CN107250768A - 用于uv硬化的工艺监控 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于测量构件的硬化状态的在线工艺监控设备，所述构件利用可UV硬化的漆覆层，其中所述设备包括用于漆的硬化的至少一个辐射源(101)以及至少一个信号源(101)和至少一个用于测量信号源的由构件反射的辐射以用于确定硬化状态的光谱仪(103)，其中测量以不接触的方式进行，并且用于测量的至少一个信号源与用于硬化的至少一个辐射源是相同的。

Description

用于UV硬化的工艺监控

技术领域

本发明涉及一种用于构件上的UV敏感的漆的在线工艺监控装置。

背景技术

在硬化构件上的UV敏感的漆膜时，必须超过漆特定的UV剂量，所述UV剂量作为落到漆面上的UV光的强度和辐照时间的乘积，使得粘性液态的漆膜完全反应(聚合作用)成固态表面覆层。在不完全硬化时，无法实现漆覆层的要求的机械特性、如硬度和抗刮性，由于不完全的聚合作用同样不能实现或仅能够不完全实现附着强度或其他特性。在这种漆覆层工业应用于构件上时，对这些特性的检查出于成本和生产过程原因仅对单独试样是可行的。在确定不足的硬化时，必须从以下出发，自上次检查的时间点开始生产的至少可观数量的构件可能具有质量缺陷进而作为废品丢弃。

出于所述原因，在工业应用中非常值得期望的是，具有在生产过程中集成的检查或监控装置和方法，借助所述检查或监控装置和方法，可以测量作为表面层的用UV曝光的膜的特征，以便因此在没有延迟的情况下保证构件的质量。对于所述监控装置和方法还更值得期望的是以下可能性，即在UV曝光期间可以根据测量信号追踪漆膜的连续的硬化工艺。借助这种监控，能够控制硬化工艺，因此在最简单的情况下，能够可控地调整硬化时间。因此，所述硬化时间能够调节得如完全硬化所需那么短地来保持。以所述方式，在质量保持不变的情况下，为硬化步骤实现最高可能的生产率。在用固定硬化时间曝光的情况下，出于工艺安全性原因，必须比最小所需的更长地保持，以便在工艺中发生变化时可靠地在每个情况下都得到完全的硬化。在监控硬化状态的继续的版本中，也能够对其他工艺参数产生调节技术上的影响，因此例如能够动态地调整UV光源的功率或构件运动经过UV曝光区域的速度。以所述方式，能够实现用于完全硬化的最小工艺时间，借此使生产率最大化。

借助这种工艺监控，通常不能够直接测量硬化的漆膜的要实现的、大多机械的特性，因为所述工艺监控尤其应以不接触的方式进行。借助这种方法，仅能够测量近似特性，经由所述近似特性，能够以大的可靠性推断出遵循所需的特性。流行的用于确定硬化程度的方法是光学光谱学，其中借助于光谱解析的测量装置对入射到漆膜上的光的反射(或透射)的变化进行分析。所述光谱变化在不同的波长范围中对漆是特定的。UV范围的示例在德国乌尔姆的Fa.Microchemicals公司手册中描述(http://www.microchemicals.com/technical_information/exposure_photoresist.pdf)，或者对于B.L.基础的红外范围，在博士论文“Cure characcterization of an unsaturated polyester resin using near-infrared，fluorescence and UV/visible reflection spectroscopies”，(博士论文/文献9924301，康涅狄格大学，1999)中可以找到。

适当的测量装置通常是光栅光谱仪或傅里叶变换光谱仪，如在Scherzer、Mehnert和Lucht的“On-line monitoring of the acrylate conversion in UVphotopolymerization by near-infrared reflection spectroscopy”(PolySpectroscopy Volume 205，第151页-第162页，2004)中描述的那样，或者是与匹配的光学滤波元件组合的光传感器。在硬化漆膜时，光谱在一定范围中变化。所述变化被考虑作为硬化度的数量计量单位。

这种工艺监控不能完全替代随机试样的质量保证。但是，通过将光谱特性与出自试样的技术重要的漆特性进行比较，能够进行校正进而能够将光谱数据用于持续地监控漆膜的质量，这能够以扩展的形式如在上文中提到的那样用于控制工艺。

构件上的表面覆层的特性在生产工艺之外以试样方式不仅借助检查机械特性的直接方法(所述直接方法通常破坏覆层)，或者也借助无破坏的方法实现，所述无破坏的方法测量其他特性，所述其他特性根据经验与所需的特性直接关联。

在无破坏的方法中，尤其已知光学方法，如在德国乌尔姆的Fa.Microchemicals公司的手册(http://www.microchemicals.com/technical_information/exposure_photoresist.pdf)中详尽地描述的那样。在硬化UV漆膜时，进行聚合反应，其中从粘性液态漆中的单体/低聚物产生聚合物链，其中由于结构变化，也发生漆膜的光学特性的变化。在通过UV引起的硬化中，UV光的一部分与波长相关地被吸收。所述吸收特性随着硬化度变化并且能够作为波长相关的反射特性(反射光谱)的变化借助于光谱仪来检测。UV范围的示例在在德国乌尔姆的Fa.Microchemicals公司手册(http://www.microchemicals.com/technical_information/exposure_photoresist.pdf)中予以描述，或者对于B.L.基础的红外范围，在博士论文“Cure characterization of an unsaturated polyester resinusing near-infrared，fluorescence and UV/visible reflection spectroscopies”，(博士论文/文献9924301，康涅狄格大学，1999)中可以找到。具有行探测器的UV光谱仪尤其适合于此，因为借助230…400nm的整个UV波长范围的所述反射光谱，能够在直至小于10毫秒之内进行测量。

具有相同构造、但是具有用于800…1700nm的近红外范围(NIR)的阵列探测器的光谱仪现今是可用的并且能够以类似的读取率运行。因此，在用UV曝光的硬化过程期间，在NIR范围中的光谱反射特性的变化能够同时追踪，如在Scherzer、Mehnert和Lucht的“On-line monitoring of the acrylate conversion in UV photopolymerization by near-infrared reflection spectroscopy”(Poly Spectroscopy Volume 205，第151页-第162页，2004)中描述的那样。

在红外范围IR(1500…20000nm)中，激发带随着粘性漆转换成硬化的覆层而变化，所述覆层显示出红外反射光谱中的变化。在确定的波数带中进行可良好测量的变化，借助所述变化能够确定漆膜的硬化状态。参见Lowry和Weesner的(Using Real-Time FT-IR toCharacterize UV Curable Optical Adhesives，Spektroskopy，第26卷，第8版，第40页-第46页，2011)。红外光谱现今几乎仅仅借助傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)来测量。

对于特定应用，反射中的光谱变化也能够借助于一个或多个适当的光学滤波器和简单的光学强度传感器来检测，但是滤波器必须特定地匹配于应用和漆膜的光反射的光谱特性。对于工业应用，所述简单的、然而仅可特定使用的解决方案作为更有利的且更鲁棒的解决方案替代宽带光谱仪绝对是有意义的。

从现有技术中尤其得到下述缺点：

在没有监控装置的情况下，只有通过对生产的部件的试样测量才能够延时地识别质量问题。

此外，为了可靠地实现所需的曝光剂量需要延长的曝光时间。

此外，存在漆膜的过度曝光的风险，这能够引起脆化。

迄今，不存在或仅存在工艺漂移的延迟的早期识别，所述工艺漂移能够引起直至加重的质量问题。

发明内容

根据本发明，用于漆的硬化的辐射源同时用作为用于测量硬化度的信号源。这特别是具有下述优点，反射光的表面的取向具有次要的作用，并且光始终到达探测器。这尤其在基底安装在旋转的螺杆上时是有利的。

根据一个尤其优选的实施方式，硬化光经由分区段的镜偏转到基底上，其中所述镜在投影中沿着初始方向显得是连续的，然而在投影中沿着基底反射的辐射显得具有开口。开口例如表示一个孔或多个孔、一个缝隙或多个缝隙或者一个或多个缝隙和/或一个或多个孔的组合。此外，狭缝也是可以的。

附图说明

下面详细地并且根据附图示例性地补充本发明。

图1示出自动检测构件上的可UV硬化的漆膜的硬化状态的示意图。

图2示出为了自动检测可UV硬化的漆膜的硬化状态而同步运动构件的示意图，其中传感器检测构件的位置，并且为一系列预先定义的、依次的位置生成各个光谱记录的触发器信号209。

图3示出自动检测构件上的可UV硬化的漆膜的硬化状态的示意图，所述构件布置在旋转的螺杆形的固持件上。

图4示出利用二向色镜411来探测构件上的可UV硬化的漆膜的硬化状态的在线工艺监控设备的示意图。

图5示出用于探测构件上的可UV硬化的漆膜的硬化状态的在线工艺监控设备的示意图，其中硬化借助于UV曝光通过在二向色镜511上的反射进行，并且镜中的孔513允许由构件表面反射的IR辐射527的一小部分通过至光谱仪503。

图6示出用于探测构件上的可UV硬化的漆膜的硬化状态的在线工艺监控设备的示意图，其中借助于分区段的镜元件631、632通过反射优化UV曝光，并且通过提高测量信号627的射到用于“在线”测量的光谱仪603的接收窗上的份额来确保光谱的信号质量的提高。

图7示出用于探测构件上的可UV硬化的漆膜的硬化状态的在线工艺监控设备的示意图，与图6相比以另一种示例性的镜布置。

图8示出根据本发明的镜布置的示意图，其中分区段的镜在投影中沿着辐射源的初始方向显得是连续的，然而在投影中沿着由基底反射的辐射显得具有开口。

图9示出在线工艺监控设备的示意图，所述在线工艺监控设备示出具有不同倾斜的多个分区段的镜。

具体实施方式

在图1中示意地示出对构件上的可UV硬化的漆膜的硬化度的这种根据本发明的自动检测。构件顺序地运动到UV光源101的光束中。构件在那里逗留确定的时间段，在所述时间段期间，漆膜加载有用于硬化的UV光。由UV源发射的辐射的一部分在漆膜的表面上反射并且能够由适当布置的波长选择的光传感器装置(光谱仪)103探测。高强度的UV源基于气体放电灯，所述气体放电灯的等离子体不仅发射UV光，而且发射至少同样强度的可见光和红外辐射。出于所述原因，UV光源同时用作为要分析的反射光的源，并且不必将通常装入光谱仪中的光源用于测量射束。

在曝光时间段期间，测量多个光谱(至少2个)并且输送给监控单元105，所述监控单元自动地比较所述光谱并且从所述光谱数据中借助适当的算法从光谱变化中计算硬化度。随着达到确定的、预设的硬化度，发送用于驱动构件107的前进的信号，所述前进实行转换至下一构件。

借助所述利用静止的构件执行的硬化，所述硬化通常非常不均匀地进行，因为用常规的、朝向垂直于构件的运动方向的方向扩展的UV源辐照构件表面变得不均匀，尤其在构件具有下述长度时如此：所述长度明显大于辐照区域的范围或UV源的长度。

有利的是，构件持续地运动经过辐照区域，因为这样能够得到明显更好的均匀性。如果在所述持续运动中同时借助监控单元203记录反射光谱，那么所述记录周期应与构件的运动同步地进行。因此能够满足，对于全部依次曝光的构件，以相同的方式测量反射特性。在图2中示意地示出与运动的这种同步，其中借助传感器来检测构件的位置，并且为一系列预定义的、依次的位置生成用于各个光谱记录的触发器信号209。

因为反射的强度由于表面几何形状能够连续地随着构件的运动而变化，所以记录速率在此必须比构件运动经过UV源之前的辐照区域的速率更快。所检测的强度的所述变化引起不仅在记录光谱期间的、而且依次的光谱的强度的调制。对于比较光谱以探测硬化度而言有利的是，不将光谱数据直接作为强度谱进行比较，而是以数学转换的形式进行比较，其中抑制绝对强度的直接相关性。可能的形式在于对数强度Ln[I(λ)]或在于强度谱I(λ)对波长λ的对数导数其中Ln表示自然对数函数。光谱Ln[I(λ)]在绝对强度变化时以一定量值移动，而光谱具有以下特性，即在每个波长处，与当前的强度无关地，信号基本上是相同的，因为在形成微分时，与求导相关联地，光谱Ln[I(λ)]的移动也保留。对于光谱比较，也能够使用其他方法，例如还有数值拟合算法，其中将测量的光谱与预设的、根据适当的模型计算的光谱进行比较。所述拟合算法能够包含波长相关的缩放因数作为数值优化参数，所述数值优化参数在光谱的比较算法中作为附加的自由度处理。

在具有探测器阵列传感器的UV-VIS-NIR光栅光谱仪的情况下，可以以每秒数十至100光谱的速率进行测量，即在根据漆、UV源、几何布置典型地曝光1…100秒期间，在任何情况下测量多个光谱进而从确定的波长范围中的反射信号的时间变化中检测逐步的硬化。

在傅里叶变换光谱仪的情况下，如其在红外范围中使用的那样，也能够借助快速扫描的仪器实现每秒1…100的光谱速率。因为变化可见的典型的光谱范围不是非常窄的(典型为几100cm-1)，所以在低解析的模式中，可以以较小的干涉仪相位扫描范围(在最简单的情况下为干涉仪的镜的线性运动)工作，借此能够提高扫描速度，因为所述扫描速度由于干涉仪的一部分的运动的机械原理受所述运动的元件的惯性限制(在最简单的情况下是镜的线性运动)。

在借助于离散的光学滤波器连同简单的强度传感器来探测光谱变化的情况下，必须同时测量多个波长范围，以便检测反射中的由于增强的硬化造成的光谱变化。强度传感器通常具有比阵列传感器明显更高的信号动态范围。因此，在所述应用中对所述强度传感器几乎不提出对信号检测的重复率的实际限制，其中用于完全硬化的最小的曝光时间是重要的时间限制，如在上文中提到的那样，在实际应用中位于1…100sec的范围中。

为了实现曝光构件时的高的生产率，尤其借助高强度的UV源以在波长λ为200…400nm的整个UV范围上的强度分布来工作。这种源通常由高功率的金属卤化物灯构成，其中电激发等离子体，所述等离子体与光学镜元件组合地发射UV光，所述光学镜元件将UV光尽可能聚束到灯之前的应用区域中。将要曝光的构件为了曝光置于该应用区域中，所述构件的表面配备有UV漆。所述UV源能够要么实施为具有确定的、管形的灯和相应成形的长形的镜元件的线性源，要么所述UV源也能够由一系列并排的UV源构成，所述UV源各具有点形的灯和适合于此的反射器。所述金属卤化物灯除了期望的UV光之外(＜20％)之外也发射强的可见辐射(～10％)和红外辐射(＞70％)。所述强的红外辐射引起构件的加热。在塑料部件的情况下，所述塑料部件的塑料材料允许＜100℃的最大温度，必须进行曝光，使得关于时间施加所需的UV剂量，使得在此构件保持在临界的相变温度之下。

在曝光期间高的加热的问题能够如下规避。一方面，构件通过以下方式不连续地承受UV辐射：将所述构件周期性地引导到高强度的区域中，使得所述构件在其处于曝光区域之外的持续时间内能够周期性地冷却。构件的所述周期性的运动尤其通过下述方式实现：构件布置在螺杆形的固持件上，并且所述固持件围绕自身的轴线转动(图3)。

当然，构件在螺杆上的布置不是部件周期性地运动经过应用区域的唯一方式：借助构件在转动盘上的布置或构件在线性传送系统上的有效的线性的周期性的向前运动和向后运动，基本上能够实现相同内容。另一方面，通过适当覆层的布置在UV源和应用区域之间的二向色镜元件411，选择地反射UV光，并且可见光和红外光425通过在镜元件中的选择性的透射以高的比例从应用区域上避开(图4)。

借助这种二向色镜元件，能够典型地至80％以上地抑制可见的和红外的辐射，其中同时将UV辐射421有效地偏转到应用区域中。即使在所述衰减的情况下，可观份额的IR光423始终还到达应用区域中。在应用区域中的全部光的相对份额然而典型地始终仍为30％…50％。

对于监控相关的红外范围中的反射光谱，所述光用作为用于确定漆层的反射度的源。

与已经构建了内部IR源的IR光谱仪的传统应用不同，在此处示出的监控应用中不使用所述IR源，而是直接使用由UV灯发射的IR光427。

借助构件布置在旋转的螺杆上，由于整个螺杆同时运动，用于借助监控系统对反射的光进行光谱检测的步进的运动如在上文中描述的那样由于机械惯性在技术上要求更高。连续的转动运动显著更简单。只要螺杆上的构件的圆周速度足够慢，使得构件在光谱仪的测量周期期间(与自身的大小相比)仅轻微地运动，那么能够从以下出发，即检测的光谱仅轻微地与静态测量的光谱不同。用于光谱的典型的记录时间不仅借助光栅光谱仪中的探测器阵列或者还有快速扫描的FTIR光谱仪在数毫秒至几十毫秒的范围中，螺杆上的圆周速度典型地在100…500mm/s的范围中运行，即在光谱仪的记录扫描期间，运动典型为1…10mm，这对于典型的构件大小相对于自身大小是小的。如果为了数据的其他数值分析，如在上文中描述的那样不使用反射强度I(λ)，而是使用求导的变量，诸如所述变量与绝对强度无关，那么在记录光谱期间由于构件的同时运动出现的强度波动可以以变量Ln(I)或抑制。当然，对高的光谱信号稳定性而言有利的是，具有尽可能高的记录扫描率，因此强度波动变得相对更小，并且相应地经由多个光谱求平均值，替代选择具有更高的强度波动的更慢的速率，因为因此使信号失真最小化。

在FTIR光谱仪的情况下，在扫描期间变化的反射强度引起干涉图的调制，所述调制在傅里叶变换中表现成与分辨率函数的短波传播的卷积。因为调制速率位于扫描速率的数量级中，所以所述卷积引起反射光谱中的最小峰值传播。但是因为漆的光谱特征不是非常窄带的进而其变化也不是通过漆的硬化反应造成的，所以通过在扫描期间轻微变化的反射强度造成的失真是小的进而对监控漆的硬化度是次重要的。

但是，图4的优选使用的将二向色UV镜411与转动的螺杆组合的版本具有限制，使得从构件上的漆膜反射的光必须透射穿过二向色UV镜，所述反射的光应该借助光谱仪检测。镜的二向色的覆层不允许UV光通过，而所述镜对于可见光或近红外光(NIR)直至大约2500…3000nm的波长427是透明的。长波的红外光通过UV镜的所使用的玻璃基底吸收进而不再能够到达位于其后的光谱仪。虽然存在具有高的红外透射的UV镜基底材料，但是所述UV镜基底材料是非常昂贵的，尤其在几十cm范围的尺寸的情况下(例如硫化锌)。

因此，借助用于UV镜的常见的玻璃，对漆膜的硬化状态的监控仅能够在局限于NIR波长带的情况下实现，而实现不了在长波的IR中的典型的光谱变化。

因此，值得期望的是，具有下述配置，在所述配置中，始终仍能够实现对于源的UV光的高的反射，然而反射的光没有透射穿过光学元件可以借助光谱仪检测，因此在测量射束中存在光谱反射的全部穿过空气的红外的波长范围。在图5中示出这种实现方案。

借助于UV镜中的孔513，IR光527能够无阻碍地到达位于UV镜后方的光谱仪503的测量窗上。一方面，孔的大小应选择成，使得由构件表面上的漆膜反射的光束至少在光谱仪扫描的时间段期间射到光谱仪的测量窗。因此，对此在镜中能够使用多个孔、缝隙或狭缝。另一方面，孔但是应是尽可能小的，因为在所述面区域中，UV镜是不起作用的进而局部地，源521的更少的UV光射到构件的漆膜上。

借助UV镜，所述UV镜替代孔由至少2个区段构成，所述区段以确定的间距(缝隙)布置，能够消除曝光的与孔关联的不均匀性(图6)。通过镜元件631、632的适当的不同的倾斜、大小和数量，能够不仅尽可能地消除通过缝隙开口的UV光的损失，借助优化布置，甚至能够关于借助平的、连续的UV镜的数值提高构件上的UV强度。用于向回反射的光束的通过的开口能够如此宽地保持，以便检测尽可能多反射的红外光627，而没有在构件表面上的要硬化的漆膜上的UV光的明显损失。因此，更多IR光能够置于光谱仪603的输入窗上，这改进用于监控硬化工艺的光谱的信号质量。UV镜的所述分区段优选不应该在UV镜的中间进行，因为一方面最高的UV强度落入该区域中，进而UV光的通过缝隙造成的损失是最大的，另一方面，用于由构件反射的光的开口角度可以借助不居中的分区段如在图6中在镜的上部中或在图7中在下部中示出的那样相对于居中的分区段扩大。以所述方式，在同时最小的UV光损失的情况下能够增大测量信号。

然而，光谱仪关于连续的镜元件侧向、即横向错开的布置与如在图6和7中描述的布置相比具有针对测量的明显更小的强度收益。

根据一个尤其优选的实施方式，将硬化光经由分区段的镜831和832偏转到基底841上，其中所述镜在沿着辐射源的初始方向的投影中显得是连续的，然而在沿着由基底反射的辐射的投影中显得具有开口，并且因此由基底反射的辐射的一部分无阻碍地通过至探测器803，如在图8中可见的那样。

另一个尤其优选的实施方式在图9中示出，其中至少一个或多个镜931、932、933能够在辐射源的光学主轴线和镜的反射表面的法线之间展开的角度α1、α2，……αn中倾斜，其中角度范围应该为0＜α1、α2…αn＜90°，并且角度α1…αn必须不相等。

借助监控UV源的反射光，能够在线地、即在工艺期间并且以无接触的方式检测构件上的漆膜的硬化状态，进而期望地要实现的漆特性的在线控制在工艺过程期间进行。这在应用于构件上的可借助UV硬化的漆膜的生产工艺中时具有多重优点。

借助这种监控，能够提高生产率，因为不再在固定预设的时间内进行曝光，而是仅还在对当前构件有效最小所需的用于完全硬化漆膜的时间内进行曝光。因此，能够对于下述情况避免潜在过短的曝光进而质量问题：由于不同的说明，选择过短的曝光时间。此外，也能够通过以下方式提高曝光的均匀性：借助于对反射光谱中的确定的、预设的和要实现的光谱变化的监控来控制曝光工艺。尽可能高的均匀性是每个批量生产工艺的目标，以便满足构件的恒定保持不变的特性和质量。

根据本发明的工艺监控设备的另一个改进方案在于始终、即角度无关地，测量信号到达光谱仪。

因此，根据本发明的在线工艺监控设备能够包括至少一个辐射源、至少一个信号源、以及至少一个用于测量构件的硬化状态的光谱仪，所述构件利用可硬化的漆覆层，所述在线工艺监控设备的特征在于，测量能够以不接触的方式经由光谱仪进行，并且至少一个用于测量的信号源与至少一个用于硬化漆的辐射源是相同的。

在线工艺监控设备能够包括至少一个、优选多个二向色镜。

在根据本发明的在线工艺监控设备中，在辐射源的光学主轴线和镜的反射表面的法线之间展开的角度α1、α2…αn中倾斜的镜的特征在于，角度范围应该为0＜α1、α2…αn＜90°，其中角度α1…αn必须不相等。

在线工艺监控设备能够在使用的镜中具有一个或多个开口，所述开口能够是一个或多个孔、一个或多个缝隙、一个或多个狭缝或由一个或多个缝隙和/或一个或多个狭缝和/或一个或多个孔构成的组合。

在线工艺监控设备能够包括分区段的镜，所述镜通过间距彼此分开，所述间距使形成的镜面在沿着辐射源的原始方向的投影中显得是连续的，然而在沿着由基底反射的辐射的投影中对于反射的辐射至少部分地无阻碍地可通向光谱仪。

根据本发明的在线工艺监控设备能够包括一个或多个灯作为辐射源，所述辐射源不仅发射在对于硬化过程所需的波长范围中的辐射，而且发射在对于测量硬化过程所需的波长范围中的辐射。

在线工艺监控设备能够包括金属卤化物灯作为辐射源。

在线工艺监控设备能够包括卤素灯作为辐射源。

在线工艺监控设备能够用于利用可硬化的漆覆层的构件，所述构件线性地引导经过硬化区域。

在线工艺监控设备能够用于利用可硬化的漆覆层的构件，所述构件旋转地引导经过硬化区域。

在线工艺监控设备能够包括用于触发测量过程的触发器单元和用于构件的位置测量的位置传感器。

用于构件的漆硬化工艺的在线工艺监控方法能够使用根据一个或多个在上文中详述的实施方案的根据本发明的工艺监控设备。

如在上文中描述的在线工艺监控方法能够将可UV硬化的漆用作为覆层的构件上的可硬化的漆。

附图标记列表：

UV源(信号源，辐射源) 101，201，301，401，501，601，701，801，901

光谱解析光学传感器单元 103，203，303，403，503，603，703，803，903

反射监控系统 105，205，305，405，505，605，705

部件运动驱动装置 107，207

角位置传感器 307，407，507，607，707

工艺定序器 109

用于光谱扫描的触发器 209，309

用于门控模式的触发器 409

触发器信号 509，609，709

(多个)二向色镜 411，511，631，632，731，732，831，832，931，932，933

IR倾斜 413

UV光 421

反射的可见光+IR光 423

透射光(可见光+NIR光；400…3000nm) 425，525

测量信号(可见光+NIR光；400…3000nm) 427

测量信号(UV光+可见光+IR光；250…50000nm) 527，627，727

具有可硬化的覆层的覆层构件 841，941

Claims (13)

1.一种在线工艺监控设备，包括：至少一个辐射源、至少一个信号源、以及至少一个用于测量构件的硬化状态的光谱仪，所述构件利用可硬化的漆覆层，

其特征在于，

测量能够以不接触的方式经由光谱仪进行，并且至少一个用于测量的所述信号源与至少一个所述辐射源是相同的，所述辐射源用于硬化所述漆。

2.根据权利要求1所述的在线工艺监控设备，所述在线工艺监控设备包括至少一个二向色镜。

3.根据权利要求2所述的在线工艺监控设备，其中至少一个所使用的镜在所述辐射源的光学主轴线和所述镜的反射表面的法线之间展开的角度α1、α2，…αn中倾斜，

其特征在于，

所述角度范围为0＜α1、α2…αn＜90°，其中所述角度α1…αn必须是不相等的。

4.根据上述权利要求中至少一项所述的在线工艺监控设备，

其特征在于，

所使用的镜具有一个或多个开口，所述开口能够是一个或多个孔、一个或多个缝隙、一个或多个狭缝或由一个或多个缝隙和/或一个或多个狭缝和/或一个或多个孔构成的组合。

5.根据权利要求2或3所述的在线工艺监控设备，

其中分区段的镜通过间距彼此分开，

其特征在于，

所形成的镜面在沿着所述辐射源的初始方向的投影中显得是连续的，然而在沿着由基底反射的辐射的投影中对于反射的辐射至少部分无阻碍地可通向所述投影仪。

6.根据上述权利要求之一所述的在线工艺监控设备，所述在线工艺监控设备包括一个或多个灯作为辐射源，所述辐射源不仅发射在对于硬化过程所需的波长范围中的辐射，而且发射在对于测量硬化过程所需的波长范围中的辐射。

7.根据上述权利要求之一所述的在线工艺监控设备，所述在线工艺监控设备包括金属卤化物灯作为辐射源。

8.根据上述权利要求之一所述的在线工艺监控设备，所述在线工艺监控设备包括卤素灯作为辐射源。

9.根据上述权利要求之一所述的在线工艺监控设备，其中用可硬化的漆覆层的构件能够线性地引导经过硬化区域。

10.根据上述权利要求之一所述的在线工艺监控设备，其中用可硬化的漆覆层的构件能够旋转地引导经过硬化区域。

11.根据上述权利要求之一所述的在线工艺监控设备，所述在线工艺监控设备包括用于触发测量过程的触发器单元和用于所述构件的位置测量的位置传感器。

12.一种用于构件上的漆硬化工艺的在线工艺监控方法，所述在线工艺监控方法使用根据上述权利要求中的一项或多项所述的工艺监控设备。

13.根据权利要求12所述的在线工艺监控方法，所述在线工艺监控方法将可UV硬化的漆用作为覆层的构件上的可硬化的漆。