DE10010213A1

DE10010213A1 - Optische Meßeinrichtung, insbesondere zur Qualitätsüberwachung bei kontinuierlichen Prozessen

Info

Publication number: DE10010213A1
Application number: DE10010213A
Authority: DE
Inventors: Juergen Gobel; Werner Hoyme; Martin Goetz; Wilhelm Schebesta
Original assignee: Carl Zeiss Jena GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Priority date: 2000-03-02
Filing date: 2000-03-02
Publication date: 2001-09-06
Anticipated expiration: 2020-03-03
Also published as: GB2366372A; US20030202180A1; FR2805892B1; GB0104773D0; FR2805892A1; US20020001078A1; GB2366372B; DE10010213B4

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine optische Meßvorrichtung, insbesondere zur Qualitätsüberwachung kontinuierlicher Materialflußprozesse, umfassend einen unmittelbar neben einem Meßobjekt (M) angeordneten Meßkopf (1), eine an dem Meßkopf (1) gehaltene Meßstrahlungsquelle (3) zur Beleuchtung eines Meßfleckes (F) an dem Meßobjekt (M), eine Meßlichtempfangsvorrichtung (6), mindestens ein Spektrometer (SP1, SP2), das über eine Lichtleitervorrichtung (7) mit der Meßlichtempfangsvorrichtung (6) optisch gekoppelt ist, wobei das Spektrometer (SP1, SP2) und die Lichtleitervorrichtung (7) in dem Meßkopf (1) aufgenommen sind und eine Signalaufbereitungsvorrichtung (12), die ebenfalls in dem Meßkopf (1) aufgenommen ist. DOLLAR A Damit ergibt sich eine einfach montierbare, kompakte Vorrichtung zur Reflexionsmessung, die überdies sehr genaue Meßergebnisse liefert. Weiterhin wird eine nach dem Prinzip der Spektroskopie arbeitende Meßvorrichtung zur Transmissionsmessung vorgeschlagen. Außerdem wird eine kombinierte Reflexions- und Transmissionsmessungsvorrichtung beschrieben, die beide Meßvorgänge zeitgleich vornimmt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine optische Meßvorrichtung zur Eigenschaftsermittlung an Meßobjekten; sie ist insbe sondere zur Qualitätsüberwachung bei kontinuierlichem Fluß bzw. kontinuierlicher Bewegung der Meßobjekte geeignet.

Aus dem Stand der Technik sind nach dem Prinzip der Spek troskopie arbeitende Meßvorrichtungen bekannt, mit denen beispielsweise der Reflexionsgrad oder auch der Transmissi onsgrad von Meßobjekten erfaßt werden kann. Anhand des er faßten Meßspektrums lassen sich Aussagen sowohl über opti sche als auch nicht-optische Eigenschaften der Meßobjekte treffen, welche wiederum zu einer Beurteilung der unter suchten Meßobjekte verwendet werden.

Durch spektroskopische Untersuchungen lassen sich bei spielsweise Materialbahnen oder -tafeln hinsichtlich der Maßhaltigkeit und der Qualitätsparameter überwachen. Gleichfalls ist auch eine Überwachung von nicht-festen Ma terialströmen möglich.

Aus dem Stand der Technik ist in diesem Zusammenhang be kannt, das Reflexionsverhalten der Meßobjekte zu erfassen, um daraus Beurteilungskriterien für die Qualitätskontrolle zu erhalten. Bei transparenten Meßobjekten kann mit Hilfe einer Transmissionsmessung die Transparenz des Meßobjektes spektroskopisch bestimmt werden.

Herkömmliche Meßvorrichtungen zur Reflexions- oder Trans missionsmessung verwenden in der Regel einen optischen Meß kopf, der in unmittelbarer Nähe des Meßobjektes angeordnet wird. Dieser Meßkopf umfaßt eine Meßlichtquelle zur Be leuchtung eines Meßfleckes auf dem Meßobjekt. Weiterhin ist ein Empfänger zum Erfassen von Licht im Bereich des Meß fleckes unmittelbar neben dem Meßobjekt vorgesehen. Im Fal le einer Reflektionsmessung befindet sich der Empfänger auf der Seite der Meßlichtquelle und erfaßt vom Meßobjekt re flektiertes Licht. Im Falle einer Transmissionsmessung ist der Empfänger hingegen auf der in bezug auf den Meßfleck gegenüberliegenden Seite des Meßobjektes angeordnet und er faßt durch das Meßobjekt hindurchdringendes Licht.

Zur Auswertung des erfaßten Lichtes des Meßfleckes wird ein Spektrometer verwendet, das abseits des Meßobjektes aufge stellt ist. Das vom Empfänger erfaßte Licht wird über einen vergleichsweise langen Weg in der Größenordnung von etwa 20 Metern mittels eines Lichtleiters, der aus einer Vielzahl von einzelnen Fasern besteht, zu dem Spektrometer geleitet. Aus der Länge des Übertragungsweges resultieren Einflüsse, welche die physikalischen Werte des Meßlichtes und damit die Qualität der zu ermittelnden Aussagen beeinträchtigen. Beispielsweise kann es zu Transmissionsänderungen des Lichtleiters infolge mechanischer oder thermischer Beein flussungen kommen.

Weiterhin ist zu berücksichtigen, daß der optische Meßkopf über bzw. neben dem Meßobjekt verfahrbar sein soll, um auch breitere Materialbahnen oder -ströme untersuchen zu können. Hierzu ist dann der Meßkopf auf einer Traversenanordnung angebracht, die relativ zu dem Meßobjekt bewegbar ist. Um in derartigen Fällen eine mechanische Beschädigung des Lichtleiters zu vermeiden, sind technische Vorkehrungen ge gen einen vorzeitigen Bruch erforderlich. Die Verlegung des Lichtleiters muß daher mit besonderer Sorgfalt erfolgen. Neben den optischen und mechanischen Beeinträchtigungen er gibt sich für die bekannte optische Meßvorrichtung überdies ein verhältnismäßig hoher Installationsaufwand, da der Meß kopf mit dem Spektrometer erst vor Ort gekoppelt werden kann, nachdem der Lichtleiter sorgfältig verlegt worden ist. Zur Erzielung reproduzierbarer Ergebnisse ist deshalb die Vorrichtung vor Ort auf einen Sollzustand zu justieren. Diese Justierung wird bei jeder Reinstallation der bekann ten Vorrichtungen notwendig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine nach dem Prinzip der Spektroskopie arbeitende optische Meßvor richtung derart weiterzuentwickeln, die sie zur Quali tätsüberwachung von kontinuierlich an der Meßvorrichtung vorüberfließenden und/oder vorüberbewegten Meßobjekten ge eignet und dabei mit wenig Aufwand montierbar bzw. demon tierbar ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine optische Meßvorrich tung der eingangs genannten Art, umfassend einen unmittel bar neben einem Meßobjekt anordenbaren Meßkopf, eine an dem Meßkopf gehaltene Meßlichtquelle zur Beleuchtung eines Meß fleckes an dem Meßobjekt, einen am Meßkopf vorgesehenen Meßlichtempfänger zur Erfassung von Licht aus dem Bereich des Meßfleckes, mindestens ein Spektrometer, das über eine Lichtleitvorrichtung mit dem Meßlichtempfänger optisch ge koppelt ist, wobei das Spektrometer und die Lichtleitvor richtung in dem Meßkopf aufgenommen sind und eine ebenfalls in dem Meßkopf aufgenommene Signalaufbereitungseinrichtung zur Verarbeitung der Ausgangsignale des mindestens einen Spektrometers.

Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung erlaubt eine einfache und schnelle Montage nahe dem zu untersuchenden Meßobjekt. Dabei kann die Justierung zur Abstimmung des Meßlichtemp fängers auf das oder die Spektrometer bereits werksseitig vorgenommen werden, so daß bei der Montage vor Ort mit Aus nahme der ohnehin erforderlichen Einstellungen des Meßkop fes in bezug auf das Meßobjekt keine weiteren Justier schritte anfallen. Hierdurch läßt sich die Erstmontage so wie auch eine Wiedermontage der Meßvorrichtung erheblich vereinfachen.

Aus der Anordnung sämtlicher Komponenten in einem Meßkopf bzw. einem kompakten Meßkopf resultieren überdies kürzeste Verbindungsstrecken zwischen dem Meßlichtempfänger und dem oder den Spektrometern. Dies führt nicht nur zu Material- und Kosteneinsparungen in Hinblick auf die Verwendung von Lichtleitermaterial. Vielmehr läßt sich auch die von der Länge der Lichtleitvorrichtung abhängige Meßlichtintensität verbessern. Überdies werden Transmissionsänderungen verrin gert und deren Störeinflüsse auf die Meßergebnisse vermin dert. Weiterhin kann eine mechanische Überbeanspruchung der empfindlichen Lichtleitvorrichtungen verhindert werden.

Der Begriff "Meßkopf" schließt hier sowohl offene als auch geschlossene Gehäuse sowie bühnenartige Haltekonstruktionen mit ein, welche alle vorgenannten Baugruppen tragen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind in dem Meßkopf zwei Spektrometer aufgenommen, die aneinander angrenzende Wellenlängenbereiche abdecken, wobei beide Spektrometer mit demselben Meßlichtempfänger zusammenwirken und mit diesem über einen Y-Lichtleiter optisch gekoppelt sind. Vorzugsweise deckt die Meßvorrichtung gemeinsam einen gesamten Wellenlängenbereich von etwa 350 nm bis 2500 nm ab. Dabei liefert der VIS-Bereich (sichtbares Licht) vor zugsweise optische Informationen, beispielsweise über Far beigenschaften sowie Ver- und Entspiegelung, wohingegen der NIR-Bereich (naher Infrarotbereich) Informationen über Kon zentrationen von Bestandteilen der Meßobjekte liefert. Vor zugsweise wird dabei ein Spektrometer für den NIR-Bereich und ein weiteres Spektrometer für den VIS-Bereich sowie den UV-Bereich verwendet. Durch diese wellenlängenbezogene Auf teilung der Spektrometer lassen sich diese besonders kom pakt bauen und gemeinsam in einem Meßkopf bzw. Gehäuse un terbringen.

Die Verwendung des Y-Lichtleiters erlaubt eine gleichzeiti ge Messung über den gesamten, breiten Wellenlängenbereich, wobei die Qualität der Meßergebnisse durch die unmittelbar benachbarte Anordnung der Spektrometer zu dem Meßlichtemp fänger begünstigt wird. Die Länge der Lichtleiter in Y-Form beträgt dabei bevorzugt weniger als 20 cm.

Vorzugsweise ist an dem Meßkopf eine Datenschnittstelle zur Verbindung der optischen Meßvorrichtung mit einem externen Rechner und/oder einer externen Anzeigenvorrichtung vorge sehen. Diese können beispielsweise vom Meßort entfernt in einer Schaltwarte untergebracht werden. Die Verbindung wird über eine elektrische Leitung oder auch über eine Infrarot fernverbindung bewerkstelligt.

In einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin dung ist an dem Meßkopf eine Photometerkugel mit einer auf den Meßfleck gerichteten Öffnung vorgesehen, wobei die Meß lichtquelle in die Photometerkugel integriert ist, um eine diffuse, indirekte Beleuchtung des Meßfleckes zu ermögli chen. Der ebenfalls an der Photometerkugel vorgesehene Meß lichtempfänger ist durch die Öffnung der Photometerkugel auf den Meßfleck gerichtet. Damit lassen sich die zur Er zeugung des Meßlichtes sowie zum Empfang der auszuwertenden Meßsignale erforderlichen Baugruppen in ein Modul integrie ren, das beispielsweise für unterschiedliche Gehäusetypen einer Geräteserie verwendet werden kann.

Zur Kompensation von Intensitätsänderungen der Meßlicht quelle sowie von systematischen Meßfehlern, insbesondere bei der Verwendung einer Photometerkugel, ist zu jedem Spektrometer ein zweites, gleichartiges Spektrometer in dem Meßkopf vorgesehen, in das synchron zu dem Betrieb des erstgenannten Spektrometers das Licht einer Referenzfläche eingeblendet wird. Bei der Verwendung von zwei Spektrome tern für die vorgenannten Wellenlängenbereiche kommt wie derum ein kurzer Y-Lichtleiter zum Einsatz. Durch eine Kom pensationssignalbildung zwischen den jeweils gleichartigen Spektrometern läßt sich die Relevanz der aus den Meßsigna len gezogenen Folgerungen weiter verbessern.

Bevorzugt befindet sich die Referenzfläche an einem Innen wandabschnitt der Photometerkugel, deren Licht durch einen ebenfalls an der Photometerkugel vorgesehenen Referenzlichtempfänger erfaßt wird. Zur Vermeidung von Verfälschun gen ist es zweckmäßig, wenn der Referenzlichtempfänger nicht direkt vom Meßlicht getroffen wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung, die neben einer Reflexionsmessung zusätzlich eine Transmissionsmes sung erlaubt, umfaßt die optische Meßvorrichtung einen un mittelbar neben dem Meßobjekt in definierter Lage anorden baren zweiten Meßkopf, der dem ersten Meßkopf in bezug auf den Meßfleck und das Meßobjekt diametral gegenüberliegt. An dem zweiten Meßkopf ist ein Meßlichtempfänger zum Erfassen von Licht aus dem Bereich des Meßfleckes vorgesehen sowie weiterhin mindestens ein Spektrometer, das über eine Licht leitvorrichtung mit dem Meßlichtempfänger optisch gekoppelt ist, sowie schließlich eine Signalaufbereitungseinrichtung zur Verarbeitung der Ausgangssignale des mindestens einen Spektrometers des zweiten Meßkopfes.

Diese Anordnung erlaubt eine gleichzeitige Reflexions- und Transmissionsmessung an demselben Meßort, wodurch eine hohe Meßgeschwindigkeit verwirklicht werden kann. Die Meßzeit für die Bewertung eines Meßortes kann dabei deutlich unter einer Sekunde liegen. Vorzugsweise sind in dem zweiten Meß kopf zwei Spektrometer aufgenommen, die aneinander angren zende Wellenlängenbereiche abdecken, wobei beide Spektrome ter mit demselben Meßlichtempfänger des zweiten Meßkopfes zusammenwirken und mit diesem über einen Y-Lichtleiter op tisch gekoppelt sind. Wie bereits im Zusammenhang mit dem ersten Meßkopf ausgeführt, läßt sich hiermit ein breiter Wellenlängenbereich, beispielsweise von 350 nm bis 2500 nm, mit einer einzigen Messung gleichzeitig abdecken, wodurch sich die Meßeffizienz weiter verbessern läßt.

Zur Kompensation von Intensitätsänderungen der Meßlicht quelle sowie ggf. auftretender systematischer Fehler kann auch bei der Transmissionsmessung eine Signalkompensation vorgenommen werden. Hierzu wird bevorzugt das gleiche Kom pensationssignal wie bei der Reflexionsmessung verwendet.

Zur Signalkompensation ist es vorteilhaft, wenn an dem zweiten Meßkopf ebenfalls eine Datenschnittstelle zur Ver bindung der optischen Meßvorrichtung mit einem externen Rechner und/oder einer externen Anzeigevorrichtung vorgese hen ist. Der für die Signalkompensation erforderliche Da tenaustausch kann dann über den externen Rechner erfolgen, so daß eine Verbindungsleitung zwischen den einzelnen Meß köpfen nicht nötig wird. Durch die doppelte Verwendung der Kompensations-Spektrometer in dem ersten Meßkopf kann der apparative Aufwand für eine zusätzliche Kompensation bei der Transmissionsmessung gering gehalten werden. Die Er mittlung der kompensierten Signale kann dabei in jedem Meß kopf sowie auch in dem externen Rechner erfolgen.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch eine optische Meßvorrichtung gelöst, die allein zur Transmissionsmessung ausgelegt ist. Hierzu umfaßt diese einen unmittelbar neben einem Meßobjekt in definierter Lage anordenbaren ersten Meßkopf, eine an dem ersten Meßkopf gehaltene Meßlichtquel le zur Beleuchtung eines Meßfleckes an dem Meßobjekt, einen unmittelbar neben dem Meßobjekt in definierter Lage anor denbaren zweiten Meßkopf, der dem ersten Meßkopf in bezug auf den Meßfleck auf der anderen Seite des Meßobjektes dia metral gegenüberliegt, einen an dem zweiten Meßkopf vorge sehenen Meßlichtempfänger zur Erfassung von Licht aus dem Bereich des Meßfleckes, mindestens ein Spektrometer, das über eine Lichtleitvorrichtung mit dem Meßlichtempfänger optisch gekoppelt ist, wobei das Spektrometer und die Lichtleitvorrichtung in dem zweiten Meßkopf aufgenommen sind, und eine Signalaufbereitungseinrichtung zur Verarbei tung der Ausgangssignale des mindestens einen Spektrometers des zweiten Meßkopfes.

Hiermit ergeben sich die bereits oben erläuterten Vorteile im Zusammenhang mit der Reflexionsmessung.

Wie dort können auch bei einer auf die Transmissionsmessung ausgelegten Meßvorrichtung in dem zweiten Meßkopf zwei Spektrometer vorgesehen sein, die aneinander angrenzende Wellenlängenbereiche abdecken, wobei beide Spektrometer mit demselben Meßlichtempfänger des zweiten Meßkopfes zusammen wirken und mit diesem über einen Y-Lichtleiter optisch ge koppelt sind. Damit läßt sich auch bei der Transmissions messung mit einem einzigen Meßvorgang ein breiter Wellen längenbereich abdecken, der den Bereichen UV, VIS sowie einschließlich IR entspricht, beispielsweise der Gesamt- Wellenlängenbereich von etwa 350 nm bis 2500 nm.

In einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung ist zu jedem Spektrometer in dem zweiten Meßkopf ein zweites, gleichar tiges Spektrometer in dem ersten Meßkopf vorgesehen, in das synchron zu dem Betrieb des erstgenannten Spektrometers das Licht einer Referenzfläche eingeblendet wird. Hiermit las sen sich wiederum Intensitätsänderungen der Meßlichtquellen sowie systematische Fehler während des Messens kompensie ren.

Desweiteren kann die bereits oben erwähnte Photometerkugel im ersten Meßkopf eingesetzt werden, wobei an dieser im Fall der reinen Transmissionsmessung ein Meßlichtempfänger nicht erforderlich ist und damit weggelassen werden kann. Bei Verwendung einer einheitlichen Photometerkugel in einer Geräteserie kann eine an entsprechender Stelle vorgesehene Aufnahmeöffnung für den Meßlichtempfänger unbesetzt blei ben. Vorzugsweise wird die entsprechende Öffnung durch eine Kappe verschlossen.

Zur Kommunikation mit einem externen Rechner und/oder einer externen Anzeigevorrichtung ist an beiden Meßköpfen jeweils eine Datenschnittstelle vorgesehen, wobei die Datenübertra gung über eine elektrische Leitung oder auch über eine In frarotfernverbindung erfolgt. Sofern in dem ersten Meßkopf bzw. Gehäuse keine Spektrometer zur Signalkompensation ver wendet werden, kann die Datenschnittstelle an dem ersten Meßkopf auch entfallen.

Zur weiteren Vereinfachung der Meßvorrichtung ist es vor teilhaft, die Lichtleitvorrichtung aus Lichtleitfasern zu bilden, deren freie Enden zu dem Meßobjekt hin gleichzeitig den Meßlichtempfänger bilden.

Eine besonders kompakte Bauweise der Meßköpfe bzw. der Ge häuse läßt sich dann erzielen, wenn die verwendeten Spek trometer jeweils als Miniaturspektrometer mit Diodenzeilen- Empfängern ausgebildet sind.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Meß lichtquelle zum Zwecke der Signalbildung ein- und aus schaltbar. Damit können im Gegensatz zu der Verwendung einer Konstantlichtquelle bewegte Shutter vermieden werden, die dort zur Dunkelmessung erforderlich sind, so daß die Meßvorrichtung weiter vereinfacht wird. Überdies werden Er schütterungen, die aus der Bewegung der Shutter resultie ren, vermieden, so daß die Abstände zwischen den einzelnen Messungen sehr kurz gehalten werden können.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer spektrosko pischen Meßvorrichtung zur Reflexionsmessung,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer spektro skopischen Meßvorrichtung zur Reflexionsmessung, bei dem eine Signalkompensation erfolgt,

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer spektro skopischen Meßvorrichtung, das eine gleichzeiti ge Reflexions- und Transmissionsmessung in einem Spektral-Teilbereich (UV oder VIS oder NIR) mit Kompensation erlaubt, und in

Fig. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel einer spektro skopischen Meßvorrichtung zur Transmissionsmes sung im Spektralbereich UV, VIS und NIR mit Si gnalkompensation.

Das erste Ausführungsbeispiel in Fig. 1 zeigt eine spektro skopische Meßvorrichtung zur Reflexionsmessung mit einem Meßkopf 1 in Form eines kompakten Gehäuses, der vor oder über einem Meßobjekt M in definiertem Abstand anordenbar ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Meß vorrichtung zur Qualitätskontrolle an einer Materialbahn oder Materialtafel eingesetzt. Sie kann jedoch auch für andere feste Meßobjekte sowie auch für Materialströme ohne feste Form verwendet werden.

Bevorzugt wird der Meßkopf 1 an einer quer zu dem Meßobjekt M bzw. der Materialbahn verfahrbaren Traverse befestigt, so daß die Eigenschaftsermittlung über die gesamte Breite der Materialbahn, der Materialtafel oder des Materialstromes vorgenommen werden kann, da der von der Meßvorrichtung ge nutzte Teil des Meßfleckes F in der Regel deutlich kleiner ist als dessen Gesamtausdehnung.

In dem Meßkopf 1, der nicht notwendigerweise nach allen Seiten geschlossen sein muß, sondern beispielsweise auch eine Haltebühne sein kann, ist eine Meßeinheit 2 vorgese hen, die eine Meßlichtquelle 3 umfaßt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird hierzu eine Halogenlampe verwen det. Es ist jedoch auch möglich, an dieser Stelle eine Deu teriumlampe zu verwenden, oder auch eine Halogenlampe zu sammen mit einer Deuteriumlampe.

Wie aus Fig. 1 zu entnehmen ist, umfaßt die Meßeinheit 2 weiterhin eine Kondensorlinse 4 zur senkrechten Projektion des Meßlichtes der Meßlichtquelle 3 auf das Meßobjekt M. Durch die Verwendung der Linse 4 ergibt sich eine gleichmä ßige Ausleuchtung des Meßfleckes F auf dem Meßobjekt M. Die Meßeinheit 2 wird an ihrem zu dem Meßobjekt M gerichteten Ende durch ein lichtdurchlässiges Schutzglas 5 verschlos sen.

Zur Erfassung des im Bereich des Meßfleckes F vom Meßobjekt M reflektierten Lichtes ist ein Meßlichtempfänger 6 vorge sehen, der durch freie Enden von radialsymmetrisch um die Mittelachse der Meßeinheit 2 angeordnete Monolichtleitfa sern gebildet wird. Die freien Enden der Monolichtleitfa sern sind hier unter einem Winkel von 45° zu der Oberfläche des Meßobjektes M geneigt. Der Abstand der einzelnen Enden zu dem Meßfleck F ist dabei derart gewählt, daß der Be trachtungskegel jeder einzelnen Monolichtleitfaser den gleichen Abschnitt F' des Meßfleckes F erfaßt. Dieser Ab schnitt F' ist etwas kleiner als der ausgeleuchtete Meß fleck F, wodurch die Empfindlichkeit der Anordnung gegen über Schwankungen des Abstandes der Meßeinheit 2 zu dem Meßobjekt M stark verringert werden kann. Meßobjektbedingte Abweichungen von der räumlichen Gleichmäßigkeit des reflek tierten Lichtes werden durch die Anordnung ausgeglichen.

Die Monolichtleitfasern werden zu einem Bündel zusammenge faßt und an einer Koppelstelle im Bereich eines rückseiti gen Sockels der Meßeinheit 2 an einen Y-Lichtleiter 8 ange koppelt. Über diesen erfolgt die Verteilung des von dem Meßlichtempfänger 6 erfaßten Meßlichtes in zwei Spektrome ter SP1 und SP2. Diese sind jeweils als Miniaturspektrome ter mit einem Diodenzeilen-Empfänger 15 ausgebildet. Dabei deckt ein Spektrometer SP1 den UV-Bereich sowie den Bereich des sichtbaren Lichtes ab, während das zweite Spektrometer SP2 im langwelligen Bereich an den Wellenlängenbereich des ersten Spektrometers SP1 anschließt, folglich den nahen In frarotbereich erfaßt. Gemeinsam decken die beiden Spektro meter SP1 und SP2 einen Wellenlängenbereich von 350 nm bis 2500 nm ab.

In den Spektrometern SP1, SP2 werden für unterschiedliche Wellenlängenbereiche jeweils proportionale elektrische Si gnale gebildet, die an eine in dem Meßkopf 1 aufgenommene Elektronik-Einheit 9 weitergeleitet werden. In dieser Elek tronik-Einheit 9 ist eine Signalaufbereitungseinrichtung 12 vorgesehen, in der eine Verarbeitung und ggf. auch Digita lisierung der von den Spektrometern SP1 und SP2 erhaltenen Signale erfolgt. Weiterhin ist in der Elektronik-Einheit 9 eine Schnittstelle 13 zur Verbindung der Meßvorrichtung mit einem externen Rechner und/oder einer externen Anzeigevor richtung vorgesehen. Die Übertragung der aufbereiteten Si gnale kann über eine geeignete Signalleitung oder auch durch eine Infrarotfernübertragung erfolgen. Der externe Rechner wird beispielsweise in einer Meßwarte fernab des Meßortes aufgestellt. In dem externen Rechner können weite re Auswertungsaufgaben vorgenommen werden. Sofern nur Mo mentanwerte für das zu untersuchende Meßobjekt M benötigt werden, kann auch eine Anzeigevorrichtung zur Darstellung des Meßergebnisses genügen, wobei dann die erforderlichen Auswertungsoperationen in der Signalaufbreitungseinrichtung 12 am Meßort selbst vorgenommen werden.

Die Elektronik-Einheit 9 umfaßt weiterhin eine Vorrichtung zur stabilisierten Spannungsversorgung 10 für die Meßlicht quelle 3, sowie einen Anschluß zu einer Stromversorgung 14. Die Steuerung der einzelnen Komponenten sowie das Ein- und Ausschalten der Meßlichtquelle 3 zur Durchführung einer Messung wird durch einen ebenfalls in der Elektronik- Einheit 9 aufgenommenen Mikroprozessor 11 gesteuert.

Der Meßablauf für die spektrale Signalgewinnung bei einer Reflexionsmessung ohne Kompensationssignal erfolgt mikro prozessorgesteuert unter Bestimmung der folgenden Signale.

Bei ausgeschalteter Lampe wird synchron eine Dunkelmessung in den zwei Spektrometern SP1 und SP2 vorgenommen:

S_D1; S_D2.

Bei eingeschalteter Lampe und eingebrachtem Weißstandard erfolgt synchron eine Hellmessung in den zwei Spektrometern SP1 und SP2:

S_W1; S_W2.

Bei eingeschalteter Lampe und je nach methodischer Forde rung ohne Probe oder mit eingebrachter Schwarzprobe erfolgt synchron eine weitere Hellmessung in beiden Spektrometern:

S_S1; S_S2.

Weiterhin wird bei eingeschalteter Lampe in beiden Spektro metern SP1 und SP2 synchron eine Hellmessung an einer ein gebrachten Meßprobe vorgenommen:

S_P1; S_P2.

Die Meßergebnisse werden wie nachfolgend erläutert gebil det.

Zunächst erfolgt eine Dunkelkorrektur durch Differenzbil dung aus den spektralen Signalen der Hellmessung und der möglichst unmittelbar vorangegangenen Dunkelmessung für je des Spektrometer, wobei bei beiden Messungen die gleiche Probe eingebracht ist:

S_korr,i = S_i - S_Di.

Der Laufindex i beschreibt sowohl die Nummer des betrachte ten Spektrometers als auch die gemeinsame Probenart (W, S, P).

Die dunkelkorrigierten Signale der Meß- und der Weißprobe werden um die dunkelkorrigierten Signale der Schwarzprobe verringert und die Meßsignaldifferenz durch die Weißsignal differenz dividiert. Der Quotient ist der Reflexionsgrad der Meßprobe bezogen auf den der Weißprobe:

Das zweite Ausführungsbeispiel in Fig. 2 zeigt eine weitere optische Meßvorrichtung, die nach dem Prinzip der Spektro skopie arbeitet. Diese wird wie in dem ersten Ausführungs beispiel zur Reflexionsmessung eingesetzt und unterscheidet sich von diesem vor allem durch die Ausbildung der Meßein heit 2 sowie die zusätzliche Verwendung von zwei weiteren Spektrometern SP3 und SP4 zur Kompensation von Lichtinten sitätsschwankungen der Meßlichtquelle 3 sowie systemati scher Fehler bei der Messung.

Die Meßeinheit 2 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel ist als Photometerkugel 16 ausgebildet, die sich mit einer auf das Objekt M gerichteten Öffnung 19 in einem definierten Abstand zu dem Meßobjekt M befindet. In die Photometerkugel 16 ist eine Meßlichtquelle 3 in Form einer Halogenlampe in tegriert, und solchermaßen angeordnet, daß durch die Öff nung 19 eine gleichmäßig diffuse Beleuchtung des Meßfleckes F auf das Meßobjekt M erfolgt. Weiterhin ist ein Meßlichtempfänger 6 an der Photometerkugel 16 angeordnet, die durch die Öffnung 19 auf den Meßfleck F blickt. Dabei ist die Empfangsrichtung des Meßlichtempfängers 6 vorzugsweise un ter einem Winkel von 8° gegenüber der Normalen auf das Meß objekt M angestellt. Das in dem Meßlichtempfänger 6 aufge fangene Meßlicht führt ein Y-Lichtleiter 7 gleichzeitig in zwei Miniaturspektrometer SP1 und SP2, die jeweils einen Diodenzeilenempfänger 15 zur Meßsignalgewinnung aufweisen. Die Anordnung und Aufteilung nach Spektralbereichen ent spricht dabei derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels.

Zusätzlich zu dem Meßlichtempfänger 6 ist an der Photome terkugel 16 eine weitere Empfangsvorrichtung 17 vorgesehen, die direkt weder die Meßlichtquelle 3 noch das Meßobjekt M sieht. Vielmehr ist die zusätzliche Empfangsvorrichtung 17 auf eine Referenzfläche 18 an der Innenwand der Photometer kugel 16 gerichtet. Das von der Empfangsvorrichtung 17 er faßte Referenzlicht wird wiederum über einen Y-Lichtleiter 20 an zwei Spektrometer SP3 und SP4 übermittelt. Die Spek trometer SP3 und SP4 entsprechen in ihrer Auslegung den Spektrometern SP1 und SP2, so daß die an dem Spektrometer SP3 erhaltenen Signale zur Kompensation der von dem Spek trometer SP1 erhaltenen Signale und die von dem Spektrome ter SP4 erhaltenen Signale zur Kompensation der von dem Spektrometer SP2 erhaltenen Signale verwendet werden. Sämt liche, an den Spektrometern erhaltenen Signale werden an eine Elektronik-Einheit 9 übertragen, die in gleicher Art und Weise wie in dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist. Die Bildung der Meßergebnisse kann dabei in dem be reits erwähnten externen Rechner erfolgen. Es ist jedoch auch möglich, diese Operationen in die Signalaufbreitungs einrichtung 12 der Elektronik-Einheit 9 zu verlegen.

Zur Signalgewinnung bei einer Reflexionsmessung mit Kompen sationssignalbildung werden folgende Messungen durchge führt:

Bei ausgeschalteter Lampe erfolgt synchron eine Dunkelmes sung in den zwei Spektrometern SP1 und SP2 und in den zwei Spektrometern SP3 und SP4:

S_D1; S_D2; S_D3; S_D4.

Mit eingeschalteter Lampe und eingebrachter Weißprobe er folgt eine weitere Hellmessung in allen vier Spektrometern:

S_W1; S_W2; S_W3; S_W4.

Mit eingeschalteter Lampe und je nach methodischer Forde rung ohne Probe (mit Luft) oder mit Schwarzprobe erfolgt die Hellmessung in allen vier Spektrometern:

S_S1; S_S2; S_S3; S_S4.

Schließlich wird mit eingeschalteter Lampe eine synchrone Hellmessung in allen vier Spektrometern an einer einge brachten Meßprobe vorgenommen:

S_P1; S_P2; S_P3; S_P4.

Die Meßergebnisse werden wie folgt gebildet:

Zunächst erfolgt eine Dunkelkorrektur durch Differenzbil dung aus den spektralen Signalen der Hellmessung und der möglichst unmittelbar vorangegangenen Dunkelmessung für je des Spektrometer und derselben Probe:

S_korr,i = S_i - S_Di

Der Laufindex i beschreibt wieder die Spektrometer-Nummer und die gemeinsame Probenart (W; P; S).

Die dunkelkorrigierten Meßsignale von Spektrometer SP1 wer den auf die dunkelkorrigierten Kompensationssignale von Spektrometer SP3 und die von Spektrometer SP2 auf die von SP4 normiert. Dabei handelt es sich jeweils um Messungen mit einheitlicher Probe:

Aus dem Quotienten der zu jedem spektralen Teilbereich ge hörenden Spektrometer wird der Reflexionsgrad für jeden Teilbereich berechnet:

Das dritte Ausführungsbeispiel in Fig. 3 zeigt eine spek troskopische Meßvorrichtung zur gleichzeitigen Reflexions- und Transmissionsmessung, die zwei in bezug auf einen Meß fleck F an dem Meßobjekt einander gegenüberliegende Emp fangsvorrichtungen aufweist, wobei eine der Reflexionsmes sung dient, die andere hingegen der Transmissionsmessung dient. Für die Reflexionsmessung kann hierbei eine Meßvorrichtung verwendet werden, wie sie in dem ersten oder zwei ten Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist, wobei zur Weitbereichsmessung zwei Spektrometer eingesetzt werden. Dies ist prinzipiell auch bei dem dritten Ausführungsbei spiel möglich. Zur Vereinfachung der Darstellung wird die ses hier jedoch mit jeweils einem einzigen Spektrometer für die Reflexionsmessung und einem einzigen Spektrometer für die Transmissionsmessung beschrieben. Ein drittes Spektro meter ist zu Kompensationszwecken vorgesehen.

Die Meßvorrichtung umfaßt einen ersten Meßkopf 1 mit einer Photometerkugel 16, deren Öffnung 18 in definiertem Abstand zu einem Meßfleck F an einem Meßobjekt anordenbar ist. In der Photometerkugel 16 ist eine Meßlichtquelle 3 angeord net, um den Meßfleck F diffus zu beleuchten. Entsprechend dem benötigten Spektralbereich kann als Meßlichtquelle 3 eine Halogenlampe, eine Xenonlampe oder eine Deuteriumlampe verwendet werden, die zu Meßzwecken phasenweise eingeschal tet wird. In den Pausen erfolgt eine Dunkelmessung, die zur Kompensation eines unvermeidlichen elektronischen Off-Sets sowie eventueller Fremdlichteinflüsse benötigt wird. In gleicher Weise ist bei dem dritten Ausführungsbeispiel, wie bei den beiden zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen, auch eine Xenon-Blitzlampe einsetzbar. In beiden Fällen wird ein mechanischer Shutter für die Dunkelmessung nicht mehr benötigt.

An der Wand der Photometerkugel 16 sind wiederum, wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel ein Meßlichtempfänger 6 so wie eine Empfangsvorrichtung 17 vorgesehen, die jeweils über eine eigene Lichtleitvorrichtung 23 mit einem Spektro meter SP1 bzw. SP3 verbunden sind. Zur Erzielung einer hohen Signalgüte sind die Lichtleitvorrichtungen 23 wiederum kurz, bevorzugt unter einer Länge von 20 cm gehalten. Als Spektrometer SP1, SP3 kommen auch hier wiederum Miniatur spektrometer mit Dioden-Zeilenempfängern 15 zum Einsatz, die wie die Photometerkugel 16 und die Lichtleitvorrichtun gen 23 in dem ersten Meßkopf 1 angeordnet sind.

Zur Ansteuerung der Meßlichtquelle 3 sowie zur Signalaufbe reitung und zur Verbindung mit einem externen Rechner bzw. einer externen Anzeigevorrichtung ist weiterhin eine Elek tronik-Einheit 9 in dem Meßkopf 1 angeordnet, die entspre chend derjenigen des zweiten Ausführungsbeispiels ausgebil det ist.

Für die Transmissionsmessung ist ein zweiter Meßkopf 21 vorgesehen, der einen weiteren, auf den Meßfleck F gerich teten Meßlichtempfänger 22 aufweist. Dieser liegt während eines Meßvorganges auf der der Öffnung 19 der Photometerku gel 16 gegenüberliegenden Seite des Meßfleckes F. Das Meß licht des Meßlichtempfängers 22 des zweiten Meßkopfs 21 wird in ein gesondertes, in dem zweiten Meßkopf 21 angeord netes Spektrometer SP1' mit Diodenzeilenempfänger 15 einge leitet, wobei die optische Kopplung über eine Lichtleitvor richtung 23 erfolgt. In dem zweiten Meßkopf 21 ist eine Elektronik-Einheit 9 vorgesehen, die neben einer Signalauf bereitungseinrichtung und einer Schnittstelle zur Daten übertragung zu einem externen Rechner und/oder einer exter nen Anzeigevorrichtung weiterhin einen Mikroprozessor zur Steuerung der Kommunikation mit dem externen Rechner bzw. der externen Anzeigevorrichtung aufweist (nicht im Detail dargestellt).

Die beiden Meßköpfe 1 und 21 sind zueinander in einem fe sten Gestell justiert oder in einer Doppeltraverse synchron bewegbar. Durch die Miniaturisierung der Spektrometer bleibt die Masse der einzelnen Meßköpfe gering, so daß bei geringen Beschleunigungskräften eine hohe Meßdynamik ge währleistet wird.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel steuert der be reits erwähnte externe Rechner das Zusammenwirken der bei den Meßköpfe 1 und 21 bei den Meßabläufen, speichert die erfaßten und in den Meßköpfen aufbereiteten Meßsignale und erzeugt aus diesen die Meßergebnisse.

Für eine kombinierte Reflexions- und Transmissionsmessung werden zunächst die nachfolgenden Signale erfaßt.

Bei ausgeschalteter Lampe (oder ggf. kein Blitz) erfolgt synchron eine Dunkelmessung in den drei Spektrometern SP1, SP3 und SP1' beider Meßköpfe 1 und 21. Sie kann zur ständi gen Aktualisierung beliebig oft (im Prinzip vor jeder Hell messung) erfolgen:

S_D1; S_D1'; S_D3.

Bei eingeschalteter Lampe (oder ggf. während des Blitzens) im Reflexionsmeßkopf und ohne Probe (Luft) erfolgt synchron eine Hellmessung in den drei Spektrometern beider Meßköpfe:

S_H1; S_H1'; SH₃.

Bei eingeschalteter Lampe und eingebrachtem Weißstandard erfolgt synchron eine weitere Hellmessung mit den zwei Spektrometern SP1 und SP3 des Reflexionsmeßkopfes:

S_W1; S_W3.

Bei spezieller methodischer Forderung erfolgt mit einge schalteter Lampe und eingebrachtem Schwarzstandard synchron eine Hellmessung mit den zwei Spektrometern des Reflexions meßkopfes:

S_S1; S_S3.

Schließlich wird bei eingeschalteter Lampe und eingebrach ter Meßprobe eine synchrone Hellmessung in den drei Spek trometern beider Meßköpfe vorgenommen:

S_P1, S_P1'; S_P3.

Die Meßergebnisse werden dann wie folgt gebildet:

Zunächst erfolgt wieder eine Dunkelkorrektur durch Diffe renzbildung aus den spektralen Signalen der Hellmessung und der unmittelbar vorangegangenen Dunkelmessung des jeweili gen Spektrometers. Eine exakte Korrektur ist dann gewähr leistet, wenn jeder Hellmessung eine Dunkelmessung mit gleicher Probe (Luft, Weiß, Schwarz, Meß) unmittelbar vor ausgeht. Damit ist die größtmögliche Aktualität der Dunkel signale gewährleistet:

S_koor,i = S_i - S_Di

(i steht für verschiedene Proben und Spektrometer).

Die dunkelkorrigierten Meßsignale in beiden Meßköpfen bei der Messung ohne Probe (Luft) werden auf das dunkelkorri gierte Kompensationssignal normiert (Quotientenbildung). Die normierten Signale enthalten generell keine zeitlichen Intensitätsschwankung der Lampe und kompensieren bei der Reflexionsmessung den unvermeidlichen systematischen Kugel fehler. Das normierte Signal der Transmissionsmessung wird im weiteren als Referenzsignal (100% T) für die nachfolgen den Transmissions-Probenmessungen verwendet. Das normierte Signal der Reflexionsmessung kann im weiteren als Schwarz- Referenzsignal (0% R)verwendet werden.

Das dunkelkorrigierte Meßsignal des Reflexionsmeßkopfes bei der Messung mit Weißstandard wird auf das zugehörige dun kelkorrigierte Kompensationssignal normiert. Das normierte Signal der Reflexionsmessung wird im weiteren als Weiß- Referenzsignal (100% R) verwendet:

Bei spezieller methodischer Forderung kann das dunkelkorri gierte Meßsignal bei der Messung mit Schwarzstandard auf das zugehörige dunkelkorrigierte Kompensationssignal nor miert und für die Reflexionsmessung als spezielles Schwarz- Referenzsignal (0% R) verwendet werden.

Die dunkelkorrigierten Meßsignale in beiden Meßköpfen bei der Probenmessung werden auf das dunkelkorrigierte Kompen sationssignal normiert. Das normierte Signal der Transmis sionsmessung wird auf das gespeicherte Referenzsignal (100% T) bezogen. Der Quotient stellt den Transmissionsgrad der Probe bezogen auf Luft dar. Das normierte Signal der Refle xionsmessung wird um das Schwarz-Referenzsignal vermindert (Differenzbildung) und auf die Differenz der gespeicherten Weiß- und Schwarz-Referenzsignale bezogen. Der Quotient stellt den Reflexionsgrad der Probe bezogen auf die verwen deten Weiß- und Schwarzstandards dar:

Das vierte Ausführungsbeispiel in Fig. 4 zeigt eine spek troskopische Meßvorrichtung zur Transmissionsmessung mit Kompensationssignalgewinnung. Sie umfaßt zwei Meßköpfe 1 und 21, die beiderseits eines Meßobjektes M angeordnet sind. Dabei ist der Beleuchtungsteil einschließlich der Komponenten für die Kompensationsmessung in einem ersten Meßkopf 1 untergebracht, während der zweite Meßkopf 21 die Komponenten für die Meßlichterfassung und Analyse aufweist. Beide Meßköpfe 1 und 21 sind zueinander justiert in einem festen Gestell oder in einer querbeweglichen Doppeltraverse angeordnet. Dabei entspricht der erste Meßkopf 1 im wesent lichen dem ersten Meßkopf des zweiten Ausführungsbeispie les, wobei lediglich die zur Reflexionsmessung benötigten Spektrometer SP1 und SP2 sowie der zugehörige Meßlichtemp fänger 6 weggelassen sind.

Folglich umfaßt die an dem ersten Meßkopf 1 vorgesehene Photometerkugel 16 lediglich eine Meßlichtquelle 3 sowie eine Empfangsvorrichtung 17, die auf eine Referenzfläche 18 an der Innenoberfläche der Photometerkugel gerichtet ist. Das erfaßte Licht der Referenzfläche 18 wird über einen kurzen Y-Lichtleiter 20 in zwei Spektrometer SP3 und SP4 eingeblendet, wobei das erstere den UV-Bereich sowie den Bereich des sichtbaren Lichtes abdeckt, das letztere hinge gen den nahen Infrarotbereich. Weiterhin ist in dem ersten Meßkopf 1 wiederum eine Elektronik-Einheit 9 mit einer Signalaufbereitungseinrichtung 12, einer Schnittstelle 13, und einer stabilisierenden Spannungsversorgung (10) der Meßlichtquelle 3 vorgesehen, die von einem Mikroprozessor 11 verwaltet werden.

Die Erfassung des eigentlichen Meßlichtes, das durch die Öffnung 19 der Photometerkugel 16 auf den Meßlichtfleck F gestrahlt wird, erfolgt durch einen an dem zweiten Meßkopf 21 koaxial zu der Öffnung 19 angeordneten Meßlichtempfänger 22. Das von diesem erfaßte Meßlicht wird über eine Licht leitvorrichtung 23 in Form eines kurzen Y-Lichtleiters si multan in zwei Spektrometer SP1 und SP2 eingekoppelt, die hier wiederum als Miniaturspektrometer mit Diodenzeilen- Empfänger 15 ausgebildet sind. Dabei deckt das erste Spek trometer SP1 den gleichen Frequenzbereich ab, wie das zugehörige Spektrometer SP3 in dem ersten Meßkopf 1. Gleiches gilt für das zweite Spektrometer SP2 in bezug auf das in dem ersten Meßkopf 1 angeordnete Spektrometer SP4.

Die in dem zweiten Meßkopf 21 vorgesehene Elektronik- Einheit 9 leistet hier die Signalaufbereitung sowie die Kommunikation mit einem externen Rechner und/oder einer ex ternen Anzeigevorrichtung, wobei die Signalaufbereitung und die Externkommunikation durch den Mikroprozessor 11 gesteu ert ist. Die Abstimmung der beiden Elektronik-Einheiten 9 erfolgt über den externen Rechner.

Dabei gestaltet sich die Signalgewinnung wie folgt:

S_D1; S_D2; S_D3; S_D4.

Bei eingeschalteter Lampe erfolgt je nach methodischer For derung in Luft (ohne Probe) oder mit vorgegebener Referenz probe synchron eine Hellmessung in allen vier Spektrome tern:

S_H1; S_H2; S_H3; S_H4.

Bei eingeschalteter Lampe und eingebrachter Meßprobe er folgt synchron eine weitere Hellmessung in allen vier Spek trometern:

S_P1; S_P2; S_P3; S_P4

Die Meßergebnisse werden dann wie folgt gebildet:

S_korr,i = S_i - S_Di

Der Laufindex i beschreibt sowohl die Spektrometer-Nummer als auch die gemeinsame Probenart (H, P)

Die dunkelkorrigierten Meßsignale von Spektrometer SP1 wer den auf die dunkelkorrigierten Kompensationssignale von Spektrometer SP3 und die von Spektrometer SP2 auf die von Spektrometer SP4 normiert. Dabei werden die Signale einer gemeinsamen Probenart betrachtet:

Aus den Quotienten der zu jedem spektralen Teilbereich ge hörenden Spektrometer wird schließlich der Transmissions grad der Probe für die Teilbereiche berechnet:

Bezugszeichenliste

1

Meßkopf

2

Meßeinheit

3

Meßlichtquelle

4

Kondensorlinse, Linse

5

Schutzglas

6

Meßlichtempfänger

7

Y-Lichtleiter

8

Y-Lichtleiter

9

Elektronik-Einheit

10

Spannungsversorgung

11

Mikroprozessor

12

Signalaufbereitungseinrichtung

13

Schnittstelle

14

Stromversorgung

15

Diodenzeilen-Empfänger

16

Photometerkugel

17

Empfangsvorrichtung

18

Referenzfläche

19

Öffnung

20

Y-Lichtleiter

21

Meßkopf

22

Meßlichtempfänger

23

Lichtleitvorrichtung
M Meßobjekt
F Meßfleck
SP1, SP2, Spektrometer
SP3, SP4 Spektrometer

Claims

1. Optische Meßvorrichtung zur Ermittlung von Eigenschaf ten von Meßobjekten, insbesondere zur Qualitätsüberwa chung kontinuierlich an der Meßvorrichtung vorüber fließender und/oder vorüberbewegter Meßobjekte, umfas send:

- einen in definierter Lage zum Meßobjekt (M) positio nierten Meßkopf (1),
- eine mit dem Meßkopf (1) verbundene Meßlichtquelle (3) zur Beleuchtung eines Meßfleckes (F) am Meßobjekt (M),
- einen im Meßkopf (1) vorgesehenen Meßlichtempfänger (6) zur Erfassung von Licht aus dem Bereich des Meßfleckes (F),
- mindestens ein mit dem Meßlichtempfänger (6) optisch gekoppeltes, in den Meßkopf (1) integriertes Spektrome ter und
- eine ebenfalls in den Meßkopf (1) integrierte Signal aufbereitungseinrichtung (12) zur Verarbeitung der Aus gangssignale des mindestens einen Spektrometers.

2. Optische Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Meßkopf (1) zwei Spektrometer (SP1, SP2) enthält, die für aneinander angrenzende Wel lenlängenbereiche ausgebildet sind, wodurch vorzugswei se Wellenlängen von 350 nm bis 2500 nm lückenlos bewer tet werden können und wobei beide Spektrometer (SP1, SP2) mit demselben Meßlichtempfänger (6) zusammenwirken und mit diesem über einen Y-Lichtleiter (8) optisch ge koppelt sind.

3. Optische Meßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Meßkopf (1) eine Schnitt stelle (13) zu einem externen Rechner und/oder einer externen Anzeigevorrichtung vorgesehen ist.

4. Optische Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Meßkopf (1) eine Pho tometerkugel (16) mit einer auf den Meßfleck (F) ge richteten Öffnung (19) vorgesehen ist, wobei Meßlicht quelle (3) und Meßlichtempfänger (6) mit der Photome terkugel (16) so verbunden sind, daß das Meßlicht indi rekt durch die Öffnung (19) hindurch auf den Meßfleck (F) und das vom Meßfleck (F) ausgehende Licht direkt auf die Empfangsfläche des Meßlichtempfängers (6) ge richtet ist.

5. Optische Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedem vorhandenen Spek trometer (SP1, SP2) zusätzlich ein zweites, bezüglich der Meßbereiche gleichartiges Spektrometer (SP3, SP4) zugeordnet ist, wobei die zusätzlichen Spektrometer (SP3, SP4) zur Auswertung des von einer Referenzfläche (18) kommenden Lichtes vorgesehen sind.

6. Optische Meßvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, daß sich die Referenzfläche (18) an einem Innenwandabschnitt der Photometerkugel (16) befindet und die zusätzlichen Spektrometer (SP3, SP4) über einen Y-Lichtleiter (20) mit einer Empfangsvorrichtung (17) optisch gekoppelt sind.

7. Optische Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch

- einen in definierter Lage zum Meßobjekt (M) positio nierten zweiten Meßkopf (21), wobei sich erster Meßkopf (1) und zweiter Meßkopf (21) diametral in bezug auf den Meßfleck (F) gegenüberstehen und der zweite Meßkopf (21) mit einem zweiten Meßlichtempfänger (22) zum Emp fang des im Bereich des Meßfleckes (F) vom Meßobjekt (M) transmittierten Lichtes vorgesehen ist,
- mindestens ein weiteres in dem zweiten Meßkopf (21) aufgenommenes Spektrometer (SP1', SP2'), das über eine Lichtleitvorrichtung (23) mit dem Meßlichtempfänger (22) optisch gekoppelt ist, und
- eine ebenfalls in den zweiten Meßkopf (21) integrierte Signalaufbereitungseinrichtung zur Verarbeitung der von dem weiteren Spektrometer (SP1', SP2') ausgegebenen Si gnale.

8. Optische Meßvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, daß in dem zweiten Meßkopf (21) zwei Spektrometer (SP1', SP2') aufgenommen sind, die für an einander angrenzende Wellenlängenbereiche ausgebildet sind, wodurch vorzugsweise Wellenlängen von 350 nm bis 2500 nm lückenlos bewertet werden können und wobei bei de Spektrometer (SP1', SP2') mit demselben Meßlichtemp fänger (22) zusammenwirken und mit diesem über eine Lichtleitvorrichtung (23) optisch gekoppelt sind.

9. Optische Meßvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem zweiten Meßkopf (21) eine Datenschnittstelle (13) zu einem externen Rechner und/oder einer externen Anzeigevorrichtung vorgesehen ist.

10. Optische Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der zusätzlichen Spektrometer (SP3, SP4) im ersten Meßkopf (1) zwecks Signalkompensation mit den Signalen der in dem zweiten Meßkopf (21) befindlichen weiteren Spektro meter (SP1', SP2') verknüpft werden.

11. Optische Meßvorrichtung zur Ermittlung von Eigenschaf ten von Meßobjekten, insbesondere zur Qualitätsüberwa chung kontinuierlich an der Meßvorrichtung vorüber fließender und/oder vorüberbewegter Meßobjekte, umfas send:

- einen in definierter Lage zum Meßobjekt (M) positio nierten ersten Meßkopf (1),
- eine mit dem ersten Meßkopf (1) verbundene Meßlicht quelle (3) zur Beleuchtung eines Meßfleckes (F) an den Meßobjekt (M),
- einen in definierter Lage zum Meßobjekt (M) positio nierten zweiten Meßkopf (21), der dem ersten Meßkopf (1) in bezug auf den Meßfleck (F) diametral gegenüber steht,
- einen an dem zweiten Meßkopf (21) vorgesehenen Meß lichtempfänger (22) zur Erfassung von Licht im Bereich des Meßfleckes (F),
- mindestens ein in den zweiten Meßkopf (21) integrier tes, mit dem Meßlichtempfänger (22) optisch gekoppeltes Spektrometer (SP1', SP2'), und
- eine ebenfalls in den zweiten Meßkopf (21) integrierte Signalaufbereitungseinrichtung (12) zur Verarbeitung der Ausgangssignale des mindestens einen Spektrometers (SP1', SP2').

12. Optische Meßvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, daß in dem zweiten Meßkopf (21) zwei Spektrometer (SP1', SP2') aufgenommen sind, die für an einander angrenzende Wellenlängenbereiche ausgebildet sind, wodurch vorzugsweise Wellenlängen von 350 nm bis 2500 nm lückenlos bewertet werden können und wobei bei de Spektrometer (SP1', SP2') mit demselben Meßlichtemp fänger (22) zusammenwirken und mit diesem über eine Lichtleitvorrichtung (23) optisch gekoppelt sind.

13. Optische Meßvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, da durch gekennzeichnet, daß zu jedem Spektrometer (SP1', SP2') in dem zweiten Meßkopf (21) zusätzlich ein zwei tes, bezüglich des Meßbereiches gleichartiges Spektro meter (SP3, SP4) in dem ersten Meßkopf (1) vorgesehen ist, wobei die zusätzlichen Spektrometer (SP3, SP4) zur Auswertung des von einer Referenzfläche (18) kommenden Lichtes vorgesehen sind.

14. Optische Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Meßkopf (1) eine Photometerkugel (16) mit einer auf den Meßfleck (F) ge richteten Öffnung (19) vorgesehen ist, wobei Meßlicht quelle (3) und Meßlichtempfänger (6) mit der Photome terkugel (16) so verbunden sind, daß das Meßlicht indi rekt durch die Öffnung (19) hindurch auf den Meßfleck (F), und daß an der Photometerkugel (16) weiterhin eine Empfangsvorrichtung (17) vorgesehen ist, die über einen Y-Lichtleiter (20) mit den Spektrometern (SP3, SP4) optisch gekoppelt ist und sich die Referenzfläche (18) an einem Innenwandabschnitt der Photometerkugel (16) be findet.

15. Optische Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Meßköpfen (1, 21) jeweils eine Schnittstelle (13) zu einem externen Rechner und/oder einer externen Anzeigevorrichtung vor gesehen ist.

16. Optische Meßvorrichtung nach einem Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitvorrichtungen (23) aus Lichtleitfasern gebildet sind.

17. Optische Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Spektrometer (SP1, SP2, SP3, SP4, SP1', SP2') als Miniaturspektrometer mit Diodenzeilen-Empfängern (15) ausgebildet sind.

18. Optische Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßlichtquelle (3) ein- und ausschaltbar ist.