DE102006016101A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Messung einer Dicke einer transparenten organischen Schicht - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Messung einer Dicke einer transparenten organischen Schicht Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (100, 100') zur Messung einer Dicke (D) einer transparenten organischen Schicht (7) auf einer Oberfläche eines Trägermaterials (5), wobei die mit der Schicht (7) versehene Oberfläche mit Licht mehrerer unterschiedlicher Wellenlängen bestrahlt wird und durch Messung des reflektierten Lichts die jeweilige Absorption des Lichts in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen bestimmt wird, wobei mindestens einer der unterschiedlichen Wellenlängenbereiche innerhalb eines Absorptionsbereichs des Absorptionsspektrums der Moleküle der organischen Schicht (7) und mindestens einer der unterschiedlichen Wellenlängenbereiche außerhalb des zuvor genannten Absorptionsbereichs liegt, wobei das reflektierte Licht von mindestens einem Detektor (3, 4, 13) erfasst und auf Grundlage der von dem Detektor (3, 4, 13) abgegebenen Daten die Dicke (D) der Schicht (7) bestimmt wird. Durch mindestens zwei Strahlungsquellen (1, 2) zur Erzeugung von Licht mit jeweils unterschiedlichen Wellenlängen, wobei mindestens eine Strahlungsquelle (1, 2) Licht mit einer Wellenlänge innerhalb des zuvor genannten Absorptionsbereichs und mindestens eine Strahlungsquelle (1, 2) Licht mit einer Wellenlänge außerhalb des zuvor genannten Absorptionsbereichs abgibt, zeichnet sich das Verfahren beziehungsweise die Vorrichtung (100, 100') durch eine hohe Messgeschwindigkeit, einen geringen Platzbedarf und durch einen Verzicht auf ein mechanisches Filterrad aus.

Description

  • Einleitung
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung einer Dicke einer transparenten organischen Schicht auf einer Oberfläche eines Trägermaterials, wobei die mit der Schicht versehene Oberfläche mit Licht mehrerer unterschiedlicher Wellenlängen bestrahlt wird und durch Messung des reflektierten Lichts die jeweilige Absorption des Lichtes in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen bestimmt wird, wobei mindestens einer der unterschiedlichen Wellenlängenbereiche innerhalb eines Absorptionsbereichs des Absorptionsspektrums der Moleküle der organischen Schicht und mindestens einer der unterschiedlichen Wellenlängenbereiche außerhalb des zuvor genannten Absorptionsbereichs liegt, wobei das reflektierte Licht von mindestens einem Detektor erfasst und auf Grundlage der von dem Detektor abgegebenen Daten die Dicke der Schicht bestimmt wird.
  • Typischerweise wird am Ende eines Walzprozesses bei der Herstellung von Feinblech aus Stahl oder Nichteisenmetallen, wie beispielsweise Aluminium, Messing oder Kupfer aus Korrosionsschutzgründen eine organische Schicht auf das Blech aufgebracht. Bei diesen transparenten, organischen Schichten handelt es sich im Allgemeinen um organische Öle oder Wachse, die neben einem Schutz vor Korrosion ebenso ein Einreißen des Blechs bei einem späteren Tiefziehprozess verhindern.
  • Eine Abweichung der Dicke der organischen Schicht von einem Soll-Wert – sowohl nach oben als auch nach unten – ist nicht erwünscht: Eine nicht ausreichend dicke Schicht kann zu einer Beschädigung des Blechs, insbesondere zu einer Rissbildung bei einem späteren Bearbeitungsprozess führen, während durch eine Dicke der Schicht, die oberhalb des Sollwertes liegt, ein Ölaustritt aus einem gewickelten Coil hervorgerufen wird, was einerseits zu Verunreinigungen der Lager- und Betriebsflächen führt und andererseits eine Rutschgefahr für Personal hervorruft und somit ein Sicherheitsrisiko darstellt. Demzufolge ist eine Messung der organischen Schichtdicke zu Kontrollzwecken erforderlich.
  • Allgemein bekannt sind Verfahren oder Vorrichtungen zur Bestimmung der Schichtdicke, bei denen die beschichtete Blechoberfläche mit Infrarotstrahlen einer breitbandigen Lichtquelle bestrahlt wird und eine Auswertung der reflektierten bezie hungsweise absorbierten Strahlen mit Hilfe des Lambert-Beer'schen Gesetztes vorgenommen wird.
  • Aus der japanischen Veröffentlichung 60-017304 wird ein Verfahren offenbart, bei dem das auf die Blechoberfläche abgestrahlte Licht mittels eines vor die breitbandige Lichtquelle angebrachten mechanischen Filterrades in unterschiedliche Wellenlängen zerlegt wird. Das Filterrad ist mit einem Filter, der an die Absorptionswellenlänge der aufgebrachten Schicht angepasst ist, und mit einem Filter, der als Referenzfilter dient und an eine Wellenlänge außerhalb der Absorptionswellenlänge der aufgebrachten Schicht angepasst ist, ausgestattet. Durch die Rotation des Filterrades wird die Blechoberfläche abwechselnd mit Licht der vorgenannten Wellenlängen angestrahlt, so dass anhand einer Messung der reflektierten Lichtstrahlen mit den unterschiedlichen Wellenlängen auf die Schichtdicke der transparenten Schicht geschlossen werden kann.
  • Nachteilig an dieser Messvorrichtung ist, dass die von der Lichtquelle ausgehenden Lichtstahlen zunächst durch eine Linse, dann durch das Filterrad und schließlich durch einen Kollimator geführt werden, wodurch die Lichtintensität der auf die Blechoberfläche auftreffenden Strahlen stark reduziert wird. Deshalb ist zur Beleuchtung eine äußerst leistungsstarke Lichtquelle, im Allgemeinen ein Glühfadenleuchtmittel mit hoher Leistung, erforderlich, die jedoch die Blechoberfläche stark aufheizt, was im Extremfall zu einer partiellen Verbrennung der organischen Beschichtung bei Stillstand des Bandes führen kann. Ein weiterer Nachteil der vorgenannten Vorrichtung ist die Steuerung der Wellenlängen mittels eines mechanischen Filterrades, das eine begrenzte Lebensdauer aufweist und einen verhältnismäßig großen Platzbedarf bedarf, was insbesondere für Handgeräte nicht praktikabel ist. Weiterhin ist die Messfrequenz von der Umlaufgeschwindigkeit des Filterrades abhängig und beeinflusst somit bei gegebener Laufgeschwindigkeit des Bandes den Abstand der Messpunkte auf dem Band und somit die „Prüfungsdichte", das heißt die Zuverlässigkeit der Messung.
  • Bei der Bestimmung der Schichtdicke einer transparenten, organischen Schicht nach der europäischen Patentschrift EP 1 287 310 B1 wird die Oberfläche des beschichteten Trägermaterials direkt mit Hilfe einer breitbandigen Lichtquelle beleuchtet, die eine Strahlung enthält, die von der organischen Schicht absorbiert wird. Das reflektierte beziehungsweise zurückgestreute Licht wird mittels eines Spektrometers eingesammelt und spektral zerlegt. Schließlich wird die Intensität der Wellenlängenbereiche des reflektierten Lichts ausgewertet, die einmal innerhalb eines Absorptionsbandes des Absorptionsspektrums der Moleküle der organischen Schicht und einmal außerhalb des Absorptionsbandes liegen, so dass auf die Dicke der Schicht geschlossen werden kann. Auch hier besteht ein Nachteil in der Verwendung eines motorbetriebenen mechanischen Filterrades zur Steuerung der Wellenlängen, das einerseits eine begrenzte Lebensdauer aufweist und andererseits die Messfrequenz einschränkt.
  • Aus der Offenlegungsschrift DE 43 18 767 A1 geht ebenso ein Verfahren beziehungsweise eine Vorrichtung zum Messen der Dicke einer dünnen organischen Schicht auf Kaltwalzerzeugnissen hervor, bei dem die Wellenlängenbereiche des von einem Infrarotstrahler abgestrahlten Lichtes ebenfalls durch verschiedene Referenzfilter bestimmt werden, die auf einer schrittweise drehbaren Scheibe angeordnet sind.
  • Aufgabe
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Messung einer Dicke einer transparenten Schicht bereit zu stellen, das sich durch eine hohe Messgeschwindigkeit, einen geringen Platzbedarf und einen Verzicht auf ein mechanisches Filterrad auszeichnet. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen.
  • Lösung
  • Ausgehend von dem Verfahren der eingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass mindestens zwei Strahlungsquellen zur Erzeugung von Licht mit jeweils unterschiedlichen Wellenlängen verwendet werden, wobei mindestens eine Strahlungsquelle Licht mit einer Wellenlänge innerhalb des zuvor genannten Absorptionsbereichs und mindestens eine Strahlungsquelle Licht mit einer Wellen länge außerhalb des zuvor genannten Absorptionsbereichs abgibt. Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass bei der separaten Erzeugung der unterschiedlichen Wellenlängen gänzlich auf ein Filterrad mit einer begrenzten Lebensdauer, einem großen Platzbedarf und einer eingeschränkten Drehfrequenz verzichtet werden kann. Infolge einer somit höheren möglichen Messfrequenz des Verfahrens wird bei einer gegebenen Laufgeschwindigkeit des Bandes eine höhere Dichte der Messpunkte erreicht, wodurch die Dicke der organischen Schicht deutlich aussagekräftiger überwacht beziehungsweise geprüft werden kann.
  • Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das reflektierte Licht jeder der mindestens zwei Strahlungsquellen von einem der jeweiligen Strahlungsquelle zugeordneten Detektor erfasst wird. Somit kann die Zuordnung der Daten, die in einer Auswerteeinheit ausgewertet werden, auf einfache Weise erfolgen, da jedem Detektor automatisch ein Wellenlängenbereich zugeordnet werden kann, der dem der dem Detektor zugehörigen Lichtquelle entspricht, da jeder Detektor lediglich die reflektierten Lichtstrahlen eines Wellenlängenbereichs empfängt. Außerdem kann auf einen pulsierenden Betrieb der Strahlungsquellen verzichtet werden, falls dies gewünscht ist.
  • Dabei ist es von Vorteil, wenn die jeweiligen Lichtstrahlen zwischen den Strahlungsquellen und den zugeordneten Detektoren räumlich unabhängig sind, so dass eine fehlerhafte Datenverarbeitung verhindert werden kann.
  • Erfindungsgemäß kann vorgesehen werden, dass das Licht der verschiedenen Strahlungsquellen einen gemeinsamen Bereich der Oberfläche des Trägermaterials bestrahlt, so dass sich die erfassten Werte bezüglich der jeweiligen Leuchtquellen mit verschiedenen Banden auf den selben Bereich der zu messenen Schicht beziehen und eine hohe Messgenauigkeit des Verfahrens gewährleistet wird. Durch Anordnung der verschiedenen Strahlungsquellen können die Ein- und Ausfallwinkel derart eingestellt werden, dass sich die Lichtstrahlen nicht gegenseitig beeinflussen, wobei entweder der direkte oder der diffuse Reflex des Lichts genutzt werden kann.
  • Die Erfindung weiter ausgestaltend wird das reflektierte Licht der Strahlungsquellen von einem einzigen Detektor zur Datenverarbeitung aufgenommen und die mindestens zwei Strahlungsquellen werden abwechselnd gepulst. Die Strahlungsquellen werden demnach intermittierend aktiviert, wobei diese das Trägermaterial mit der darauf befindlichen Schicht zeitversetzt zueinander bestrahlen. Der Detektor erfasst dann abwechselnd reflektierte Lichtstrahlen von der Lichtquelle mit einer Wellenlänge innerhalb der Absorptionsbande des Absorptionsspektrums der Moleküle der organischen Schicht und reflektierte Lichtstrahlen von der Lichtquelle mit einer Wellenlänge außerhalb der zuvor genannten Absorptionsbande. Durch den Wegfall von mindestens einem Detektor kann das Verfahren sowohl kostengünstiger als auch platzsparender ausgeführt werden.
  • Zur Festlegung der verschiedenen Wellenlängenbereiche der Strahlungsquellen können Vorsatzfilter eingesetzt werden. Das hat den Vorteil, dass eine Anpassung des Verfahrens an verschiedenartige transparente Schichten durch simples Austauschen der Vorsatzfilter erfolgen kann. Auch ist die zuverlässige Einhaltung bestimmter Grenzen der Wellenlängenbereiche so einfach möglich.
  • Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn die Strahlungsquellen von Leuchtdioden gebildet werden. Sowohl bei kontinuierlichem Betrieb als auch bei gepulstem Betrieb von mindestens zwei Lichtquellen kann das Verfahren deutlich energiesparender durchgeführt werden als mit Glühfadenleuchtmitteln. Besonders bei Handgeräten, die zur Energieversorgung mit einem Akku ausgestattet sind, ist die Verwendung von Leuchtdioden als Strahlungsquellen gut geeignet, da die Geräte aufgrund des geringeren Energieverbrauchs mit einem kleineren Akku ausgestattet werden können, was sich sowohl auf den Platzbedarf als auch auf das Gerätegewicht positiv auswirkt.
  • Insbesondere bei dem oben aufgeführten Impulsbetrieb der Leuchtmittel zeichnen sich die Leuchtdioden besonders aus, da sie gerade bei einer extrem kurzen Aktivierung bereits über eine extrem hohe Strahlungsenergie verfügen. Weiterhin weisen Leuchtdioden keine Nachleuchtzeit auf, so dass die Lichtimpulse deutlich schneller aufeinander folgen können als bei Glühfadenleuchtmitteln. Schließlich ist die Verwendung von Leuchtdioden von Vorteil, weil diese bereits ohne die Vorschaltung von Filtern über eine schmalbandige Strahlung verfügen.
  • Ferner ist bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Strahlungsquellen von Laserdioden gebildet werden, was bei bestimmten Anwendungen von Vorteil sein kann.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe weiterhin gelöst durch eine Vorrichtung zur Messung einer Dicke einer transparenten organischen Schicht auf einer Oberfläche eines Trägermaterials, umfassend
    • – eine Strahlungsquelle, mittels der die mit der Schicht versehene Oberfläche mit Licht bestrahlbar ist,
    • – mindestens einen Detektor zur Erfassung des reflektierten Lichts, und
    • – eine Auswerteinheit zur Bestimmung der Dicke der Schicht anhand der von dem Detektor ausgegebenen Strahlungsdaten,
    wobei die Vorrichtung mit mindestens einer weiteren Strahlungsquelle zur Erzeugung von Licht mit einer gegenüber der ersten Strahlungsquelle unterschiedlichen Wellenlänge ausgestattet ist, wobei mindestens eine der unterschiedlichen Wellenlängen innerhalb eines Absorptionsbereichs des Absorptionsspektrums der Moleküle der organischen Schicht und mindestens eine der unterschiedlichen Wellenlängen außerhalb des zuvor genannten Absorptionsbereichs liegt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die Durchführung des weiter oben beschriebenen vorteilhaften Verfahrens auf einfache Weise.
  • Analog zu dem erfindungsgemäßen Verfahren sieht eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine der Anzahl der Strahlungsquellen entsprechende Anzahl von Detektoren vor, die den jeweiligen Strahlungsquellen zugeordnet sind. Dadurch kann eine einfache Zuordnung und Auswertung der Daten in der Auswerteeinheit erfolgen.
  • Vorteilhafter Weise sind die Detektoren derart angeordnet, dass die Lichtstrahlen zwischen den Strahlungsquellen und deren zugeordneten Detektoren räumlich unabhängig sind.
  • Um eine hohe Messgenauigkeit der Dicke der Schicht auf dem Trägermaterial zu erzielen ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung mit Strahlungsquellen ausgestattet ist, mit denen ein gemeinsamer Bereich der Oberfläche des Trägermaterials bestrahlbar ist.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht die Anordnung eines einzigen Detektors zur Aufnahme des reflektierten Lichts der Strahlungsquellen vor sowie die Anordnung einer Steuereinheit, durch die die mindestens zwei Strahlungsquellen abwechselnd gepulst werden.
  • Vorteilhafter Weise werden den Strahlungsquellen zugeordnete Vorsatzfilter angeordnet, durch die die jeweiligen Wellenlängen der Lichtstrahlen bestimmbar sind.
  • Besonders vorteilhaft ist, wenn die Strahlungsquellen der Vorrichtung Leuchtdioden sind.
  • Weiterhin ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung die Ausbildung der Strahlungsquellen der Vorrichtung als Laserdioden vorgesehen.
  • Ausführungsbeispiel
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Messung einer Dicke einer transparenten, organischen Schicht einer Oberfläche eines Trägermaterials, die in den Zeichnungen dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigt:
  • 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei Strahlungsquellen und zwei Detektoren,
  • 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Beispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei Strahlungsquellen und einem Detektor, und
  • 3 ein Schaltungsdiagramm, in dem eine gepulste Schaltung von zwei verschiedenen Strahlungsquellen dargestellt ist.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 mit zwei Strahlungsquellen 1, 2 und zwei Detektoren 3, 4 wobei der Detektor 3 der Strahlungsquelle 1 zugeordnet ist und der Detektor 4 der Strahlungsquelle 2.
  • Ein Trägermaterial 5 (Blechband) wird mittels einer in den Figuren nicht dargestellten Transportvorrichtung in Transportrichtung 6 befördert. Das Trägermaterial 5 besteht aus einem Stahlblech in einer Stärke von ca. 0,5 bis 3 mm, das zum Schutz vor Korrosion mit einer Schicht 7 aus einem transparenten organischen Wachs versehen ist, die im Mittel eine Dicke D von 1 Mikrometer aufweist. Die stichprobenhafte Messung der Dicke D der Schicht 7 erfolgt durch Bestrahlung der Stahlbandoberfläche mit dem darauf befindlichen Wachs mit Hilfe der zwei Strahlungsquellen 1, 2 mit unterschiedlichen Wellenlängen, wobei eine der Wellenlängen an die Absorptionswellenlänge der aufgebrachten Schicht 7 angepasst ist und die andere Wellenlänge außerhalb der Absorptionswellenlänge der Schicht 7 liegt und somit als Referenz dient. Anhand einer Messung der reflektierten Lichtstrahlen kann auf das Absorptionsverhalten der organischen Schicht 7 und somit auf deren Dicke D geschlossen werden.
  • Bei den in der 1 dargestellten Strahlungsquellen 1, 2 handelt es sich um Leuchtdioden, von denen eine Leuchtdiode Licht mit einer Wellenlänge von 3500 nm innerhalb eines Absorptionsbandes des Absorptionsspektrums der Moleküle der organischen Schicht und die andere Leuchtdiode Licht mit einer Wellenlänge von 3700 nm außerhalb des zuvor genannten Absorptionsbereiches abgibt.
  • Die Steuerung der Strahlungsquellen 1, 2 sowie der Detektoren 3, 4 erfolgt über eine Steuereinheit 8, durch die gegebenenfalls eine abwechselnde Pulsung der Strahlung eingestellt werden kann. Die beiden Strahlungsquellen 1, 2 sind derart angeordnet, dass sie denselben Bereich 9 des Trägermaterials 5 bestrahlen.
  • In 1 ist ausgehend von den Strahlungsquellen 1, 2 jeweils eine strichpunktierte Linie dargestellt, die die Mittellinie 10 eines sich in der Realität ausbildenden Strahlungskegels repräsentieren soll und beispielhaft den Strahlengang ausgehend von den Strahlungsquellen 1, 2 zeigt. Beide Mittellinien 10 treffen sich in einem Bereich 9 auf der Oberfläche des Trägermaterials 5, so dass die Dicke D der transparenten Schicht 7 genau in diesem Bereich gemessen werden kann. Von den diffus reflektierten Lichtstrahlen, von denen jeweils einer ebenfalls beispielhaft als strichpunktierte Linie 11 dargestellt ist, werden eine Vielzahl von den Detektoren 3 und 4 erfasst. Auf Grundlage der von den Detektoren 3, 4 an eine Auswerteeinheit 12 abgegebenen Daten und gegebenenfalls der von der Steuereinheit 8 an die Auswerteeinheit 12 abgegebenen Daten (im Fall eines Impulsbetriebs der Strahlungsquellen) wird die Dicke D der Schicht 7 in dem angestrahlten Bereich 9 bestimmt.
  • Da für die Messung der diffuse Reflex der Lichtstrahlen genutzt wird, sind die Anforderungen bezüglich der optischen Gesetze hinsichtlich des Ein- und Ausfallwinkels der Lichtstrahlen gering, so dass die Position und Ausrichtung der Geräte in gewissen Grenzen wählbar ist.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Beispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100'. Die Anordnung des Blechbandes auf der Transporteinrichtung sowie die Anordnung der Steuereinheit 8, der Auswerteeinheit 12 und der Lichtquellen 1, 2 erfolgt analog zu dem Ausführungsbeispiel aus 1. Im Unterschied zu der Vorrichtung nach 1 wird das diffus reflektierte Licht der zwei Strahlungsquellen 1, 2 von einem einzigen Detektor 13 erfasst. Beispielhaft ist auch in 2 ausgehend von den Strahlungsquellen 1, 2 jeweils eine strichpunktierte Linie gezeigt, die die Mittellinie 10 eines Strahlungskegels repräsentieren soll und den Strahlengang ausgehend von den beiden Strahlungsquellen 1, 2 zeigt. Die Position der Strahlungsquellen 1, 2 ist so gewählt, dass die Mittellinien 10 sich in einem Bereich 9 auf der Oberfläche des Trägermaterials 5 treffen und nach ihrer Reflexion einen identischen Verlauf zum Detektor 13 aufweisen. In der Realität wird eine Vielzahl von diffus reflektierten Lichtstrahlen von dem Detektor 13 erfasst und an die Auswerteeinheit 12 abgegeben. Anhand der von dem Detektor 13 und von der Steuereinheit 8 empfangenen Daten wird die Dicke D der Schicht 7 von der Auswerteeinheit 12 bestimmt.
  • Bei der Vorrichtung 100' nach 2 ist die abwechselnde Pulsung der Strahlungsquellen 1, 2 unabdingbar, weshalb sich die Anordnung von Leuchtdioden als Strahlungsquellen 1, 2 empfiehlt. Leuchtdioden sind schmalbandige Strahler und zeichnen sich durch ihren geringen Energieverbrauch aus. Insbesondere bei einem Impulsbetrieb weisen Leuchtdioden den Vorteil auf, dass sie gerade bei extrem kurzer Aktivierung bereits über eine extrem hohe Strahlungsenergie verfügen.
  • Weiterhin ist in 2 ein Vorsatzfilter 14 dargestellt, der insbesondere bei der Verwendung von Glühfadenleuchtmitteln mit einer breitbandigen Strahlung aber auch bei Leuchtdioden als Filter eingesetzt werden kann.
  • Grundsätzlich ist die Ausbildung der Vorrichtungen 100, 100' auch als Handgerät zweckmäßig, bei dem die Schicht 7 auf einem Trägermaterial 5 stationär gemessen wird.
  • Aus 3 geht ein Diagramm hervor, in dem über der Zeit eine gepulste Schaltung von zwei verschiedenen Strahlungsquellen dargestellt ist. Dabei verlaufen die beiden Graphen 16, 17 übereinander in einem Diagramm, so dass gut erkennbar ist, dass die Strahlungsquellen abwechselnd aktiviert werden. Befinden sich die Linien der Graphen 16, 17 im Bereich der punktierten Linie 15, so sind die Strahlungsquellen aktiviert, befinden sich die Linien im Bereich der durchgezogenen Linie 18 sind die Strahlungsquellen deaktiviert. Die Strahlungsquellen sind derart gepulst, dass nach jedem Zeitraum, in dem eine Strahlungsquelle aktiviert war ein Zeitraum a folgt, in dem keine der beiden Strahlungsquellen aktiviert ist. Bei dem Einsatz von Glühfadenleuchtmitteln ist dieser Zeitraum a erforderlich, da die Glühfadenleuchtmittel nach ihrer Deaktivierung für eine kurze Zeit nachleuchten. Würden die Strahlungsquellen unmittelbar hintereinander aktiviert, so würde sich die Strahlung der beiden verschiedenen Strahlungsquellen überlagern, was insbesondere den Messvorgang negativ beeinflussen würde. Bei dem Einsatz von Leuchtdioden als Strahlungsquelle kann dieser Zeitraum a deutlich geringer gewählt werden oder sogar entfallen, da Leuchtdioden nicht von einem Nachleuchteffekt geprägt sind.
  • 1
    Strahlungsquelle
    2
    Strahlungsquelle
    3
    Detektor
    4
    Detektor
    5
    Trägermaterial
    6
    Transportrichtung
    7
    Schicht
    8
    Steuereinheit
    9
    Bereich
    10
    Mittellinie
    11
    Linie
    12
    Auswerteeinheit
    13
    Detektor
    14
    Vorsatzfilter
    15
    Punktierte Linie
    16
    Graph
    17
    Graph
    18
    Durchgezogene Linie
    100
    Vorrichtung
    100'
    Vorrichtung
    D
    Dicke
    a
    Zeitraum

Claims (16)

  1. Verfahren zur Messung einer Dicke (D) einer transparenten organischen Schicht (7) auf einer Oberfläche eines Trägermaterials (5), wobei die mit der Schicht (7) versehene Oberfläche mit Licht mehrerer unterschiedlicher Wellenlängen bestrahlt wird und durch Messung des reflektierten Lichts die jeweilige Absorption des Lichtes in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen bestimmt wird, wobei mindestens einer der unterschiedlichen Wellenlängenbereiche innerhalb eines Absorptionsbereichs des Absorptionsspektrums der Moleküle der organischen Schicht (7) und mindestens eine der unterschiedlichen Wellenlängenbereiche außerhalb des zuvor genannten Absorptionsbereichs liegt, wobei das reflektierte Licht von mindestens einem Detektor (3, 4, 13) erfasst und auf Grundlage der von dem Detektor (3, 4, 13) abgegebenen Daten die Dicke (D) der Schicht (7) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Strahlungsquellen (1, 2) zur Erzeugung von Licht mit jeweils unterschiedlichen Wellenlängen verwendet werden, wobei mindestens eine Strahlungsquelle (1, 2) Licht mit einer Wellenlänge innerhalb des zuvor genannten Absorptionsbereichs und mindestens eine Strahlungsquelle (1, 2) Licht mit einer Wellenlänge außerhalb des zuvor genannten Absorptionsbereichs abgibt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das reflektierte Licht jeder der mindestens zwei Strahlungsquellen (1, 2) von einem der jeweiligen Strahlungsquelle (1, 2) zugeordneten Detektor (3, 4) erfasst wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Lichtstrahlen zwischen den Strahlungsquellen (1, 2) und den zugeordneten Detektoren (3, 4) räumlich unabhängig sind.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht der verschiedenen Strahlungsquellen (1, 2) einen gemeinsamen Bereich (9) der Oberfläche des Trägermaterials (5) bestrahlt.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das reflektierte Licht der Strahlungsquellen (1, 2) von einem einzigen Detektor (13) zur Datenverarbeitung aufgenommen wird und die mindestens zwei Strahlungsquellen (1, 2) abwechselnd gepulst werden.
  6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wellenlängenbereich der Strahlungsquellen (1, 2) durch Vorsatzfilter (14) bestimmt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquellen (1, 2) von Leuchtdioden gebildet werden.
  8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquellen (1, 2) von Laserdioden gebildet werden.
  9. Vorrichtung (100, 100') zur Messung einer Dicke (D) einer transparenten organischen Schicht (7) auf einer Oberfläche eines Trägermaterials (5), umfassend – eine Strahlungsquelle (1, 2), mittels der die mit der Schicht (7) versehene Oberfläche mit Licht bestrahlbar ist, – mindestens einen Detektor (3, 4, 13) zur Erfassung des reflektierten Lichts, und – eine Auswerteeinheit (12) zur Bestimmung der Dicke (D) der Schicht (7) anhand der von dem Detektor (3, 4, 13) ausgegebenen Strahlungsdaten, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100, 100') mit mindestens einer weiteren Strahlungsquelle (1, 2) zur Erzeugung von Licht mit einer gegenüber der ersten Strahlungsquelle (1, 2) unterschiedlichen Wellenlänge ausgestattet ist, wobei mindestens eine der unterschiedlichen Wellenlängen innerhalb eines Absorptionsbereichs des Absorptionsspektrums der Moleküle der organischen Schicht (7) und mindestens eine der unterschiedlichen Wellenlängen außerhalb des zuvor genannten Absorptionsbereichs liegt.
  10. Vorrichtung (100) nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine der Anzahl der Strahlungsquellen (1, 2) entsprechende Anzahl von Detektoren (3, 4), die den jeweiligen Strahlungsquellen (1, 2) zugeordnet sind.
  11. Vorrichtung (100) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoren (3, 4) derart angeordnet sind, dass die Lichtstrahlen zwischen den Strahlungsquellen (1, 2) und deren zugeordneten Detektoren (3, 4) räumlich unabhängig sind.
  12. Vorrichtung (100) nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch Strahlungsquellen (1, 2), mit denen ein gemeinsamer Bereich (9) der Oberfläche des Trägermaterials (5) bestrahlbar ist.
  13. Vorrichtung (100') nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen einzigen Detektor (13) zur Aufnahme des reflektierten Lichts der Strahlungsquellen (1, 2) und durch eine Steuereinheit (8), durch die die mindestens zwei Strahlungsquellen (1, 2) abwechselnd gepulst werden.
  14. Vorrichtung (100, 100') nach einem der vorherigen Ansprüche 9 bis 13, gekennzeichnet durch jeweils den Strahlungsquellen (1, 2) zugeordnete Vorsatzfilter (14), durch die die jeweiligen Wellenlängen der Lichtstrahlen bestimmbar sind.
  15. Vorrichtung (100, 100') nach einem der vorherigen Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquellen (1, 2) Leuchtdioden sind.
  16. Vorrichtung (100, 100') nach einem der vorherigen Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquellen (1, 2) Laserdioden sind.
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