DE10010839A1 - Surface cleanness determination device includes transmitter that is connected with a sinusoidal generator via an adjustable amplifier - Google Patents
Surface cleanness determination device includes transmitter that is connected with a sinusoidal generator via an adjustable amplifierInfo
- Publication number
- DE10010839A1 DE10010839A1 DE10010839A DE10010839A DE10010839A1 DE 10010839 A1 DE10010839 A1 DE 10010839A1 DE 10010839 A DE10010839 A DE 10010839A DE 10010839 A DE10010839 A DE 10010839A DE 10010839 A1 DE10010839 A1 DE 10010839A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- transmitter
- adjustable amplifier
- receiver
- contamination
- generator via
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000011109 contamination Methods 0.000 claims description 17
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 7
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 12
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 9
- ZKHQWZAMYRWXGA-KQYNXXCUSA-J ATP(4-) Chemical compound C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](COP([O-])(=O)OP([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O)[C@@H](O)[C@H]1O ZKHQWZAMYRWXGA-KQYNXXCUSA-J 0.000 description 5
- ZKHQWZAMYRWXGA-UHFFFAOYSA-N Adenosine triphosphate Natural products C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1C1OC(COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)C(O)C1O ZKHQWZAMYRWXGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000012364 cultivation method Methods 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 3
- 108060001084 Luciferase Proteins 0.000 description 2
- 239000005089 Luciferase Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- IGXWBGJHJZYPQS-SSDOTTSWSA-N D-Luciferin Chemical compound OC(=O)[C@H]1CSC(C=2SC3=CC=C(O)C=C3N=2)=N1 IGXWBGJHJZYPQS-SSDOTTSWSA-N 0.000 description 1
- CYCGRDQQIOGCKX-UHFFFAOYSA-N Dehydro-luciferin Natural products OC(=O)C1=CSC(C=2SC3=CC(O)=CC=C3N=2)=N1 CYCGRDQQIOGCKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- BJGNCJDXODQBOB-UHFFFAOYSA-N Fivefly Luciferin Natural products OC(=O)C1CSC(C=2SC3=CC(O)=CC=C3N=2)=N1 BJGNCJDXODQBOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 241000254158 Lampyridae Species 0.000 description 1
- DDWFXDSYGUXRAY-UHFFFAOYSA-N Luciferin Natural products CCc1c(C)c(CC2NC(=O)C(=C2C=C)C)[nH]c1Cc3[nH]c4C(=C5/NC(CC(=O)O)C(C)C5CC(=O)O)CC(=O)c4c3C DDWFXDSYGUXRAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 1
- 238000001941 electron spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000012921 fluorescence analysis Methods 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 238000002129 infrared reflectance spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 238000005375 photometry Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 230000036561 sun exposure Effects 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/94—Investigating contamination, e.g. dust
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/3563—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing solids; Preparation of samples therefor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/359—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using near infrared light
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ermitteln der Reinheit bzw. des Verschmutzungsgrades von zu prüfenden Oberflächen, mit einem Sender und einem Empfänger optischer Strahlung.The invention relates to an apparatus and a method for Determine the purity or the degree of contamination from testing surfaces, with a transmitter and a receiver optical radiation.
In der Produktion gewinnt die Reinheit von Oberflächen zunehmend an Bedeutung. Das hängt zum einem mit den immer strenger werdenden Reglementierungen des Gesetzgebers bezüglich Hygieneeinhaltung und Abfall- bzw. Schadstoffvermeidung zusammen. Zum anderen beeinflusst die Reinheit einer Oberfläche oft direkt die Qualität des Produkts. Eine hohe Oberflächenreinheit hilft im Produktionsprozess, die Funktion von Maschinen und Anlagen zu gewährleisten sowie die Standzeit von Werkzeugen zu erhöhen. Außerdem ermöglicht eine hohe Oberflächenreinheit die Herstellung von hochpräzisen Bauteilen sowie hygienisch einwandfreien Produkten.The purity of surfaces wins in production increasingly important. It always depends on the one tightening legislative regulations with regard to hygiene compliance and waste or Pollution prevention together. On the other hand, it influences Purity of a surface often directly affects the quality of the Product. A high surface cleanliness helps in Production process, the function of machinery and equipment too guarantee and increase the service life of tools. In addition, a high surface cleanliness enables Manufacture of high-precision components as well as hygienic flawless products.
Zur Ermittlung der Reinheit von zu prüfenden Oberflächen sind verschiedene Messmethoden bekannt.To determine the cleanliness of surfaces to be tested different measurement methods known.
Bei den sog. ATP-Messungen wird Adenosintriphosphat (ATP) durch ein Enzym der Glühwürmchen (Luciferase) unter Ablauf der Luciferin/Luciferase-Reaktion in messbares Fluoreszenzlicht umgewandelt. Da ATP in jeder intakten Zelle auftritt, wird es oft als Hygieneindikator eingesetzt.In the so-called ATP measurements, adenosine triphosphate (ATP) by an enzyme of fireflies (luciferase) under the expiry of Luciferin / luciferase reaction in measurable fluorescent light converted. Since ATP occurs in every intact cell, it will often used as a hygiene indicator.
Am weitesten verbreitet zur Feststellung der mikrobiologischen Qualität ist die sog. Anzuchtmethode. Bei der Anzuchtmethode werden wachstumsfähige Bakterien und Pilze in entsprechenden Nährmedien angezüchtet. Die Inkubation erfolgt meist zwischen 20 und 72 Stunden bei 25-40°C. Mit der Anzuchtmethode können nur vitale oder subletale Zellen erfasst werden.Most widely used to determine the microbiological Quality is the so-called cultivation method. With the cultivation method become viable bacteria and fungi in corresponding Culture media grown. The incubation is usually between 20 and 72 hours at 25-40 ° C. With the cultivation method you can only vital or subletal cells are detected.
Die aufgeführten Messmethoden haben die folgenden Nachteile. Erstens sind sie spezifisch an die Testparameter, wie z. B. den ATP-Gehalt bzw. die Wachstumsfähigkeit gebunden und lassen damit eine absolute Beurteilung der Reinheit nicht zu. Zweitens können die Ergebnisse nicht direkt sondern erst nach Ablauf einer gewissen Zeit abgelesen werden.The measurement methods listed have the following disadvantages. First, they are specific to the test parameters, such as B. the ATP content or the ability to grow bound and leave thus an absolute assessment of purity is not allowed. Second, the results can not be directly but only after Be read off after a certain time.
Außerdem sind verschiedene optische Messmethoden zur Ermittlung der Reinheit bzw. des Verschmutzungsgrades von zu prüfenden Oberflächen bekannt. Dazu gehören z. B. die Ultraviolett-Absorptionsmessung, die Infrarot-Reflektions- Absorptions-Spektroskopie, die Infrarot-Photometrie, die Ultraviolett-Fluoreszenzanalyse, die Röntgen- Fluoreszenzanalyse, die Glimmentladungsspektroskopie und die Elektronenspektroskopie.In addition, various optical measurement methods are available Determination of the purity or the degree of pollution from known surfaces. These include e.g. B. the Ultraviolet absorption measurement, the infrared reflection Absorption spectroscopy, infrared photometry, the Ultraviolet fluorescence analysis, the X-ray Fluorescence analysis, glow discharge spectroscopy and Electron spectroscopy.
Die vorab genannten optischen Messverfahren und Messvorrichtungen haben den Nachteil, dass sie alle mit einer komplizierten Analytik verbunden sind, die einen hohen Zeitaufwand erforderlich macht.The aforementioned optical measurement methods and The disadvantage of measuring devices is that they all have one complicated analytics that are high Time required.
Darüber hinaus ist aus der DE 39 16 184 eine Vorrichtung zur Glanzmessung bekannt. Die Vorrichtung zur Glanzmessung weist eine Leuchtdiode auf, die von einer Ansteuerung und einer Treiberimpulsschaltung angesteuertes nahes Infrarotlicht intermittierend abgibt. Eine entsprechend angeordnete Photodiode empfängt das von der zu messenden Oberfläche reflektierte Licht. Der Ausgang der Photodiode wird mit einem Vorverstärker verstärkt und über einen als Hochpassfilter dienenden Kondensator einer Spitzenwerthalteschaltung eingegeben. Der Spitzenwerthalteschaltung sind eine Ausgangsregelschaltung und ein Analog/Digitalwandler nachgeschaltet, dessen Ausgangssignal auf einer Flüssigkristall-Sichtanzeige dargestellt wird. Mit der bekannten Vorrichtung zur Glanzmessung werden Spitzenwerte ermittelt. Die ermittelten Spitzenwerte sind nicht geeignet um die Reinheit bzw. den Verschmutzungsgrad einer zu prüfenden Oberfläche zu ermitteln.In addition, DE 39 16 184 discloses a device for Gloss measurement known. The device for measuring gloss has a light-emitting diode on, from a control and a Driver pulse circuit driven near infrared light releases intermittently. A correspondingly arranged one The photodiode receives this from the surface to be measured reflected light. The output of the photodiode is connected to a Preamplifier amplified and via a high-pass filter serving capacitor of a peak hold circuit entered. The peak hold circuits are one Output control circuit and an analog / digital converter downstream, the output signal on a Liquid crystal display is shown. With the Known device for measuring gloss are peak values determined. The peak values determined are not suitable for the purity or degree of pollution of a test To determine the surface.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, mit denen die Reinheit bzw. der Verschmutzungsgrad von zu prüfenden Oberflächen zuverlässig in situ ermittelt werden können.The object of the invention is a device and a Specify procedures with which the purity or Degree of contamination of surfaces to be tested reliably can be determined situ.
Die Aufgabe ist bei einer Vorrichtung zum Ermitteln der Reinheit bzw. des Verschmutzungsgrades von zu prüfenden Oberflächen, mit einem Sender und einem Empfänger optischer Strahlung, dadurch gelöst, dass der Sender über einen ersten einstellbaren Verstärker mit einem Sinusgenerator gekoppelt ist. Mit dem Sinusgenerator wird ein Wechselstromsignal erzeugt. Von dem Wechselstromsignal wird nur die Amplitude ausgewertet. Dadurch können Umgebungseinflüsse, z. B. durch Sonneneinstrahlung, ausgeschlossen werden. Der erste einstellbare Verstärker dient dazu, das Wechselstromsignal zu vergrößern oder zu verkleinern. Dadurch ist es möglich, unterschiedliche Oberflächenrauhigkeiten und -strukturen sowie die Oberflächen von verschiedenen Materialien in situ zu untersuchen. Darüber hinaus ist es möglich, Strahlungsquellen mit unterschiedlichen Strahlungsintensitäten zu erzeugen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbesondere zur Prüfung von bewegten Flächen, die sich z. B. mit hoher Geschwindigkeit drehen können.The task is in a device for determining the Purity or the degree of contamination of the test items Surfaces, with a transmitter and a receiver optical Radiation, solved in that the transmitter has a first adjustable amplifier coupled with a sine wave generator is. With the sine wave generator an AC signal is generated generated. Only the amplitude of the AC signal evaluated. As a result, environmental influences, e.g. B. by Sun exposure, can be excluded. The first adjustable amplifier serves to switch the AC signal enlarge or reduce. This makes it possible different surface roughness and structures as well the surfaces of different materials in situ too examine. It is also possible to use radiation sources with different radiation intensities. The The device according to the invention is particularly suitable for Inspection of moving surfaces, e.g. B. with high Can turn speed.
Eine besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Sender und der Empfänger im Infrarot- Bereich arbeiten. Das liefert den Vorteil, dass die Störungseinflüsse von sichtbarem Licht eliminiert werden.This is a special embodiment of the invention characterized that the transmitter and the receiver in the infrared Area work. This has the advantage that the Interference from visible light can be eliminated.
Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Sender und der Empfänger im nahen Infrarot-Bereich arbeiten. Die Verwendung von naher Infrarotstrahlung (760 nm bis 2,5 µm) liefert den Vorteil, dass die Auswertung der Messung schnell und ohne großen Rechenaufwand erfolgen kann.Another special embodiment of the invention is characterized in that the transmitter and the receiver in near infrared range. The use of near Infrared radiation (760 nm to 2.5 µm) provides the advantage that the evaluation of the measurement quickly and without great Computational effort can be done.
Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger über einen zweiten einstellbaren Verstärker und einen Wandler mit einem Komparator gekoppelt ist. Mit dem zweiten einstellbaren Verstärker kann das empfangene Wechselstromsignal variiert werden. Der Wandler dient dazu, das empfangene Wechselstromsignal in ein Gleichstromsignal umzuwandeln, das mit Hilfe des Komparators (Schwellenwertdetektors) mit einem Referenzwert verglichen werden kann. Der Wandler kann einen Detektor und einen Filter umfassen.Another special embodiment of the invention is characterized in that the receiver has a second adjustable amplifier and a converter with a Comparator is coupled. With the second adjustable Amplifier can vary the received AC signal become. The converter serves the received Convert AC signal to a DC signal that using the comparator (threshold detector) with a Reference value can be compared. The converter can do one Detector and filter include.
Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung in einen Robotergreifer integriert ist. Das liefert den Vorteil, dass Kontaminationen während der Greifbewegung lokalisiert werden können. Verschmutzte Teile können durch den Robotergreifer selbst direkt aussortiert werden.Another special embodiment of the invention is characterized in that the device in one Robot gripper is integrated. This has the advantage that Contamination can be localized during the gripping movement can. Dirty parts can be removed by the robot gripper be sorted out directly.
Die oben angegebene Aufgabe ist bei einem Verfahren zum Ermitteln der Reinheit bzw. des Verschmutzungsgrades von zu prüfenden Oberflächen mit einer vorab geschilderten Vorrichtung dadurch gelöst, dass eine saubere Oberfläche gemessen wird, um einen Referenzwert zu erzeugen, der in situ mit dem Messergebnis verglichen wird. Bei dem Referenzwert und dem Messergebnis handelt es sich um Gleichstromsignale, die direkt miteinander vergleichbar sind. Die Zuhilfenahme des Referenzwertes liefert den Vorteil, dass das Verfahren unabhängig von dem Verschmutzungsgrad und der Qualität der zu prüfenden Oberfläche arbeitet.The above task is in a process for Determine the purity or the degree of contamination from testing surfaces with a previously described Device solved in that a clean surface is measured to generate a reference value that is in situ is compared with the measurement result. At the reference value and the measurement result is DC signals that are directly comparable with each other. The aid of the Reference value provides the advantage that the process regardless of the degree of pollution and the quality of the testing surface works.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Einzelnem beschrieben ist. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. In der Zeichnung zeigen:Further advantages, features and details of the invention result from the following description, in which under Referring to the drawing, an embodiment of the Invention is described in detail. The in the claims and features mentioned in the description each individually or in any combination be essential to the invention. The drawing shows:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und Fig. 1 is a schematic representation of the device according to the invention and
Fig. 2 die Ansicht eines Längsschnitts durch einen erfindungsgemäßen Robotergreifer. Fig. 2 is a view of a longitudinal section through an inventive robot gripper.
In Fig. 1 sieht man, dass die Oberfläche eines zu prüfenden Objekts von einem Infrarotsender mit Strahlung beaufschlagt wird. Die von der Oberfläche reflektierte Strahlung wird von einem Infrarotempfänger aufgenommen.In Fig. 1 it is seen that the surface of an object to be tested is applied from an infrared transmitter to radiation. The radiation reflected from the surface is picked up by an infrared receiver.
Der Infrarotsender in Fig. 1 ist mit einer Signalgenerierungseinheit (1) gekoppelt. Die Signalgenerierungseinheit (1) umfasst einen Sinusgenerator und einen ersten einstellbaren Verstärker.The infrared transmitter in Fig. 1 is coupled to a signal generation unit ( 1 ). The signal generation unit ( 1 ) comprises a sine generator and a first adjustable amplifier.
Der Infrarotempfänger in Fig. 1 ist über eine Signalaufbereitungseinheit (2) mit einem Auswertesystem gekoppelt. Die Signalaufbereitungseinheit (2) umfasst einen zweiten einstellbaren Verstärker, der über einen Kondensator mit dem Infrarotempfänger gekoppelt ist. An den zweiten einstellbaren Verstärker ist unter Zwischenschaltung eines weiteren Kondensators eine Detektor angeschlossen. Der Detektor ist über einen Filter mit einem Komparator gekoppelt. The infrared receiver in FIG. 1 is coupled to an evaluation system via a signal conditioning unit ( 2 ). The signal processing unit ( 2 ) comprises a second adjustable amplifier which is coupled to the infrared receiver via a capacitor. A detector is connected to the second adjustable amplifier with the interposition of a further capacitor. The detector is coupled to a comparator via a filter.
In dem Komparator wird der gefilterte Messwert mit einer Stützspannung verglichen.In the comparator, the filtered measured value is shown with a Support voltage compared.
Der Infrarotsender wird von einer LED gebildet, die elektromagnetische Wellen im nahinfraroten Bereich emittiert. Ein Teil der Infrarotstrahlung wird absorbiert und/oder gestreut. Der Rest der Infrarotstrahlung wird von der zu prüfenden Oberfläche reflektiert. Die von der zu prüfenden Oberfläche reflektierte Infrarotstrahlung wird von einer Photodiode, die den Infrarotempfänger bildet, aufgenommen und in eine elektrische Spannung umgewandelt.The infrared transmitter is formed by an LED that electromagnetic waves are emitted in the near infrared range. Part of the infrared radiation is absorbed and / or scattered. The rest of the infrared radiation is from the to testing surface reflected. The one to be checked Infrared radiation is reflected by a surface Photodiode, which forms the infrared receiver, recorded and converted into an electrical voltage.
Wenn die zu prüfende Oberfläche kontaminiert ist, absorbiert, streut und reflektiert sie anders, als eine saubere Oberfläche. Die von einer sauberen Oberfläche reflektierte Lichtleistung ist größer als die von einer kontaminierten Oberfläche reflektierte Lichtleistung. Dem zufolge ist die sich ergebende Spannung am Ausgang des Infrarotempfängers bei einer sauberen Oberfläche größer als bei einer verschmutzten Oberfläche. Die Spannung am Ausgang des Infrarotempfängers wird verstärkt, weil sie sehr kleine Werte aufweist. Die Ausgangsspannung des zweiten einstellbaren Verstärkers wird zunächst durch den Detektor und den Filter in Gleichstromsignale gewandelt und dann mit der Stützspannung (Referenzspannung) verglichen. Die Größe der Stützspannung hängt vom Material, der Struktur und der Reinheit der zu prüfenden Oberfläche ab. If the surface to be tested is contaminated, absorbed, scatters and reflects them differently than a clean one Surface. That reflected from a clean surface Light output is greater than that of a contaminated one Surface reflected light output. According to that, it is resulting voltage at the output of the infrared receiver a clean surface larger than a dirty one Surface. The voltage at the output of the infrared receiver is amplified because it has very small values. The Output voltage of the second adjustable amplifier is first through the detector and filter in DC signals converted and then with the support voltage (Reference voltage) compared. The size of the support tension depends on the material, structure and purity of the testing surface.
Am Ausgang des Komparators wird ein logisches Signal 0 oder 1 generiert. Durch die logischen Signale 0 und 1 können die Zustände "sauber" und "schmutzig" unterschieden werden. Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird eine Flexibilität erreicht, die Prüfungen von verschiedenen Oberflächen erlaubt, da zuerst immer eine Kalibrierung auf die saubere Oberfläche stattfindet. Das wird durch die beiden einstellbaren Verstärker erreicht.A logic signal 0 or 1 becomes at the output of the comparator generated. The logic signals 0 and 1 enable the A distinction is made between "clean" and "dirty". By the arrangement according to the invention becomes a flexibility achieved that allows testing of different surfaces, since first always a calibration on the clean surface takes place. That is adjustable by the two Amplifier reached.
Durch den Sinusgenerator werden Störgrößen, wie z. B. wechselnde Umgebungsbeleuchtung, eliminiert, da in der Signalaufbereitung nur die Größe der Amplitude ausgewertet wird.Through the sine generator disturbances such. B. changing ambient lighting, eliminated because in the Signal processing only evaluated the size of the amplitude becomes.
Durch den einstellbaren Verstärker in der Signalgenerierung kann die Lichtintensität individuell eingestellt werden und so eine optimierte Einstellung für die verschiedenen Oberflächenstrukturen und -rauhigkeiten erreicht werden.Through the adjustable amplifier in the signal generation the light intensity can be adjusted individually and so an optimized setting for the different Surface structures and roughness can be achieved.
In Fig. 2 ist ein Robotergreifer mit einem integrierten Verschmutzungssensor dargestellt. Mit dem Robotergreifer wird ein Bauteil (3) untersucht. Das Bauteil (3) wird mit Hilfe einer Positioniervorrichtung (4) positioniert und mit Hilfe von Vakuumgreifern (5) festgehalten. Eine Sende- und Empfangseinheit (6) ist in den Robotergreifer integriert. Darüber hinaus sind ein Auswertesystem (7) und ein Antriebssystem (8) in den Robotergreifer integriert. In FIG. 2, a robot gripper is shown with an integrated pollution sensor. A component ( 3 ) is examined with the robot gripper. The component ( 3 ) is positioned with the aid of a positioning device ( 4 ) and held in place with the aid of vacuum grippers ( 5 ). A transmitter and receiver unit ( 6 ) is integrated in the robot gripper. In addition, an evaluation system ( 7 ) and a drive system ( 8 ) are integrated in the robot gripper.
Das Antriebssystem (8) umfasst einen Elektromotor, ein Planetengetriebe sowie einen Impulsgeber zur Drehpositionsbestimmung. Mit dem Antriebssystem (8) wird der von dem Robotergreifer aufgenommene Prüfkörper (3) kreisförmig unter der Strahlungs- und Detektionseinheit (6) durchbewegt, wodurch ein Kreisring des Prüfkörpers, wie z. B. eine Nut überprüft werden kann. Mit Hilfe des Impulsgebers (9) kann die Position der Verschmutzung auf den Kreisring bestimmt werden.The drive system ( 8 ) comprises an electric motor, a planetary gear and a pulse generator for determining the rotational position. With the drive system ( 8 ), the test body ( 3 ) picked up by the robot gripper is moved in a circle under the radiation and detection unit ( 6 ), whereby a circular ring of the test body, such as, for. B. a groove can be checked. With the help of the pulse generator ( 9 ) the position of the contamination on the circular ring can be determined.
Das erfindungsgemäße Sensorsystem erkennt produktionsbedingte Kontaminationen während des Produktionsprozesses, wodurch eine Ausschleusung mittels Handhabungsgeräten von nicht ausreichend gereinigten Bauteilen erfolgen kann. Dadurch können die Qualität von Reinigungsprozessen überprüft und die aus schlecht gereinigten Bauteilen resultierenden Ausschusszahlen bei nachfolgenden Produktionsschritten reduziert werden.The sensor system according to the invention recognizes production-related Contamination during the production process, causing a Removal by means of handling equipment is not sufficient cleaned components can be done. This allows the Quality of cleaning processes checked and out poorly cleaned components result in rejects can be reduced in subsequent production steps.
Des weiteren können derartige Sensorsysteme auch als Informationsgeber für Verschmutzungszustände von Maschinen und Transfereinrichtungen eingesetzt werden und automatische Reinigungsvorgänge auslösen. Somit bildet das Sensorssystem den Grundbaustein für automatisierte in-process- Reinigungssysteme, wodurch die Voraussetzungen für eine bedarfsgerechte Reinigung geschaffen werden. Damit wird die Situation der bisherigen Reinigung verbessert. Furthermore, such sensor systems can also be used as Information provider for pollution status of machines and Transfer facilities are used and automatic Trigger cleaning processes. The sensor system thus forms the basic building block for automated in-process Cleaning systems, creating the conditions for a needs-based cleaning can be created. With that the Situation of previous cleaning improved.
Durch den in den Robotergreifer integrierten Verschmutzungssensor werden Kontaminationen auf Bauteilen während des Greifprozesses lokalisiert und an einen Steuerungsrechner übermittelt. Basierend auf den Sensordaten werden schließlich die verschmutzten Bauteile vom Roboter aussortiert. Durch das in den Greifer integrierte Sensorsystem kann die Qualität von Reinigungsprozessen überprüft und somit die notwendige Reinheit der Produkte für nachfolgende Produktionsschritte, wie z. B. das Lackieren oder Beschichten mit Kunststoffen, garantiert werden. In beiden Fällen ist die Sauberkeit der Bauteile für die Qualität der Lackschicht bzw. das Haften der Kunststoffschichten auf Metalloberflächen von besonderer Wichtigkeit.Through the integrated in the robot gripper Contamination sensors become contamination on components localized during the gripping process and to one Control computer transmitted. Based on the sensor data the dirty components are finally removed from the robot sorted out. Thanks to the sensor system integrated in the gripper can check the quality of cleaning processes and thus the necessary purity of the products for subsequent Production steps, such as B. painting or coating with plastics. In both cases it is Cleanliness of the components for the quality of the paint layer or adhering the plastic layers to metal surfaces of of particular importance.
Mit dem erfindungsgemäßen Sensorsystem wird die Möglichkeit einer in situ Erkennung von produktionsbedingten Kontaminationen geschaffen. Bei der in situ Prüfung wird direkt während der Produktion oder eines Ablaufs geprüft. Das erfindungsgemäße Prüfverfahren findet Anwendung in Branchen, bei denen Reinigungsvorgänge überprüft werden müssen, um bei nachfolgenden Produktionsprozessen keine Qualitätsbeeinträchtigungen aufgrund produktionsbedingter Verschmutzungen zu erhalten.With the sensor system according to the invention, the possibility becomes an in situ detection of production-related Contamination created. In the in situ test checked directly during production or a process. The test methods according to the invention are used in industries, where cleaning operations need to be checked in order to subsequent production processes none Quality impairments due to production-related To get dirt.
Der entwickelte Verschmutzungssensor kann auch als Signalgeber für Reinigungsprozesse eingesetzt werden. Das bedeutet, dass der Verschmutzungssensor eine Maschine oder eine Fördereinrichtung überwacht und bei einem definierten Kontaminationsgrenzwert einen Reinigungsprozess auslöst. Hierdurch können Verarbeitungsmaschinen, Betriebsmittel und Transfereinrichtungen basierend auf den Sensordaten während des Produktionsprozesses automatisch gereinigt werden.The developed contamination sensor can also be used as a signal generator be used for cleaning processes. It means that the contamination sensor is a machine or a Conveyor monitored and at a defined Contamination limit triggers a cleaning process. As a result, processing machines, equipment and Transfer facilities based on the sensor data during of the production process are cleaned automatically.
Aufgrund der in situ Prüfung sind keine zusätzlichen Prozesszeiten zur Qualitätskontrolle notwendig. Die Erfindung eignet sich zur Erkennung von Kontaminationen im makroskopischen als auch im mikroskopischen Bereich. In Versuchen konnten Fingerabdrücke auf metallischen Oberflächen detektiert werden.Due to the in situ test, there are no additional ones Process times necessary for quality control. The invention is suitable for the detection of contamination in the macroscopic as well as microscopic. In We were able to try fingerprints on metallic surfaces can be detected.
Die in den in Fig. 2 dargestellten Robotergreifer integrierte LED emittiert nahinfrarotes Licht mit einer Wellenlänge von 950 nm und einer spektralen Bandbreite von 55 nm sowie einem Abstrahlwinkel von 6°. Die Empfängerphotodiode mit integriertem Verstärker hat im Bereich von 830 nm bis 1100 nm eine Empfindlichkeit von 42 mV/MW/cm2. Die maximale Ausgangsspannung der Diode beträgt 3,5 V. Die Ausgangsspannung ist direkt proportional zur Lichtintensität auf der Photodiode. Der gewählte Längenbereich ermöglicht die Erkennung von Fetten und Ölen auf metallischen Oberflächen.The LED integrated in the robot gripper shown in FIG. 2 emits near-infrared light with a wavelength of 950 nm and a spectral bandwidth of 55 nm and an emission angle of 6 °. The receiver photodiode with integrated amplifier has a sensitivity of 42 mV / MW / cm 2 in the range from 830 nm to 1100 nm. The maximum output voltage of the diode is 3.5 V. The output voltage is directly proportional to the light intensity on the photodiode. The selected length range enables the detection of greases and oils on metallic surfaces.
Durch ein Bildverarbeitungssystem wird die Lageorientierung von auf einem Förderband ankommenden Werkstücken erkannt und an die Robotersteuerung übermittelt. Aufgrund dieser Informationen greift der Roboter die Werkstücke vom bewegtem Band. Das in den Greifer integrierte Sensorsystem ist in der Lage während des Greifprozesses eine kreisringförmige Nut in dem Werkstück hinsichtlich fettbasierender Kontaminationen zu überprüfen.The orientation of the situation is made possible by an image processing system recognized by workpieces arriving on a conveyor belt and transmitted to the robot controller. Based on these The robot grabs information from the moving parts Tape. The sensor system integrated in the gripper is in the Position an annular groove in during the gripping process the workpiece with regard to grease-based contamination check.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10010839A DE10010839C2 (en) | 2000-03-09 | 2000-03-09 | Device and method for determining the degree of contamination of surfaces to be tested |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10010839A DE10010839C2 (en) | 2000-03-09 | 2000-03-09 | Device and method for determining the degree of contamination of surfaces to be tested |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE10010839A1 true DE10010839A1 (en) | 2001-09-20 |
| DE10010839C2 DE10010839C2 (en) | 2003-12-04 |
Family
ID=7633674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE10010839A Expired - Fee Related DE10010839C2 (en) | 2000-03-09 | 2000-03-09 | Device and method for determining the degree of contamination of surfaces to be tested |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE10010839C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004061438A1 (en) * | 2002-12-26 | 2004-07-22 | The Boeing Company | Method for determining the surface cleanliness with infrared spectroscopy |
| DE102004045484A1 (en) * | 2004-09-20 | 2006-04-06 | Daimlerchrysler Ag | Leak-proof material and/or cement residue detecting method for e.g. cathodic immersion-lacquered car body surface, involves visualizing areas of surface by visualization device, which indicates increased intensity of reflected radiation |
| WO2012065952A1 (en) * | 2010-11-18 | 2012-05-24 | Ian Jones | A method of validating a cleaning process |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102022119608A1 (en) | 2022-07-19 | 2024-01-25 | TREAMS GmbH | Method for determining the surface cleanliness of solid technical bodies using a wipe test |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3916184A1 (en) * | 1988-05-27 | 1989-11-30 | Horiba Ltd | Gloss measuring device |
| DE19748849A1 (en) * | 1996-11-06 | 1998-05-07 | Anton Paar Gmbh | Optic concentration measurement method of chemical analyte in liquid test |
| DE19728725A1 (en) * | 1997-07-04 | 1999-01-07 | Bayerische Motoren Werke Ag | Method of measuring the degree of fouling of motor vehicles |
| DE19832833A1 (en) * | 1998-07-21 | 2000-02-10 | Fraunhofer Ges Forschung | Thermographic arrangement, especially for thermographic investigation of workpiece, has flat infrared radiation source, two-dimensional position resolving infrared imaging and detection device |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3345590B2 (en) * | 1998-07-16 | 2002-11-18 | 株式会社アドバンテスト | Substrate processing method and apparatus |
-
2000
- 2000-03-09 DE DE10010839A patent/DE10010839C2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3916184A1 (en) * | 1988-05-27 | 1989-11-30 | Horiba Ltd | Gloss measuring device |
| DE19748849A1 (en) * | 1996-11-06 | 1998-05-07 | Anton Paar Gmbh | Optic concentration measurement method of chemical analyte in liquid test |
| DE19728725A1 (en) * | 1997-07-04 | 1999-01-07 | Bayerische Motoren Werke Ag | Method of measuring the degree of fouling of motor vehicles |
| DE19832833A1 (en) * | 1998-07-21 | 2000-02-10 | Fraunhofer Ges Forschung | Thermographic arrangement, especially for thermographic investigation of workpiece, has flat infrared radiation source, two-dimensional position resolving infrared imaging and detection device |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6956228B2 (en) | 2002-06-13 | 2005-10-18 | The Boeing Company | Surface cleanliness measurement with infrared spectroscopy |
| WO2004061438A1 (en) * | 2002-12-26 | 2004-07-22 | The Boeing Company | Method for determining the surface cleanliness with infrared spectroscopy |
| DE102004045484A1 (en) * | 2004-09-20 | 2006-04-06 | Daimlerchrysler Ag | Leak-proof material and/or cement residue detecting method for e.g. cathodic immersion-lacquered car body surface, involves visualizing areas of surface by visualization device, which indicates increased intensity of reflected radiation |
| DE102004045484B4 (en) * | 2004-09-20 | 2006-09-21 | Daimlerchrysler Ag | Method of detecting sealant and / or adhesive residues on a non-final painted surface |
| WO2012065952A1 (en) * | 2010-11-18 | 2012-05-24 | Ian Jones | A method of validating a cleaning process |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE10010839C2 (en) | 2003-12-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1920213B1 (en) | Automatic inspection device for stents, and method of automatic inspection | |
| US20140202497A1 (en) | Methods and apparatus to monitor and control cleaning systems | |
| ATE320610T1 (en) | DEVICE AND METHOD FOR DETECTING COLLECTION OF AN OBJECT BY A METAL | |
| DE10008517C2 (en) | Optical measuring system | |
| DE102009040216A1 (en) | Device and method for the detection of impurities | |
| EP2885630A1 (en) | Inspection of the interior of a container from below through the base | |
| EP1914538A1 (en) | Method and device for recording the cleanliness or the contamination of a surface of a component | |
| EP0598757A1 (en) | Process and device for the quantified evaluation of the physiological impression of reflective surfaces. | |
| DE10010839C2 (en) | Device and method for determining the degree of contamination of surfaces to be tested | |
| DE3907732A1 (en) | METHOD FOR MONITORING A DEVICE FOR AUTOMATICALLY DETECTING AND EVALUATING SURFACE CRACKS | |
| EP1977835B1 (en) | Surface cleaning device | |
| WO2000022421A1 (en) | Automatic detection of oil and determination of oil residues | |
| EP0788599B1 (en) | Automatic fault detection installation for crack testing | |
| EP2171434A1 (en) | Measuring device and method for determining optical characteristic variables for verifying photochemical and electrochemical degradation reactions | |
| DE19645377C2 (en) | Crack testing system for workpieces using the dye penetration method and method for automatic crack detection | |
| EP1457286A3 (en) | Process, monitoring device and their use and laser machining device with optical component flaw monitoring | |
| DE102019204668A1 (en) | Measuring device for detecting particles in a pipeline and pipeline | |
| DE10010019C1 (en) | Process for optoelectronic condition monitoring of rotating wheels of rail vehicles | |
| DE60115064T2 (en) | ANALYZING DEVICE AND METHOD FOR LIQUID SUBSTANCES | |
| DE102004001926B4 (en) | Method and device for measuring the load of an atmosphere with aerosols and dusts | |
| DE102006054148A1 (en) | Disturbance detection device, has beam splitter, where light which is emitted from examination area within interior of body in direction of field lens is guided over lens and splitter to entrance pupil of objective of image recording unit | |
| DE10352936A1 (en) | Optical quality control of the edges of at least partially transparent objects with circular edges, especially semiconductor wafers, whereby reflected, refracted or scattered light from the object surface is captured and evaluated | |
| EP1775032B1 (en) | Surface washing device | |
| DE102007016830A1 (en) | Surface cleaning device has cleaning chamber which is formed for receiving cleaning medium for article to be cleaned and analysis device with measuring unit is provided for determining measurement values for image evaluation | |
| DE4233220A1 (en) | Method and device for measuring turbidity in aqueous media |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8304 | Grant after examination procedure | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8320 | Willingness to grant licenses declared (paragraph 23) | ||
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |