DE102004052764B3

DE102004052764B3 - Einrichtung und Verfahren zur zerstörungsfreien Inline-Prüfung der Reaktionsfähigkeit einer photokatalytischen Oberflächenbeschichtung

Info

Publication number: DE102004052764B3
Application number: DE200410052764
Authority: DE
Inventors: Carsten Dr. Ackerhans; Alexander Dr. Stoll; Detlef Prof. Dr. Bahnemann; Stephan Dr. Schmitt
Original assignee: Erlus AG
Current assignee: Erlus AG
Priority date: 2004-10-30
Filing date: 2004-10-30
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2024-10-31

Abstract

Beschrieben wird eine Einrichtung (10) zur zerstörungsfreien chemischen Prüfung einer photokatalytischen Oberflächenbeschichtung eines Bauelements, im folgenden Prüfling (20) genannt. Über einem mit einer Prüfsubstanz versehenen Prüfbereich (40p) des Prüflings (20) ist eine Bestrahlungsquelle (50u) angeordnet. Über dem Prüfbereich (40p) sind eine Lichtquelle (50l) und eine Bilderfassungseinrichtung angeordnet und/oder es ragt in den Prüfbereich (40p) ein elektrochemischer Sensor (50s) zur Bestimmung des pH-Wertes der Prüfsubstanz. Die Bilderfassungseinrichtung und/oder der Sensor (50s) sind mit einem Computer (60) mit Auswertungssoftware verbunden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur zerstörungsfreien Inline-Prüfung einer photokatalytischen Oberflächenbeschichtung sowie ein Verfahren dazu.
Photokatalytische Beschichtungen werden für Dachziegel eingesetzt, um Verschmutzung und Bewuchs der Dachoberfläche mit Mikroorganismen, wie Algen und Flechten, zu verhindern.
Derartige Beschichtungen sind mit geringer Schichtdicke im μm-Bereich oder nm-Bereich ausgebildet, sie sind farblos und visuell nicht sichtbar. Es sind Verfahren bekannt, die Schichtdicke der photokatalytischen Beschichtung zu bestimmen oder die Reaktionsfähigkeit der photokatalytischen Beschichtung zu bestimmen.

Zur Messung der Schichtdicke sind zerstörende Verfahren bekannt, wie die Auswertung des mikroskopischen Schliffes einer dem Prüfling entnommenen Probe.

Zur Bestimmung der Reaktionsfähigkeit der photokatalytischen Beschichtung sind zahlreiche Laborverfahren bekannt, die die Reaktion einer auf die photokatalytische Oberfläche aufgebrachten Testsubstanz bei Bestrahlung mit UV-Licht auswerten. Bei einem solchen Verfahren kann es sich sowohl um ein zerstörungsfreies Verfahren handeln, bei dem keine Veränderung am Prüfling eintritt, die diesen als Produkt unbrauchbar macht, als auch um ein zerstörendes Verfahren. Dabei kann es sich bei der Zerstörung des Prüflings um eine optische Beeinträchtigung der Prüflingsoberfläche handeln.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Entwicklung von Verfahren und Einrichtung zur Prüfung von Bauelementen, die eine photokatalytische Oberflächenbeschichtung aufweisen, z.B. Dachziegel mit photokatalytischer Oberflächenbeschichtung. Die Prüfung soll als Qualitätsprüfung der photokatalytischen Oberflächenbeschichtung im Herstellungsprozeß der Bauelemente eingesetzt werden und zwar als sog. Inline-Prüfung, d.h. im Herstellungsprozeß integriert und während des laufenden Herstellungsprozesses arbeitend, also ohne daß der Herstellungsprozeß für die Prüfung unterbrochen werden muß. Die Prüfung soll zerstörungsfrei erfolgen, d.h. so daß bei der Prüfung keine Veränderung der Prüflinge eintritt, die die Prüflinge als Produkt unbrauchbar macht. Ausführungen sind angestrebt, die eine Prüfung sämtlicher Bauelemente während des Herstellungsprozesses ermöglichen. Wesentlich ist, daß die Prüflinge während der Prüfung im Herstellungsprozeß, z.B. auf einer Förderstrecke, belassen werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Gegenständen des Anspruchs 1 und des Anspruchs 29 gelöst. Es wird damit eine Einrichtung zur zerstörungsfreien Inline-Prüfung einer photokatalytischen Oberflächenbeschichtung eines Bauelements, im folgenden Prüfling genannt. vorgeschlagen, bei der über einem mit einer Prüfsubstanz versehenen Prüfbereich des Prüflings eine UV-Bestrahlungsquelle angeordnet ist und über dem Prüfbereich eine Detektionseinrichtung angeordnet ist.

Es wird weiter ein Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung einer photokatalytischen Oberflächenbeschichtung eines Bauelements vorgeschlagen, das als Inline-Prüfverfahren ausgebildet ist mit den Verfahrensschritten

a) ein auf der photokatalytischen Oberflächenbeschichtung des Prüflings angeordneter Prüfbereich wird mit einer Prüfsubstanz beschichtet,
b) der Prüfbereich wird mit UV-Licht bestrahlt,
c) die durch die photokatalytische Reaktion eingetretene Änderung der Prüfsubstanz wird mit einer Detektionseinrichtung als maschinell lesbarer Prüfwert ausgegeben.

Bei dem Prüfling kann es sich um einen Dachziegel mit photokatalytischer Beschichtung handeln, beispielsweise mit Titandioxid-Beschichtung. Die photokatalytische Reaktion wird im folgenden als „Prüfreaktion" bezeichnet.

Die Inline-Prüfung ist ein Prüfverfahren, das in den Herstellungsprozeß des Prüflings integriert ist, das also ohne Unterbrechung des Herstellungsprozesses durchführbar ist. Dabei kann der Transport des Prüflings kontinuierlich oder schrittweise ausgebildet sein. Beispielsweise kann der schrittweise Transport bevorzugt sein, um eine chemische Reaktion abzuwarten. Es ist vorgesehen, daß die Prüflinge auf einer Transporteinrichtung abgelegt sind, die integraler Bestandteil der Fertigungsanlage sein kann. Wenn zur Durchführung des Prüfverfahrens ein diskontinuierlicher Transport der Prüflinge vorgesehen ist, kann die Transporteinrichtung mit mindestens einem Zwischenlager ausgebildet sein.

Als Prüfsubstanz kann eine chemische Substanz vorgesehen sein, die aus einer Substanz gebildet ist oder aus dem Gemisch mehrerer Substanzen. Die Prüfsubstanz muß mindestens aus einer Reaktionssubstanz gebildet sein, die sich im Kontakt mit der photokatalytischen Oberflächenbeschichtung chemisch verändert. Neben der Reaktionssubstanz kann die Prüfsubstanz auch Nicht-Reaktionssubstanzen enthalten, d.h. Substanzen, die nicht photokatalytisch umgesetzt werden. Bei dem Photokatalysator handelt es sich um einen Katalysator, der durch UV-Licht aktiviert wird und in diesem aktivierten Zustand die Reaktionssubstanz umsetzt.

Die Veränderung der Reaktionssubstanz kann als Zersetzungsreaktion ausgebildet sein, d.h. die Überführung der Reaktionssubstanz in mindestens ein gasförmiges Oxidationsprodukt darstellen. Beispielsweise kann CO₂ auf der aktiven Katalysatoroberfläche freigesetzt sein.

Die Veränderung kann auch als Farbreaktion ausgebildet sein, beispielsweise als Farbänderung bzw. Farbverlust, oder als ein anderer Effekt, beispielsweise als Fluoreszenz oder Minderung bzw. Verlust der Fluoreszenz.

Als Prüfsubstanz kann weiter ein Gemisch aus der Reaktionssubstanz und einer Hilfs-Substanz als „Nicht-Reaktionssubstanz" im obigen Sinn, d.h. eine Substanz, die photokatalytisch nicht umgesetzt wird, vorgesehen sein, beispielsweise um ein aus der Reaktionssubstanz photokatalytisch gebildetes Reaktionsprodukt in ein leicht nachweisbares Reaktionsprodukt umzuwandeln.

Beispielsweise kann eine Lauge als Hilfs-Substrat zum Nachweis des photokatalytisch gebildeten gasförmigen CO₂ vorgesehen sein, die auf diese Weise ihren pH-Wert ändert, was detektiert wird.

Schließlich kann die Prüfsubstanz mit einer Indikatorsubstanz, vorzugsweise einem pH-Indikator vermischt sein, beispielsweise zum Nachweis der vorstehend beschriebenen Reaktion von CO₂ mit einer Lauge. Ein pH-Indikator ist eine chemische Substanz, die den pH-Wert der Prüfsubstanz als Farbwert anzeigt, beispielsweise als digitaler Farbwechsel, wie beispielsweise von Lackmus-Lösung bekannt. Es kann sich auch um kontinuierlich veränderliche Farbwerte handeln, wobei der aktuelle pH-Wert durch Vergleich mit einer in pH-Werten geeichten Farbvergleichsskala bestimmbar ist.

Für die Detektionseinrichtung sind Einrichtungen vorgesehen, die maschinell lesbare Signale abgeben, wenn vorstehend beschriebene Reaktionen ablaufen. Es kann vorgesehen sein, die Detektionseinrichtung als Sensor bzw. Sensorgruppe für einen oder mehrere chemische oder physikalische Effekte auszubilden. Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Sensoren ohne oder mit vernachlässigbarer Querempfindlichkeit ausgebildet sind. Das Signal solcher Sensoren ist frei von Störeinflüssen auf das Meßergebnis.

Zur Beschichtung des Prüfbereichs mit der Prüfsubstanz kann vorgesehen sein, daß mindestens die Geometrie des Prüfbereichs und/oder die Menge der aufgebrachten Prüfsubstanz und/oder die Flächendichte der aufgebrachten Prüfsubstanz konstant ausgebildet sind. Sofern der Prüfbereich nach der Prüfung noch sichtbar ist, d.h. sich z.B. farblich von seiner Umgebung abhebt, ist vorgesehen, den Prüfbereich in den bei Gebrauch nicht sichtbaren Bereich des Prüflings zu legen. Beispielsweise ist vorgesehen, den Prüfbereich bei Dachziegeln in einem Bereich anzuordnen, der in der Verlegung des Dachziegels in einer Dacheindeckung nicht sichtbar ist. Ein solcher Bereich ist beispielsweise der Kopffalzbereich, der durch den Fußfalzbereich des firstseitig benachbarten Dachziegels überdeckt ist. Das Prüfverfahren wird dann als zerstörungsfrei verstanden.

Zur maschinellen Auswertung des von der Detektionseinrichtung bereitgestellten Prüfwertes kann ein Computer vorgesehen sein. Auf diese Weise kann eine besonders einfache Auswertung der Prüfwerte und eine nachfolgende Sortierung der Prüflinge in Qualitätsklassen vorgesehen sein. Es ist aber auch vorgesehen, den Prüfwert der Detektionseinrichtung ohne Nachbearbeitung beispielsweise für eine Prozeßsteuerung vorzusehen, insbesondere wenn ein Ja-Nein-Signal von der Detektionseinrichtung bereitgestellt ist.

Die UV-Bestrahlungsquelle kann als breitbandige UV-Lichtquelle ausgebildet sein, die UV-Licht mit einer Wellenlänge von 280 nm bis 380 nm abstrahlt, vorzugsweise mit einer Wellenlänge von 315 nm bis 380 nm. Auf diese Weise wird das UV-Strahlungsspektrum der Sonne nachgebildet, insbesondere der für die photokatalytische Wirkung besonders wirksame UV-A-Bereich des Sonnenlichtes. Alternativ kann vorgesehen sein, die UV-Lichtquelle als schmalbandige UV-Lichtquelle auszubilden.

Die Detektionseinrichtung kann als eine optische Detektionseinrichtung ausgebildet sein und dazu eine Lichtquelle und eine optische Sensoreinrichtung, vorzugsweise eine Bilderfassungseinrichtung, umfassen.

Die Bilderfassungseinrichtung kann als eine elektronische Kamera zur Ausgabe eines digitalen Bildes, vorzugsweise zur bildpunktweisen Ausgabe eines Echtfarbenbildes ausgebildet sein. Es kann aber auch vorgesehen sein, daß die Kamera zur bildpunktweisen Ausgabe eines Fehlfarbenbildes ausgebildet ist, beispielsweise wenn vorgesehen ist, ein Bild im UV-Bereich auszugeben.

Die Kamera kann mit mindestens einem zeilenförmigen oder matrixförmigen Bild-Sensor ausgebildet sein. Es kann vorgesehen sein, die Kamera mit mehreren Sensoren zu bestücken, beispielsweise um gleichzeitig Bilder im sichtbaren und im UV-Bereich auszugeben.

Zur Sensibilisierung der Kamera für bevorzugte Wellenlängenbereiche des Lichtes kann vorgesehen sein, die Kamera mit selektiv empfindlichen Sensoren und/oder mit selektiv durchlässigen Filtern auszubilden.

Die vorstehend beschriebene optische Detektionseinrichtung kann vorteilhafterweise bei einer Farbänderung der Prüfsubstanz vorgesehen sein.

Es kann auch vorgesehen sein, daß die Detektionseinrichtung einen chemischen Sensor, vorzugsweise einen elektrochemischen Sensor umfaßt. Elektrochemische Sensoren bilden chemische Eigenschaften in ein Spannungssignal ab und sind deshalb besonders gut in Verbindung mit einem Computer geeignet. Vorzugsweise kann der elektrochemische Sensor als pH-Sensor vorgesehen sein. Solche Sensoren sind auch als ionensensitive Elektroden bekannt, die im Fall der pH-Messung die Aktivität der H⁺-Ionen in der Prüfsubstanz anzeigen.

Zum Nachweis gasförmiger Reaktionsprodukte der auf der aktiven Katalysatoroberfläche aufgebrachten Prüfsubstanz kann ein Gassensor vorgesehen sein, beispielsweise ein CO₂-Sensor. Die Meßgenauigkeit des Gassensors kann gering ausgebildet sein, da im wesentlichen ein qualitativer Nachweis des gasförmigen Reaktionsproduktes vorgesehen ist.

Vorteilhafterweise kann eine Auftragsstation vorgesehen sein, in der eine Auftragsvorrichtung zum Auftragen der Prüfsubstanz auf der photokatalytischen Oberfläche des Prüflings angeordnet ist. Zusätzlich kann eine Trockenvorrichtung zur Trocknung und Fixierung der Prüfsubstanz in der Auftragsstation angeordnet sein. Je nach Art der Prüfsubstanz und der Nachweismethode der photokatalytischen Aktivität ist vorgesehen, die Trockenvorrichtung zu aktivieren oder zu deaktivieren bzw. fortzulassen. Einige Nachweismethoden erfordern ein flüssiges Milieu, beispielsweise wenn ein pH-Sensor zur Feststellung der photokatalytischen Aktivität der Oberfläche des Prüflings vorgesehen ist. In einem solchen Fall ist die Trockenvorrichtung nicht vorgesehen.

Die Auftragsvorrichtung kann als eine automatische Pipette ausgebildet sein, vorzugsweise als eine Pipette, die durch Software ansteuerbar ist und mit dem Computer verbunden ist. Sie kann aber auch in Art eines Tintenstrahl-Druckkopfes ausgebildet sein, wodurch vorteilhafterweise die Dosierung der Prüfsubstanz besonders gut einstellbar ist.

Es kann vorgesehen sein, die Auftragsvorrichtung an einer x-y-Koordinaten-Stelleinrichtung anzuordnen und auf diese Weise unterschiedliche Geometrien des Prüfbereichs auszubilden, beispielsweise als kreisförmige oder rechteckige Fläche oder als bandförmige Fläche. Vorteilhafterweise ist vorgesehen, daß die x-y-Koordinaten-Stelleinrichtung durch Software steuerbar ist und mit dem Computer verbunden ist.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, die Menge der Prüfsubstanz pro Flächeneinheit im Prüfbereich unterschiedlich auszubilden und auf diese Weise beispielsweise unterschiedliche Verschmutzungsgrade des Prüflings zu simulieren. Es können auch mehrere Prüfbereiche mit unterschiedlicher Menge der Prüfsubstanz pro Flächeneinheit vorgesehen sein.

Wenn es die Ausbildung der Prüfsubstanz zuläßt, kann die Position der Prüfsubstanz durch Trocknung besonders einfach fixiert sein. Es kann aber auch eine napfförmige Vertiefung in der Oberfläche des Prüflings für die Aufnahme der Prüfsubstanz vorgesehen sein, welche die eingebrachte Prüfsubstanz ohne Trocknung fixiert. Alternativ kann vorgesehen sein, vor dem Auftragen der Prüfsubstanz eine ringförmige Begrenzung aufzubringen, beispielsweise in Form eines Kreisrings aus einer Klebefolie oder aus Wachs oder dgl.

Die Auftragsstation kann als separate Baugruppe ausgebildet sein oder in eine Prüfkammer integriert sein, in der eine oder mehrere Bestrahlungsquellen und die Detektionseinrichtung angeordnet sind. Die Ausbildung als separate Baugruppe kann besonders vorteilhaft sein, wenn vorgesehen ist, eine vorhandene Prüfkammer nachzurüsten.

Es ist vorgesehen, daß die Prüfkammer von der Transporteinrichtung durchgriffen ist, auf der die Prüflinge abgelegt sind und von der sie nach der Prüfung entnommen werden. Es kann vorgesehen sein, diese Prozeßschritte durch Vorrichtungen auszuführen, die durch Software ansteuerbar und mit dem Computer verbunden sind. Weiter kann vorgesehen sein, daß der Computer mit einer Einrichtung verbunden ist zur Aussonderung fehlerhafter Prüflinge und/oder zur Gruppierung der Prüflinge nach Qualitätsklassen oder/und zur akustischen und/oder optischen Signalisierung und/oder zur Markierung der Prüflinge.

Wenngleich keine hohen Anforderungen an die Position und Ausrichtung des Prüflings auf der Transporteinrichtung gestellt sind, können für die Lagebestimmung des Prüflings Sensoren oder die Kamera in Verbindung mit dem Computer und einer Lageerkennungs-Software vorgesehen sein. Dabei kommt es vor allem darauf an, daß der Prüfbereich bzw. die Prüfbereiche richtig positioniert sind, um zu vermeiden, daß diese in den sichtbaren Bereich des Prüflings ragen. Wenn die Lageprüfung erst in der Prüfkammer vorgesehen ist, kann vorgesehen sein, Prüflinge, deren Prüfbereich in den sichtbaren Bereich des Prüflings ragt, vor Prüfungsbeginn auszusondern.

Insbesondere zum Schutz des Bedienpersonals gegen UV-Strahlung kann vorgesehen sein, daß der über dem Prüfling angeordnete Abschnitt der Prüfkammer lichtundurchlässig ausgebildet ist. Es kann vorgesehen sein, daß die über dem Transportband angeordneten Seitenwände der Prüfkammer mit einer beweglichen und lichtundurchlässigen Schürze ausgebildet sind, die den Spalt zwischen der Unterkante der Seitenwand und der Oberfläche des Transportbandes lichtdicht überdecken.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die vorstehend genannten Komponenten in die Prüfkammer integriert sind, so daß die Prüfkammer eine kompakte und abgeschlossene Einheit bildet, die vorteilhafterweise das Gestell für weitere Baugruppen ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Prüfkammer als kompakter Prüfkopf ausgebildet ist, der alle notwendigen Bauelemente in kompakter und miniaturisierter Ausbildung einschließt. So kann vorgesehen sein, die UV-Bestrahlungsquelle und die Lichtquelle als Leuchtdioden auszubilden und den optischen Sensor als Photodiode bzw. als Photodiodenzeile oder -matrix. Dabei kann ein so geringer Abstand der bezeichneten Bauelemente von der Oberfläche des Prüfbereichs ausgebildet sein, daß Bauelemente zur optischen Abbildung, wie sie in Kameras vorgesehen sind, nicht benötigt sind. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, die genannten Bauelemente sowie einen Schaltkreis zur Ansteuerung der Bauelemente und zur Signalverarbeitung auf einem Substrat in Art eines integrierten Schaltkreises zu vereinen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung der photokatalytischen Oberflächenbeschichtung eines Prüflings, vorzugsweise eines Dachziegels, sieht in einer bevorzugten Ausführung vor, daß der Prüfbereich mit UV-Licht bestrahlt wird und der als Reaktion der Prüfsubstanz mit der durch UV-Licht aktivierten Katalysatoroberfläche ausgebildete Farbwert des Prüfbereichs nach Abschluß der Bestrahlung mit einer elektronischen Kamera erfaßt und digitalisiert wird. Auf diese Weise wird mindestens der Prüfbereich als digitales Bild abgebildet, bei dem jedem Bildpunkt ein Farbwert zugeordnet ist. Dieses Abbildungsverfahren ist aus der digitalen Farbfotografie prinzipiell bekannt.

Es kann auch vorgesehen sein, daß der Prüfbereich mit UV-Licht bestrahlt wird und der pH-Wert des Prüfbereichs mit dem pH-Sensor bestimmt wird.

Weiter kann vorgesehen sein, daß der Prüfbereich mit UV-Licht bestrahlt wird und das Vorhandensein eines gasförmigen Reaktionsproduktes der Prüfsubstanz mit einem Gassensor bestimmt wird.

Das geeignete Nachweisverfahrens der photokatalytisch indizierten Änderung der Prüfsubstanz durch UV-Bestrahlung ist nach der vorgesehenen Prüfsubstanz auszuwählen.

Es kann vorgesehen sein, daß auf die photokatalytische Oberflächenbeschichtung eine Prüfsubstanz aufgebracht wird, die durch Einwirkung der durch UV-Licht aktivierten Beschichtung ihren pH-Wert ändert. Der pH-Wert kann mit einem pH-Sensor ermittelt werden. Es kann aber auch vorgesehen sein, daß die Prüfsubstanz mit einer pH-Indikatorsubstanz versetzt wird, die bei Änderung des pH-Wertes der Prüfsubstanz die Farbe ändert. Der Farbwechsel kann beispielsweise mit der elektronischen Kamera bestimmt werden, wobei vorgesehen ist, den Prüfbereich mit einer Lampe zu beleuchten.

Bei einer Prüfsubstanz der vorstehend genannten Art kann es sich um eine halogenierte organische Substanz handeln, vorzugsweise um einen chlorierten oder bromierten Kohlenwasserstoff, wie Dichloracetat, Chloroform, Methylenchlorid oder Tetrachlorkohlenstoff.

Als Prüfsubstanz kann aber auch eine Substanz vorgesehen sein, die auf der mit UV-Licht aktivierten Katalysatoroberfläche CO₂ freisetzt, wie Formaldehyd, Acetaldehyd, Dichloressigsäure oder Oxalat. Das freigesetzte CO₂ kann mit einem CO₂-Gassensor detektiert werden. Es kann aber auch vorgesehen sein, dieser Prüfsubstanz eine basische Lösung beizugeben, welche durch das freigesetzte CO₂ neutralisiert wird, d.h. der pH-Wert der Prüfsubstanz geändert wird. Auf diese Weise ist eine Prüfsubstanz erhalten, die ihren pH-Wert während der Prüfreaktion ändert. Der pH-Wert kann, wie weiter oben bereits beschrieben, durch einen pH-Sensor oder durch Zugabe einer pH- Indikatorsubstanz bestimmt werden.

Es kann weiter vorgesehen sein, auf die photokatalytische Oberflächenbeschichtung als Prüfsubstanz einen Farbstoff aufzubringen, der als Folge der Prüfreaktion seine Farbe ändert, beispielsweise Methylenblau, Methylorange, Indigocarmin oder ein Fluoreszenzfarbstoff.

Weiter kann vorgesehen sein, auf die photokatalytische Oberflächenbeschichtung eine Prüfsubstanz aufzubringen, die als Folge der Prüfreaktion Fluoreszenz ausbildet. Solche Farbstoffe sind beispielsweise die Lumogen-Farbstoffe der Fa. BASF.

Es kann auch vorgesehen sein, als Prüfsubstanz eine Substanz zu verwenden, die auf der mit UV-Licht aktivierten Katalysatoroberfläche in einer Redoxreaktion fluoreszierende Produkte bildet, beispielsweise Methylviologen.

Weiter wird vorgeschlagen, auf die photokatalytische Oberflächenbeschichtung Silbernitrat als Prüfsubstanz aufzubringen.

Es ist vorgesehen, daß die Prüflinge in einer gegen Fremdlicht abgeschirmten Prüfkammer mit UV-Licht bestrahlt werden. Auf diese Weise sind reproduzierbare Prüfbedingungen eingestellt, und das Prüfpersonal ist gegen das Austreten von UV-Licht geschützt.

Zur besseren Anpassung der automatischen optischen Meßwerterfassung an die eingesetzte Prüfsubstanz ist vorgesehen, daß die Bilderfassungseinrichtung ein Echtfarbenbild oder/und ein Falschfarbenbild ausgibt. Es kann vorgesehen sein, simultan ein Echtfarbenbild und ein Falschfarbenbild auszugeben, beispielsweise um durch simultanen Einsatz mehrerer Prüfsubstanzen die Prüfbedingungen besonders gut an die praktischen Einsatzbedingungen des Prüflings anzupassen. Dazu ist, wie bereits weiter oben ausgeführt, die Bestrahlung mit UV-Licht vorgesehen, dessen spektrale Zusammensetzung der des Sonnenlichtes gleicht.

Die relative Lage des Prüflings, der beispielsweise durch ein Transportband durch die Prüfkammer bewegt wird, kann mit Lagesensoren bestimmt werden, vorteilhafterweise vor Erreichen der Auftragsstation bzw. der Prüfkabine. Es kann aber auch vorgesehen sein, die relative Lage des Prüflings durch Bildauswertung des von der Kamera übermittelten Bildes des Prüflings mittels Computer und Software zu bestimmen. Alternativ dazu können Anschläge oder sonstige mechanische Elemente vorgesehen sein, die den Prüfling beim Auflegen auf das Transportband in eine Sollage bringen.

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, daß der Computer Steuerbefehle für eine Sortiereinrichtung für die Prüflinge ausgibt. Auf diese Weise können die Prüflinge in Qualitätsklassen sortiert werden und/oder fehlerhafte Prüflinge ausgesondert werden.

Die Steuerbefehle des Computers können aus dem Soll-Ist-Vergleich der Prüfwerte eines Prüfnormals und des Prüflings abgeleitet werden. Es kann vorgesehen sein, Qualitätsklassen anhand unterschiedlicher Prüfnormale zu bilden und die Prüflinge nacheinander mit den Prüfwerten dieser Prüfnormale zu vergleichen. Wegen der hohen Rechenleistung moderner Computer ist damit kein signifikanter Zeitaufwand verbunden.

Vorzugsweise ist vorgesehen, den Prüfwert des Prüflings nach einer vorgegebenen festen Prüfzeit zu bestimmen, während der der Prüfbereich mit UV-Licht bestrahlt wird. Es wird dabei davon ausgegangen, daß bei qualitätsgerechter Beschichtung des Prüflings die Änderung der Prüfsubstanz nach Ablauf der Prüfzeit eingetreten ist.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann aber auch das dynamische Verhalten der Prüflinge bestimmt werden. Dazu ist vorgesehen, daß die Steuerbefehle des Computers aus der Zeitdifferenz zwischen dem Beginn der UV-Bestrahlung des Prüflings und dem Eintreten der Prüfantwort abgeleitet werden. Bei der Prüfantwort kann es sich beispielsweise um den Farbumschlag des Prüfbereichs handeln. Wegen der hierfür vorgesehenen bildpunktweisen Abtastung des Prüfbereichs kann die Prüfantwort ortsdifferenziert ausgewertet werden. Der Zeitpunkt des Eintretens des Farbumschlags kann beispielsweise vereinbart sein, wenn 67% aller Bildpunkte des Prüfbereichs ihre Farbe geändert haben. Es kann vorgesehen sein, nichtsignifikante Bildpunkte aus der Auswertung zu entfernen, beispielsweise die Randbereiche des Prüfbereichs, die nicht vollständig von der Prüfsubstanz bedeckt sind.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 den schematischen Aufbau einer ersten Prüfeinrichtung zur Inline-Prüfung einer photokatalytischen Oberfläche;
2 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Prüfeinrichtung in 1;
3 den schematischen Aufbau einer zweiten Prüfeinrichtung zur Inline-Prüfung einer photokatalytischen Oberfläche.
1 zeigt eine Prüfeinrichtung 10 zur zerstörungsfreien chemischen Inlineprüfung der photokatalytischen Aktivität einer photokatalytischen Oberfläche eines Prüflings 20. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um die Inlineprüfung von vorzugsweise keramischen Dachziegeln 20, die mit einer photokatalytisch aktiven Oberflächenbeschichtung versehen sind, i.a. mit einer Beschichtung aus Titandioxid.
Die Dachziegel 20 sind auf einem umlaufenden Förderband 30 abgelegt, das von Rollen 30r angetrieben ist. Die Förderrichtung ist in 1 von links nach rechts verlaufend dargestellt. Das Förderband 30 durchläuft eine Auftragsstation 40 mit einer Auftragsvorrichtung 40a und einer Trockenvorrichtung 40t, sowie nachfolgend eine Prüfkabine 50, deren über dem Förderband 30 angeordneter oberer Abschnitt als eine optische Prüfkabine ausgebildet ist mit einer oder mehreren breitbandigen UV-Lampen 50u, einer oder mehreren Lampen 50l und einer elektronischen Kamera 50k.
Die Auftragsvorrichtung 40a kann als eine automatische Pipette oder ein Druckwerk ausgebildet sein, das eine Prüfsubstanz als beispielsweise punktförmiger, kreisförmiger, rechteckiger oder linienförmiger Prüfbereich 40p auf die photokatalytisch aktive Oberflächenbeschichtung des Dachziegels 20 aufträgt. Es kann aber auch vorgesehen sein, die Prüfsubstanz mit Hand aufzutragen, beispielsweise mittels Pipette oder Pinsel.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, daß der Prüfbereich 40p außerhalb des in einer Dacheindeckung sichtbaren Oberflächenbereichs des Dachziegels 20 angeordnet ist.
In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Trockenvorrichtung 40t als Heizstrahler ausgebildet und stromabwärts hinter der Auftragseinrichtung 40a angeordnet. Es kann aber auch vorgesehen sein, daß die Trockenvorrichtung 40t außer Betrieb gesetzt ist, beispielsweise wenn vorgesehen ist, daß die chemische Nachweisreaktion im Prüfbereich 40p in eine Naßreaktion ist. Eine solche Nachweisreaktion ist beispielsweise im nachstehenden Ausführungsbeispiel der 3 beschrieben.
Als Nachweisreaktionen zum Nachweis der photokatalytischen Aktivität der Oberflächenbeschichtung der Dachziegels 20 sind vielfältige chemische Reaktionen nutzbar, die beispielsweise aus Laborverfahren bekannt sind.
In einer ersten Variante ist vorgesehen, daß die Prüfsubstanz eine halogenierte organische Substanz ist, vorzugsweise ausgebildet als chlorierter oder bromierter Kohlenwasserstoff, wie Dichloracetat, Chloroform, Methylenchlorid oder Tetrachlorkohlenstoff, die während der photokatalysierten Prüfreaktion Säure freisetzt, gleichbedeutend mit einem Umschlag des pH-Wertes.
In einer zweiten Variante ist vorgesehen, daß die Prüfsubstanz gebildet ist aus einer alkalischen Lösung, in die eine Substanz eingebracht ist, die während der Prüfreaktion CO₂ freisetzt, wie beispielsweise Formaldehyd, Acetaldehyd, Dichloressigsäure oder Oxalat, wobei das freigesetzte CO₂ aus der alkalischen Lösung Carbonat bildet. Gleiches gilt für andere halogenierte organische Substanzen. Als Folge dessen wird die alkalische Lösung neutralisiert und der pH-Wert der Lösung geändert. Wenn beispielsweise Dichloressigsäure vorgesehen ist, läuft folgende Zersetzungsreaktion ab: Cl₂HC-COOH + O₂ → 2 CO₂ + 2 HCl
Die Änderung des pH-Wertes ist bei beiden vorstehend genannten Ausführungsbeispielen durch einen chemischen pH-Indikator detektierbar, der einen Farbumschlag ausbildet, wenn sich der pH-Wert signifikant ändert, wie das beispielsweise bei Lackmus der Fall ist. Solche Indikatoren sind typisch für das Verfahren des Titrierens. Es kann aber auch ein chemischer pH-Indikator vorgesehen sein, der für jeden pH-Wert eine charakteristische Farbe annimmt.
In einer dritten Variante ist als Prüfsubstanz ein Farbstoff vorgesehen, der während der Prüfreaktion seine Farbe ändert. Bei Methylenblau, Methylorange oder Indigocarmin handelt es sich beispielsweise um Farbstoffe, die sich unter den genannten Bedingungen entfärben.
Methylenblau wird beispielsweise bei Bestrahlung mit UV-Licht und Anwesenheit einer photokatalytischen Beschichtung in das farblose Leukomethylenblau gewandelt. Vorzugsweise kann Methylenblau als Prüfsubstanz vorgesehen sein.
In einer vierten Variante ist als Prüfsubstanz ein Flureszenzfarbstoff vorgesehen, der sich während der Prüfreaktion entfärbt, beispielsweise ein Farbstoff aus der Gruppe Lumogen-Farbstoffe der Fa. BASF.
In einer fünften Variante ist als Prüfsubstanz eine Substanz vorgesehen, die auf der mit UV-Licht aktivierten Katalysatoroberfläche in einer Redox-Reaktion fluoreszierende Produkte bildet, wie beispielsweise Methylviologen. Vorteilhafterweise können die fluoreszierenden Produkte bereits in kleinen Konzentrationen detektiert werden, wodurch sich eine nach diesem Ausführungsbeispiel ausgebildete Prüfung der photokatalytischen Aktivität einer Beschichtung durch hohe Nachweisempfindlichkeit auszeichnet.
In einer sechsten Variante ist als Prüfsubstanz Silbernitrat vorgesehen.
Das farblose Silbernitrat zerfällt während der Prüfreaktion und bildet einen dunklen Fleck auf der mit UV-Licht aktivierten Katalysatoroberfläche aus.
Zur Bestrahlung der auf die Oberflächenbeschichtung der Dachziegel 20 aufgebrachten Prüfbereiche 40p ist vorgesehen, daß die UV-Lampen 50u so in der Prüfkabine 50 angeordnet sind, daß mindestens der Prüfbereich 40p mit UV-Licht bestrahlt ist. Die im sichtbaren Bereich strahlenden Lampen 50l können vorgesehen sein, wenn als Nachweisreaktion für die Umwandlung der im Prüfbereich 40p aufgebrachten Prüfsubstanz ein Farbumschlag im sichtbaren Bereich eintritt. Die Lampen 50l können darüber hinaus vorgesehen sein, um die Position und Ausrichtung des in der Prüfkabine 50 befindlichen Dachziegels 20 mit Hilfe der elektronischen Kamera 50k zu bestimmen.
Die Kamera 50k umfaßt in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel alle Komponenten, um ein digitales Bild, vorzugsweise ein digitales Farbbild, des Dachziegels 20 bereitzustellen und einem Computer 60 zwecks digitaler Bildanalyse zur Verfügung zu stellen. Dabei ist vorgesehen, daß das von der Kamera 50k ausgegebene Farbbild mindestens den im Prüfbereich 40p nach UV-Bestrahlung eintretenden Farbumschlag wiedergibt. Das Farbbild kann beispielsweise auf den sichtbaren Bereich des Lichtes gerichtet sein, es kann aber auch auf einen anderen, für das menschliche Auge unsichtbaren Bereich gerichtet sein oder diesen einschließen. Es ist vorgesehen, daß die Kamera 50k mit dementsprechenden Sensoren und/oder Filtern ausgebildet ist.
Der Computer 60 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem Monitor 60m und einem Drucker 60d verbunden. Auf diese Weise sind die Meßwerte online auf dem Schirm des Monitors 60m sichtbar, mittels des Druckers 60d protokollierbar und für die Steuerung des Prüfprozesses verwendbar. Auf diese Weise sind subjektive Prüffehler ausgeschlossen. Dabei ist vorgesehen, daß die Auswertung nach einer wählbaren festen Bestrahlungszeit des Prüflings beginnt.
Es kann auch vorgesehen sein, als Prüfkriterium die Zeit bis zum Eintreten des Farbumschlags des Prüfbereichs 40p zu bestimmen und beispielsweise als Maß für die quantitative photokatalytische Aktivität der Oberfläche des Dachziegels 20 auszuwerten. Dabei kann eine Justierung der Prüfeinrichtung nach Normprüflingen vorgesehen sein.
Die Dachziegel 20 werden also an der linken Seite des Förderbandes 30 aufgelegt, durchlaufen nacheinander die Auftragsstation 40 und die Prüfkabine 50 und werden auf der rechten Seite des Förderbandes entnommen. Es kann vorgesehen sein, daß die UV-Lampen 50u und die Lampen 50l dauernd eingeschaltet sind und/oder gleichzeitig oder zu unterschiedlichen Zeiten eingeschaltet sind. Beispielsweise kann vorgesehen sein, daß die Auftragsstation 40 in die Prüfkabine 50 vollständig integriert ist. In diesem Fall kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, die UV-Lampen 50u erst nach dem Aufbringen und ggf. Abtrocknen des Prüfbereichs 40p einzuschalten. Es kann aber auch, wie in 1 dargestellt, eine Trennwand zwischen der Auftragsstation 40 und der Prüfkabine 50 vorgesehen sein, beispielsweise, wenn das Bedienungspersonal beim Auffüllen von Prüfsubstanzen o.ä. bei laufendem Betrieb vorgesehenen Wartungsarbeiten vor den Einwirkungen des UV-Lichtes geschützt sein soll.
Wie bereits weiter oben ausgeführt, kann vorgesehen sein, daß die Kamera 50k auch Lagesensor für die Lage des Dachziegels 20 auf dem Förderband 30 ist. Dabei kann vorgesehen sein, daß die Software des Computers Prüflinge mit fehlerhafte Lage aussondert, weil bei diesen der Prüfbereich im sichtbaren Bereich des Prüflings angeordnet ist.
Es können aber auch zusätzliche unabhängige Lagesensoren vorgesehen sein zur Feststellung der relativen Lage des Dachziegels 20 auf dem Förderband 30. Weiter können Vorrichtungen vorgesehen sein, um den Dachziegel 20 vor dem Aufbringen des Prüfbereichs 40p in die Sollage zu bringen oder die Auftragsstation relativ zum Dachziegel 20 auszurichten. Auf diese Weise ist erreicht, daß der Prüfbereich 40p exakt positioniert ist.
Es kann vorgesehen sein, daß das Förderband 30 die aufgelegten Dachziegel 20 taktweise fördert, so daß die Bewegung der Dachziegel 20 während des Aufbringens des Prüfbereichs 40p und/oder während der Prüfzeit unterbrochen ist.
Der obere Abschnitt der Prüfkabine 50 ist als eine gegen Fremdlicht geschützte Haube ausgebildet, deren Seitenwände, Vorderwand, Rückwand und Oberseite lichtundurchlässig ausgebildet sind. Die Vorderwand und die Rückwand der Prüfkabine 50 sind in dem dargestellten Beispiel als Trägerchassis ausgebildet, auf dem die Prüfkabine sich auf dem Boden abstützt und an dem das Gestell des Förderbands 30 mit nicht dargestellten Mitteln befestigt ist. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Auftragsstation 40 so am oberen Abschnitt der Prüfkabine 50 angeordnet, daß sie mit diesem eine konstruktive Einheit bildet.
Das Förderband 30 ist im dargestellten Beispiel mit symmetrischem Überhang zur Auftragsstation 40 und zur Prüfkabine 50 angeordnet. Auf diese Weise ist die Prüfeinrichtung 10 ohne zusätzliche Befestigungselemente standsicher ausgebildet. Es kann aber auch vorgesehen sein, daß die Prüfeinrichtung 10 auf dem Boden nicht nur aufsteht, sondern auch fixiert ist, und das Förderband 30 eingangsseitig oder ausgangsseitig mit ungleichem Überhang ausgebildet ist.
Die Abstände der unteren Ränder der Seitenwände der Auftragsstation 40 und des oberen Abschnitts der Prüfkabine 50 zur Oberseite des Förderbandes 30 sind so bemessen, daß die auf dem Förderband 30 abgelegten Dachziegel 20 ohne Kollision unter der Auftragsstation 40 und dem oberen Abschnitt der Prüfkabine 50 vorbeigeführt sind.
Zum verbesserten Schutz gegen Fremdlicht kann vorgesehen sein, daß an den Unterkanten der beiden Seitenwände des oberen Abschnitts der Prüfkabine 50 bewegliche lichtdichte Schürzen angeordnet sind, so daß jeweils der Spalt zwischen der Unterkante der Seitenwand der Prüfkabine 50 und der Oberseite des Förderbandes 30 lichtdicht verschlossen ist. Sofern, wie vorstehend beschrieben, die Auftragsvorrichtung 40 in die Prüfkabine 50 integriert ist und die Prüfkabine 50 mit einer Trennwand zwischen der Auftragsvorrichtung 40 und den UV-Lampen 50l ausgebildet ist, kann vorgesehen sein, daß an der Unterkante der Trennwand ebenfalls eine bewegliche lichtdichte Schürze angeordnet ist.
Beim Durchlauf eines Dachziegels 20 durch die Auftragsstation 40 wird dieser unter der Auftragsvorrichtung 40a mit einem Prüfbereich 40p versehen, der im dargestellten Beispiel unter der stromabwärts angeordneten Trockenvorrichtung 40t getrocknet wird. In der Prüfkabine 50 wird nun dieser mit dem Prüfbereich 40p versehene Dachziegel 20 durch die UV-Lampen 50u mit UV-Licht bestrahlt. Dadurch wird auf Grund der photokatalytischen Oberflächenbeschichtung des Dachziegels 20 im Prüfbereich 40p eine photokatalytische Reaktion ausgelöst, wodurch im Prüfbereich 40p ein Farbumschlag eintritt. Die Kamera 50k erzeugt von der Oberfläche des Dachziegels 20 ein digitales Bild, aus dem der Computer 60 die Information über den Farbumschlag des Prüfbereichs 40p gewinnt. Das Eintreten und/oder die Geschwindigkeit des Farbumschlags ist ein Maß für die Beurteilung der Qualität der photokatalytischen Beschichtung des Dachziegels 20.
Es kann vorgesehen sein, daß der Computer 60 mit einer nicht dargestellten Steuerung verbunden ist, welche die Sortierung der Dachziegel 20 in Qualitätsklassen nach dem Verlassen der Prüfkabine 50 steuert, wofür weitere nicht dargestellte Einrichtungen vorgesehen sein können.
2 zeigt nun ein Ausführungsbeispiel der beschriebenen Prüfeinrichtung in perspektivischer Darstellung. Computer, Monitor und Drucker sind in 2 nicht dargestellt. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. In dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Auftragsstation 40 unmittelbar am Eingang der Prüfkabine 50 angeordnet. Das Förderband 30 ist eingangsseitig und ausgangsseitig mit gleichem Überhang ausgebildet. Wegen des nahezu symmetrischen Aufbaus der Prüfeinrichtung 10 ist eine Befestigung der Prüfeinrichtung 10 an der Bodenfläche nicht vorgesehen.
3 zeigt nun ein zweites Ausführungsbeispiel der Prüfeinrichtung 10. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Reaktion der im Prüfbereich 40p aufgebrachten Prüfsubstanz wird nunmehr durch einen elektrochemischen Sensor 50s angezeigt, der mit dem Computer 60 verbunden ist. Aus diesem Grund ist vorgesehen, daß die Prüfsubstanz als Lösung ausgebildet ist, deren pH-Wert sich auf der photokatalytischen Oberfläche des Dachziegels 20 nach Bestrahlung mit UV-Licht signifikant ändert und der elektrochemische Sensor 50s als pH-Sensor ausgebildet ist.
Im Unterschied zum in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel werden hier die Trocknungsvorrichtung 40t und die Lampe 50l nicht benötigt. Deshalb kann bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel die Verweildauer des Dachziegels 20 in der Prüfkabine 50 reduziert sein.
Es kann vorgesehen sein, daß die Prüfsubstanz eine halogenierte organische Substanz ist, vorzugsweise ausgebildet als chlorierter oder bromierter Kohlenwasserstoff, wie Dichloracetat, Chloroform, Methylenchlorid oder Tetrachlorkohlenstoff, die während der Prüfreaktion Säure freisetzt.
Es kann auch vorgesehen sein, daß die Prüfsubstanz eine Substanz ist, die während der Prüfreaktion CO₂ freisetzt, wie beispielsweise Formaldehyd, Acetaldehyd oder Oxalat, die in ein alkalisches Milieu eingebracht ist, wobei das freigesetzte CO₂ zu Carbonat reagiert und das alkalische Milieu neutralisiert.

10: Prüfeinrichtung
20: Prüfling
30: Förderband
30r: Rolle
40: Auftragsstation
40a: Auftragsvorrichtung
40p: Prüfbereich
40t: Trockenvorrichtung
50: Prüfkabine
50k: elektronische Kamera
50l: Lampe
50s: elektrochemischer Sensor
50u: UV-Lampe
60: Computer
60d: Drucker
60m: Monitor

Claims

Einrichtung (10) zur zerstörungsfreien Inline-Prüfung der Reaktionsfähigkeit einer photokatalytischen Oberflächenbeschichtung eines Bauelements, insbesondere eines Dachziegels, während des Herstellungsprozesses mit: – einer Transporteinrichtung (30) zum Befördern des beschichteten Bauelements (20), – einer Auftragsstation (40), in der eine Auftragsvorrichtung (40a) zum Aufbringen einer Prüfsubstanz auf einen Prüfbereich (40p) der photokatalytischen Oberflächenbeschichtung des zu prüfenden Bauelements (20) angeordnet ist, – einer Prüfkammer (50) mit mindestens einer UV-Strahlungsquelle (50u) zur Bestrahlung des Prüfbereichs (40p) und mit einer Detektionseinrichtung, die oberhalb des Prüfbereichs (40p) angeordnet ist und die die durch die Prüfsubstanz und die Bestrahlung im Prüfbereich (40p) hervorgerufene photokatalytische Reaktion erfaßt.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die. Detektionseinrichtung mit einem Computer (60) mit Auswertungssoftware verbunden ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die UV-Strahlungsquelle (50u) als breitbandige UV-Strahlungsquelle ausgebildet ist, die UV-Licht mit einer Wellenlänge von 280 nm bis 380 nm abstrahlt.
Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die UV-Strahlungsquelle (50u) UV-Licht mit einer Wellenlänge von 315 nm bis 380 nm abstrahlt.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die UV-Strahlungsquelle (50u) eine schmalbandige UV-Strahlungsquelle ist.
Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionseinrichtung eine optische Sensoreinrichtung und mindestens eine weitere Lichtquelle (50l) aufweist.
Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Sensoreinrichtung als elektronische Kamera (50k) zur Bilderfassung und zur Ausgabe eines digitalen Bildes ausgebildet ist.
Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die e1ektronische Kamera (50k) zur bildpunktweisen Ausgabe eines Echtfarbbildes ausgebildet ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera (50k) mindestens einen zeilenförmigen Bild-Sensor aufweist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera (50k) mindestens einen matrixförmigen Bildsensor aufweist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionseinrichtung einen chemischen Sensor aufweist.
Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der chemische Sensor ein elektrochemischer Sensor ist.
Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrochemische Sensor (50s) ein pH-Sensor ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionseinrichtung einen Gassensor aufweist.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilderfassungseinrichtung der Detektionseinrichtung als Kamera (50k) mit selektiv durchlässigen Filtern und/oder selektiv empfindlichen Sensoren ausgebildet ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Auftragsstation (40) eine Trocknungsvorrichtung (40t) angeordnet ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragsvorrichtung (40a) als automatische Pipette ausgebildet ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragsvorrichtung (40a) nach Art eines Tintenstrahl-Druckkopfs ausgebildet ist.
Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragsstation (40) in der Prüfkammer (50) angeordnet ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfkammer (50) von der Transporteinrichtung (30) durchgriffen ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der über dem zu prüfenden Bauelement (20) angeordnete Abschnitt der Prüfkammer (50) lichtundurchlässig ausgebildet ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die über der Transporteinrichtung (30) angeordneten Seitenwände der Prüfkammer (50) mit einer beweglichen und lichtundurchlässigen Schürze ausgebildet sind, die den Spalt zwischen der Unterkante der Seitenwand und der Oberfläche der Transporteinrichtung (30) lichtdicht überdeckt.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfkammer (50) als kompakter Prüfkopf ausgebildet ist, in dem die UV-Strahlungsquelle (50u) und die Detektionseinrichtung angeordnet sind.
Einrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die UV-Strahlungsquelle (50u) und die Detektionseinrichtung als integrierte Schaltung ausgebildet sind.
Einrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfkopf eine Signalverarbeitungseinrichtung aufweist.
Einrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungseinrichtung als integrierte Schaltung ausgebildet ist.
Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Sensoren zur Bestimmung der relativen Lage des zu prüfenden Bauelements (20) auf der Transporteinrichtung (30) vorgesehen sind.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Computer (60) mit einer Einrichtung verbunden ist zur Aussonderung fehlerhafter geprüfter Bauelemente und/oder zur Gruppierung der geprüften Bauelemente nach Qualitätsklassen und/oder zur akustischen und/oder optischen Signalisierung und/oder Markierung der geprüften Bauelemente.
Verfahren zur zerstörungsfreien Inline-Prüfung der Reaktionsfähigkeit einer photokatalytischen Oberflächenbeschichtung eines Bauelements, insbesondere eines Dachziegels, während des Herstellungsprozesses mit folgenden Verfahrensschritten: – Befördern des zu prüfenden Bauelements auf einer Transporteinrichtung ohne Unterbrechung des Herstellungsprozesses während der Prüfung, – Auftragen einer Prüfsubstanz auf einen Prüfbereich der photokatalytischen Oberflächenbeschichtung des Bauelements, – Bestrahlen des Prüfbereichs mit UV-Licht, – Detektieren der durch die photokatalytische Reaktion eingetretenen Änderung der Prüfsubstanz, – Ausgeben von maschinell lesbaren Prüfwerten.
Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß das zu prüfende Bauelements auf der Transporteinrichtung kontinuierlich befördert wird.
Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß das zu prüfende Bauelement auf der Transporteinrichtung schrittweise befördert wird.
Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfwerte einem Computer (60) zur Auswertung und/oder Prozeßsteuerung des Herstellungs- und/oder Prüfungsverfahrens zugeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenlängenbereich des UV-Lichtes von 280 nm bis 380 nm vorgesehen ist.
Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenlängenbereich des UV-Lichtes von 315 nm bis 380 nm vorgesehen ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 29 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektion mittels einer Lichtquelle (50l) und mittels einer optischen Sensoreinrichtung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Detektion mittels einer Bilderfassungseinrichtung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektion mittels eines chemischen Sensors erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß als chemischer Sensor ein elektrochemischer Sensor verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrochemischer Sensor ein pH-Sensor (50s) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß zur Detektion ein Gassensor verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Detektion eine Bilderfassung erfolgt, wobei eine elektronische Kamera (50k) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß auf die photokatalytische Oberflächenbeschichtung als Prüfsubstanz eine Substanz aufgebracht wird, die während der Prüfreaktion ihren pH-Wert ändert.
Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfsubstanz mit einer pH-Indikatorsubstanz versetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß als Prüfsubstanz eine halogenierte organische Substanz verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß die halogenierte organische Substanz ein chlorierter oder bromierter Kohlenwasserstoff ist.
Verfahren nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß Dichloracetat, Chloroform, Methylenchlorid oder Tetrachlorkohlenstoff verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß als Prüfsubstanz eine Substanz verwendet wird, die während der Prüfreaktion CO₂ freisetzt.
Verfahren nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß Formaldehyd, Acetaldehyd oder Oxalat verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfsubstanz eine alkalische Lösung beigefügt wird.
Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß als Prüfsubstanz ein Farbstoff verwendet wird, der während der Prüfreaktion seine Farbe ändert.
Verfahren nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß als Farbstoff Methylenblau, Methylorange, Indigocarmin oder ein Fluoreszenzfarbstoff verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß als Prüfsubstanz eine Substanz verwendet wird, die während der Prüfreaktion Fluoreszenz ausbildet.
Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß als Prüfsubstanz eine Substanz verwendet wird, die während der Prüfreaktion in einer Redoxreaktion fluoreszierende Produkte bildet.
Verfahren nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß Methylviologen verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß als Prüfsubstanz Silbernitrat verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die zu prüfenden Bauelemente (20) in einer gegen Fremdlicht abgeschirmten Prüfkammer (50) mit UV-Licht bestrahlt werden.
Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilderfassungseinrichtung der Detektionseinrichtung ein Echtfarbenbild oder ein Falschfarbenbild ausgibt.
Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Lage des zu prüfenden (20) auf der Transporteinrichtung (30) mit Lagesensoren bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Lage des zu prüfenden Bauelements (20) auf der Transporteinrichtung (30) mit einer Kamera (50k) durch Bildauswertung im Computer (60) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Computer (60), dem die Prüfwerte zugeführt werden, Steuerbefehle für eine Sortiereinrichtung für die geprüften Bauelemente (20) ausgibt.
Verfahren nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerbefehle aus dem Soll-Ist-Vergleich der Prüfwerte eines Prüfnormals und des geprüften Bauelements (20) abgeleitet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 60 oder 61, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerbefehle aus der Zeitdifferenz zwischen dem Beginn der UV- Bestrahlung des zu prüfenden Bauelements (20) und dem Eintreten der Prüfantwort der photokatalytischen Reaktion abgeleitet werden.