专利名称：发射直线光的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发射光线的装置，它具有线状设置的反射光线的数个机构。本发明还涉及一种具有这种发射光线的装置和一个或多个摄像机的测量装置以及一种用于检测沿着检测平面旁边通过的材料带上的缺陷和/或不均匀性的系统。
背景技术：
在现有技术中已知用于检测沿着检测平面旁边通过的材料带的缺陷和/或不均匀性的系统，这些系统具有发射直线光的装置。在此通过直线光产生成束的光，它在材料带上产生大多垂直于材料带延伸的射线。通过这样的系统例如可以检查一个沿着检测面旁边通过的纸带，其中最好使用一个或多个行摄像机，用于通过检测材料带上的亮度差以反射或透射方法确定缺陷和/或不均匀性(例如薄点、飞物夹杂或污粒等)。在反射方法中不仅发射装置而且摄像机都设置在材料带的同一侧上，而在透射方法中它们设置在材料带的不同侧面上。
例如由WO 2004/006560和US 6,880,952 B2已知用于发射直线光的装置。
发明内容
本发明的目的是，提供一种发射直线光的装置或一种测量装置，它能够以更方便的方式维护。
这个目的通过(1)一种发射光线的装置，具有线状设置的反射光线的机构，其中，具有模块单元，它们支承反射光线的机构；(2)一种测量装置，由发射光线的装置和一个或多个摄像机、尤其是行摄像机组成，其中不仅发射装置而且摄像机都对准一个检测面；以及(3)一种用于检测材料带上的缺陷和/或不均匀性的系统，该材料带沿着检测面旁边通过，其中，所述系统包括如第(2)项所述的测量装置和分析摄像机数据的计算单元，用于确定缺陷和/或不均匀性而得以实现。从属权利要求给出了本发明的优选方案。
按照本发明的另一方面所述装置和测量装置能够具有更长的使用寿命。按照本发明的另一方面，所述装置或测量装置具有有效的光增益或产生有效的成束光射线，由此在材料带上沿着期望的线存在一个更高的光强。由此也能够使被检测的材料带的速度进一步提高，因为受到摄像机光敏感性的限制，因此更高的速度也要求更高的光强。
按照本发明所述发射光线的装置具有许多模块单元，它们支承线状设置的反射光线的机构。在此一个反射光线的机构可以包括一列LED。但是也可以使模块单元配有许多光导体，它们分别通过一端与光源连接，并且它们分别通过另一端线状地沿着模块单元设置。
所述模块单元分别支承一个反射光线的机构并且可以分别单独安装在用于反射光线的装置里面并可更换。在此所述模块单元最好固定在一个横梁上。通过模块化的结构以简单的方式能够消除缺陷，例如当LED或在模块上用于控制LED的电路板不再正常工作的时候。正好对于用于提高反射功率的非常大量的LED也增加了由于单个LED失效而使整个装置失效的危险。在这种情况下维修人员可以拆卸一个模块，其中其它的测量装置以及其它的模块和用于反射光线的机构都可以继续保持在装配状态。最好规定，每个模块都可以从外面接触到。
在此要注意，在使用LED时结构形式本身就更复杂了，因为电路板包括控制器、温度调节器和通讯总线同样都位于反射光线的机构上。通过模块化的结构也补偿更复杂的结构形式的缺陷。
所述模块单元最好具有一个形状，它适合于模块单元在装置内部的精确校准。尤其可以设置用于使模块单元在装置内部精确地校准的止挡棱边或导向体，它们例如与相邻模块单元的止挡棱边或导向体共同起作用。通过这种方式也可以在更换模块以后以简单的方式通过精确的校准产生直线光，并且保证无缝隙和无弯曲地从该电路板到下一电路板的光传递。
为了进一步提高光功率，而不对反射光线的机构造成损害，可以设置冷却装置。所述模块单元可以具有例如冷却肋板，由此可以通过周围的空气排出热量。
按照本发明的另一方面在支承模块单元的横梁上连接一个用于水冷的装置，由此可以通过横梁导引冷却模块单元的水。在此模块单元可以这样顶靠在横梁上，使得废热通过热传导传递到横梁上并因此通过水冷散出。通过这种方式通过改善的冷却可以进一步提高LED和/或电路板的使用寿命。
附加地或可替代地设置一个用于风冷模块单元的风机。在此一个空气导引单元可以使从风机排出的空气在模块单元旁边、尤其是在冷却肋板旁边流过，这些肋板设置在模块单元上。
所述装置还最好具有一个透镜系统、例如一个或多个条形透镜，用于使从反射光线的机构发出的光线成束，用于在检测面上获得一个成束的、直线的光射线。
按照本发明的另一方面，与透镜系统间隔地布置一个散射体，它设置在透镜系统与反射光线的机构之间。通过使在反射光线的机构与散射体之间的距离与在散射体与透镜系统中心点之间的距离的比例为1∶1至1∶4，尤其是1∶2至1∶3，尤其是约3∶7，可以进一步提高在检测面上的光增益。
此外有利的是，在反射光线的机构与透镜系统中心点之间的距离与在透镜系统中心点与检测面之间的距离的比例为5∶3至5∶8，尤其是约1∶1。
为了更好地校准光射线可以在反射光线的机构与透镜系统之间设置一个光阑，它最好靠近反射光线的机构并与透镜系统间隔距离设置。按照本发明的另一方面在此可以使所述光阑具有反射板，它们基本在射线方向上延伸，并且尤其与光阑相互平行地设置。通过平行校准反射板在与常见的光阑相比提高光增益时实现光阑功能。在此特别有利的是，所述散射体设置在光阑内部并且尤其是包围在反射板之间。
下面借助于附图中的实施例描述本发明。附图中图1按照本发明的一个实施例的反射光线的装置的横截面图，图2示出按照本发明的另一实施例的模块，图3按照本发明的另一实施例的反射光线的装置的另一横截面图。
具体实施例方式
图1以横截面图示出按照本发明的一个实施例的反射光线的装置。该装置具有许多模块单元2，它支承线状设置的反射光线的机构3。一个装置可以在1米长度上具有例如25个模块单元。
在图1和图2中示出的反射光线的机构3包括一列LED4。但是也可以使模块单元配有许多光导体，它们分别通过一端与光源连接，并且它们通过另一端直线地沿着模块单元设置。
所述模块单元2分别支撑反射光线的机构3并且可以分别独立地安装在用于发射光线的装置1里面并可更换。在此所述模块单元2最好固定在一个横梁5上。通过模块化的结构能够以简单的方式消除缺陷，例如当一个LED或者在用于控制LED的模块2上的电路板6不再正常工作的时候。在这种情况下维护人员可以拆卸模块，其中可以使其它测量装置以及其它模块和反射光线的机构尽可能保持在装配状态。最好规定，每个模块可以从外面接触到，例如在按照图3的实施例中示出这种情况。
所述模块单元2最好具有一个形状，这种形状适合于使模块单元在装置1内部精确地校准。尤其是可以在装置内部设置用于使模块单元2精确校准的止挡棱边或导向体，它们例如与横梁5和/或与相邻模块单元的止挡棱边或导向体共同起作用。通过这种方式在更换模块以后通过简单的方式也可以通过精确的校准产生直线光，并且保证无缝隙且无弯曲地从电路板6到下一电路板的光传递。
为了可以进一步提高光功率，而不对反射光线的机构造成损害，可以设置冷却装置。所述模块单元可以具有例如冷却肋板7，由此可以通过周围的空气排出热量。
按照本发明的另一方面在支承模块单元2的横梁5上连接一个用于水冷的装置，由此可以通过横梁5导引用于冷却模块单元2的水。在此模块单元2可以这样顶靠在横梁5上，使得废热通过热传导传递到横梁5上并因此通过水冷导出。通过这种方式通过改善冷却可以进一步提高LED4和/或电路板6的使用寿命。
附加地或可替代地具有一个用于风冷模块单元的风机(未示出)。在此一个空气导引单元可以使从风机排出的空气在模块单元2旁边、尤其是在冷却肋板7旁边流过，这些肋板设置在模块单元上。在此作为空气导引单元可以使用一个板8，它包围冷却肋板7。
按照图1所示装置还具有一个用于使光线成束的透镜系统9，它在这个实施例中由条形透镜构成，并且从反射光线的机构3发出成束的光线，用于在检测面10上获得一个成束的、直线的光射线。
按照本发明的另一方面与透镜系统9间隔地设置一个散射体11，它设置在透镜系统9与反射光线的机构3之间。如图3所示，通过使在反射光线的机构3的LED4与散射体11之间的距离a与在散射体11与透镜系统9中心点之间的距离b的比例为1∶1至1∶4，尤其是1∶2至1∶3，尤其是约3∶7，可以进一步提高在检测面10上的光增益。
此外有利的是，在反射光线的机构3的LED4与透镜系统9中心点之间的距离a+b与在透镜系统9中心点与检测面10之间的距离c的比例为5∶3至5∶8，尤其是约1∶1。
为了更好地校准光射线可以在反射光线的机构3与透镜系统9之间设置一个光阑12，它最好靠近反射光线的机构3并与透镜系统9间隔距离设置。按照本发明的另一方面在此可以使所述光阑12具有反射板13，它们基本在射线方向上延伸，并且尤其相互平行地设置。通过平行校准反射板13在与常见的光阑相比提高光增益时实现光阑功能。在此特别有利的是，所述散射体11设置在光阑12内部并且尤其是包围在反射板13之间。
权利要求
1.一种发射光线的装置，具有线状设置的反射光线的机构(3；4)，其特征在于，具有模块单元(2)，它们支承反射光线的机构(3)。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述模块单元(2)能够分别支承反射光线的机构(3)并且能够分别单独安装在反射光线的装置里面并可更换。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，每个模块单元(2)具有一种形状，这种形状适合于模块单元(2)在装置内部的精确校准。
4.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述模块单元(2)具有止挡棱边或导向体，用于使模块单元(2)在装置内部精确地校准。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述模块单元(2)的止挡棱边或导向体与横梁(5)和/或与相邻模块单元(2)的止挡棱边或导向体共同起作用。
6.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，每个模块单元(2)支承一个或多个光电元件或LED(4)和一个或多个用于控制光电元件或LED的电路板(6)。
7.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，每个模块单元(2)具有一个冷却装置、尤其是冷却肋板(7)。
8.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，在支承模块单元(2)的横梁(5)上连接一个用于水冷的装置，由此可以通过横梁导引用于冷却模块单元(2)的水。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述模块单元(2)这样顶靠在横梁(5)上，使得废热通过热传导传递到横梁(5)上并因此通过水冷导出。
10.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，设置用于风冷模块单元(2)的风机。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，具有一个空气导引单元(8)，围绕该空气导引单元使从风机排出的空气在模块单元(2)旁边流过。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述空气导引单元(8)使从风机排出的空气在位于模块单元(2)上的冷却肋板(7)旁边流过。
13.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，设置透镜系统(9)，用于使从反射光线的机构(3)发出的光线成束到检测面(10)上，用于在检测面(10)上获得成束的、直线的光射线。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述透镜系统(9)具有一个或多个条形透镜。
15.如权利要求13或14中任一项所述的装置，其特征在于，与透镜系统(9)间隔地设置散射体(11)，它设置在透镜系统(9)与反射光线的机构(3)之间。
16.如权利要求13至15中任一项所述的装置，其特征在于，在反射光线的机构与散射体之间的距离(a)与在散射体与透镜系统中心点之间的距离(b)的比例为1∶1至1∶4，尤其是1∶2至1∶3，尤其是约3∶7。
17.如权利要求13至16中任一项所述的装置，其特征在于，在反射光线的机构与透镜系统中心点之间的距离(a+b)与在透镜系统中心点与检测面之间的距离(c)的比例为5∶3至5∶8，尤其是约1∶1。
18.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，在反射光线的机构(3)与透镜系统(9)之间具有一个光阑(12)。
19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述光阑(12)靠近反射光线的机构(3)并与透镜系统(9)间隔距离设置。
20.如权利要求18或19所述的装置，其特征在于，所述光阑(12)具有反射板(13)，所述反射板基本在射线方向上延伸。
21.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述反射板(13)与光阑相互平行地设置。
22.如权利要求19至21中任一项所述的装置，其特征在于，所述散射体(11)设置在光阑(12)内部。
23.如权利要求19至22中任一项所述的装置，其特征在于，所述散射体(11)包围在反射板(13)之间。
24.一种测量装置，由发射光线的装置和一个或多个摄像机、尤其是行摄像机组成，其中不仅发射装置而且摄像机都对准一个检测面。
25.一种用于检测材料带上的缺陷和/或不均匀性的系统，该材料带沿着检测面旁边通过，其特征在于，所述系统包括如权利要求24所述的测量装置和分析摄像机数据的计算单元，用于确定缺陷和/或不均匀性。
26.一种用于支承发射光线的线状设置的机构(4)的部件，其特征在于，所述部件是模块化的并且能够与相同结构形式的其它部件一起安装在发射光线的装置里面并且能够从这个装置中更换。
27.如权利要求26所述的部件，其特征在于，所述部件具有一种形状，这种形状适合于在发射光线的装置内部精确地校准。
28.如权利要求26或27所述的部件，其特征在于，所述部件具有止挡棱边或导向体，用于使模块单元在发射光线的装置内部精确地校准。
29.如权利要求26至28中任一项所述的部件，其特征在于，止挡棱边或导向体能够与横梁(5)和/或与相邻的相同部件的止挡棱边或导向体共同起作用。
30.如权利要求26至29中任一项所述的部件，其特征在于，所述部件支承一个或多个光电元件或LED(4)和一个或多个用于控制光电元件或LED的电路板(6)。
31.如权利要求26至30中任一项所述的部件，其特征在于，所述部件具有冷却装置，尤其是冷却肋板(7)。
全文摘要
本发明涉及一种发射光线的装置，它具有线状设置的反射光线的机构(3；4)。按照本发明具有模块单元(2)，它们支承反射光线的机构(3)。所述模块单元(2)可以分别支承反射光线的机构(3)并且可以分别单独安装在反射光线的装置里面并可更换。由此使本装置易于更方便地维护。按照本发明的另一方面设置一个冷却装置，由此使本装置具有更长的使用寿命。按照本发明的另一方面具有一个特殊的光阑(12)和一个散射体(11)，用于产生有效的光增益和有效的成束光射线。
文档编号G01N21/89GK1955542SQ200610142048
公开日2007年5月2日 申请日期2006年10月8日 优先权日2005年10月6日
发明者罗兰·帕拉茨基, 米夏埃尔·施帕茨 申请人:得克斯玛格有限责任公司贸易公司