本發(fā)明涉及一種使用超聲傳感器檢測材料幅的設(shè)備。該設(shè)備例如可用于紙、材料或者箔幅面邊緣的非接觸式探測。帶有超聲傳感器的設(shè)備特別適合其中光學(xué)傳感器只能在某些條件下使用的透明的或者感光的材料幅。

背景技術(shù)：
已知有帶有多個超聲傳感器的、用于檢測一種材料幅的邊緣的設(shè)備，如在US7,357,027B2中所示。為了提供一定的測量區(qū)域，在設(shè)備中某個范圍內(nèi)設(shè)置多個單個超聲傳感器，其中每個單個超聲傳感器均包括一個超聲發(fā)射元件和一個超聲接收元件。每個超聲接收元件都設(shè)置有一個特有的超聲發(fā)射元件，這樣用一個超聲信號就可以將發(fā)射元件加載。這種設(shè)備需要大量的超聲發(fā)射元件和超聲接收元件，這就使設(shè)備的復(fù)雜性和成本隨之上升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的第一個方面涉及一種用于檢測材料幅的邊緣的設(shè)備。該設(shè)備包括一個超聲傳感器，該超聲傳感器包括兩個或者更多個單獨(dú)的、可讀的超聲接收元件和一個超聲發(fā)射元件，其中所述超聲發(fā)射元件被構(gòu)建和設(shè)置成以使得它能用一個超聲有效信號給兩個或更多的超聲接收元件加載。由此，設(shè)備的定點(diǎn)操控就會簡化，從而提高準(zhǔn)確性，降低設(shè)備的成本。此外，超聲接收元件的同類超聲檢測(homogenereBeschallung)可得到保證，因?yàn)樵趩蝹€的超聲接收元件之間沒有(或只有極少的)聲波限制存在。這一優(yōu)點(diǎn)在擁有大面積測量區(qū)域(例如大于20mm)的設(shè)備上更為明顯。在這樣的設(shè)備里，一個單獨(dú)的超聲發(fā)射元件可以通過一個超聲有效信號給多個的超聲接收元件加載。一個超聲傳感器至少包括對于產(chǎn)生第一超聲信號(“超聲發(fā)射元件”)和對于檢測第二超聲信號(“超聲接收元件”)必要的部件，第二超聲信號是通過第一超聲信號和待檢測材料幅的邊緣的相互作用產(chǎn)生的。超聲接收元件是通過將入射的超聲信號轉(zhuǎn)化為電信號以檢測超聲信號的部件。作為超聲接收元件，是指單獨(dú)的、可讀的部件。也就是說，超聲接收元件產(chǎn)生單獨(dú)的測量值，這個測量值是由入射的超聲信號的聲壓和/或入射的超聲信號探測的超聲接收元件的表面決定的。超聲發(fā)射元件是通過將電信號轉(zhuǎn)化為被發(fā)射的超聲信號以產(chǎn)生超聲信號的部件。作為超聲發(fā)射元件，是指一個單獨(dú)的可操控的部件。也就是說，超聲發(fā)射元件從一個單獨(dú)的電信號(但其可以同時完全附在超聲發(fā)射元件的多個部位上)產(chǎn)生可發(fā)射的超聲信號。一個被稱作超聲有效信號的超聲信號在超聲接收器上可以被轉(zhuǎn)化為一個信號(或者信號分量(Signalanteil))，該信號對于檢測材料幅的邊緣是有用的。相反，盡管超聲干擾信號在超聲接收元件里轉(zhuǎn)化為電信號，這個信號卻不能被設(shè)備用于邊緣探測。干擾信號是通過例如意外的反射或者超聲信號不精確的聚焦產(chǎn)生的。超聲接收元件使超聲信號轉(zhuǎn)化為電信號的部分被叫做超聲換能器元件(Ultraschall-Transducerelement)。與此相應(yīng)，超聲發(fā)射元件引起電信號向超聲信號轉(zhuǎn)化的部分也被叫做超聲換能器元件。為了探測材料幅的邊緣，一個超聲傳感器可以僅具有一個接收元件和一個超聲發(fā)射元件，但也可以具有多個的接收元件和/或超聲發(fā)射元件。材料幅這一概念涉及一種材料的多種結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)在兩種空間方向里比在第三種中膨脹的明顯強(qiáng)烈。此時材料幅能顯現(xiàn)出凹槽和裂縫。這些材料幅也不可聯(lián)接。特別是織物和網(wǎng)絡(luò)更符合材料幅這個概念，還有在織物緯紗之前的一排排的經(jīng)紗也同樣構(gòu)成材料幅。所有材料幅都被各自的一個邊緣限制在兩個膨脹空間方向之一，通過使用本發(fā)明的設(shè)備檢測該邊緣。此時邊緣的探測可以僅包括邊緣位于測量區(qū)域的位置。此外，邊緣檢測包括檢測其位置(例如，作為與已定零點(diǎn)相較的偏差量)。此外，材料幅的邊緣檢測還可以包括檢測兩個邊緣的任務(wù)，這兩個邊緣將材料幅限定在一個空間方向中。由此，可以確定材料福的幅面和位置。同時可以確定材料幅的切削壓縮比(Stauchung)或膨脹。利用本發(fā)明的設(shè)備，可以檢測包括下列材料的材料幅：所述材料能反射、吸收或傳輸一種超聲信號的至少一部分。特別可以檢測由塑料、紙、紙板或者紡織物構(gòu)成的材料幅。本發(fā)明的第二個方面涉及一種用于探測材料幅的邊緣的設(shè)備。該設(shè)備包括一個包括一個超聲接收元件和一個超聲發(fā)射元件的超聲傳感器，其中超聲發(fā)射元件包括一個包括一種壓電復(fù)合材料的超聲換能器元件。壓電復(fù)合材料包括在其中壓電的活性材料(比如壓電陶瓷)和“被動的”成分(比如某些聚合物)整體聯(lián)接的材料。壓電復(fù)合材料還包括壓電陶瓷，壓電陶瓷和壓電的活性聚合物或其他塑料整體聯(lián)結(jié)。本發(fā)明的第三個方面涉及一種用于探測一種材料幅的邊緣的設(shè)備。該設(shè)備包括一個包括一個超聲接收元件和一個超聲發(fā)射元件的超聲傳感器，其中該超聲接收元件包括一個包括一種壓電復(fù)合材料的超聲換能器元件。與傳統(tǒng)的全陶瓷超聲換能器元件相比，通過使用壓電復(fù)合材料，超聲發(fā)射元件和/或超聲接收元件的形狀更加靈活。壓電復(fù)合材料可以相對簡單地塑造為(幾乎)任何形式。特別是能夠由一種壓電復(fù)合材料產(chǎn)生長的(比如長度大于20mm)單件的超聲換能器元件。由此，本發(fā)明的設(shè)備就比傳統(tǒng)的更簡單(特別是在大的測量區(qū)域)，因?yàn)槔缭O(shè)備的控制電路的結(jié)構(gòu)簡化了。此外，與使用全陶瓷的情況相反，在使用壓電復(fù)合材料時，不需要敞開蜂窩式的、多孔透氣的耦合層。相反，耦合層可以閉合且保持平滑。這能引起更優(yōu)越的化學(xué)穩(wěn)定性，能夠降低對污染的敏感度，讓突出的部分變得多余，這樣能夠降低設(shè)備的停機(jī)時間和/或等待時間，以便降低設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。本發(fā)明的第四個方面涉及一種用于探測材料幅的邊緣的設(shè)備。該設(shè)備包括一個超聲傳感器，該超聲傳感器包括兩個或更多的獨(dú)立的可讀的超聲接收元件和一個超聲發(fā)射元件，其中該兩個或更多個超聲接收元件具有一個共同的超聲換能器元件。本發(fā)明的第五個方面涉及一個用于探測一種材料幅的邊緣的設(shè)備。該設(shè)備包括一個超聲傳感器，該超聲傳感器包括一個超聲接收元件和兩個或更多個獨(dú)立的可操控的超聲發(fā)射元件，其中該兩個或更多個超聲發(fā)射元件具有一個共同的超聲換能器元件。通過使用多個超聲發(fā)射元件共用的超聲換能器元件和/或超聲接收元件，設(shè)備的靈活性能夠得到提高，生產(chǎn)的復(fù)雜性會降低。特別是對于具有較大測量區(qū)域的設(shè)備來說(比如長度大于20mm)，通過使用一個共同的超聲換能器元件，所需部件的數(shù)量(相對于傳統(tǒng)設(shè)備)明顯減少。這就簡化了設(shè)備的結(jié)構(gòu)。另外，還可通過在共同的超聲換能器元件上的電極的結(jié)構(gòu)化，使構(gòu)建超聲發(fā)射元件和/或超聲接收元件成為了可能。能以靈活的生產(chǎn)方式、低廉的成本生產(chǎn)出能適應(yīng)不同測試要求的設(shè)備。本發(fā)明的第六個方面涉及一種用于檢測材料幅的邊緣的設(shè)備。該設(shè)備包括至少一個超聲傳感器，其中該超聲傳感器包括至少一個超聲發(fā)射元件和至少一個超聲接收元件，其中，垂直于材料幅的運(yùn)動方向能完全覆蓋一個大于10mm的測量區(qū)域，在這個測量區(qū)域內(nèi)材料幅的邊緣能夠被檢測，并且其中超聲發(fā)射元件的超聲換能器元件和/或超聲接收元件的超聲換能器元件單件式構(gòu)成；并且其中超聲發(fā)射元件的超聲換能器元件和/或超聲接收元件的超聲換能器元件垂直于材料幅的運(yùn)動方向完全覆蓋一個大于10mm的測量區(qū)域，在這一區(qū)域中材料幅的邊緣能被檢測。用于探測材料幅的邊緣的設(shè)備可以包括在發(fā)射側(cè)或者接收側(cè)上的多個單件的超聲換能器元件，超聲換能器元件各自垂直于材料幅運(yùn)動方向完全覆蓋一個大于10mm的測量區(qū)域，在測量區(qū)域中材料幅的邊緣可以被檢測出來。單件指的是一體化元件(不排除由多個部分組成的一體化元件)，其中該元件可以包括一種復(fù)合材料。相反，在傳統(tǒng)設(shè)備中，為了覆蓋測量區(qū)域，安裝的是多個的分立的超聲換能器元件。前述的第一至第六方面的實(shí)施方式可以包括一個或者多個下述特征。所述一個或多個超聲接收元件可以這樣設(shè)置：以使得材料幅能夠在一個或多個超聲發(fā)射元件和一個或多個超聲接收元件之間穿過，從而，該一個或多個超聲發(fā)射元件和一個或多個超聲接收元件可設(shè)置在材料幅的不同側(cè)面上。這種情況下，每個超聲接收元件都檢測出超聲信號從材料幅旁邊經(jīng)過的一個部分(此外，超聲信號被材料幅傳遞的部分也被檢測出來)，以檢測出材料幅的邊緣。另一種方案是，所述一個或多個超聲發(fā)射元件和所述一個或多個超聲接收元件可設(shè)置在材料幅的同一側(cè)。這種情況下，每個超聲接收元件都檢測出超聲信號在材料幅上反射的一個部分。也可在材料幅的兩側(cè)均設(shè)置一個或多個超聲發(fā)射元件和一個或多個超聲接收元件，以檢測超聲信號被反射的和從材料幅旁邊經(jīng)過(及可能被傳遞)的部分。另一種方案是，一個超聲發(fā)射元件這樣設(shè)置：令其一樣起超聲接收元件的作用。例如，可以預(yù)先設(shè)定一個用來反射從超聲發(fā)射元件發(fā)射出的超聲信號的反射器，從而，被反射的信號在超聲發(fā)射元件被檢測出來，因此這個超聲發(fā)射元件就起超聲接收元件的作用。超聲傳感器可以包括一個、兩個、三個、四個或者更多的超聲接收元件。超聲發(fā)射元件可以這樣設(shè)置：以使得它用一個超聲有效信號對三個或四個超聲接收元件加載。至少一個發(fā)射元件和/或接收元件的外觀輪廓可以包括至少一個弧形側(cè)面和至少一個平整側(cè)面。由此，用于覆蓋某個測量區(qū)域所需的元件的數(shù)量就會減少。每個超聲接收元件都可有一個測量區(qū)域，在這個測量區(qū)域中接收元件能夠檢測材料幅的邊緣，其中測量區(qū)域能夠在一個測試方向上直接互相接近或者搭接。該設(shè)備還可以包括一個外殼，該外殼具有一個第一臂和一個第二臂，其中所述一個或多個超聲發(fā)射元件設(shè)置在第一臂上，而所述一個或多個超聲接收元件設(shè)置在第二臂上。該設(shè)備中，所述一個或多個超聲接收元件可以設(shè)置為：使得在一個大于10mm、垂直于材料幅運(yùn)動方向的測量區(qū)域內(nèi)檢測材料幅邊緣。該設(shè)備中，一個或多個超聲接收元件可以設(shè)置為：使得在一個大于20mm、垂直于材料幅運(yùn)動方向的測量區(qū)域內(nèi)檢測材料幅邊緣。所述一個或多個超聲發(fā)射元件和所述一個或多個超聲接收元件可以包括包括一種或多種壓電復(fù)合材料的超聲換能器元件。所述壓電復(fù)合材料可以包括一種聚合物和一種壓電陶瓷。所述聚合物可以選自多種環(huán)氧樹脂和聚氨酯類。所述壓電復(fù)合材料可包括一種1-3壓電復(fù)合物或一種2-2壓電復(fù)合物。所述壓電復(fù)合材料可以包括一個由壓電陶瓷嵌入一種聚合物構(gòu)成的棒狀物。所述壓電復(fù)合材料可以包括鋯鈦酸鉛。所述壓電復(fù)合材料可以包括壓電纖維復(fù)合材料，在該壓電纖維復(fù)合材料中注入了含有一種聚合物(例如環(huán)氧樹脂或聚氨酯類)的壓電陶瓷纖維束，由此形成了一種壓電復(fù)合材料。一個或多個超聲接收元件和/或一個或多個超聲發(fā)射元件的一個超聲換能器元件可以形成平面形狀。一個平面元件在兩種空間方向里比在第三種中膨脹得要明顯得多。例如，超聲換能器元件可以是扁平狀的，其中該扁平狀的超聲換能器元件的輪廓可以隨意選擇。比如可以是矩形的或圓的。該設(shè)備可以具有兩個或更多個彼此分立的可讀的超聲接收元件或者兩個或更多個分立的可操控的超聲發(fā)射元件，其中該兩個或更多個超聲接收元件和/或該兩個/更多個超聲發(fā)射元件可以具有一個共同的超聲換能器元件。所述超聲傳感器可以設(shè)置為：使得能夠完全覆蓋一個大于10mm的、垂直于材料幅運(yùn)動方向的測量區(qū)域，在這個區(qū)域中材料幅的邊緣能被檢測出來，并且一個或多個超聲發(fā)射元件和/或一個或多個超聲接收元件的超聲換能器元件可以形成單件。一個或多個超聲接收元件和/或一個或多個超聲發(fā)射元件的超聲換能器的相對面上可以鍍金屬層，以使可以電接觸超聲換能器元件。超聲換能器元件上的鍍金屬層可以這樣實(shí)施：使得在超聲換能器元件朝向一個或多個超聲發(fā)射元件的側(cè)面之一上，形成兩個或者更多個不相連的、分立、可讀的接收區(qū)域，以形成所述兩個或更多個超聲接收元件。在該情況下，每個超聲接收元件都包括接收區(qū)域之一作為第一電極、包括超聲換能器元件在接收區(qū)域之下(其中結(jié)構(gòu)化的鍍金屬層在超聲換能器元件的上面)的一個部分作為有源元件(它將超聲信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，以及包括避開超聲發(fā)射元件的鍍金屬層(或其一部分)作為第二電極。超聲換能器元件的鍍金屬層可這樣實(shí)施：使得在超聲換能器元件朝向一個或多個超聲接收元件的側(cè)面之一上，形成兩個或更多個不相連的、分立的、可操控的發(fā)射區(qū)域，以形成兩個或更多個超聲發(fā)射元件。在該情況下，每個超聲發(fā)射元件都包括發(fā)射區(qū)域之一作為第一電極、包括超聲換能器元件在發(fā)射區(qū)域之下的(結(jié)構(gòu)化的鍍金屬層在超聲換能器元件的上面)的一個部分作為有源元件(它將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)槌曅盘?，以及包括避開超聲接收元件的鍍金屬層(或其一部分)作為第二電極。通過形成多個接收和/或發(fā)射區(qū)域，可以以簡單的方式實(shí)現(xiàn)設(shè)備測量區(qū)域的靈活的形狀，以便實(shí)現(xiàn)與預(yù)先設(shè)定的測試任務(wù)相適應(yīng)的測試靈敏度。比如，可以這樣構(gòu)建接收區(qū)域：使得當(dāng)設(shè)備運(yùn)行時，被檢測的邊緣在整個測量區(qū)域里同時處于兩個或者三個以上接收區(qū)域。接收區(qū)域可以這樣實(shí)施：使得不同接收區(qū)域的測量區(qū)域互相搭接。比如，接收區(qū)域可以這樣實(shí)施：使得在總測量區(qū)域或其一部分區(qū)域中，由兩個、三個或更多個接收元件組成的測量區(qū)域互相搭接。接收區(qū)域可以這樣實(shí)施：使得測量區(qū)域的某切口(Ausschnitte)配備高密度的接收區(qū)域，作為設(shè)備的測量區(qū)域的余額(RestdesMessbereichsderVorrichtung)。發(fā)射區(qū)域和/或接收區(qū)域可以大部分是等面積的。發(fā)射區(qū)域和/或接收區(qū)域可以部分或全部地覆蓋自身所在的超聲換能器元件的側(cè)面。若等面積的發(fā)射區(qū)域和/或接收區(qū)域不能完全覆蓋超聲換能器元件的一個側(cè)面，則它們可被置于所述側(cè)面的一個或更多個邊緣區(qū)域里，而它們與其余的發(fā)射和/或接收區(qū)域不等面積。所述發(fā)射區(qū)域和/或接收區(qū)域可以是矩形或多邊形輪廓。發(fā)射區(qū)域和/或接收區(qū)域的輪廓可以是由兩個或更多個矩形或者平行四邊形組成。所述兩個或更多個沒有連接在一起的接收區(qū)域和/或發(fā)射區(qū)域可以通過在鍍金屬層中留空(Aussparung)而形成。留空可以部分或全部地與材料幅的運(yùn)動方向傾斜、垂直或平行?；蛘撸艨湛梢詾閺澢螤?meaenderfoermig)分布的。超聲傳感器可以具有多于五個或多于十個分立的可讀超聲接收元件和/或超聲發(fā)射元件，并且該多于五個或多于十個的超聲接收元件和/或超聲發(fā)射元件可以具有一個共同的超聲換能器元件。此外，該設(shè)備還可以包括一個控制裝置，其中該控制裝置被配置為用于運(yùn)行發(fā)射元件和超聲接收元件。該設(shè)備可以包括一個分析電路(Auswerteschaltung)，該分析電路和超聲接收元件(以及可選的超聲發(fā)射元件)可通信地耦合(kommunikativgekoppelt)到一起，并配置為用于從超聲接收元件捕捉的測量信號中弄清材料幅的一個邊緣的位置。該設(shè)備可包括一個分析電路，該分析電路和超聲接收元件(以及可選的超聲發(fā)射元件)可通信地耦合，并配置為用于從超聲接收元件所捕捉的測量信號中確定材料幅一個第二邊緣的位置。該設(shè)備可包括一個分析電路，該分析電路和超聲接收元件(以及可選的超聲發(fā)射元件)可通信地耦合，并配置為用于從超聲接收元件捕捉的測量信息中確定材料幅的幅面(Breite)。此外，該設(shè)備還可包括一個校正設(shè)備，設(shè)置為在對比位置信號的基礎(chǔ)上改變材料幅的邊緣的位置，該位置信號由分析電路以額定位置信號(Soll-Lagesignal)產(chǎn)生。該設(shè)備可包括導(dǎo)引材料幅的裝置，其中超聲傳感器設(shè)置成使得它能在預(yù)定的測量區(qū)域內(nèi)檢測材料幅的邊緣。附圖說明圖1描述的是已知檢測材料幅位置的設(shè)備的透視圖。圖2描述的是本發(fā)明的用于檢測材料幅位置的設(shè)備的透視圖。圖3描述的是圖2所示設(shè)備的剖面圖。圖4描述的是圖2所示設(shè)備中超聲接收元件的俯視圖。圖5描述的是本發(fā)明的用于檢測材料幅位置的設(shè)備的透視圖。圖6描述的是本發(fā)明的用于檢測材料幅位置的設(shè)備的透視圖。圖7a至7f描述的是發(fā)射元件和超聲接收元件的不同概要圖。圖8a至8f描述的是發(fā)射元件和超聲接收元件的不同概要圖。圖9a至9f描述的是發(fā)射元件和超聲接收元件的不同概要圖。圖10是檢測材料幅的邊緣及校正檢測偏差的設(shè)備。具體實(shí)施方式圖1描述的是用于檢測材料幅的邊緣的傳統(tǒng)設(shè)備40的透視圖。該設(shè)備包括一個帶有兩臂42，43的外殼，其兩臂組成了u形。在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，材料幅的一個邊緣經(jīng)過兩臂42，43包圍的空間。在相對的兩臂上，各設(shè)置有超聲傳感器的多個(如圖1中3個)分立的超聲接收元件2，2’，2”和分立的超聲發(fā)射元件3，3’，3”，其中每個超聲發(fā)射元件3，3’，3”各自可以用一個超聲有效信號給相對應(yīng)的一個超聲接收元件2，2’，2”加載。此時，當(dāng)材料幅在設(shè)備40的兩臂42，43之間運(yùn)動時，材料幅就會阻礙一部分由超聲發(fā)射元件3，3’，3”發(fā)出的超聲信號到達(dá)配置的超聲接收元件2，2’，2”上。因此，每個超聲接收元件2，2’，2”的測量信號的振幅就會減小。通過使用一定數(shù)量的超聲接收元件2，2’，2”及利用其適當(dāng)?shù)呐挪季涂梢詮慕邮赵?，2’，2”的測量信號中檢測出材料幅的一個邊緣(或位置)。圖2描述的是本發(fā)明的用于檢測材料幅的邊緣的設(shè)備20。該設(shè)備包括一個外殼205，該外殼具有一個第一臂202和一個第二臂203。為了檢測材料幅的邊緣，在第一臂202上設(shè)置多個(如圖2中3個)超聲接收元件2，2’，2”，每個元件都是可讀的。在第二個臂203上僅設(shè)置一個單個的超聲發(fā)射元件3。讀出的測量信號可以通過輸出端204被截取以用于進(jìn)一步處理。另一種方案是，該設(shè)備只包括一個臂，在該臂上設(shè)置一個超聲發(fā)射元件和多個超聲接收元件。在這種情況下，超聲發(fā)射元件和多個超聲接收元件設(shè)置為：使得當(dāng)材料幅在設(shè)備的測量區(qū)域內(nèi)時，一部分由超聲發(fā)射元件發(fā)出的超聲信號被材料幅反射回到多個超聲接收元件上。還有一種可能是，該設(shè)備包括兩個臂，每個臂桿上各自設(shè)置有一個超聲發(fā)射元件和多個超聲接收元件。另一種方案是，超聲發(fā)射元件同樣起超聲接收元件的作用。例如，可以預(yù)先設(shè)定一個反射器，其反射從超聲發(fā)射元件發(fā)出的超聲信號，以便被反射到超聲發(fā)射器的信號能被檢測出來，由此發(fā)射元件就起到了接收元件的作用。例如，可以將起超聲接收元件作用的超聲發(fā)射元件設(shè)置在第一臂上，而將反射器設(shè)置在相對的臂上。在圖2中所示的設(shè)備20只有唯一一個超聲發(fā)射元件3，該元件用一個超聲有效信號給多個超聲接收元件2，2’，2”(在圖2中3個)加載。由此唯一一個超聲發(fā)射元件3配屬有多個超聲接收元件2，2’，2”。單個超聲發(fā)射元件和超聲接收元件的設(shè)置不僅限于在圖2中所示，即不僅限于設(shè)置一個超聲發(fā)射元件和三個超聲接收元件。也可以是一個超聲發(fā)射元件用一個超聲有效信號對四個或更多，五個或更多或十個或更多的超聲接收元件加載。該設(shè)備也可以具有多個超聲發(fā)射元件，每個發(fā)射元件用一個超聲有效信號對多于一個的超聲接收元件(比如，兩個，三個或四個)加載。對超聲發(fā)射元件3的一種可能安排是使用一個帶有壓電復(fù)合材料的超聲換能器元件。細(xì)節(jié)在相關(guān)的圖7到圖9中有描述。在圖2所示設(shè)備20中，單個超聲發(fā)射元件3對多個分立的超聲接收元件2，2’，2”加載。也就是說，每個超聲接收元件2，2’，2”都具有各自的超聲換能器元件和相應(yīng)的電極。另一種選擇正如有關(guān)的圖7至圖9所示，即集成多個超聲接收元件。比如，兩個或更多的超聲接收元件共用一個超聲換能器元件，該兩個或更多超聲接收元件可以通過共有的超聲換能器元件上電極的合理結(jié)構(gòu)化而形成。圖3是圖2所示的設(shè)備的分解剖面圖。這里清楚地顯示，單個的超聲發(fā)射元件3用各三個有效信號s，s’，s”分別給三個超聲接收元件加載。圖4是圖2所示設(shè)備20中超聲接收元件2，2’，2”的分解俯視圖。此外，在圖4中還描述了一種材料幅10，其邊緣11應(yīng)被檢測出來。通常材料幅10的邊緣11被檢測出來時，材料幅都沿著方向A運(yùn)動。然而當(dāng)材料幅10不運(yùn)動時，邊緣11也可能被檢測出來。如圖4所示，材料幅10部分地掃過超聲接收元件2，而沒有掃過其余的超聲接收元件2’，2”。超聲發(fā)射元件3(圖4中未描述)沿著觀察者的方向垂直于信號層，并沿著超聲接收元件2，2’，2”的方向發(fā)射超聲信號。因此從超聲發(fā)射元件3發(fā)出的、到達(dá)超聲接收元件2，2’，2”的那部分超聲信號，因材料幅的存在而減少，因?yàn)榘l(fā)出的超聲信號的一部分被材料幅反射和/或吸收。通過超聲接收元件2，2’，2”空間上的設(shè)置，超聲信號的減弱(只要材料幅的邊緣11處在測量區(qū)域內(nèi))可以引起不同的超聲接收元件2，2’，2”上測量信號的不均勻減少。因此，圖4中超聲接收元件2’，2”的測量信號不會因?yàn)椴牧戏?0的存在而受影響，而超聲接收元件2的測量信號減少。因此，從測量信號的減弱可以得出結(jié)論：材料幅10的邊緣11是處于測量范圍內(nèi)部的。此外，材料幅10邊緣11的位置也能確定在測量范圍內(nèi)。因此，在沒有材料幅10存在的情況下，對于測量信號中的一小部分，從超聲接收元件2測量信號的減小，能夠確定超聲接收元件2表面的哪一部分被材料幅10掃過。由此，邊緣11的位置就確定了。因?yàn)槌暯邮赵?，2’，2”在圖4中如此設(shè)置：使得其測量范圍在測量方向m直接彼此臨近(圖4未描述)，因此，材料幅10的邊緣11的位置能夠在一個共有的測量范圍被確定。另一種可能是，超聲接收元件2，2’，2”的測量范圍也能夠彼此搭接。這樣就能確保：在超聲接收元件2，2’，2”的每個邊界區(qū)域，材料幅10的邊緣11的位置都能精確的檢測。圖2至圖4中所示的設(shè)備20可有大于10mm、大于20mm或大于50mm的測量范圍。它能夠提供一個掃過材料幅完整幅面的測量范圍。這樣，材料幅的兩個邊緣都有可能被檢測出來。從這些信息出發(fā)除了材料幅的位置以外，也能夠確定材料幅的幅面。另一種可能是，將檢測出的材料幅幅面和額定幅面相比較，以便能夠確定材料幅的膨脹或切削壓縮比。通常該設(shè)備的測量裝置垂直于材料幅的運(yùn)動方向(或垂直于材料幅的邊緣的位置)。然而，選擇一個傾斜于材料幅運(yùn)動方向的測量裝置也是可以的。這就需要對超聲接收元件進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐挪?例如，對圖4所示的排布進(jìn)行一定角度的旋轉(zhuǎn))。另一種可能是，將該設(shè)備的分析電路如此配置，即測量裝置傾斜于材料幅的運(yùn)動方向。圖5所示是另一種本發(fā)明的檢測材料幅的邊緣的設(shè)備50。該設(shè)備50包括一個帶有兩臂52，53的外殼，在兩臂上設(shè)置多個超聲接收元件2，2’，2”和一個超聲發(fā)射元件(圖5未描述)。這些多個超聲接收元件2，2’，2”共用一個超聲換能器元件。此外，或者另一種可能是，設(shè)備50包括多個超聲接收元件，而這些元件共用一個超聲換能器元件。這種超聲發(fā)射元件和/或超聲接收元件的可能配置是：使用一個包括壓電復(fù)合材料的換能器元件。具體細(xì)節(jié)在相關(guān)圖7至圖9中有描述。在圖5中，超聲接收元件2，2’，2”集成在一個元件51里。集成可以簡化，因?yàn)橥ㄟ^使用一個共有的超聲換能器元件也能夠制造出作為集成部件的超聲接收元件2，2’，2”的其余部分。因此安裝在共有的換能器元件上的電極的結(jié)構(gòu)化要適應(yīng)于此，以便于形成單個的超聲接收元件2，2’，2”。單個的超聲接收元件2，2’，2”就可以分開的被讀取。測量信號可通過輸出端54準(zhǔn)備進(jìn)行進(jìn)一步處理。如圖5所示，裝有超聲接收元件2，2’，2”的集成部件可以具有光滑的表面，可以精準(zhǔn)地嵌入到外殼55中。圖5中的集成部件具有圓形輪廓，當(dāng)然像矩形等其他輪廓形狀也是可以的。如圖5所示，共有的超聲換能器元件可以服務(wù)于三個超聲接收元件2，2’，2”。當(dāng)然兩個超聲接收元件也可以共用一個超聲換能器元件。此外，四個或更多，五個或更多甚至十個或更多的超聲接收元件也能共用一個超聲換能器元件。這樣測量范圍就能達(dá)到大于10mm、大于20mm或大于50mm。正如圖5中有關(guān)超聲接收元件的相關(guān)描述，兩個或更多的超聲發(fā)射元件也可以共用一個超聲換能器元件。圖6示出本發(fā)明的另一個用于檢測材料幅的邊緣的設(shè)備60。該設(shè)備60包括至少一個超聲傳感器，其中該超聲傳感器有一個超聲發(fā)射元件3和一個超聲接收元件(圖6中未描述)，其中超聲發(fā)射元件的一個超聲換能器元件整體構(gòu)建，并且其中超聲發(fā)射元件的超聲換能器元件完全覆蓋一個大于10mm，并垂直于材料幅運(yùn)動方向、材料幅的邊緣可以于其中被測量的測量區(qū)域。當(dāng)然，超聲接收元件的超聲換能器元件也能以同樣的方式整體構(gòu)建。另一種可能是，如圖6所示的設(shè)備中，設(shè)置多個整體的超聲換能器元件，每個元件都能完全覆蓋一個大于10mm，并垂直于材料幅運(yùn)動方向的測量區(qū)域。例如，覆蓋沿著測量方向大于25mm或50mm的，并垂直于材料幅運(yùn)動方向的測量區(qū)域。如圖7到圖9的相關(guān)描述，也可以對于每個整體的超聲換能器元件，設(shè)置兩個或更多超聲發(fā)射元件和/超聲接收元件。圖6所示的設(shè)備60具有一個帶有兩個臂62，63的外殼65。超聲發(fā)射元件和超聲接收元件都分別安裝在兩個不同的臂上。圖6中該設(shè)備的測量方向沿著臂62，、63的延伸方向行進(jìn)。如圖5有關(guān)描述，在發(fā)射元件側(cè)的整體超聲換能器元件上，可以形成兩個或更多超聲發(fā)射元件。此外，或者另一種可能是，如圖5相關(guān)描述，在接收元件側(cè)的整體超聲換能器元件上，可以形成兩個或更多超聲接收元件。當(dāng)然，在發(fā)射元件側(cè)和接收元件側(cè)上，都可以形成一個單獨(dú)的超聲發(fā)射元件或超聲接收元件。圖6中的超聲傳感器可以如此設(shè)置：即完全覆蓋一個大于20mm或50mm的、垂直于材料幅運(yùn)動方向的測量區(qū)域。當(dāng)然這個較大范圍的測量區(qū)域也可以通過使用在發(fā)射和/或接收元件側(cè)的整體超聲換能器元件來實(shí)現(xiàn)?；蛘?，用兩個或更多彼此臨近或搭接的、10mm或更大的測量范圍來掃過這一測量區(qū)域，其中在發(fā)射和/或接收元件側(cè)的超聲換能器元件在每個測量區(qū)域內(nèi)都是整體的。如圖6所示，超聲發(fā)射元件3集成在一個微長的矩形部件里。對于整體的超聲換能器元件來說，一種可能的配置是，在超聲換能器元件里使用一種壓電復(fù)合材料。詳見圖7至圖9的相關(guān)描述。通過輸出端64可以讀出設(shè)備60的測量信號。圖7至圖9所示，是整體的超聲換能器元件和多個超聲發(fā)射元件以及超聲接收元件，帶有一個共用超聲換能器元件。圖中還描述了超聲發(fā)射元件和超聲接收元件的布置，其中單個的超聲發(fā)射元件以一個超聲有效信號對兩個或更多的超聲接收元件加載。圖7至圖9中的超聲發(fā)射元件和超聲接收元件可以包括含有一種壓電復(fù)合材料的超聲換能器元件。例如，壓電復(fù)合材料可以是一種壓電陶瓷(比如鋯鈦酸鉛)和一種聚合物(比如環(huán)氧樹脂或聚氨酯類)的組合物(這種復(fù)合材料可以是壓電有源(piezoelektrischaktiv)的，也可以是壓電復(fù)合材料的一種無源(passiv)的組成部分)。這樣，壓電陶瓷結(jié)構(gòu)就能有序地嵌入到聚合物基質(zhì)中。例如，壓電復(fù)合材料可以以平板的形式存在(平板向兩種空間方向比向第三種方向能更加強(qiáng)烈地延伸，這樣就形成了兩個伸長的面和一個狹窄的面)。在這樣的平板上可以將棒形或管形的壓電陶瓷嵌入到聚合物中，而陶瓷棒或陶瓷管沿著平板的狹窄面延伸。在這種配置中，可以通過在對立的(伸長的)平板表面上，通過電極在狹窄面上施加一個電壓。借助這個施加的電壓，壓電陶瓷結(jié)構(gòu)就能產(chǎn)生超聲波，并且所述超聲波在垂直于延伸的面的方向上遠(yuǎn)離平板。相反，由于壓電陶瓷結(jié)構(gòu)的壓電活性，垂直撞擊到平板延伸面上的超聲波會導(dǎo)致在平板的狹窄面上形成電壓。通過測量這一電壓，能夠得出一個有關(guān)入射超聲波和/或其撞擊的平板表面的聲壓的結(jié)論。因此，相關(guān)的圖7至圖9所描述的元件在被相應(yīng)地安裝后，既可以作為超聲發(fā)射元件，也可以作為超聲接收元件來運(yùn)轉(zhuǎn)。例如，在圖2，圖5或圖6中所示的設(shè)備元件就可以使用。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，壓電復(fù)合材料平板可以包括一種包括壓電陶瓷纖維和聚合物的復(fù)合物。這種包括壓電陶瓷纖維和聚合物的復(fù)合物含有壓電陶瓷纖維束，此纖維束中注入了一種聚合物(比如環(huán)氧樹脂或聚氨酯類)。這一復(fù)合物的平板可以用任何形狀生產(chǎn)，比如圓形或矩形輪廓。典型的壓電陶瓷纖維的體積百分含量在20％到80％之間。而平板的狹窄面的厚度就可以在100μm到5cm之間。壓電陶瓷纖維的直徑在50μm到1mm之間。利用這一平板可以達(dá)到20kHz到400kHz的諧振頻率，以便生產(chǎn)超聲發(fā)射器和/超聲接收器，這兩者以20kHz到400kHz的頻率范圍內(nèi)的超聲運(yùn)行。每個諧振頻率通過平板的厚度來確定。這些壓電陶瓷纖維復(fù)合材料平板可以通過切割材料的初軋鋼錠(SchneidenvonAusgangsbloecken)的方式產(chǎn)生。在圖7至圖9中，每個各有三張分別描述一個超聲發(fā)射元件3和多個共用同一超聲換能器元件22，32的超聲接收元件2..2’n的圖片。然而正如上面所提到的，讓每個圖示的元件以與各自本身相反的功能運(yùn)行是可能的。上方各圖(圖7a，圖7d，圖8a，圖8d，圖9a，圖9d)所示的是各個元件的俯視圖，遠(yuǎn)離材料幅運(yùn)動時應(yīng)檢測其邊緣的側(cè)面。而下方各圖(圖7c，圖7f，圖8c，圖8f，圖9c和圖9f)描述的是各個元件的俯視圖，朝向材料幅運(yùn)動時應(yīng)檢測其邊緣的側(cè)面。中間各圖(圖7b，圖7e，圖8b，圖8e，圖9b和圖9e)描述的是側(cè)面的示圖(該側(cè)面處于一個與材料幅所處面平行的面)。所有在圖7至圖9中所示的元件都有一個普通的平面電極，即23，33；這一電極處在遠(yuǎn)離材料幅的各個側(cè)面上。超聲發(fā)射元件3也擁有一個普通的平面電極31；這一電極位于朝向材料幅的側(cè)面上。因此圖7至圖9中的超聲傳感器各自只有一個超聲發(fā)射元件，這樣就能用一個超聲有效信號對所有超聲接收元件加載。圖7至圖9中描述的電極可以由薄金屬層(比如金或銀)組成。它們可以通過常見的薄膜分離技術(shù)(Duennschicht-Abscheidungstechniken)來制造，比如濺射技術(shù)。同樣可能的是，通過印刷導(dǎo)體材料(比如銀粒子溶液中)的方式制造電極。在圖7d到7f中所示的是第一種實(shí)施方式，在這一實(shí)施方式中，通過一個結(jié)構(gòu)化的電極構(gòu)造了多個接收區(qū)域，即21a到21n，它們構(gòu)成了超聲接收元件2到2’n。用這種方式構(gòu)建的超聲接收元件2到2’n中的每一個在各自的接收范圍，即21a到21n之內(nèi)都是可接觸的，也因此是分立的可讀的。圖7d到圖7f中的超聲換能器元件具有一個梯形輪廓。在超聲換能器元件朝向材料幅一面上，鍍金屬層是通過留空處24實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化的，而留空處24傾斜于材料幅的運(yùn)動方向。這樣就可以保證，如果材料幅的邊緣覆蓋了超聲接收元件2至2’n中某個的邊緣區(qū)域，它同時也能覆蓋超聲接收元件2至2’n中另一個的邊緣區(qū)域。這樣設(shè)備在超聲接收元件2到2’n之中兩個之間的過渡區(qū)中的靈敏度就會提高。如果一種材料幅覆蓋了部分或整個接收區(qū)域21a到21n，那么從每個區(qū)域中可截取的測量信號就會減少。這樣一來，在分析電路的輔助下，從超聲接收元件2到2’n的測量信號中就能確定材料幅的邊緣的位置。與圖7d至7f中所示的超聲接收元件2到2’n相同，在圖8d至圖8f中所示的超聲接收元件2到2’n會通過鍍金屬層上的留空處(圖中24)來構(gòu)建，該鍍金屬層位于超聲換能器元件朝向材料幅的一側(cè)。然而在圖8e和8f中每個留空處24都有一條彎曲兩次的路徑，而這個留空處從超聲換能器元件朝向材料幅那一側(cè)的邊緣開始，首先平行于材料幅運(yùn)動方向延伸。在經(jīng)過首段預(yù)設(shè)的長度之后(比如超聲換能器元件朝向材料幅一側(cè)的平行于材料幅的運(yùn)動方向延伸長度的一半)留空處90度轉(zhuǎn)彎，然后垂直于材料幅運(yùn)動方向行進(jìn)第二段預(yù)設(shè)長度。然后留空處24再次90度轉(zhuǎn)彎，直到到達(dá)超聲換能器元件面向材料幅與起始邊緣相對的邊緣的一側(cè)。由此形成形狀復(fù)雜的超聲接收元件2到2’n，這些元件的表面各有兩個互相結(jié)合的矩形區(qū)域。用這一幾何圖形，材料幅的邊緣幾乎能掃過整個測量區(qū)域，兩個超聲接收元件(2到2’n中)中的每個位置，超聲接收元件2到2’n互相臨近，其測量區(qū)域互相搭接。這樣，幾乎可以一直有兩個測量信號用于檢測材料幅的邊緣，這又能提高測量的靈敏度。應(yīng)用這一原理的另一種設(shè)計方案在圖9e至9f中有描述。此時朝向材料幅一側(cè)上的鍍金屬層也同樣有兩個拐角，然而每個都大于90度。留空處24的走向在其他方面與圖8中所示是相同的。當(dāng)拐角的角度大于90度，材料幅的邊緣能掃過整個測量區(qū)域，兩個超聲接收器2到2’n中元件中的每個位置。除了圖7到圖9中所示的幾何圖形之外，超聲接收元件2到2’n也能構(gòu)造成其他形狀。其產(chǎn)生可以在使用障板(Schattenmasken)的情況下通過蒸發(fā)過程或?yàn)R射過程來實(shí)現(xiàn)，這樣借助障板的形狀就幾乎可以生產(chǎn)出任意圖案類型的留空。當(dāng)設(shè)置一個平面的鍍金屬層時，上述情況同樣適用，這樣留空處就被寫入(geschrieben)鍍金屬層，比如使用激光燒蝕技術(shù)。圖10所示是設(shè)備100，它除了配有其他設(shè)備具有的感應(yīng)器組件120(這里可以使用例如圖2，圖5和圖6中的裝置)之外，還有一個用于校正材料幅側(cè)面偏差110的設(shè)備。材料幅10沿著A方向運(yùn)動，而材料幅的一個邊緣11在感應(yīng)器組件120的測量區(qū)域內(nèi)運(yùn)動。這一感應(yīng)器組件120這樣設(shè)置：使得在某個預(yù)定的時間點(diǎn)(例如定期或連續(xù)地)確定材料幅10的邊緣11的位置。設(shè)備100有一個分析電路，它能接收感應(yīng)器組件120的超聲傳感器的測量信號，并由此確定材料幅10邊緣11的位置。如上文所述，如果超聲波感應(yīng)器配有多個超聲接收元件，為了確定邊緣11的位置，分析電路就可以分析單個的測量信號。例如，分析電路可以為每個超聲接收元件動用一個表格，在這一表格中與某個特定測量信號相符的邊緣11的位置被存儲下來。通過比較當(dāng)前測量信號和存儲值就可以確定邊緣11的位置。分析電路可以安裝在感應(yīng)器組件120的外殼里，但也可以安裝到設(shè)備110的其他位置上。由分析電路確定的材料幅10邊緣11的位置可以用于以下用途：即相對于存儲的額定位置，確定材料幅的側(cè)面偏差。當(dāng)然這一比較可以在分析電路中實(shí)現(xiàn)，也同樣能在其他電路中實(shí)現(xiàn)。如果側(cè)面偏差的數(shù)值已經(jīng)確定，借助這一數(shù)值就可以供給用于校正側(cè)面偏差的設(shè)備110，以便校正側(cè)面偏差。在圖10的例子中用于校正側(cè)面偏差的設(shè)備110包括兩個可旋轉(zhuǎn)的輥101，102。根據(jù)側(cè)面偏差的數(shù)值，這兩個輥101，102轉(zhuǎn)動，以便校正偏差。即便感應(yīng)器組件120沒有用于校正側(cè)面偏差的裝置，它也能包括一個或多個輥，以便引導(dǎo)材料幅，使其邊緣會經(jīng)過感應(yīng)器組件120的測量區(qū)域。