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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tragvorrichtung für ein Interferometer mit einem Halteteil, an dem das Interferometer lösbar befestigt werden kann. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Messvorrichtung mit einem Interferometer, das lösbar an einer solchen Tragvorrichtung befestigt ist. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Verwendung einer solchen Tragvorrichtung.
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Aus dem Stand der Technik sind sogenannte Interferometer zur optischen Vermessung eines Messobjekts bekannt. Die bekannten Interferometer umfassen in der Regel eine Lichtquelle, einen Strahlteiler und einen Detektor, wobei mittels des Strahlteilers ein von der Lichtquelle ausgesandter Lichtstrahl in einen Messstrahl und einen Referenzstrahl aufgespaltet wird. Der Messstrahl trifft auf das Messobjekt auf und wird von diesem zumindest teilweise reflektiert. Der zumindest teilweise reflektierte Messstrahl gelangt wieder in den Strahlengang des Interferometers und wird dort auf dem Detektor mit dem Referenzstrahl überlagert. Das Messsignal des Detektors ist somit ein Interferenzsignal der überlagerten Strahlen.
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Eine Bewegung oder Schwingung des Objekts relativ zum Interferometer beeinflusst die Frequenz des zurückgestreuten Messstrahls, so dass durch eine Auswertung des Detektorsignals auf die Bewegung des Objekts rückgeschlossen und insbesondere die Bewegungsgeschwindigkeit bestimmt werden kann. Solche Interferometer werden auch als Laser-Doppler-Vibrometer bezeichnet. Bei den zuvor erwähnten Laser-Doppler-Vibrometern sind im Wesentlichen zwei Bauformen bekannt, nämlich zum einen die Einpunkt-Laser-Doppler-Vibrometer und zum anderen die scannenden Laser-Doppler-Vibrometer. Mittels eines Einpunkt-Laser-Doppler-Vibrometers ist in Abhängigkeit von der jeweiligen Ausrichtung des Vibrometers jeweils ein Messpunkt des Messobjekts abtastbar oder vermessbar. Bei scannenden Laser-Doppler-Vibrometern ist in das Gehäuse des Laser-Doppler-Vibrometers hingegen eine Spiegeleinheit integriert, mittels derer die Ausrichtung des Messstrahls verändert oder gesteuert werden kann, so dass mehrere Messpunkte auf dem Messobjekt abtastbar oder vermessbar sind.
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Um die bekannten Interferometer in einer geeigneten Position relativ zu dem Messobjekt positionieren zu können, werden diese lösbar an einer Tragvorrichtung befestigt. Die bekannten Tragvorrichtungen weisen ein an einer Basis der Tragvorrichtung vorgesehenes Halteteil auf, an dem das Interferometer lösbar befestigt werden kann, wobei ferner eine Stützeinrichtung zur bodenseitigen Abstützung der Basis der Tragvorrichtung vorgesehen ist. Die Stützeinrichtung und die Basis der Tragvorrichtung sind dabei in der Regel stativartig und mehrbeinig ausgebildet, um eine sichere Abstützung desselben über die Tragvorrichtung an einem Boden zu gewährleisten. So haben sich insbesondere Tragvorrichtungen durchgesetzt, die einem Foto- oder Filmstativ zur Abstützung einer Foto- oder Videokamera nachempfunden sind.
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Eine Messvorrichtung mit einem Interferometer und einer dem Interferometer zugeordneten Tragvorrichtung ist beispielsweise aus der
DE 1 547 424 A bekannt.
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Die bekannten Tragvorrichtungen für Interferometer haben sich bewährt, sind in ihrem Funktionsumfang jedoch eingeschränkt.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Tragvorrichtung für ein Interferometer mit einem Halteteil, an dem das Interferometer lösbar befestigt werden kann, zu schaffen, durch das der Funktionsumfang der Tragvorrichtung bzw. eines lösbar an der Tragvorrichtung befestigbaren Interferometers erhöht werden kann. Darüber hinaus liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Messvorrichtung mit einer solchen Tragvorrichtung und einem lösbar an der Tragvorrichtung befestigten Interferometer zu schaffen, wobei der Funktionsumfang der Messvorrichtung erhöht sein soll. Des Weiteren liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine vorteilhafte Verwendung einer solchen Tragvorrichtung anzugeben.
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Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1, 20 bzw. 24 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäße Tragvorrichtung für ein Interferometer weist ein Halteteil auf, das beispielsweise an einer Basis der Tragvorrichtung vorgesehen sein kann. Das Interferometer kann lösbar an dem Halteteil befestigt werden, um das Interferometer mit der Tragvorrichtung zu verbinden. Die lösbare Befestigung des Interferometers an dem Halteteil kann hier grundsätzlich auf jedwede bekannte Weise zur kraft- oder/und formschlüssigen Verbindung erfolgen. Da die bekannten Interferometer in der Regel bereits ein Befestigungsgewinde aufweisen, das an dem Außengehäuse des Interferometers vorgesehen ist, ist es von Vorteil, wenn an dem Halteteil beispielsweise ein entsprechendes Gegengewinde vorgesehen ist, das mit dem Befestigungsgewinde an dem Außengehäuse des Interferometers verschraubbar ist, um das Interferometer lösbar an dem Halteteil zu befestigen. Während die bekannten, stativartigen Tragvorrichtungen in der Regel auf das Tragen und Abstützen des Interferometers beschränkt sind, ist an der erfindungsgemäßen Tragvorrichtung eine Umlenkeinheit vorgesehen, mittels derer ein von dem lösbar an dem Halteteil befestigten Interferometer ausgesandter Messstrahl umgelenkt werden kann. Eine solche Umlenkeinheit kann beispielsweise zwei oder mehr aufeinanderfolgende Umlenkspiegel zur Umlenkung des von dem lösbar an dem Halteteil befestigten Interferometer ausgesandten Messstrahls aufweisen. Durch die erfindungsgemäße Tragvorrichtung wird der Funktionsumfang des Interferometers erhöht, zumal der von dem lösbar an dem Halteteil befestigten Interferometer ausgesandte Messstrahl mittels der Umlenkeinheit an der Tragvorrichtung umgelenkt werden kann. So können über die Umlenkeinheit beispielsweise unterschiedliche Punkte auf dem Messobjekt abgetastet oder vermessen werden, ohne die Ausrichtung des Interferometers selbst durch Umpositionierung der Tragvorrichtung oder einer Relativbewegung des Interferometers relativ zu der Tragvorrichtung verändern zu müssen. Vielmehr kann die Ausrichtung des auf das Messobjekt auftreffenden Messstrahls mit Hilfe der Umlenkeinheit verändert werden. Wird beispielsweise ein Interferometer in Form eines Einpunkt-Laser-Doppler-Vibrometers lösbar an dem Halteteil der Tragvorrichtung befestigt, so kann das Einpunkt-Laser-Doppler-Vibrometer zum einen weiterhin zur Abtastung nur eines Punktes auf dem Messobjekt und zum anderen als scannendes Laser-Doppler-Vibrometer verwendet werden, wobei letzteres durch Veränderung der Ausrichtung des auf das Messobjekt auftreffenden Messstrahls mit Hilfe der Umlenkeinheit erreicht werden kann. Mithin dient die erfindungsgemäße Tragvorrichtung in diesem Beispiel nicht nur dem Tragen und Abstützen des Interferometers, vielmehr wird auch der Funktionsumfang des genannten Einpunkt-Laser-Doppler-Vibrometers dahingehend erhöht. Mithin ist der Verwender von Laser-Doppler-Vibrometern bei Verwendung der erfindungsgemäßen Tragvorrichtung nicht mehr gezwungen, ein aufwendiges und teures scannendes Laser-Doppler-Vibrometer anzuschaffen, um mehrere Punkte auf einem Messobjekt abzutasten oder zu vermessen, vielmehr ist lediglich die Anschaffung eines Einpunkt-Laser-Doppler-Vibrometers erforderlich, das mit Hilfe der erfindungsgemäßen Tragvorrichtung nicht nur positionierbar und abstützbar, sondern vielmehr auch erweiterbar ist. Um sicherzustellen, dass unterschiedliche Bauformen von Interferometern derart lösbar an dem Halteteil befestigt werden können, dass der von dem Interferometer ausgesandte Messstrahl von der Umlenkeinheit empfangen und umgelenkt werden kann, ist die Relativanordnung zwischen der Umlenkeinheit und dem Halteteil der erfindungsgemäßen Tragvorrichtung veränderbar. Die Tragvorrichtung ist mithin besonders flexibel einsetzbar, zumal eine Vielzahl unterschiedlich gestalteter oder dimensionierter Interferometer unter Nutzung der Umlenkeinheit an der Tragvorrichtung lösbar befestigt werden können. So ist bei den verschiedenen Interferometern der Austrittspunkt des Messstrahls, an dem der Messstrahl aus dem Interferometer austritt, im Hinblick auf die Längsrichtung des Interferometers und im Hinblick auf die Höhenrichtung des Interferometers zumeist in unterschiedlichen Positionen angeordnet, was durch die Veränderbarkeit der Relativanordnung zwischen der Umlenkeinheit und dem Halteteil ausgeglichen werden kann. Somit ist eine besonders flexibel nutzbare Tragvorrichtung geschaffen. Bei der erfindungsgemäßen Tragvorrichtung können die Umlenkeinheit und das Halteteil in Höhenrichtung, vorzugsweise auch in Längsrichtung oder/und Querrichtung, relativ zueinander verschoben werden, um die Anpassung der Tragvorrichtung an unterschiedlich gestaltete oder dimensionierte Interferometer zu bewirken. Bei der hierin genannten Höhenrichtung handelt es sich um diejenige Richtung, in der das Halteteil und das Interferometer lösbar aneinander befestigbar oder befestigt sind.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tragvorrichtung kann ein Umlenkwinkel zwischen dem von dem Interferometer ausgesandten Messstrahl und dem durch die Umlenkeinheit umgelenkten Messstrahl verändert oder gesteuert werden, um mehrere Punkte auf dem Messobjekt abzutasten oder zu vermessen, ohne die Anordnung des Interferometers an der Tragvorrichtung oder die Anordnung der Tragvorrichtung selbst verändern zu müssen. Die Umlenkeinheit selbst kann vielmehr in entsprechender Weise angesteuert werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tragvorrichtung ist der Umlenkwinkel zwischen dem von dem Interferometer ausgesandten Messstrahl und dem durch die Umlenkeinheit umgelenkten Messstrahl automatisch veränderbar oder steuerbar. So kann der Umlenkeinheit beispielsweise ein Steuerprogramm mit vordefinierten Messpunkten zugeordnet werden, wobei die verschiedenen Punkte auf dem Messobjekt auf Grundlage des Steuerprogramms sukzessive von dem durch die Umlenkeinheit umgelenkten Messstrahl abgetastet oder vermessen werden. In dieser Ausführungsform ist es von Vorteil, wenn die Umlenkeinheit einen Antrieb zur Veränderung oder Steuerung des Umlenkwinkels aufweist, wobei es sich bei dem Antrieb beispielsweise um einen elektrischen oder elektromotorischen Antrieb handeln kann.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tragvorrichtung ist zumindest die relative Verschiebbarkeit zwischen der Umlenkeinheit und dem Halteteil sowohl in Längsrichtung als auch in Höhenrichtung vorgesehen, zumal die bekannten Interferometer in der Regel einen Austrittspunkt für den Messstrahl aufweisen, der bezogen auf die Querrichtung des Interferometers mittig angeordnet ist, so dass auf eine relative Verschiebbarkeit in Querrichtung grundsätzlich verzichtet werden könnte, um einen weniger aufwendigen Aufbau der Tragvorrichtung zu erzielen. Bei der hierin genannten Längsrichtung handelt es sich vorzugsweise um die Richtung des von dem lösbar an dem Halteteil befestigten Interferometer ausgesandten Messstrahls.
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Um nach erfolgter Anpassung der Tragvorrichtung an das jeweilige Interferometer durch Änderung der Relativanordnung zwischen der Umlenkeinheit und dem Halteteil eine genaue Messung durch das Interferometer an dem vorbestimmten Messpunkt oder den vorbestimmten Messpunkten zu erzielen, sind die Umlenkeinheit und das Halteteil in der jeweiligen Relativanordnung zueinander arretierbar. So können vorzugsweise entsprechende Arretiermechanismen zur lösbaren Arretierung in der jeweiligen Relativanordnung vorgesehen sein, die besonders bevorzugt ein Betätigungselement aufweisen, das von einer Schließstellung, in der eine Arretierung erzielt bzw. eine Relativbewegung unterbunden ist, in eine Öffnungsstellung überführbar ist, in der die Arretierung gelöst bzw. eine Relativbewegung möglich ist, und umgekehrt. Das Betätigungselement ist vorzugsweise verschwenkbar oder/und hebelartig ausgebildet.
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Bei der erfindungsgemäßen Tragvorrichtung ist es grundsätzlich unerheblich, ob die Relativanordnung zwischen der Umlenkeinheit einerseits und dem Halteteil bzw. dem lösbar an dem Halteteil befestigten Interferometer andererseits durch eine verschiebbare Umlenkeinheit, ein verschiebbar an der Tragvorrichtung angeordnetes Halteteil oder beides verändert werden kann. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tragvorrichtung ist jedoch die Umlenkeinheit in Längsrichtung, Höhenrichtung oder/und Querrichtung verschiebbar, wobei es bevorzugt ist, wenn ausschließlich die Umlenkeinheit verschiebbar ist, während das Halteteil unverschiebbar oder feststehend angeordnet ist, um den Aufwand beim Anpassen der Tragvorrichtung an das jeweilige Interferometer zu reduzieren. Diese Ausführungsform umfasst auch Umlenkeinheiten, die feststehend an einem Teil der Tragvorrichtung angeordnet sind, während dieses Teil der Tragvorrichtung in Längsrichtung, Höhenrichtung oder/und Querrichtung gegenüber dem Rest der Tragvorrichtung verschiebbar ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tragvorrichtung ist mindestens ein Stellmittel zum Verstellen der Relativanordnung zwischen der Umlenkeinheit und dem Halteteil vorgesehen. Grundsätzlich könnte hier ein automatisches oder motorisches Stellmittel vorgesehen sein. Da die Tragvorrichtung in der Regel jedoch nur einmal für ein vorhandenes Interferometer angepasst werden muss, ist es bei dieser Ausführungsform bevorzugt, wenn das mindestens eine Stellmittel ein Stellmittel zum manuellen Verstellen der Relativanordnung zwischen der Umlenkeinheit und dem Halteteil ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tragvorrichtung ist mindestens ein Stellmittel zum stufenweisen Verstellen der Relativanordnung zwischen der Umlenkeinheit und dem Halteteil vorgesehen. Ein Stellmittel zum stufenweisen Verstellen ermöglicht eine rasche Anpassung der Tragvorrichtung an das jeweilige Interferometer, wobei die entsprechenden Stufen des Stellmittels auf die unterschiedlich dimensionierten, gängigen oder marktüblichen Interferometer abgestimmt sein können, um eine schnelle Anpassung an den jeweiligen Interferometertyp oder die jeweilige Interferometerbauweise zu erzielen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tragvorrichtung ist alternativ oder ergänzend zu dem Stellmittel der vorangehend beschriebenen Ausführungsform ein Stellmittel zum stufenlosen Verstellen der Relativanordnung zwischen der Umlenkeinheit und dem Halteteil vorgesehen. Dank des Stellmittels zum stufenlosen Verstellen der Relativanordnung zwischen der Umlenkeinheit und dem Halteteil ist eine genaue Einstellung oder Festlegung desjenigen Punktes an der Umlenkeinheit möglich, an dem der von dem lösbar an dem Halteteil befestigten Interferometer ausgesandte Messstrahl von der Umlenkeinheit empfangen wird oder auf die Umlenkeinheit auftrifft. Weist die Umlenkeinheit beispielsweise einen um eine Spiegeldrehachse drehbaren Umlenkspiegel auf, so kann der Punkt, an dem der von dem lösbar an dem Halteteil befestigten Interferometer ausgesandte Messstrahl auf den Umlenkspiegel auftrifft genau im Bereich der Spiegeldrehachse positioniert werden, um genaue Messergebnisse zu erzielen. Bei dieser Ausführungsform hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Stellmittel zum stufenlosen Verstellen der Relativanordnung zwischen der Umlenkeinheit und dem Halteteil schraubenartig ausgebildet ist. So kann das schraubenartige Stellmittel beispielsweise von einem Schraubenteil gebildet sein, das mit einer üblichen oder genormten Gewindesteigung ausgebildet ist, um durch Drehung des Schraubenteils ein relativ langsames Verstellen der Relativanordnung zwischen der Umlenkeinheit und dem Halteteil zu erzielen und hinsichtlich des Schraubenteils auf handelsübliche Schrauben, Schraubenmuttern oder Ähnliches zurückgreifen zu können.
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Wie bereits vorangehend angedeutet, können die Stellmittel zum stufenweisen Verstellen und die Stellmittel zum stufenlosen Verstellen alternativ oder einander ergänzend angeordnet sein, wobei das Stellmittel zum stufenweisen Verstellen das Stellmittel zum stufenlosen Verstellen in einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tragvorrichtung ergänzt. Bei dieser Ausführungsform ist mindestens ein über das Stellmittel zum stufenlosen Verstellen erreichbarer Verstellgrenzwert für die Umlenkeinheit oder das Halteteil durch das Stellmittel zum stufenweisen Verstellen veränderbar oder vorgebbar. Mit anderen Worten ist bei dieser Ausführungsform die Tragvorrichtung zunächst über das Stellmittel zum stufenweisen Verstellen grob an ein Interferometer anpassbar, während die derart grob an das Interferometer angepasste Tragvorrichtung anschließend über das Stellmittel zum stufenlosen Verstellen fein an das genannte Interferometer anpassbar ist. Mithin wird bei dieser Ausführungsform eine gleichermaßen schnelle und genaue Anpassung der Tragvorrichtung an ein bestehendes Interferometer erzielt.
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Grundsätzlich kann das Stellmittel zum stufenweisen Verstellen auf jedwede Weise realisiert sein, in der ein stufenweises Verstellen der Relativanordnung zwischen der Umlenkeinheit und dem Halteteil möglich ist. So ist es beispielsweise denkbar, ein Distanz- oder Stützteil vorzusehen, das in unterschiedlichen Relativpositionen zu der Umlenkeinheit oder dem Halteteil festlegbar ist, um dieses Distanz- oder Stützteil anschließend mittelbar oder unmittelbar mit dem Stellmittel zum stufenlosen Verstellen zusammenwirken zu lassen oder an diesem abzustützen. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tragvorrichtung weist das Stellmittel zum stufenweisen Verstellen mindestens zwei unter Veränderung des Verstellgrenzwertes austauschbare, unterschiedlich dimensionierte oder/und gestaltete Distanzteile auf, die mit dem Stellmittel zum stufenlosen Verstellen zusammenwirken oder an diesem abstützbar sind. Mithin kann es dem Verwender der Tragvorrichtung oder des Interferometers überlassen werden, welches der Distanzteile dieser verwendet, um die zuvor angedeutete Grobanpassung der Tragvorrichtung an sein bestehendes Interferometer grob anzupassen, während die Feinverstellung über das Stellmittel zum stufenlosen Verstellen vorgenommen werden kann, das mittelbar oder unmittelbar mit dem gewählten Distanzteil zusammenwirkt oder mittelbar oder unmittelbar an diesem abstützbar oder abgestützt ist.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tragvorrichtung ist an der Tragvorrichtung eine Videokamera zur Aufnahme eines von dem durch die Umlenkeinheit umgelenkten Messstrahl abtastbaren Messobjekts vorgesehen. Eine durch die Videokamera aufgezeichnete Aufnahme kann beispielsweise der Dokumentation oder Auswertung der durchgeführten Messung an einem Messobjekt oder sogar der einer Messung vorangehenden Definition oder Festlegung eines oder mehrerer Messpunkte auf dem Messobjekt dienen. Mithin ist der Funktionsumfang der Tragvorrichtung durch die daran angeordnete Videokamera weiter erhöht, wobei die Ausrichtung der Videokamera im Hinblick auf das Messobjekt sowie die relative Anordnung der Videokamera zu der Umlenkeinheit bereits im Wesentlichen vorgegeben ist, ohne dass eine von der Tragvorrichtung separat aufgestellte Videokamera aufwendig positioniert und ausgerichtet werden müsste.
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Um die Anpassung oder Handhabung der Tragvorrichtung weiter zu vereinfachen, ist die Videokamera in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tragvorrichtung derart an der Tragvorrichtung vorgesehen, dass die Relativanordnung zwischen der Umlenkeinheit und dem Halteteil unter Beibehaltung der Relativanordnung zwischen der Videokamera und der Umlenkeinheit veränderbar ist. Alternativ oder ergänzend ist eine Bewegung der Videokamera mit der Bewegung der Umlenkeinheit relativ zu dem Halteteil gekoppelt. Die Kopplung der genannten Bewegungen von Videokamera und Umlenkeinheit relativ zu dem Halteteil kann hierbei beispielsweise über ein die Videokamera und die Umlenkeinheit verbindendes Verbindungsteil oder ein die Videokamera und die Umlenkeinheit aufnehmendes Gehäuse erfolgen, an dem die Videokamera und die Umlenkeinheit beispielsweise befestigt sein können.
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Je nach der Größe desjenigen Bereichs, in dem die abzutastenden oder zu vermessenden Punkte an dem Messobjekt angeordnet sind, ist ein geringerer oder größerer Abstand zwischen der Umlenkeinheit und dem Messobjekt einzuhalten. Liegen die Messpunkte beispielsweise in einem relativ kleinen Bereich oder soll gar nur eine Einpunktmessung durchgeführt werden, so kann der Abstand zwischen Umlenkeinheit und Messobjekt relativ gering sein, während bei einem relativ großen Messbereich an dem Messobjekt ein entsprechend größerer Abstand zwischen der Umlenkeinheit und dem Messobjekt zu wählen ist. Somit kann es mitunter vorkommen, dass der Messbereich zum Teil außerhalb des von der Videokamera für die Aufnahme erfassten Bereiches angeordnet ist. Um dies zu verhindern und somit eine flexible Anpassung des von der Videokamera erfassten Aufnahmebereichs an den von dem Messstrahl abgetasteten oder vermessenden Messbereich zu gewährleisten, ist ein Aufnahmewinkel zwischen dem durch die Umlenkeinheit in einem vorbestimmten Umlenkwinkel umgelenkten Messstrahl und einer zentralen Aufnahmeachse der Videokamera in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tragvorrichtung veränderbar. Bei dem vorbestimmten Umlenkwinkel handelt es sich vorzugsweise um den Winkel zwischen der zentralen Aufnahmeachse und dem umgelenkten Messstrahl, wenn sich zwei Umlenkspiegel der Umlenkeinheit in einer vorbestimmten Ausgangsstellung befinden, in der die Umlenkspiegel den Messstrahl beispielsweise um jeweils 90° umlenken. Um eine besonders einfach aufgebaute Tragvorrichtung zu schaffen, ist der Aufnahmewinkel vorzugsweise manuell veränderbar, so dass auf eine automatische oder motorische Veränderung des Aufnahmewinkels verzichtet werden kann. Soll jedoch eine vereinfachte Handhabung der Videokamera im Vordergrund stehen, so ist es bevorzugt, wenn der Aufnahmewinkel mittels eines Antriebs, also beispielsweise automatische oder motorisch, veränderbar ist. Darüber hinaus ist es bei dieser Ausführungsform bevorzugt, wenn der Aufnahmewinkel arretierbar oder festlegbar ist, um eine Veränderung des Aufnahmewinkels während der Messung zu vermeiden. Bei dieser Ausführungsform ist es grundsätzlich unerheblich, ob der Aufnahmewinkel beispielsweise durch Verschwenken der Videokamera, durch Verschwenken der Umlenkeinheit oder beides erreicht wird. Es hat sich jedoch als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Videokamera unter Veränderung des Aufnahmewinkels verschwenkbar an der Tragvorrichtung angeordnet ist. Hierbei hat es sich ferner als vorteilhaft herausgestellt, wenn ausschließlich die Videokamera verschwenkbar an der Tragvorrichtung angeordnet ist, während die Umlenkeinheit nicht unter Veränderung des Aufnahmewinkels verschwenkbar an der Tragvorrichtung angeordnet ist. Dies ist insofern von Vorteil, als dass hierdurch einer das Messergebnis verfälschenden Verschmutzung der Umlenkeinheit, insbesondere der normalerweise in der Umlenkeinheit vorgesehenen Spiegel, vorgebeugt werden kann, da die Umlenkeinheit selbst nicht zur Veränderung des Aufnahmewinkels ergriffen und verschwenkt werden muss. Auch ist üblicherweise eine Umlenkeinheit um ein Vielfaches teurer als eine Videokamera, so dass Beschädigungen oder Verschmutzungen an der Umlenkeinheit vermieden werden sollten.
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Um eine flexible Benutzung der Tragvorrichtung zu ermöglichen, ist die Umlenkeinheit in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tragvorrichtung lösbar oder/und austauschbar an der Tragvorrichtung angeordnet. Wird die Umlenkeinheit beispielsweise nicht oder nicht mehr benötigt, so kann diese von der Tragvorrichtung gelöst werden, um die Tragvorrichtung anschließend als herkömmliche Tragvorrichtung für Interferometer zu verwenden. Auch ermöglicht die austauschbare Anordnung der Umlenkeinheit an der Tragvorrichtung, dass eine möglicherweise defekte Umlenkeinheit problemlos durch eine intakte Umlenkeinheit ersetzt werden kann. Darüber hinaus ist es möglich, eine vorhandene Umlenkeinheit durch eine Umlenkeinheit mit anderen Eigenschaften, beispielsweise mit anderen Umlenkspiegeln, die Beschichtungen für spezielle Messstrahlen bzw. -lasern aufweisen, auszutauschen. Diese Ausführungsform umfasst auch Ausführungsformen, bei der die Umlenkeinheit zusammen mit einem Teil der Tragvorrichtung lösbar oder/und austauschbar an dem verbleibenden Rest der Tragvorrichtung angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform ist es ferner bevorzugt, wenn die Tragvorrichtung ein Tragteil aufweist, an dem die Umlenkeinheit lösbar befestigt ist. Hinsichtlich der Befestigung der Umlenkeinheit an der Tragvorrichtung sei auf die vorangehend beschriebenen Befestigungsmöglichkeiten zwischen dem Halteteil und dem Interferometer verwiesen, die in entsprechender Weise auch zur Befestigung der Umlenkeinheit an dem Tragteil verwendet werden können.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tragvorrichtung ist das Halteteil, an dem das Interferometer lösbar befestigbar ist, oder/und das Tragteil, an dem die Umlenkeinheit lösbar oder/und austauschbar befestigt ist, lösbar oder/und austauschbar an einer Basis der Tragvorrichtung befestigt. Dies hat den Vorteil, dass beispielsweise das Halteteil dauerhaft an dem Interferometer verbleiben kann, wobei das an dem Interferometer befestigte Halteteil im Bedarfsfall schnell und unkompliziert an der Basis der Tragvorrichtung lösbar befestigt werden kann. Entsprechendes gilt für das Tragteil, an dem die Umlenkeinheit lösbar oder/und austauschbar befestigt ist. Bei dieser Ausführungsform ist es ferner bevorzugt, wenn das Halteteil oder/und Tragteil einen Befestigungsmechanismus mit einem Betätigungselement aufweist, das von einer Befestigungsposition, in der das Halteteil oder/und Tragteil an der Tragvorrichtung befestigt ist, in eine Löseposition überführbar ist, in der das Halteteil oder/und Tragteil von der Tragvorrichtung lösbar oder gelöst ist, und umgekehrt. Das Betätigungselement ist vorzugsweise verschwenkbar oder/und hebelartig ausgebildet.
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Wie bereits zuvor beschrieben, ist die Relativanordnung zwischen der Umlenkeinheit und dem Halteteil in einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tragvorrichtung veränderbar. In einer darauf basierenden weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tragvorrichtung sind der Tragvorrichtung mindestens zwei unterschiedlich dimensionierte oder/und gestaltete Halteteile zugeordnet, die unter Veränderung der Relativanordnung zwischen der Umlenkeinheit einerseits und dem Halteteil bzw. dem daran lösbar befestigten Interferometer andererseits austauschbar sind. Sinngemäß dienen die mindestens zwei unterschiedlich dimensionierten oder/und gestalteten Halteteile hier als Adapter für unterschiedlich dimensionierte oder/und gestaltete Interferometer, um durch Austausch der mindestens zwei Halteteile eine Anpassung der Tragvorrichtung an das jeweilige Interferometer zu bewirken.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tragvorrichtung sind der Tragvorrichtung mindestens zwei unterschiedlich dimensionierte oder/und gestaltete Tragteile zugeordnet, die unter Veränderung der Relativanordnung zwischen der lösbar oder/und austauschbar an dem Tragteil befestigten Umlenkeinheit einerseits und dem Halteteil bzw. dem lösbar an dem Halteteil befestigten Interferometer andererseits austauschbar sind.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tragvorrichtung weist die Umlenkeinheit mindestens zwei aufeinanderfolgende Umlenkspiegel zur Umlenkung des von dem lösbar an dem Halteteil befestigten Interferometer ausgesandten Messstrahls auf. Die genannten Umlenkspiegel sind bei dieser Ausführungsform vorzugsweise steuerbar oder/und jeweils um eine Spiegeldrehachse drehbar. Darüber hinaus sind die beiden Spiegeldrehachsen der zwei aufeinanderfolgenden Umlenkspiegel bei dieser Ausführungsform vorzugsweise rechtwinklig zueinander angeordnet. Um bei dieser Ausführungsform ein besonders genaues Messergebnis mit dem Interferometer zu erzielen, ist die Relativanordnung zwischen der Umlenkeinheit und dem Halteteil vorzugsweise derart veränderbar, dass der von dem lösbar an dem Halteteil befestigen Interferometer ausgesandte Messstrahl im Bereich der Spiegeldrehachse auf den ersten der mindestens zwei Umlenkspiegel trifft.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tragvorrichtung ist das Interferometer über ein Außengehäuse des Interferometers lösbar an dem Halteteil befestigbar.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tragvorrichtung ist das Interferometer unabhängig von der Umlenkeinheit von der Tragvorrichtung lösbar.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tragvorrichtung weist die Umlenkeinheit ein von dem Außengehäuse des Interferometers separates oder/und außerhalb eines Außengehäuses des Interferometers angeordnetes Gehäuse auf.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tragvorrichtung ist die Tragvorrichtung, vorzugsweise eine Basis der Tragvorrichtung, lösbar an einer Stützeinrichtung zur bodenseitigen Abstützung der Tragvorrichtung befestigbar. Zu diesem Zweck kann an der Tragvorrichtung oder an der Basis der Tragvorrichtung ein entsprechendes Befestigungsmittel vorgesehen sein, das mit einem Befestigungsmittel an einer Stützeinrichtung zur bodenseitigen Abstützung der Tragvorrichtung zusammenwirkt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tragvorrichtung weist die Tragvorrichtung eine, vorzugsweise stativartige oder/und mindestens dreibeinige, Stützeinrichtung zur bodenseitigen Abstützung auf, die besonders bevorzugt lösbar an einer Basis der Tragvorrichtung befestigt ist.
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Die erfindungsgemäße Messvorrichtung weist eine Tragvorrichtung der erfindungsgemäßen Art sowie ein Interferometer auf, das lösbar an der Tragvorrichtung befestigt ist. Bei dem Interferometer handelt es sich vorzugsweise um ein Laser-Doppler-Vibrometer, besonders bevorzugt um Einpunkt-Laser-Doppler-Vibrometer.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messvorrichtung weist das Interferometer eine Lichtquelle und einen Strahlteiler zur Aufspaltung eines von der Lichtquelle erzeugten Lichtstrahls in einen der Umlenkeinheit zuführbaren Messstrahl und einen Referenzstrahl auf. Bei dieser Ausführungsform ist es ferner bevorzugt, wenn das Interferometer einen Detektor aufweist, auf dem der von der Umlenkeinheit umgelenkte und von einem Messobjekt reflektierte Messstrahl mit dem Referenzstrahl überlagert werden kann. Darüber hinaus ist es bei dieser Ausführungsform bevorzugt, wenn die Lichtquelle und der Strahlteiler, gegebenenfalls auch der Detektor, in einem lösbar an der Tragvorrichtung befestigten Außengehäuse des Interferometers angeordnet sind.
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Hinsichtlich der Vorteile der erfindungsgemäßen Messvorrichtung sowie deren bevorzugter Ausführungsformen sei auf die vorangehend beschriebenen Vorteile der erfindungsgemäßen Tragvorrichtung verwiesen, die in entsprechender Weise für die erfindungsgemäße Messvorrichtung gelten.
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Die erfindungsgemäße Verwendung betrifft die Verwendung einer Tragvorrichtung der erfindungsgemäßen Art für ein Interferometer, vorzugsweise ein Laser-Doppler-Vibrometer, besonders bevorzugt ein Einpunkt-Laser-Doppler-Vibrometer, wobei die Verwendung der Tragvorrichtung für das Interferometer ein Tragen oder/und bodenseitiges Abstützen des Interferometers gewährleisten soll. Hinsichtlich der Vorteile der Verwendung der Tragvorrichtung für ein Interferometer sei auf die vorangehend beschriebenen Vorteile der Tragvorrichtung verwiesen, die in entsprechender Weise für die Verwendung der Tragvorrichtung gelten.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tragvorrichtung für ein Interferometer,
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2 eine weitere perspektivische Darstellung der Tragvorrichtung von 1,
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3 eine Rückansicht der Tragvorrichtung aus den 1 und 2,
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4 eine Vorderansicht der Tragvorrichtung aus den 1 bis 3,
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5 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Spiegelanordnung innerhalb der Umlenkeinheit aus den 1 bis 4,
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6 eine Draufsicht auf die schematische Darstellung von 5 und
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7 eine perspektivische Darstellung der Tragvorrichtung aus den 1 bis 4 mit einem lösbar an der Tragvorrichtung befestigten Interferometer.
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Die 1 bis 4 zeigen eine Ausführungsform einer Tragvorrichtung 2 für ein Interferometer 4, während 7 eine Messvorrichtung 6 mit der Tragvorrichtung 2 aus den 1 bis 4 und einem lösbar an der Tragvorrichtung 2 befestigten Interferometer 4 zeigt.
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In den Figuren sind die einander entgegengesetzten Längsrichtungen 8, 10, die einander entgegengesetzten Höhenrichtungen 12, 14 und die einander entgegengesetzten Querrichtungen 16, 18 der Tragvorrichtung 2 bzw. des Interferometers 4 oder der Messvorrichtung 6 anhand entsprechender Pfeile angedeutet. Unter den Längsrichtungen 8, 10 sind hierbei vorzugsweise die Erstreckungsrichtungen eines von dem lösbar an der Tragvorrichtung 2 befestigten Interferometer 4 ausgesandten Messstrahls zu verstehen, wobei auf den von dem Interferometer 4 ausgesandten Messstrahl später nochmals näher eingegangen werden soll.
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Die Tragvorrichtung 2 weist eine Basis 20 auf, die im Wesentlichen aus einem ersten Basisteil 22 und einem zweiten Basisteil 24 zusammengesetzt ist. Das in Längsrichtung 8, 10 langgestreckte zweite Basisteil 24 ist in Längsrichtung 8, 10 verschiebbar an dem ersten Basisteil 22 geführt. Dabei sind das erste und zweite Basisteil 22, 24 in ihrer relativen Verschiebeposition zueinander arretierbar, wobei zu diesem Zweck ein Betätigungselement 26 vorgesehen ist, das manuell von der in den 2 bis 4 gezeigten Schließstellung, in der das erste und zweite Basisteil 22, 24 in ihrer Verschiebeposition relativ zueinander arretiert sind, in eine nicht näher dargestellte Öffnungsstellung überführbar ist, in der das zweite Basisteil 24 in den Längsrichtungen 8, 10 relativ zu dem ersten Basisteil 22 verschoben werden kann, und umgekehrt.
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An der in Höhenrichtung 12 nach oben weisenden Seite des ersten Basisteils 22 ist ein Halteteil 28 der Tragvorrichtung 2 befestigt. Das Halteteil 28 ist lösbar oder/und austauschbar an der Basis 20, genauer gesagt dem ersten Basisteil 22 der Basis 20, befestigt. Das Halteteil 28 weist einen Befestigungsmechanismus auf, über den das Halteteil 28 lösbar an dem ersten Basisteil 22 der Basis 20 befestigbar oder befestigt ist. Der Befestigungsmechanismus ist manuell über ein Betätigungselement 30 an dem Halteteil 28 betätigbar, wobei das Betätigungselement 30 von einer Befestigungsposition, in der das Halteteil 28 an dem ersten Basisteil 22 der Basis 20 befestigt ist, in eine Löseposition überführt werden kann, in der das Halteteil 28 von dem ersten Basisteil 22 lösbar bzw. abnehmbar ist, und umgekehrt.
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Wie in 7 angedeutet, kann das Interferometer 4 lösbar an dem Halteteil 28 der Tragvorrichtung 2 befestigt werden, wobei in der dargestellten Ausführungsform zu diesem Zweck entsprechende, miteinander korrespondierende Befestigungsmittel an der in Höhenrichtung 12 nach oben weisenden Seite des Halteteils 28 einerseits und an der in Höhenrichtung 14 nach unten weisenden Seite des Interferometers 4 andererseits vorgesehen sind. Diese Befestigungsmittel können beispielsweise eine lösbare Schraubverbindung ausbilden, wobei zum Abnehmen des Interferometers 4 von der Tragvorrichtung 2 beispielsweise das Betätigungselement 30 in dessen Löseposition überführt werden kann, um das Interferometer 4 zusammen mit dem daran lösbar befestigten Halteteil 28 von dem ersten Basisteil 22 der Basis 20 der Tragvorrichtung 2 zu lösen oder abzunehmen. Mit anderen Worten kann das Halteteil 28 beim Abnehmen des Interferometers 4 von der Tragvorrichtung 2 an dem Interferometer 4 verbleiben.
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Das an dem ersten Basisteil 22 befestigte Halteteil 28 ist um eine sich in Höhenrichtung 12, 14 erstreckende Drehachse relativ zu dem ersten Basisteil 22 verdrehbar, wobei ein Arretiermechanismus an dem ersten Basisteil 22 vorgesehen ist, mittels dessen eine solche Drehbewegung unterbunden werden kann. Dem Arretiermechanismus ist ein Betätigungselement 32 an dem ersten Basisteil 22 zugeordnet, das von einer Schließstellung, in der eine relative Drehbewegung zwischen dem Halteteil 28 und dem ersten Basisteil 22 unterbunden ist, in eine Öffnungsstellung überführbar ist, in der das Halteteil 28 relativ zu dem ersten Basisteil 22 verdrehbar ist, und umgekehrt. Die Verdrehbarkeit des Halteteils 28 relativ zu dem ersten Basisteil 22 ermöglicht eine Ausrichtung des lösbar an dem Halteteil 28 befestigten Interferometers 4, in der der von dem Interferometer 4 ausgesandte Messstrahl nicht der später näher beschriebenen Umlenkeinheit zugeführt wird, sondern vielmehr unmittelbar auf das Messobjekt gerichtet werden kann, wodurch die Flexibilität der Tragvorrichtung 2 erhöht ist.
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Das erste Basisteil 22 ist mit seiner in Höhenrichtung 14 nach unten weisenden Seite an einer Stützeinrichtung 34 zur bodenseitigen Abstützung der Tragvorrichtung 2, also zur Abstützung in Höhenrichtung 14 nach unten an einem Boden, lösbar befestigt. Die aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich in 1 gezeigte Stützeinrichtung 34 ist stativartig, also beispielsweise in der Art eines Fotostativs, ausgebildet und weist mindestens drei Stützbeine 36 auf. Die Stützeinrichtung 34 weist an ihrem in Höhenrichtung 12 nach oben weisenden Ende ein Stützteil 38 auf, an dem das erste Basisteil 22 der Basis 20 lösbar befestigbar oder befestigt ist, wobei das Stützteil 38 einen Befestigungsmechanismus aufweist, der über ein Betätigungselement 40 betätigt werden kann. Das Betätigungselement 40 kann von einer Befestigungsposition, in der das erste Basisteil 22 an dem Stützteil 38 der Stützeinrichtung 34 befestigt ist, in eine Löseposition überführt werden, in der das erste Basisteil 22 von dem Stützteil 38 der Stützeinrichtung 34 gelöst oder abgenommen werden kann, und umgekehrt. Mit anderen Worten kann das Stützteil 38 in der dargestellten Ausführungsform an der Stützeinrichtung 34 verbleiben, wenn die Tragvorrichtung 2 durch Lösen des ersten Basisteils 22 von dem Stützteil 38 von der Stützeinrichtung 34 abgenommen wird. Sowohl das Betätigungselement 30 des Arretiermechanismus des Halteteils 28 als auch das Betätigungselement 40 des Arretiermechanismus des Stützteils 38 sind vorzugsweise in die Befestigungsposition vorgespannt, um einerseits die Handhabung zu vereinfachen und andererseits zu gewährleisten, dass die jeweils zusammengeführten Teile sicher aneinander befestigt sind.
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Das zweite Basisteil 24 weist einen in Längsrichtung 8 hinter dem ersten Basisteil 22 und dem Halteteil 28 angeordneten Abschnitt 42 auf, der sich in Höhenrichtung 12 nach oben erstreckt. An dem Abschnitt 42 ist ein Gehäuse 44 angeordnet, das entlang des Abschnitts 42 in Höhenrichtung 12, 14 verschiebbar an dem zweiten Basisteil 24 angeordnet ist. Zu diesem Zweck ist eine sich in Höhenrichtung 12, 14 erstreckende Führung 46 an dem Abschnitt 42 vorgesehen, in welche sich ein in der Führung 46 geführtes Führungsteil 48 des Gehäuses 44 erstreckt. Wie insbesondere aus 4 ersichtlich können noch weitere Höhenführungen 46' zwischen dem Gehäuse 44 und dem zweiten Basisteil 24 vorgesehen sein, mittels derer vorzugsweise eine Verschiebung des Gehäuses 44 in Querrichtung 16, 18 relativ zu dem zweiten Basisteil 24 unterbunden wird.
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Das Gehäuse 44 ist in den Figuren geöffnet oder lediglich teilweise dargestellt, um zum besseren Verständnis der dargestellten Ausführungsform der Tragvorrichtung 2 beizutragen. An dem Abschnitt 42 ist ein Arretiermechanismus zum Arretieren des Gehäuses 44 in dessen Verschiebeposition relativ zu dem Abschnitt 42 des zweiten Basisteils 24 vorgesehen. Zur Betätigung des Arretiermechanismus ist wiederum ein Betätigungselement 50 an dem Abschnitt 42 vorgesehen, wobei das Betätigungselement 50 von einer Schließstellung, in der das Gehäuse 44 relativ zu dem Abschnitt 42 des zweiten Basisteils 24 arretiert ist, in eine Öffnungsstellung überführbar ist, in der das Gehäuse 44 relativ zu dem Abschnitt 42 des zweiten Basisteils 24 in Höhenrichtung 12, 14 verschiebbar ist, und umgekehrt. Bei den zuvor genannten Betätigungselementen 26, 30, 32, 40 und 50 handelt es sich jeweils um hebelartige oder verschwenkbare Betätigungselemente, wobei die Betätigungselemente 26, 30, 32 und 50 vorzugsweise jeweils als Spannelemente ausgebildet sind, in deren Befestigungsposition die jeweils einander zugeordneten und relativ zueinander beweglichen Bauteilen miteinander verspannt, verklemmt oder auf sonstige Weise kraftschlüssig miteinander verbunden sind.
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Innerhalb des Gehäuses 44 ist eine Umlenkeinheit 52 angeordnet, deren Gehäuse 54 an der in Längsrichtung 10 weisenden und dem ersten Basisteil 22 oder dem Halteteil 28 zugewandten Wand 56 des Gehäuses 44 befestigt ist. In der Wand 56 ist eine Eintrittsöffnung 58 vorgesehen, wie dies aus 3 hervorgeht. Über die Eintrittsöffnung 58 kann ein von dem lösbar an dem Halteteil 28 befestigten Interferometer 4 ausgesandter Messstrahl in das Gehäuse 44 und das Gehäuse 54 der Umlenkeinheit 52 gelangen, um durch die Umlenkeinheit 52 umgelenkt zu werden und über eine Austrittsöffnung 60 aus dem Gehäuse 54 der Umlenkeinheit 52 auszutreten. Der derart durch die Umlenkeinheit 52 umgelenkte Messstrahl kann dann auf das Messobjekt auftreffen. Wie in den 5 und 6 schematisch angedeutet, weist die Umlenkeinheit 52 zu diesem Zweck mindestens zwei innerhalb des Gehäuses 54 angeordnete, aufeinanderfolgende Umlenkspiegel 62, 64 zur Umlenkung des von dem lösbar an dem Halteteil 28 befestigten Interferometer 4 ausgesandten Messstrahls 66 auf. Die Umlenkspiegel 62, 64 sind jeweils um eine Spiegeldrehachse 68, 70 drehbar, wobei die beiden Spiegeldrehachsen 68, 70 rechtwinklig zueinander angeordnet sind, wenngleich grundsätzlich auch eine andere winklige Anordnung der beiden Spiegeldrehachsen 68, 70 zueinander möglich ist. Die Umlenkspiegel 62, 64 sind steuerbar bzw. deren Drehwinkel um die jeweilige Spiegeldrehachse 68, 70 ist automatisch veränderbar, wobei die Umlenkeinheit 52 zu diesem Zweck einen Antrieb 72 zum Drehen des Umlenkspiegels 62 um die Spiegeldrehachse 68 und einen Antrieb 74 zum Drehen des Umlenkspiegels 64 um die Spiegeldrehachse 70 aufweist. Mithin dienen die Umlenkspiegel 62, 64 der Veränderung eines Umlenkwinkels α zwischen dem von dem Interferometer 4 ausgesandten Messstrahl 66 und dem durch die Umlenkeinheit 52 umgelenkten Messstrahl 76, wobei der Umlenkwinkel zwischen dem von dem Interferometer 4 ausgesandten Messstrahl 66 und dem durch die Umlenkeinheit 52 umgelenkten Messstrahl 76 in 6 beispielhaft anhand des Umlenkwinkels α in der Draufsicht dargestellt ist. Die Umlenkeinheit 52 kann über ein entsprechendes Steuerprogramm angesteuert werden, um den Umlenkwinkel α automatisch mit Hilfe der Antriebe 72, 74 zu verändern oder zu steuern. Die beiden Antriebe 72, 74 können hierbei beispielsweise als elektrische oder elektromotorische Antriebe ausgebildet sein.
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Innerhalb des Gehäuses 44 der Tragvorrichtung 2 ist ferner eine Videokamera 78 zur Aufnahme des von dem durch die Umlenkeinheit 52 umgelenkten Messstrahls 76 abtastbaren Messobjekts vorgesehen, das nicht in den Figuren dargestellt ist. Die Videokamera 78 ist ebenfalls an der Wand 56 des Gehäuses 44 befestigt, so dass bei dem Gehäuse 54 oder dessen Wand 56 auch von einem die Videokamera 78 mit der Umlenkeinheit 52 verbindenden Verbindungsteil gesprochen werden kann. Das Objektiv der Videokamera 78 weist im Wesentlichen – wie auch die Austrittsöffnung 60 der Umlenkeinheit 52 – dieselbe Richtung, hier in Querrichtung 16. Im Gegensatz zu der Umlenkeinheit 52, die unbeweglich an dem Gehäuse 44 oder der Wand 56 befestigt ist, ist die Videokamera 78 jedoch um eine sich in Längsrichtung 8, 10 erstreckende Schwenkachse 80 verschwenkbar an der Wand 56 des Gehäuses 44 befestigt. Dank der Verschwenkbarkeit der Videokamera 78 kann ein Aufnahmewinkel β, der in 4 angedeutet ist und zwischen dem durch die Umlenkeinheit 52 in einem vorbestimmten Umlenkwinkel α umgelenkten Messstrahl 76 und einer zentralen Aufnahmeachse 82 der Videokamera 78 ausgebildet ist, verändert werden. Auf diese Weise kann der Aufnahmebereich der Videokamera 78 verändert werden, um sicherzustellen, dass der Messbereich, in dem der umgelenkte Messstrahl 76 das Messobjekt abtastet, innerhalb des Aufnahmebereichs angeordnet ist und zwar unabhängig davon, wie groß der Abstand zwischen der Austrittsöffnung 60 und dem nicht dargestellten Messobjekt ausgebildet ist. Grundsätzlich kann der Videokamera 78 ein Antrieb zugeordnet sein, um ein Verschwenken der Videokamera 78 um die Schwenkachse 80 zu bewirken. Um den Aufbau der Tragvorrichtung 2 jedoch einfach zu gestalten, ist die Videokamera 78 in der dargestellten Ausführungsform manuell um die Schwenkachse 80 verschwenkbar. Darüber hinaus ist die Videokamera 78 in der jeweiligen Schwenkposition um die Schwenkachse 80 arretierbar.
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Aus der vorangehenden Beschreibung ist ersichtlich, dass die Relativanordnung zwischen der Umlenkeinheit 52 bzw. deren Eintrittsöffnung 58 einerseits und dem Halteteil 28 andererseits verändert werden kann, um die Tragvorrichtung 2 an unterschiedliche Bautypen bekannter Interferometer 4, insbesondere an unterschiedlich gestaltete oder/und dimensionierte Interferometer 4, anpassen zu können. So ist die Umlenkeinheit 52 dadurch in Längsrichtung 8, 10 relativ zu dem Halteteil 28 und somit zu dem lösbar an dem Halteteil 28 befestigten Interferometer 4 verschiebbar, dass das zweite Basisteil 24 in Längsrichtung 8, 10 relativ zu dem ersten Basisteil 22 der Basis 20 der Tragvorrichtung 2 verschoben wird. Darüber hinaus ist die Umlenkeinheit 52 bzw. deren Eintrittsöffnung 58 in Höhenrichtung 12, 14 relativ zu dem Halteteil 28 und somit dem lösbar an dem Halteteil 28 befestigten Interferometer 4 verschiebbar, indem das Gehäuse 44, an dem die Umlenkeinheit 52 mitsamt der Eintrittsöffnung 58 vorgesehen ist, in Höhenrichtung 12, 14 entlang der Führung 46 an dem Abschnitt 42 des zweiten Basisteils 24 verschoben wird. Da die Umlenkeinheit 52 und die Videokamera 78 beide an dem Gehäuse 44 bzw. dessen Wand 56 befestigt sind, ist die entsprechende Bewegung der Umlenkeinheit 52 relativ zu dem Halteteil 28 mit der Bewegung der Videokamera 78 gekoppelt. Mithin erfolgt die Veränderung der Relativanordnung zwischen der Umlenkeinheit 52 und dem Halteteil 28 unter Beibehaltung der Relativanordnung zwischen der Videokamera 78 und der Umlenkeinheit 52, wodurch die Handhabung der Tragvorrichtung 2 beim Anpassen an das jeweilige Interferometer 4 deutlich vereinfacht ist.
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Zum Verstellen der Relativanordnung zwischen der Umlenkeinheit 52 und der Eintrittsöffnung 58 einerseits und dem Halteteil 28 andererseits bzw. zum zuvor beschriebenen Verschieben können entsprechende Stellmittel zum manuellen Verstellen oder Verschieben vorgesehen sein, wie dies nachstehend beispielhaft anhand der Verschiebung der Umlenkeinheit 52 in Höhenrichtung 12, 14 relativ zu dem Halteteil 28 beschrieben werden soll.
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Es ist ein erstes Stellmittel 84 zum stufenlosen Verschieben der Umlenkeinheit 52 in Höhenrichtung 12, 14 vorgesehen. Das erste Stellmittel 84 ist im Bereich des Abschnitts 42 des zweiten Basisteils 24 angeordnet und schraubenartig ausgebildet. Das Stellmittel 84 weist einen nicht näher dargestellten Gewindeschaft auf, der sich in Höhenrichtung 12, 14 in ein Gewindeloch an dem Abschnitt 42 bzw. dem zweiten Basisteil 24 erstreckt. An dem in Höhenrichtung 14 nach unten weisenden Ende des Gewindeschafts ist ein manuell drehbarer Kopf 86 des ersten Stellmittels 84 vorgesehen. Das in Höhenrichtung 12 nach oben weisende Ende des Gewindeschafts wirkt mittelbar oder unmittelbar mit einem nicht näher dargestellten Distanzteil zusammen bzw. ist an diesem abgestützt. Das Distanzteil ist lösbar an dem Gehäuse 44 befestigt. Wird der Kopf 86 des ersten Stellmittels 84 in die eine oder andere Richtung gedreht, so wird das Gehäuse 44 in Höhenrichtung 12 nach oben oder in Höhenrichtung 14 nach unten abgesenkt, das über das Distanzteil mit dem Schraubenschaft zusammenwirkt oder an diesem abgestützt ist. Auf diese Weise wird eine besonders feine, stufenlose Verschiebung der Umlenkeinheit 52, mithin eine genaue Anpassung an das jeweilige Interferometer 4 bewirkt.
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Darüber hinaus ist ein zweites Stellmittel 88 vorgesehen, das an dem Gehäuse 44 angeordnet ist und das zuvor erwähnte Distanzteil umfasst. Von dem zweiten Stellmittel 88 ist in den Figuren lediglich eine Befestigungseinrichtung 90 dargestellt, mittels derer das zuvor erwähnte Distanzteil lösbar an dem Gehäuse 44 befestigbar oder befestigt ist. Das zweite Stellmittel 88 dient der stufenweisen Verstellung bzw. Verschiebung der Umlenkeinheit 52 in Höhenrichtung 12, 14 relativ zu dem Halteteil 28. Zu diesem Zweck weist das zweite Stellmittel 88 mindestens ein weiteres Distanzteil auf, das im Hinblick auf das zuvor erwähnte Distanzteil unterschiedlich dimensioniert oder/und gestaltet ist. Das mindestens eine zweite Distanzteil ist gegen das zuvor erwähnte Distanzteil austauschbar, so dass aufgrund der unterschiedlichen Dimensionierung oder Gestaltung der Distanzteile bereits durch den Austausch eine Abstützung der Umlenkeinheit 52 über das Distanzteil und den Gewindeschaft des ersten Stellmittels 84 in unterschiedlichen Höhen relativ zu dem Halteteil 28 erzielt wird. Der einfache Austausch dieser Distanzteile wird hierbei durch die Befestigungseinrichtung 90 zur lösbaren Befestigung eines der Distanzteile an dem Gehäuse 44 bewirkt.
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Aufgrund des geschilderten Zusammenspiels zwischen dem ersten Stellmittel 84 und dem zweiten Stellmittel 88 wird ein über das erste Stellmittel 84 erreichbarer Verstellgrenzwert in Höhenrichtung 12 nach oben oder in Höhenrichtung 14 nach unten für die Umlenkeinheit 52 durch das zweite Stellmittel 88 verändert oder vorgegeben, indem die zuvor erwähnten unterschiedlich dimensionierten oder/und gestalteten Distanzteile des zweiten Stellmittels 88 ausgetauscht werden. Wenngleich das erste und zweite Stellmittel 84, 88 hier in Kombination verwendet werden, so ist es für den Fachmann ersichtlich, dass diese auch unabhängig voneinander oder jeweils ausschließlich zum Einsatz kommen können.
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Bei der zuvor beschriebenen Veränderung der Relativanordnung zwischen der Umlenkeinheit 52 und dem Halteteil 28 bezogen auf die Höhenrichtung 12, 14 ist es bevorzugt, wenn die Relativanordnung derart veränderbar ist, dass der von dem lösbar an dem Halteteil 28 befestigten Interferometer 4 ausgesandte Messstrahl 66 im Bereich der Spiegeldrehachse 68 auf den ersten Umlenkspiegel 62 der mindestens zwei Umlenkspiegel 62, 64 trifft, wie dies in den 5 und 6 angedeutet ist. Hierdurch können die Messpositionen an dem Messobjekt exakt abgetastet und somit besonders genaue Messergebnisse erzielt werden.
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Das Halteteil 28 der Tragvorrichtung 2 ist derart ausgebildet, dass das Interferometer 4 über ein Außengehäuse 92 desselben lösbar an dem Halteteil 28 befestigbar und unabhängig von der Umlenkeinheit 52 von der Tragvorrichtung 2 lösbar ist. Wie bereits vorangehend geschildert, weist die Umlenkeinheit 52 dabei das von dem Außengehäuse 92 des Interferometers 4 separate und außerhalb des Außengehäuses 92 des Interferometers 4 angeordnete Gehäuse 54 auf, wobei bei der dargestellten Ausführungsform auch das Gehäuse 44 als Gehäuse der Umlenkeinheit 52 angesehen werden könnte.
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Ist das Interferometer 4 lösbar an dem Halteteil 28 der Tragvorrichtung 2 befestigt, so bildet dieses zusammen mit der Tragvorrichtung 2 die Messvorrichtung 6 aus, die in 7 dargestellt ist. Bei dem Interferometer 4 handelt es sich vorzugsweise um ein Laser-Doppler-Vibrometer, besonders bevorzugt um Einpunkt-Laser-Doppler-Vibrometer. Im letztgenannten Fall ermöglicht die Befestigung des Einpunkt-Laser-Doppler-Vibrometers an der Tragvorrichtung 2, dass das Einpunkt-Laser-Doppler-Vibrometer dank der Umlenkeinheit 52 sinngemäß in ein scannendes Laser-Doppler-Vibrometer umfunktioniert wird, wobei der Verwender die Messvorrichtung 6 oder das Interferometer 4 allein noch immer als Einpunkt-Laser-Doppler-Vibrometer verwenden kann. Die kostenintensive Anschaffung eines scannenden Laser-Doppler-Vibrometers zusätzlich zu dem Einpunkt-Laser-Doppler-Vibrometer ist dank der Tragvorrichtung 2 nicht mehr erforderlich.
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Das Interferometer 4 weist eine Lichtquelle und einen Strahlteiler zur Aufspaltung eines von der Lichtquelle erzeugten Lichtstrahls in einen der Umlenkeinheit 52 zuführbaren Messstrahl und einen Referenzstrahl und besonders bevorzugt einen Detektor auf, auf dem der von der Umlenkeinheit 52 umgelenkte und von einem Messobjekt reflektierte Messstrahl mit dem Referenzstrahl überlagerbar ist. Dabei sind die Lichtquelle und der Strahlteiler, gegebenenfalls auch der Detektor, in dem lösbar an der Tragvorrichtung 2, genauer gesagt dem Halteteil 28 der Tragvorrichtung 2, befestigten Außengehäuse 92 des Interferometers 4 angeordnet.
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Die Umlenkeinheit 52 ist vorzugsweise lösbar oder/und austauschbar an der Tragvorrichtung 2 angeordnet, um den einfachen Austausch einer defekten Umlenkeinheit 52 oder den Austausch der Umlenkeinheit 52 durch eine Umlenkeinheit mit anderen Eigenschaften zu ermöglichen. Die Lösbarkeit der Umlenkeinheit 52 von der Tragvorrichtung 2 kann hierbei beispielsweise dadurch bewirkt werden, dass die Tragvorrichtung 2 ein Tragteil aufweist, an dem die Umlenkeinheit 52 lösbar befestigt ist. Ein solches Tragteil kann beispielsweise von der zuvor erwähnten Wand 56 des Gehäuses 44 gebildet sein.
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Die zuvor beschriebene Änderung der Relativanordnung zwischen der Umlenkeinheit 52 und dem Halteteil 28 kann ergänzend oder alternativ auch auf die nachstehend beschriebene Weise durchgeführt werden. Wie bereits zuvor angedeutet, ist das Halteteil 28 lösbar oder/und austauschbar an der Basis 20, genauer gesagt dem ersten Basisteil 22 der Basis 20, befestigt. Um unterschiedlichen Bautypen und Baugrößen der Interferometer 4 Rechnung zu tragen, können der Tragvorrichtung 2 mindestens zwei unterschiedlich dimensionierte oder/und gestaltete Halteteile 28, 28 zugeordnet sein, die unter Veränderung der Relativanordnung zwischen der Umlenkeinheit 52 und deren Eintrittsöffnung 58 einerseits und dem Halteteil 28 bzw. dem daran lösbar befestigten Interferometer 4 andererseits austauschbar sind. Alternativ oder ergänzend kann auch das zuvor erwähnte Tragteil, an dem die Umlenkeinheit 52 lösbar befestigt ist, lösbar oder/und austauschbar an der Basis 20, also beispielsweise dem zweiten Basisteil 24 der Tragvorrichtung 2 befestigt sein. In diesem Fall könnten der Tragvorrichtung 2 mindestens zwei unterschiedlich dimensionierte oder/und gestaltete Tragteile zugeordnet sein, die unter Veränderung der Relativanordnung zwischen der Umlenkeinheit 52 bzw. der Eintrittsöffnung 58 einerseits und dem Halteteil 28 bzw. dem daran lösbar befestigten Interferometer 4 andererseits austauschbar sind. Sinngemäß wird hier eine Anpassung der Tragvorrichtung 2 an das jeweilige Interferometer 4 mit Hilfe von speziellen Adaptern für die unterschiedlichen Interferometer 4 in Form der beschriebenen Halteteile 28, 28 bzw. Tragteile bewirkt.
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Wenngleich vorangehend lediglich die relative Verschiebbarkeit zwischen der Umlenkeinheit 52 und dem Halteteil 28 im Hinblick auf die Längsrichtungen 8, 10 und die Höhenrichtungen 12, 14 beschrieben wurde, so kann die Tragvorrichtung 2 auch derart ausgebildet sein, dass die Umlenkeinheit 52 und das Halteteil 28 alternativ oder ergänzend in Querrichtung 16, 18 relativ zueinander verschiebbar sind, wobei die Ausführungen zu der relativen Verschiebbarkeit in Längsrichtung 8, 10 und in Höhenrichtung 12, 14 in entsprechender oder analoger Weise auch für die Verschiebbarkeit in Querrichtung 16, 18 gelten.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Tragvorrichtung
- 4
- Interferometer
- 6
- Messvorrichtung
- 8
- Längsrichtung
- 10
- Längsrichtung
- 12
- Höhenrichtung
- 14
- Höhenrichtung
- 16
- Querrichtung
- 18
- Querrichtung
- 20
- Basis
- 22
- erstes Basisteil
- 24
- zweites Basisteil
- 26
- Betätigungselement
- 28
- Halteteil
- 30
- Betätigungselement
- 32
- Betätigungselement
- 34
- Stützeinrichtung
- 36
- Stützbeine
- 38
- Stützteil
- 40
- Betätigungselement
- 42
- Abschnitt
- 44
- Gehäuse
- 46
- Führung
- 46'
- Höhenführungen
- 48
- Führungsteil
- 50
- Betätigungselement
- 52
- Umlenkeinheit
- 54
- Gehäuse
- 56
- Wand
- 58
- Eintrittsöffnung
- 60
- Austrittsöffnung
- 62
- Umlenkspiegel
- 64
- Umlenkspiegel
- 66
- ausgesandter Messstrahl
- 68
- Spiegeldrehachse
- 70
- Spiegeldrehachse
- 72
- Antrieb
- 74
- Antrieb
- 76
- umgelenkter Messstrahl
- 78
- Videokamera
- 80
- Schwenkachse
- 82
- zentrale Aufnahmeachse
- 84
- erstes Stellmittel
- 86
- Kopf
- 88
- zweites Stellmittel
- 90
- Befestigungseinrichtung
- 92
- Außengehäuse
- α
- Umlenkwinkel
- β
- Aufnahmewinkel
