der Materialbahn verlaufen.2. Test method according to claim 1, characterized in that the parallel tracks to be scanned in the longitudinal direction of the Material web run. 3. Prüfverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen abzutastenten Spuren quer zur Transportrichtung der Materialbahn verlaufen.3. Test method according to claim 1, characterized in that the parallel tracks to be scanned transversely to the transport direction run along the web. 4. Prüfverfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Teilabschnitte in den einzelnen Spuren der Länge eines Musters entsprechen.4. Test method according to claims 1-3, characterized in that the length of the subsections in the individual tracks correspond to the length of a pattern. 5. Prüfverfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Spuren im Bereich jedes Musters in mehrere gleichlange Teilabschnitte unterteilt werden und den einzelnen Teilabschnitten getrennt ermittelte Schwellwerte zugeordnet werden. _. ,5. Test method according to claims 1-3, characterized in that the individual tracks in the area of each pattern in several equally long subsections are subdivided and the individual subsections separately determined threshold values be assigned. _. , 809809/0084809809/0084 6. Prüfverfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Teilabschnitte in Abhängigkeit von der Lagetoleranz zwischen den Merkmalbereichen in den Mustern bestimmt werden.6. Test method according to claim 1-3, characterized in that the length of the subsections as a function of the Positional tolerance between the feature areas in the patterns can be determined. 7. Prüfverfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Teilabschnitte in Abhängigkeit von der Impulsbreite des kleinsten zulässigen Fehlers bestimmt wird.7. Test method according to claim 1-3, characterized in that the length of the subsections as a function of the Pulse width of the smallest permissible error is determined. 8. Prüfverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Schwellwerte durch die Addition eines konstanten Spannungswertes zu der im jeweiligen Teilabschnitt vorliegenden größten Amplitude gebildet werden.8. Test method according to claim 1, characterized in that the individual threshold values by adding a constant Voltage value can be formed for the largest amplitude present in the respective subsection. 9. Prüfverfahren nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildung der Schwellwerte in den einzelnen Teilabschnitten nach der Abtastung einer vorwählbaren Zahl von Mustern erfolgt.9. Test method according to claim 1 and 8, characterized in that that the formation of the threshold values in the individual subsections after the scanning of a preselectable Number of patterns done. 10. Prüfverfahren nach Anspruch 9^ dadurch gekennzeichnet, daß die nach einer vorwählbaren Zahl von Mustern ermittelten Schwellwerte für die Prüfung der folgenden, gleichen Zahl von Mustern verwendet werden.10. Test method according to claim 9 ^ characterized in that that the threshold values determined according to a preselectable number of samples for testing the following, same number of patterns can be used. 11. Prüfverfahren nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwerte der einzelnen Teilabschnitte nach der Prüfung der vorbestimmten Zahl von Mustern durch neue Schwellwerte ersetzt werden.11. Test method according to claim 9 and 10, characterized in that the threshold values of the individual subsections replaced by new threshold values after the predetermined number of patterns have been checked. 12. Prüfverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die neuen Schwellwerte während der bzw. parallel zur Prüfung der vorbestimmten Musterzahl ermittelt werden.12. Test method according to claim 1, characterized in that the new threshold values during or in parallel are determined for checking the predetermined number of samples. 809809/0084809809/0084 13. Prüfverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Schwellwerten von homologen Teilabschnitten der vorbestimmten Zahl von Mustern ein Mittelwert gebildet wird.13. Test method according to claim 9, characterized in that from the threshold values of homologous subsections the predetermined number of patterns is averaged. 14. Prüfverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherten Schwellwerte der einzelnen Teilabschnitte durch die homologen Ausgangssignalanteile der jeweils aktuellen Muster sofort verändert werden.14. Test method according to claim 1, characterized in that the stored threshold values of the individual subsections can be changed immediately by the homologous output signal components of the current pattern. 15. Prüfverfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Schwellwertänderung durch Vorsehen von Verzögerungsgliedern einstellbar ist.15. Test method according to claim 14, characterized in that the speed of the threshold value change by Provision of delay elements is adjustable. 16. Prüfverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die einzelnen Schwellwerte gebildeten und gespeicherten Hüllkurven der Ausgangssignale der Spuren mit den differenzierten Ausgangssignalen der gerade erfolgenden Abtastung verglichen werden.16. Test method according to claim 1, characterized in that the formed by the individual threshold values and stored envelopes of the output signals of the tracks with the differentiated output signals of the current scanning are compared. 17. Prüfverfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichtung der Ausgangssignale der gerade erfolgenden Abtastung mit einem Zweiweg- oder Brückengleichrichterverfahren erfolgt.17. Test method according to claim 16, characterized in that the rectification of the output signals of the straight subsequent sampling is carried out with a full-wave or bridge rectifier method. 18. Prüfverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der Abtastung der einzelnen Spuren in mindestens 2 Frequenzbereiche aufgeteilt werden und daß das Prüfverfahren für einen oder mehrere dieser Frequenzbereiche getrennt durchgeführt wird.18. Test method according to claim 1, characterized in that the output signals of the sampling of the individual Tracks are divided into at least 2 frequency ranges and that the test method for one or more these frequency ranges are carried out separately. 809809/0084809809/0084
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