DE102019101152B3

DE102019101152B3 - Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen der Oberflächenkontur und/oder der Lage im Raum eines Gegenstandes

Info

Publication number: DE102019101152B3
Application number: DE102019101152.3A
Authority: DE
Inventors: Armin Holle
Original assignee: Sikora AG
Current assignee: Sikora AG
Priority date: 2019-01-17
Filing date: 2019-01-17
Publication date: 2020-01-30
Anticipated expiration: 2039-01-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen der Oberflächenkontur und/oder der Lage im Raum eines entlang einer Förderrichtung durch die Vorrichtung geförderten Gegenstandes, vorzugsweise eines plattenförmigen Gegenstandes, umfassend mindestens eine Sendeeinrichtung zum Aussenden von Messstrahlung im Terahertz-oder Gigahertzfrequenzbereich auf den Gegenstand, wobei die Messstrahlung durch den Gegenstand reflektiert wird, weiter umfassend mindestens einer Empfangseinrichtung zum empfangen der von der mindestens einen Sendeeinrichtung ausgesandten und von dem Gegenstand reflektierten Messstrahlung, und umfassend eine Auswerteeinrichtung. Die Erfindung betrifft außerdem ein entsprechendes Verfahren.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen der Oberflächenkontur und/oder der Lage im Raum eines entlang einer Förderrichtung durch die Vorrichtung geförderten Gegenstandes, vorzugsweise eines plattenförmigen Gegenstandes, umfassend mindestens eine Sendeeinrichtung zum Aussenden von Messstrahlung im Terahertz- oder Gigahertzfrequenzbereich auf den Gegenstand, wobei die Messstrahlung durch den Gegenstand reflektiert wird, weiter umfassend mindestens eine Empfangseinrichtung zum Empfangen der von der mindestens einen Sendeeinrichtung ausgesandten und von dem Gegenstand reflektierten Messstrahlung, und umfassend eine Auswerteeinrichtung.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Bestimmen der Oberflächenkontur und/oder der Lage im Raum eines entlang einer Förderrichtung geförderten Gegenstandes, vorzugsweise eines plattenförmigen Gegenstandes, bei dem Messstrahlung im Terahertz- oder Gigahertzfrequenzbereich auf den Gegenstand ausgesendet wird, wobei die Messstrahlung durch den Gegenstand reflektiert wird, und wobei die von dem Gegenstand reflektierte Messstrahlung empfangen wird.
Beispielsweise plattenförmige Metallgegenstände, wie Metallbänder oder dergleichen, werden im Zuge ihrer Herstellung oftmals hinsichtlich ihrer Dicke vermessen. Dies kann zum Beispiel anhand von Laufzeitmessungen der von einer Sendeeinrichtung auf den Gegenstand ausgesandten und von der Oberfläche des Gegenstandes zu einer Empfangseinrichtung zurückreflektierten Messstrahlung erfolgen. Sofern eine solche Messung von beiden gegenüberliegenden Oberflächen des Gegenstandes erfolgt, kann bei bekannter Position der Sende- und Empfangseinrichtungen im Raum die Dicke des Gegenstandes bestimmt werden.
Ein Problem tritt auf, wenn der durch die Vorrichtung geförderte Gegenstand nicht die vorgesehene Lage im Raum besitzt, beispielsweise gegenüber einer horizontalen Sollebene verkippt ist. In diesem Fall kann es bei der Dickenbestimmung zu einem erheblichen Messfehler kommen, wie unten anhand der 1 noch näher erläutert werden wird.
Aus der nachveröffentlichten DE 10 2017 125 740 A1 ist eine Terahertz-Messvorrichtung zum Messen mindestens einer Schichtdicke eines entlang einer Förderrichtung geförderten Messobjekts bekannt. Die Messvorrichtung weist einen Terahertz-Hauptsensor zum Aussenden eines Terahertz-Hauptstrahls entlang einer ersten optischen Achse in einer Detektionsebene senkrecht zu der Förderrichtung und zum Empfangen von entlang der ersten optischen Achse reflektierter TerahertzStrahlung auf, sowie einen Terahertz-Zusatzsensor zum Aussenden eines Terahertz-Zusatzstrahls entlang einer zweiten optischen Achse, die außerhalb der Detektionsebene und/oder zu der Detektionsebene geneigt verläuft, zur Detektion der entlang der zweiten optischen Achse zurückreflektierten Terahertz-Zusatzstrahlung. Eine Auswerte- und Steuereinrichtung ermittelt aus Hauptreflektionspeaks einen Abstand und/oder eine Schichtdicke in der Detektionsebene und ordnet Zusatzreflektionspeaks Fehlstellen in oder auf dem Messobjekt zu.
Aus der DE 10 2015 122 205 A1 sind darüber hinaus ein Verfahren und eine Terahertz-Messvorrichtung zum Messen einer Schichtdicke und/oder eines Abstands bekannt. Mindestens ein Terahertzstrahl wird entlang einer optischen Achse auf ein Messobjekt eingestrahlt und durch mindestens eine Schicht des Messobjekts gelangte und reflektierte Terahertzstrahlung wird detektiert. Anhand einer Auswertung eines Messsignals der detektierten, reflektierten Terahertzstrahlung wird eine Schichtdicke ermittelt, wobei mehrere Messungen mit unterschiedlichen Achsen durchgeführt werden.
Aus DE 10 2016 111 044 A1 ist eine weitere Terahertz-Messvorrichtung zum Vermessen eines Prüfobjektes durch eine Laufzeitmessung bekannt. Dabei sind mehrere passive Terahertz-Empfangseinrichtungen vorgesehen, deren optische Achsen zu der optischen Achse einer Terahertz-Sende- und Empfangseinheit versetzt oder geneigt angeordnet sind.
Aus DE 10 2017 16 214 A1 sind ein Messverfahren und eine Messvorrichtung zur Messung einer geometrischen Größe eines Gegenstands durch Bestrahlung mit hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung bei Durchlauf des Gegenstands durch eine Messvorrichtung bekannt, mit der die Breite oder die Höhe/Dicke eines an der Messvorrichtung vorbeigeführten Gegenstandes ermittelt werden soll.
Ausgehend von dem erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit der auch bei Abweichungen des Gegenstandes von einer vorgesehene Lage im Raum eine zuverlässige Bestimmung beispielsweise der Dicke des Gegenstandes ermöglicht wird.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch die unabhängigen Ansprüche 1 und 11. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
Für eine Vorrichtung der eingangs genannten Art löst die Erfindung die Aufgabe dadurch, dass die mindestens eine Sendeeinrichtung dazu ausgebildet ist, Messstrahlung auf mindestens zwei zumindest in Förderrichtung des Gegenstandes beabstandete Messorte auf einer ersten Oberfläche des Gegenstandes auszusenden, dass die mindestens eine Empfangseinrichtung dazu ausgebildet ist, die von den mindestens zwei Messorten reflektierte Messstrahlung zu empfangen, und dass die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet ist, anhand der von der mindestens einen Empfangseinrichtung empfangenen Messstrahlung die Oberflächenkontur des Gegenstandes und/oder die Lage des Gegenstandes im Raum zu bestimmen.
Für ein Verfahren der eingangs genannten Art löst die Erfindung die Aufgabe dadurch, dass Messstrahlung auf mindestens zwei zumindest in Förderrichtung des Gegenstandes beabstandete Messorte auf einer ersten Oberfläche des Gegenstandes ausgesendet wird, dass die von den mindestens zwei Messorten reflektierte Messstrahlung empfangen wird, und dass anhand der empfangenen Messstrahlung die Oberflächenkontur des Gegenstandes und/oder die Lage des Gegenstandes im Raum bestimmt wird.
Der erfindungsgemäß vermessene Gegenstand kann ein plattenförmiger Gegenstand sein. Beispielsweise kann der Gegenstand ein Metallgegenstand sein. Beispielsweise kann es sich dabei um ein Metallband handeln. Es ist aber auch möglich, dass der Gegenstand aus einem anderen Material, wie beispielsweise Kunststoff besteht. Der Gegenstand kann im Wesentlichen unmittelbar im Anschluss an seine Produktion durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gefördert werden. Zum Fördern des Gegenstandes kann die Vorrichtung eine entsprechende Fördereinrichtung besitzen. Es ist möglich, dass der Gegenstand bei seinem Fördern durch die Vorrichtung noch eine sehr hohe Temperatur von beispielsweise etwa 1000 °C besitzt. Es ist weiter möglich, dass der Gegenstand zum Kühlen mit Kühlflüssigkeit oder dergleichen behandelt wird. Dies kann zu Spritzwasser und/oder Dampfentwicklung führen. In solchen grundsätzlich schwierigen Messumgebungen ist die erfindungsgemäße Verwendung von Messstrahlung im Terahertz-oder Gigahertzfrequenzbereich besonders vorteilhaft, da sie, anders als optische Strahlung, wie Laserstrahlung, gegenüber derartigen Beeinträchtigungen unempfindlich ist.
Der Gegenstand wird im Zuge seines Förderns durch die erfindungsgemäße Vorrichtung durch die mindestens eine Sendeeinrichtung mit Messstrahlung im Terahertz- der Gigahertzfrequenzbereich bestrahlt. Diese Messstrahlung wird von der bestrahlten Oberfläche des Gegenstandes reflektiert und gelangt nach der Reflexion zu mindestens einer Empfangseinrichtung, die die Strahlung als entsprechendes Messsignal detektiert. Die empfangenen Messsignale werden von der mindestens einen Empfangseinrichtung an die Auswerteeinrichtung geleitet, die sie dann entsprechend auswertet, insbesondere zur Bestimmung der Oberflächenkontur und/oder der Lage im Raum des Gegenstandes, wie unten noch näher erläutert werden wird. Als Sendeeinrichtung kommen zum Beispiel sogenannte Hornstrahler infrage. Es sind jedoch auch andere Sendeeinrichtungen denkbar, beispielsweise Sendeeinrichtungen mit einem gebündelten oder stärker divergenten Strahl. Dies kann nützlich sein, wenn die Messanordnung weiter weg von dem Gegenstand angeordnet sein muss und gleichzeitig der noch zu erläuternde Abstand zwischen den Messorten nicht sehr groß sein muss.
Erfindungsgemäß wird von der mindestens einen Sendeeinrichtung Messstrahlung auf mindestens zwei zumindest in Förderrichtung des Gegenstandes zueinander beabstandete Messorte auf einer ersten Oberfläche des Gegenstandes ausgesendet. Die Messstrahlung wird von den Messorten auf der Oberfläche des Gegenstandes reflektiert. Die mindestens eine Empfangseinrichtung empfängt die von den mindestens zwei Messorten reflektierte Messstrahlung und leitet die entsprechenden Empfangssignale wie erläutert an die Auswerteeinrichtung weiter. Sofern in diesem Zusammenhang von einer Beabstandung der Messorte zumindest in Förderrichtung des Gegenstandes gesprochen wird, meint dies, dass zwischen den Messorten zumindest in Förderrichtung des Gegenstandes ein Abstandsvektor vorliegt. Die Messorte können darüber hinaus auch in einer Richtung quer zur Förderrichtung beabstandet sein. Die Messorte können also insbesondere entlang einer schräg zur Förderrichtung verlaufenden Richtung zueinander beabstandet angeordnet sein. Es ist lediglich erforderlich, dass ein Abstandsvektor in Förderrichtung vorliegt. Darüber hinaus kann auch ein Abstandsvektor quer zur Förderrichtung vorliegen. Darüber hinaus schließt der Abstand zwischen den Messorten nicht aus, dass sich zwischen diesen zueinander beabstandeten Messorten weitere Messorte befinden. Insbesondere müssen dabei keine diskret getrennten Messorte vorliegen, sondern es kann ein geschlossener Messbereich vorliegen, der die mindestens zwei in Förderrichtung beabstandeten Messorte umfasst. Zwischen den mindestens zwei Messorten kann also ebenfalls Messstrahlung auf die Oberfläche des Gegenstandes gestrahlt werden. Es ist möglich, dass auf einen Bereich zwischen den mindestens zwei Messorten der Oberfläche gesendete Messstrahlung nicht von der Empfangseinrichtung empfangen wird. Insbesondere für die Auswertung der Empfangssignale ist es vorteilhaft, wenn die von den mindestens zwei Messorten reflektierte Messstrahlung als getrennte Messereignisse identifizierbar ist. Dies ist beispielsweise bei einer Laufzeitmessung gegeben, wenn zwischen dem Empfang der von den mindestens zwei Messorten reflektierten Messstrahlung durch die mindestens eine Empfangseinrichtung ein für die messtechnische Diskriminierung ausreichender zeitlicher Abstand liegt.
Die Grundidee der Erfindung liegt somit darin, in Förderrichtung des Gegenstandes, die insbesondere der Längsrichtung des Gegenstandes entsprechen kann, mehrere Messorte zu definieren und auszuwerten. Die Positionen der mindestens einen Sendeeinrichtung und der mindestens einen Empfangseinrichtung im Raum sind dabei bekannt. Gleiches gilt für zum Einsatz kommende Reflektoren, wie unten näher erläutert. Die Position der mindestens einen Sendeeinrichtung sowie der mindestens einen Empfangseinrichtung sowie vorhandener Reflektoren kann zum Beispiel experimentell durch eine Kalibrierung mit einem Referenzgegenstand, zum Beispiel einer ebenen, sehr präzise positionierbaren Metallplatte, erfolgen. Aus der bekannten Position der Sende- und Empfangseinrichtungen kann beispielsweise mittels der nachfolgend näher erläuterten Laufzeitmessung zum Beispiel die Lage der mindestens zwei Messorte auf der Oberfläche des Gegenstandes im Raum bestimmt werden. Eine solche Auswertung beispielsweise einer Laufzeitmessung ist dem Fachmann an sich bekannt. Damit ist es beispielsweise bei Vorsehen zweier Messorte möglich, eine Verkippung des Gegenstandes in Förderrichtung des Gegenstandes gegenüber einer Referenzebene zu erkennen. Dies kann wiederum beispielsweise bei einer Dickenbestimmung des Gegenstandes berücksichtigt werden, um Messfehler durch die Verkippung zu vermeiden. Auch ist es beispielsweise bei Vorsehen einer Reihe von zum Beispiel entlang einer Linie angeordneten Messorten auf der Oberfläche des Gegenstandes auf diese Weise möglich, die Oberflächenkontur des Gegenstandes zu ermitteln, insbesondere unzulässige Abweichungen von einer vorgegebenen Kontur, zum Beispiel einer ebenen Kontur. Die Erfindung macht sich dabei zu Nutze, dass bei einem Bestrahlen einer beispielsweise ebenen Oberfläche mittels Terahertz- oder Gigahertzbestrahlung typisch genau ein Entfernungssignal von der Oberfläche zurückkommt. Dadurch ist es erfindungsgemäß möglich, gleichzeitig mehrere Messorte auf der Oberfläche des Gegenstandes auszuwerten, wobei lediglich durch entsprechende Anordnung der Messorte bzw. hierzu vorgesehener Reflektoren oder ähnliches sichergestellt werden muss, dass die den Messorten zugeordneten Empfangssignale messtechnisch sicher diskriminiert werden können, beispielsweise aufgrund eines ausreichend großen Laufzeitunterschiedes, so dass sie als unterschiedliche Signale aufgelöst werden können.
Gemäß einer besonders praxisgemäßen Ausgestaltung kann die Auswerteeinrichtung die Oberflächenkontur des Gegenstandes und/oder die Lage des Gegenstandes im Raum anhand ermittelter Laufzeiten der Messstrahlung insbesondere zwischen den Sende-und Empfangseinrichtungen bestimmen. Beispielsweise bei einer gepulsten Aussendung der Messstrahlung, zum Beispiel mit einem Impulsradar, können die Laufzeiten unmittelbar anhand der empfangenen Messsignale bestimmt werden. Die Erfindung ist aber nicht auf eine gepulste Aussendung der Messstrahlung beschränkt. Wird beispielsweise mit einem Dauerstrichradar (CW-Radar oder FMCW-Radar) während eines Messvorgangs ununterbrochen Messstrahlung ausgesendet, können aus der empfangenen Messstrahlung in an sich bekannter Weise mittels einer Fourier-Transformation die Laufzeiten der Messstrahlungsanteile ermittelt werden. Aus der bekannten Position im Raum der Sende-und Empfangseinrichtungen und gegebenenfalls vorhandener Reflektoren kann anhand der Laufzeitmessung der Abstand zwischen den Messorten und der Sende- bzw. Empfangseinrichtung und damit die Position der Messorte im Raum bestimmt werden. Daraus wiederum kann die Lage des Gegenstands im Raum, zum Beispiel seine Verkippung gegenüber einer horizontalen Referenzebene, bestimmt werden. Diese Verkippung wiederum kann zum Beispiel bei einer Dickenmessung des Gegenstandes berücksichtigt werden, so dass Messfehler aufgrund einer Verkippung ausgeschlossen werden.
Einer Sendeeinrichtung ist erfindungsgemäß mindestens ein Reflektor zugeordnet, der von der Sendeeinrichtung ausgesandte und von mindestens einem Messort reflektierte Messstrahlung zurückreflektiert zu der mindestens einen Empfangseinrichtung. Ein zweiter Messort kann dann durch den Auftreffort auf dem Gegenstand der von der Sendeeinrichtung ausgesandten und direkt zu der mindestens einen Empfangseinrichtung zurückreflektierten Messstrahlung gebildet sein. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung können einer Sendeeinrichtung mindestens zwei Reflektoren zugeordnet sein, die von der Sendeeinrichtung ausgesandte und von mindestens zwei Messorten reflektierte Messstrahlung zurückreflektieren zu der mindestens einen Empfangseinrichtung. Bei dieser Ausgestaltung sind einer Sendeeinrichtung mehrere Reflektoren zugeordnet, die von den Messorten reflektierte Messstrahlung zurück zu der Empfangseinrichtung reflektieren. Gemeinsam mit dem Auftreffort auf dem Gegenstand der von der Sendeeinrichtung ausgesandten, direkt zu der mindestens einen Empfangseinrichtung zurückreflektierten Messstrahlung können beispielsweise bei Verwendung von mindestens zwei Reflektoren mindestens drei Messorte gebildet sein. Die mindestens drei Messorte können eine (zweidimensionale) Ebene aufspannen. Dazu können die mindestens zwei Reflektoren entsprechend angeordnet sein. Beispielsweise können einer Sendeeinrichtung auch mehr als zwei Reflektoren zugeordnet sein, zum Beispiel drei oder vier Reflektoren. Es können dann entsprechend vier oder fünf Messorte auf der Oberfläche des Gegenstandes vorgesehen sein. Durch mindestens drei Messorte, die eine Ebene aufspannen, ist eine umfassende Bestimmung der Lage des Gegenstandes im Raum möglich. Bei vier oder fünf Messorten ist eine Redundanz vorhanden, die bei der Auswertung berücksichtigt werden kann. Wie bereits erläutert, ist für die diesbezügliche Auswertung auch die Position der Reflektoren im Raum bekannt. Sie kann wie oben erläutert experimentell ermittelt werden. Ein wesentlicher Vorteil bei der Verwendung einer Sendeeinrichtung und einer Empfangseinrichtung mit einem oder mehreren Reflektoren ist, dass die Messsignale praktisch perfekt synchronisiert sind. So ist sichergestellt, dass die Messstrahlung zu den unterschiedlichen Messorten gleichzeitig ausgesendet wird und beispielsweise die Entfernungen der Messorte zu der Sende- bzw. Empfangseinrichtung zeitgleich bestimmt werden. Werden dagegen mehrere Sendeeinrichtungen für die mehreren Messorte vorgesehen, kann die exakte zeitliche Synchronisierung zu Schwierigkeiten führen. Dies gilt insbesondere, wenn der Gegenstand mit vergleichsweise hoher Geschwindigkeit durch die Vorrichtung gefördert wird.
Bei Verwendung von Sendeeinrichtungen mit großer Richtwirkung kann es vorteilhaft sein, die Sendeeinrichtung leicht in Richtung der Reflektoren zu kippen. Beispielsweise bei einer Anordnung, bei der die Sende- und Empfangseinrichtung einerseits und beispielsweise zwei verwendete Reflektoren andererseits ein gleichseitiges Dreieck bilden, kann durch entsprechende Ausrichtung der Sendeeinrichtung der Hauptteil der Messstrahlung auf den Mittelpunkt eines solchen Dreiecks gerichtet werden. Dabei würden nur geringere Strahlungsanteile für eine direkte Reflexion auf der Oberfläche des Gegenstandes genutzt. Durch eine geeignete Ausrichtung der Sendeeinrichtung und der Reflektoren kann so die Signalstärke der unterschiedlichen Messorte ausgewogener gestaltet werden. Dadurch wird die Auswertung erleichtert.
Mindestens ein Reflektor, insbesondere mindestens einer der Reflektoren, kann nach einer weiteren Ausgestaltung eine insbesondere flächig ausgedehnte Reflektorfläche besitzen. Damit kann entsprechend ein flächiger Messortbereich auf der Oberfläche ausgewertet werden, insbesondere ein zusammenhängender Messortbereich. Dies wiederum ermöglicht eine zuverlässige Auswertung der Oberflächenform des Gegenstandes, insbesondere etwaiger Oberflächendefekte, wie Erhebungen oder Vertiefungen. Beispielsweise kann auf diese Weise ein Messstreifen auf der Oberfläche erzeugt werden. Es ergibt sich dann bei perfekt ebener Oberfläche beispielsweise ein im Wesentlichen rechteckiges Empfangssignal. Befindet sich in dem Messortbereich dagegen ein Oberflächendefekt, wie eine kleine Erhebung, dann werden an Teilen der Erhebung Strahlen besser zurück zu der Empfangseinrichtung reflektiert als an anderen Teilen. Damit ergibt sich eine Modulation der ansonsten glatten Linie des Rechtecksignals, aus der entsprechend auf den Oberflächendefekt geschlossen werden kann. Es können auf diese Weise aber neben Oberflächenfehlern beispielsweise auch Dickenprofile des Gegenstandes gemessen werden.
Mindestens ein Reflektor, insbesondere mindestens einer der Reflektoren, kann eine plane Reflektorfläche besitzen. Es ist auch möglich, dass mindestens ein Reflektor, insbesondere mindestens einer der Reflektoren, eine konvexe oder konkave Reflektorfläche besitzt. Konvexe oder konkave Reflektorflächen bieten sich insbesondere bei Reflektoren an, die Messstrahlung nach dem Prinzip Einfallswinkel gleich Ausfallswinkel reflektieren. Über die Form der Reflektoren lässt sich einstellen, wie groß der Messort auf dem Gegenstand ist. Je konvexer der Reflektor, desto kleiner wird der Messort und desto kleiner wird das Signal, bei entsprechend großer Winkeltoleranz der Lage im Raum des zu vermessenden Gegenstandes. Mit konkaven Reflektoren lässt sich dagegen eine hohe Signalstärke bei größerem Messort einstellen, bei entsprechend geringerer Winkeltoleranz. Planreflektoren können insofern einen interessanten Kompromiss bilden, da sie leicht mit ausreichender Präzision herstellbar sind, mit moderatem Signal, bei moderatem Messort und moderater Winkeltoleranz.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann mindestens ein Reflektor, insbesondere mindestens einer der Reflektoren, ein Retroreflektor sein. Ein Retroreflektor reflektiert zumindest einen Teil der einfallenden Strahlung im Wesentlichen unabhängig von der Einfallsrichtung sowie der Ausrichtung des Reflektors im Wesentlichen zurück in die Richtung, aus der die Strahlung gekommen ist, in diesem Fall also zurück zu dem jeweiligen Messort, von dem die Messstrahlung dann entsprechend zurück zu der Empfangseinrichtung reflektiert wird, die sich insbesondere am selben Ort wie die Sendeeinrichtung befinden kann. Es ist nicht erforderlich, dass der oder die Retroreflektoren sämtliche einfallenden Strahlungsanteile retroreflektieren. Es ist vielmehr auch möglich, dass nur ein Teil einer Reflektorfläche retroreflektierende Eigenschaften besitzt, somit also nur ein Teil der auf den Retroreflektor einfallenden Strahlung von diesem in dieselbe Richtung zurückreflektiert wird, aus der die Strahlung gekommen ist, während ein anderer Teil der einfallenden Strahlung in andere Richtung reflektiert wird und damit für die Auswertung unter Umständen nicht nutzbar ist. Dies ist akzeptabel solange der in die Ausgangsrichtung retroreflektierte Teil der einfallenden Strahlung eine für die Auswertung ausreichende Intensität aufweist. Ein Retroreflektor kann insbesondere eine flächig ausgedehnte Reflektorfläche besitzen, welche in der Einfallsrichtung zurückreflektiert, also über wenigstens einen Teil der Reflektorfläche retroreflektierende Eigenschaften besitzt.
Selbstverständlich ist auch eine Kombination unterschiedlicher Reflektortypen bzw. unterschiedlicher Messorte möglich. Zum Beispiel können diskrete Messorte mit Messortbereichen kombiniert werden, so dass einerseits in einem bestimmten Bereich Oberflächenkonturen erfasst werden können und andererseits präzise eine Lage des Gegenstands im Raum ermittelt werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann die mindestens eine Sendeeinrichtung, wie oben bereits erläutert, dazu ausgebildet sein, Messstrahlung auf mindestens drei Messorte auf der ersten Oberfläche des Gegenstandes auszusenden, wobei die mindestens drei Messorte eine Ebene im Raum aufspannen, wobei die mindestens eine Empfangseinrichtung dazu ausgebildet ist, die von den mindestens drei Messorten reflektierte Messstrahlung zu empfangen, und die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet ist, anhand der von der mindestens einen Empfangseinrichtung empfangenen, insbesondere von den mindestens drei Messorten reflektierten Messstrahlung die Oberflächenkontur des Gegenstandes und/oder die Lage des Gegenstandes im Raum zu bestimmen. Zwei der drei Messorte können dabei insbesondere die bereits oben genannten zwei zumindest in Förderrichtung des Gegenstands beabstandeten Messorte sein. Sofern die drei Messorte so angeordnet sind, dass sie eine zweidimensionale Ebene aufspannen, kann durch Bestimmung der Lage der Messorte im Raum die durch diese aufgespannte Ebene berechnet werden. Beispielsweise bei vorausgesetzter Ebenheit der Oberfläche des Gegenstandes kann hiermit unmittelbar eine umfassende Lagebestimmung im Raum erfolgen. Wie bereits erläutert, können einer Sendeeinrichtung mindestens zwei Reflektoren zugeordnet sein, die beispielsweise gemeinsam mit dem Auftreffort der von der Sendeeinrichtung ausgesandten und direkt von der Oberfläche des Gegenstandes zu der mindestens einen Empfangseinrichtung zurückreflektierten Messstrahlung die drei Messorte definieren, und die von der Sendeeinrichtung ausgesandte und von den zwei Messorten reflektierte Messstrahlung zurückreflektieren zu der mindestens einen Empfangseinrichtung.
Nach einer weiteren Ausgestaltung kann mindestens eine weitere Sendeeinrichtung vorgesehen sein, die dazu ausgebildet ist, Messstrahlung auf mindestens einen weiteren Messort auf einer der ersten Oberfläche gegenüberliegenden zweiten Oberfläche des Gegenstandes auszusenden, wobei mindestens eine weitere Empfangseinrichtung vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, die von dem mindestens einen Messort reflektierte Messstrahlung zu empfangen, und wobei die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet ist, anhand der von der mindestens einen Empfangseinrichtung und der von der mindestens einen weiteren Empfangseinrichtung empfangenen Messstrahlung die Dicke des Gegenstandes zu bestimmen. Die oben erläuterte mindestens eine Sendeeinrichtung kann mindestens eine erste Sendeeinrichtung sein und die mindestens eine weitere Sendeeinrichtung kann mindestens eine zweite Sendeeinrichtung sein. Entsprechend kann die oben erläuterte mindestens eine Empfangseinrichtung mindestens eine erste Empfangseinrichtung sein und die mindestens eine weitere Empfangseinrichtung mindestens eine zweite Empfangseinrichtung. Die von der ersten Sendeeinrichtung bestrahlte Oberfläche kann beispielsweise eine Oberseite des Gegenstandes sein und die von der mindestens einen zweiten Sendeeinrichtung bestrahlte Oberfläche die gegenüberliegende Unterseite des Gegenstandes sein. Bei der vorgenannten Ausgestaltung kann die Lage im Raum sowohl der Messorte auf der ersten Oberfläche als auch des mindestens einen Messorts auf der gegenüberliegenden zweiten Oberfläche in der erfindungsgemäßen Weise bestimmt werden. Hieraus kann die Dicke des Gegenstandes ermittelt werden, besonders zuverlässig, wenn die hierfür verglichenen Messorte auf den gegenüberliegenden Oberflächen des Gegenstandes einander direkt gegenüber liegen. Auch die Dicke kann von der Auswerteeinrichtung anhand ermittelter Laufzeiten der Messstrahlung bestimmt werden, wie dies oben erläutert wurde. Selbstverständlich können auch auf der zweiten Oberfläche mehrere Messorte vorgesehen sein. Insoweit sind die erläuterten Ausgestaltungen zur Ausbildung der Messorte auf der ersten Oberfläche in gleicher Weise für die Ausbildung von Messorten auf der zweiten Oberfläche des Gegenstandes möglich. Hierbei sind auch die Positionen der mindestens einen weiteren Sendeeinrichtung sowie der mindestens einen weiteren Empfangseinrichtung im Raum bekannt. Sie können wiederum in der oben erläuterten Weise experimentell bestimmt werden. Sofern die mehreren Messorte auf den gegenüberliegenden Seiten des Gegenstandes symmetrisch angeordnet sind, so dass sie sich paarweise direkt gegenüberliegen, kann die Dicke entsprechend an mehreren Stellen gemessen werden, wodurch die Genauigkeit der Messung weiter erhöht wird.
Es erleichtert die Auswertung erheblich, wenn die mindestens eine Sendeeinrichtung und die mindestens eine Empfangseinrichtung im Wesentlichen am selben Ort angeordnet sind. Beispielsweise können mindestens eine Sendeeinrichtung und mindestens eine Empfangseinrichtung durch mindestens einen Transceiver gebildet sein. Die vorgenannten Ausgestaltungen gelten entsprechend auch für die mindestens eine weitere Sendeeinrichtung und die mindestens eine weitere Empfangseinrichtung. Es können dabei jeweils paarweise eine Sendeeinrichtung und eine Empfangseinrichtung zu einem Transceiver zusammengefasst sein. Es ist aber auch denkbar, die Sende- und Empfangseinrichtungen an unterschiedlichen Orten anzuordnen.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden. Entsprechend kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet sein.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen schematisch:

1 eine Messanordnung nach dem Stand der Technik in einer Schnittansicht,
2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel in einer Schnittansicht,
3 ein Diagramm mit Messergebnissen der Vorrichtung aus 2,
4 eine erfindungsgemäße Vorrichtung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel in einer Draufsicht,
5 ein Diagramm mit Messergebnissen der Vorrichtung aus 4,
6 eine erfindungsgemäße Vorrichtung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel in einer Schnittansicht,
7 ein Diagramm mit Messergebnissen der Vorrichtung aus 6,
8 eine erfindungsgemäße Vorrichtung an einem weiteren Ausführungsbeispiel in einer Draufsicht, und
9 ein Diagramm mit Messergebnissen der Vorrichtung aus 8.

Soweit nichts anderes angegeben ist, bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände.
In 1 ist eine Messanordnung nach dem Stand der Technik dargestellt, um die durch eine Verkippung hinsichtlich der Dickenmessung eines Gegenstandes verursachten Probleme zu veranschaulichen. Bei dem Bezugszeichen 10 ist ein in dem gezeigten Beispiel plattenförmiger Gegenstand, beispielsweise eine Metallplatte, dargestellt. Die Metallplatte 10 besitzt eine Dicke d_real . Bei den Bezugszeichen 12 und 14 sind Transceiver, umfassend jeweils eine Sendeeinrichtung zum Aussenden von Terahertz-oder Gigahertzstrahlung und eine Empfangseinrichtung zum Empfangen der Terahertz- oder Gigahertzstrahlung gezeigt. Die Transceiver 12, 14 umfassen jeweils einen Hornstrahler oder eine andere geeignete Antenne. Sie strahlen in einem Winkelbereich Messstrahlung im Terahertz- oder Gigahertzfrequenzbereich auf gegenüberliegende Oberflächen des Gegenstands 10 aus. Aufgrund der Grundregel Einfallswinkel = Ausfallswinkel gelangt von den Transceivern 12, 14 ausgesandte Messstrahlung nach Reflexion an der jeweiligen Oberfläche des Gegenstands 10 nur jeweils der Strahlungsanteil zu dem Transceiver 12, 14 zurück, der in einem rechten Winkel auf die jeweilige Oberfläche auftrifft. Dies ist in 1 beispielhaft für die Strahlungsanteile 16, 18 gezeigt. Wird beispielsweise anhand einer Laufzeitmessung der Strahlungsanteile 16, 18 der Abstand der jeweiligen Oberfläche des Gegenstands 10 zu dem jeweiligen Transceiver 12, 14 bestimmt, wobei die Position der Transceiver 12, 14 im Raum präzise bekannt ist, und aus den auf gegenüberliegenden Seiten gemessenen Abständen die Dicke des Gegenstands 10 bestimmt, ergibt sich die in 1 dargestellte Dicke d_gemessen . Es ist in 1 deutlich erkennbar, dass die gemessene Dicke d_gemessen aufgrund der Verkippung des Gegenstands 10 erheblich größer ist als die tatsächliche Dicke d_real .
In 2 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt. Sie umfasst ebenfalls zwei auf gegenüberliegenden Seiten des plattenförmigen Gegenstands 10 angeordnete Transceiver 12, 14, die wiederum jeweils einen Hornstrahler umfassen und entsprechend Messstrahlung im Terahertz-oder Gigahertzfrequenzbereich mit einem bestimmten Öffnungswinkel auf die gegenüberliegenden Oberflächen des Gegenstands 10 aussenden. Der Gegenstand 10 wird entlang einer Förderrichtung durch die Vorrichtung gefördert, in 2 beispielsweise von rechts nach links. Weiter ist zu erkennen, dass der Gegenstand 10 gegenüber einer horizontalen Referenzebene um den Winkel α verkippt ist.
Von den Sendeeinrichtungen der Transceiver 12, 14 ausgesandte Messstrahlung, die rechtwinklig auf die jeweilige Oberfläche des Gegenstands 10 auftritt, wird von dieser Oberfläche zurückreflektiert zu der Empfangseinrichtung des jeweiligen Transceivers 12, 14. Dies entspricht den in 2 gezeigten Strahlungsanteilen 1 und 4. Darüber hinaus umfasst die in 2 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung zwei in Förderrichtung des Gegenstands 10 gesehen vor und hinter dem Transceiver 12 angeordnete Reflektoren 20, 22 für die Messstrahlung. Die Reflektoren 20, 22 besitzen in dem gezeigten Beispiel jeweils eine konvexe Reflektorfläche. Sie könnten aber auch anders geformte Reflektorflächen besitzen, beispielsweise plane oder konkave Reflektorflächen. Durch die Reflektoren 20, 22 werden weitere von den Transceiver 12 ausgesandte Strahlungsanteile nach der Reflexion an der entsprechenden Oberfläche des Gegenstands 10 zu dem Transceiver 12 zurück reflektiert, wie in 2 durch die Strahlungsanteile 2,3 dargestellt. Auf diese Weise werden auf der in 2 oberen Oberfläche des Gegenstands 10 drei Messorte 24, 26 und 28 definiert. Auf der gegenüberliegenden unteren Oberfläche des Gegenstands 10 wird ein Messort 30 definiert. Es ist erkennbar, dass insbesondere die Messorte 24, 26, 28 zumindest in Förderrichtung des Gegenstands 10 beabstandet zueinander sind. Die Vorrichtung umfasst außerdem eine Auswerteeinrichtung 32, an der die Messsignale der Empfangseinrichtungen der Transceiver 12, 14 anliegen, und die diese auswertet.
In 3 sind schematisch die von der Empfangseinrichtung des in 2 oberen Transceivers 12 empfangenen Messsignale zu den Strahlungsanteilen 1, 2 und 3 aus 2 dargestellt. In dem Diagramm der 3 ist die empfangene Strahlungsintensität I über der Zeit T aufgetragen. Die Diagrammwerte können sich bei gepulst ausgesendeter Messstrahlung, zum Beispiel unter Verwendung eines Impulsradars, unmittelbar aus den empfangenen Messsignalen ergeben. Bei nicht gepulst ausgesendeter Messstrahlung, zum Beispiel unter Verwendung eines Dauerstrichradars, können sich die Diagrammwerte aus einer Fourier-Transformation der empfangenen Messsignale ergeben. Durch geeignete Anordnung der Reflektoren 20 und 22 liegen die entsprechenden Messpeaks der Strahlungsanteile 1, 2 und 3 zeitlich ausreichend weit auseinander, so dass diese für die Auswertung sicher diskriminiert werden können. Es versteht sich, dass die Empfangseinrichtung des in 2 unteren Transceivers 14 einen entsprechenden Messpeak für den Strahlungsanteil 4 empfängt, der in 3 nicht dargestellt ist. Auf Grundlage dieser Messsignale kann durch die Auswerteeinrichtung 32 bei bekannter Position im Raum der Transceiver 12, 14 und der Reflektoren 20, 22 die Lage der Messpunkte 24, 26, 28 und 30 im Raum bestimmt werden. Dies kann beispielsweise auf Grundlage der oben erläuterten Laufzeitmessung geschehen. Die Messorte 24, 26, 28 müssen dabei nicht nur in Förderrichtung des Gegenstands 10 beabstandet angeordnet sein, sondern mindestens einer der Messorte kann darüber hinaus in 2 beispielsweise in die Zeichenebene hinein verlagert sein, was in 2 aus Veranschaulichungsgründen nicht dargestellt ist. Die Messorte 24, 26, 28 spannen dann eine zweidimensionale Ebene auf. Dadurch kann die Lage der in 2 oberen Oberfläche des Gegenstands 10 im Raum, und damit neben der in 2 dargestellten Verkippung, auch eine zweidimensionale Verkippung gegenüber einer Referenzebene messtechnisch ermittelt werden. Auf dieser Grundlage ist es möglich, die aus einem Vergleich der Messorte 26 und 30 zu bestimmende Dicke des Gegenstands 10 unter Berücksichtigung der ermittelten Verkippung zu korrigieren, so dass trotz der Verkippung die reale Dicke des Gegenstands 10 bestimmt werden kann.
In 4 ist in einer Draufsicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel gezeigt, die weitgehend dem Ausführungsbeispiel der 2 entspricht. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel der 2 ist zusätzlich ein dritter Reflektor 34 vorgesehen, so dass zusätzlich zu den auch in 2 bezeichneten Strahlungsanteilen 1, 2 und 3 noch ein weiterer Strahlungsanteil 4 vorhanden ist, so dass sich insgesamt vier Messorte auf der Oberfläche des Gegenstands 10 ergeben, nämlich zusätzlich zu den Messorten 24, 26, 28 noch der Messort 36. Wiederum können drei der Messorte, beispielsweise die Messorte 24, 26 und 28, eine zweidimensionale Ebene aufspannen. Durch den zusätzlichen Messort 36 wird eine Redundanz erzeugt. Fällt beispielsweise einer der Messorte aus, weil zum Beispiel die Oberfläche des Gegenstandes 10 an dieser Stelle eine ungünstige, das Signal reduzierende Struktur besitzt, kann die Lage des Gegenstands 10 im Raum dennoch sicher bestimmt werden. Die entsprechenden von der Empfangseinrichtung zum Transceiver 12 empfangenen Messsignale sind in dem Diagramm der 5 dargestellt, das im Übrigen dem Diagramm aus 3 entspricht. Selbstverständlich kann auch bei dem Ausführungsbeispiel nach 4 mindestens ein Messort an der nicht dargestellten Unterseite des Gegenstands 10 vorgesehen sein, wies dies beispielsweise zu 2 erläutert wurde.
6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit dem Transceiver 12, der wiederum Messstrahlung auf eine Oberfläche des Gegenstands 10 aussendet. In diesem Fall ist ein als Retroreflektor ausgebildeter länglicher Reflektor 38 vorgesehen. Mit 1 ist in 6 der Strahlungsanteil mit dem kürzesten Signalweg von dem Transceiver 12 zu dem Reflektor 38 und zurück zu dem Transceiver 12 gezeigt. Mit 2 ist in 6 der längste Signalweg von dem Transceiver 12 zu dem Reflektor 38 und zurück zu dem Transceiver 12 bezeichnet. Dazwischen gibt es eine im Wesentlichen unendliche Zahl weiterer Signalwege, die ebenfalls von dem Reflektor 38 zurück zu dem Transceiver 12 reflektiert werden. Es ergibt sich somit ein Messortbereich 40 auf der Oberfläche des Gegenstands 10 mit einer Breite 42. Bei dem Bezugszeichen 44 ist außerdem zur Veranschaulichung ein Oberflächenfehler des Gegenstands 10 in Form einer Erhebung dargestellt.
7 zeigt ein Diagramm entsprechend den 3 und 5, in dem die von dem Transceiver 12 empfangenen Messsignale zu der in 6 gezeigten Vorrichtung dargestellt sind. Ohne den Oberflächenfehler 44 würde sich im Wesentlichen ein rechteckiges Signal ergeben. Die Erhebung 44 führt allerdings dazu, dass an Teilen der Erhebung 44 die Messstrahlung ihren Weg zurück zum Transceiver 12 besser findet, an anderen Teilen schlechter. Dadurch entsteht eine Modulation der bei ebener Oberfläche glatten Linie, wie in 7 bei dem Bezugszeichen 45 gut zu erkennen. Zusätzlich kann die Messstrahlung von der Erhebung 44 unter Umständen auch direkt zu den Transceiver 12 zurückreflektiert werden, was dann zeitlich vor dem Hauptsignal den in 7 bei dem Bezugszeichen 46 gezeigten kleineren Messpeak erzeugen kann. Mittels der in 6 gezeigten Anordnung kann die Oberflächenkontur, und insbesondere Oberflächenfehler, bestimmt werden.
8 zeigt zur Veranschaulichung eine erfindungsgemäße Vorrichtung in der Draufsicht, bei der Teile der in den 4 und 6 gezeigten Vorrichtungen miteinander kombiniert sind. So sind insgesamt vier der in den 2 und 4 gezeigten Reflektoren vorgesehen, nämlich die Reflektoren 20, 22, 34 und 48. Neben dem durch den Transceiver 12 durch lotrecht auf die Oberfläche fallende Messstrahlung erzeugten Messort 1 ergeben sich somit weiterhin die in 8 gezeigten vier Messorte 2, 3, 4 und 5. Darüber hinaus ist bei der Vorrichtung nach 8 zusätzlich der bei der Vorrichtung nach 6 vorgesehene längliche Retroreflektor 38 vorgesehen, der entsprechend einen in 8 mit 6 bezeichneten Messortbereich definiert. Wie bei den anderen Ausführungsbeispielen wird der Gegenstand 10 auch bei der Vorrichtung nach 8 in einer Förderrichtung durch die Vorrichtung gefördert, in 8 beispielsweise von rechts nach links. Ordnet man beispielsweise auf der in 8 nicht zu erkennenden Unterseite spiegelsymmetrisch die gleiche Anordnung an, kann beispielsweise auf fünf äquidistanten Spuren, die in 8 gestrichelt dargestellt sind, die Dicke des Gegenstands 10 als Profilvermessung bestimmt werden. Auf der mittleren Spur können durch den Messortbereich 6 zusätzlich Oberflächenfehler erkannt werden. Selbstverständlich wäre alternativ oder zusätzlich auch eine um 90° gedrehte Anordnung des Reflektors 38 und damit des Messortbereichs 6 denkbar, so dass Oberflächenfehler quer zur Förderrichtung identifiziert werden können.
In 9 ist wiederum ein den 3, 5 und 7 entsprechendes Diagramm dargestellt, in dem die Messergebnisse zu den Messorten 1, 2, 3, 4 und 5 bzw. dem Messortbereich 6 dargestellt sind. Wie bei den übrigen Ausführungsbeispielen werden diese Messergebnisse der Auswerteeinrichtung 32 zur Auswertung zugeleitet, insbesondere zur Bestimmung der Oberflächenkontur und/oder der Lage und/oder der Dicke des Gegenstands 10.
Bezugszeichenliste

10: Gegenstand
12: Transceiver
14: Transceiver
16: Strahlungsanteil
18: Strahlungsanteil
20: Reflektor
22: Reflektor
24: Messort
26: Messort
28: Messort
30: Messort
32: Auswerteeinrichtung
34: Reflektor
36: Messort
38: Reflektor
42: Breite
44: Erhebung
45: Modulation
46: Messpeak
48: Reflektor
d_real: tatsächliche Dicke
d_gemessen: gemessene Dicke
I: Strahlungsintensität
T: Zeit

Claims

Vorrichtung zum Bestimmen der Oberflächenkontur und/oder der Lage im Raum eines entlang einer Förderrichtung durch die Vorrichtung geförderten Gegenstandes (10), vorzugsweise eines plattenförmigen Gegenstandes (10), umfassend mindestens eine Sendeeinrichtung (12, 14) zum Aussenden von Messstrahlung im Terahertz- oder Gigahertzfrequenzbereich auf den Gegenstand (10), wobei die Messstrahlung durch den Gegenstand (10) reflektiert wird, weiter umfassend mindestens eine Empfangseinrichtung (12, 14) zum Empfangen der von der mindestens einen Sendeeinrichtung (12, 14) ausgesandten und von dem Gegenstand (10) reflektierten Messstrahlung, und umfassend eine Auswerteeinrichtung (32), wobei die mindestens eine Sendeeinrichtung (12, 14) dazu ausgebildet ist, Messstrahlung auf mindestens zwei zumindest in Förderrichtung des Gegenstandes (10) beabstandete Messorte (24, 26, 28, 30, 36) auf einer ersten Oberfläche des Gegenstandes (10) auszusenden, wobei die mindestens eine Empfangseinrichtung (12, 14) dazu ausgebildet ist, die von den mindestens zwei Messorten (24, 26, 28, 30, 36) reflektierte Messstrahlung zu empfangen, und wobei die Auswerteeinrichtung (32) dazu ausgebildet ist, anhand der von der mindestens einen Empfangseinrichtung (12, 14) empfangenen Messstrahlung die Oberflächenkontur des Gegenstandes (10) und/oder die Lage des Gegenstandes (10) im Raum zu bestimmen, dadurch gekennzeichnet, dass einer Sendeeinrichtung (12, 14) mindestens ein Reflektor (20, 22, 34, 38, 48) zugeordnet ist, der von der Sendeeinrichtung (12, 14) ausgesandte und von mindestens einem Messort (24, 26, 28, 30, 36) reflektierte Messstrahlung zurückreflektiert zu der mindestens einen Empfangseinrichtung (12, 14).
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (32) die Oberflächenkontur des Gegenstandes (10) und/oder die Lage des Gegenstandes (10) im Raum anhand ermittelter Laufzeiten der Messstrahlung bestimmt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Reflektor (20, 22, 34, 38, 48) eine Reflektorfläche besitzt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Reflektor (20, 22, 34, 38, 48) eine plane Reflektorfläche besitzt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Reflektor (20, 22, 34, 38, 48) eine konvexe oder konkave Reflektorfläche besitzt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Reflektor (20, 22, 34, 38, 48) ein Retroreflektor ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Sendeeinrichtung (12, 14) dazu ausgebildet ist, Messstrahlung auf mindestens drei Messorte (24, 26, 28, 30, 36) auf der ersten Oberfläche des Gegenstandes (10) auszusenden, wobei die mindestens drei Messorte (24, 26, 28, 30, 36) eine Ebene im Raum aufspannen, dass die mindestens eine Empfangseinrichtung (12, 14) dazu ausgebildet ist, die von den mindestens drei Messorten (24, 26, 28, 30, 36) reflektierte Messstrahlung zu empfangen, und dass die Auswerteeinrichtung (32) dazu ausgebildet ist, anhand der von der mindestens einen Empfangseinrichtung (12, 14) empfangenen Messstrahlung die Oberflächenkontur des Gegenstandes (10) und/oder die Lage des Gegenstandes (10) im Raum zu bestimmen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine weitere Sendeeinrichtung (12, 14) vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, Messstrahlung auf mindestens einen weiteren Messort (24, 26, 28, 30, 36) auf einer der ersten Oberfläche gegenüberliegenden zweiten Oberfläche des Gegenstandes (10) auszusenden, dass mindestens eine weitere Empfangseinrichtung (12, 14) vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, die von dem mindestens einen weiteren Messort (24, 26, 28, 30, 36) reflektierte Messstrahlung zu empfangen, und dass die Auswerteeinrichtung (32) dazu ausgebildet ist, anhand der von der mindestens einen Empfangseinrichtung (12, 14) und der von der mindestens einen weiteren Empfangseinrichtung (12, 14) empfangenen Messstrahlung die Dicke (d) des Gegenstandes (10) zu bestimmen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Sendeeinrichtung (12, 14) und mindestens eine Empfangseinrichtung (12, 14) im Wesentlichen am selben Ort angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Sendeeinrichtung (12, 14) und mindestens eine Empfangseinrichtung (12, 14) durch mindestens einen Transceiver (12, 14) gebildet sind.
Verfahren zum Bestimmen der Oberflächenkontur und/oder der Lage im Raum eines entlang einer Förderrichtung geförderten Gegenstandes (10), vorzugsweise eines plattenförmigen Gegenstandes (10), bei dem von mindestens einer Sendeeinrichtung (12, 14) Messstrahlung im Terahertz- oder Gigahertzfrequenzbereich auf den Gegenstand (10) ausgesendet wird, wobei die Messstrahlung durch den Gegenstand (10) reflektiert wird, und wobei die von dem Gegenstand (10) reflektierte Messstrahlung von mindestens einer Empfangseinrichtung (12, 14) empfangen wird, wobei Messstrahlung durch die mindestens eine Sendeeinrichtung (12, 14) auf mindestens zwei zumindest in Förderrichtung des Gegenstandes (10) beabstandete Messorte (24, 26, 28, 30, 36) auf einer ersten Oberfläche des Gegenstandes (10) ausgesendet wird, wobei die von den mindestens zwei Messorten (24, 26, 28, 30, 36) reflektierte Messstrahlung von der mindestens einen Empfangseinrichtung (12, 14) empfangen wird, und wobei anhand der empfangenen Messstrahlung die Oberflächenkontur des Gegenstandes (10) und/oder die Lage des Gegenstandes (10) im Raum bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass einer Sendeeinrichtung (12, 14) mindestens ein Reflektor (20, 22, 34, 38, 48) zugeordnet ist, der von der Sendeeinrichtung (12, 14) ausgesandte und von mindestens einem Messort (24, 26, 28, 30, 36) reflektierte Messstrahlung zurückreflektiert zu der mindestens einen Empfangseinrichtung (12, 14).
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenkontur des Gegenstandes (10) und/oder die Lage des Gegenstandes (10) im Raum anhand ermittelter Laufzeiten der Messstrahlung bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass Messstrahlung auf mindestens drei Messorte (24, 26, 28, 30, 36) auf der ersten Oberfläche des Gegenstandes (10) ausgesendet wird, wobei die mindestens drei Messorte (24, 26, 28, 30, 36) eine Ebene im Raum aufspannen, dass die von den mindestens drei Messorten (24, 26, 28, 30, 36) reflektierte Messstrahlung empfangen wird, und dass anhand der empfangenen Messstrahlung die Oberflächenkontur des Gegenstandes (10) und/oder die Lage des Gegenstandes (10) im Raum bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Messstrahlung auf mindestens einen weiteren Messort (24, 26, 28, 30, 36) auf einer der ersten Oberfläche gegenüberliegenden zweiten Oberfläche des Gegenstandes (10) ausgesendet wird, dass auch die von dem mindestens einen weiteren Messort (24, 26, 28, 30, 36) reflektierte Messstrahlung empfangen wird, und dass anhand der empfangenen Messstrahlungen die Dicke (d) des Gegenstandes (10) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 durchgeführt wird.