DE1045110B

DE1045110B - Device for the optical measurement of the wall thickness, especially of hollow glass bodies

Info

Publication number: DE1045110B
Application number: DEV12974A
Authority: DE
Inventors: Edwin Moche; Rudolf Poppe
Original assignee: Feinmess Dresden GmbH
Current assignee: Steinmeyer Mechatronik GmbH
Priority date: 1957-08-21
Filing date: 1957-08-21
Publication date: 1958-11-27

Description

Gerät zur optischen Messung der Wandstärke, insbesondere von Hohlglaskörpern Es sind bereits Geräte zur optischen Messung der Wandstärke insbesondere von Hohlglaskörpern bekannt. Die bekannten Geräte dieser Art arbeiten nach verschiedenen Prinzipien. Man hat so zum Beispiel mittels eines Mikroskops auf die obere und untere Fläche des Glaskörpers scharf eingestellt und dadurch die Dicke gemessen. Dabei müssen aber gewisse Unebenheiten auf den Flächen vorhanden sein, auf die man scharf einstellt. Bei glatten Oberflächen versagt diese Methode. Ferner hat man die Reflexion und die Brechung eines Lichtbündels an den Grenzflächen des Prüflings benutzt, um die Glasdicke zu ermitteln. Device for the optical measurement of wall thickness, especially of hollow glass bodies There are already devices for the optical measurement of the wall thickness, in particular of hollow glass bodies known. The known devices of this type work according to different principles. For example, you can use a microscope to look at the upper and lower surfaces of the vitreous in focus and thereby measured the thickness. Have to but there may be certain bumps on the surfaces on which one focuses. This method fails on smooth surfaces. Furthermore, one has the reflection and the refraction of a light beam at the interfaces of the test specimen is used to reduce the To determine the thickness of the glass.

Läßt man nämlich einen Lichtstrahl unter einem Winkel auf den Glaskörper fallen, so wird ein Teil davon an der ersten Grenzfläche reflektiert, und der andere wird in das Glas gebrochen, danach an der hinteren Grenzfläche reflektiert und an der vorderen Grenzfläche wieder gebrochen. Er verläßt dort parallel zu dem zuerst reflektierten Strahl den Prüfling. Der Versatz der beiden Strahlenteile diente als Meßkriterium für die Dicke der Glasschicht. If you let a beam of light hit the glass body at an angle fall, part of it is reflected at the first interface and the other is refracted into the glass, then reflected at the rear boundary surface and on the front interface broken again. It leaves there parallel to that first reflected beam hit the test object. The offset of the two beam parts served as Measurement criterion for the thickness of the glass layer.

Werden die Glasgrenzflächen als Projektionsebene für eine senkrecht auf sie projizierte Testmarke benutzt, so wirken sie als Reflexionsflächen und strahlen die Marke gerichtet wieder zurück. Projektion und gleichzeitige Beobachtung der Testmarke werden durch Anordnung eines optischen Elementes zur Strahlenteilung in dem Strahlengang eines gemeinsamen Objektivs erreicht. Das Maß der relativen Verschiebung von Objektiv und Glaskörper zur Scharfeinstellung der jeweils auf der Vorder- bzw. Hinterfläche der Glaswand reflektierten Testmarke dient hier als Meßkriterium für die Dicke der Glasschicht. Are the glass interfaces as a plane of projection for a perpendicular If test marks projected onto them are used, they act as reflective surfaces and radiate the mark directed back again. Projection and simultaneous observation of the Test marks are made by arranging an optical element for beam splitting in reached the beam path of a common lens. The amount of relative displacement of lens and glass body for focusing the respective front or Test mark reflected behind the glass wall serves as a measurement criterion for here the thickness of the glass layer.

Beide Verfahren ergeben ein Meßresultat, das aber auch von dem Brechwert des Prüflings abhängt. Um diese mit der Glassorte der Prüflinge sich ändernde Konstante zu berücksichtigen, ist die Justierung des Gerätes auf die jeweilige Glasart erforderlich. Dies bedeutet jedoch eine Belastung für den Benutzer, da die Justierung keine einfache Verrichtung ist. Die Benutzung eines Gerätes, das nur für eine bestimmte Brechzahl geeicht ist, in Verbindung mit einer Korrekturtafel für Prüflinge mit abweichender Brechzahl, verlängert die Zeit, die zur Ermittlung der Wandstärke des Objekts erforderlich ist, und kann leicht zu Fehlergebnissen führen. Durch die Erfindung werden diese .\5achteile beseitigt. Both methods give a measurement result, but that also depends on the refractive power of the test item. About this constant, which changes with the type of glass of the test objects must be taken into account, it is necessary to adjust the device to the respective type of glass. However, this means a burden for the user, since the adjustment is not a simple one Performance is. The use of a device that only works for a certain refractive index is calibrated, in connection with a correction table for test items with a different Refractive index, increases the time required to determine the wall thickness of the object and can easily lead to incorrect results. With the invention these . \ 5 disadvantages eliminated.

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur optischen Messung der Wandstärke, insbesondere von Hohlglaskörpern, das mit einem optischen System ausgerüstet ist. welches auf die Wandung des Prüflings ein Licht-I,ündel strahlt, von dem ein Teil durch Spaltung an einer Schneide und nach Brechung und Reflexion an den Wandungsflächen wieder aus dem Prüfling tritt und der nach seiner Vergrößerung durch ein zweites optisches System als Meßwertanzeige benutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Vorrichtung besitzt, die durch Einstellung der Brechzahl des Prüflings vor der Messung an einer Skala das Meßergebnis so beeinflußt, daß die von der Prüflingsbrechzahl abhängige Dickenanzeige bereits den entsprechend korrigierten Dickenwert angibt. Vorteilhaft ist als Einstellvorrichtung für den Brechungsindex ein drehbarer Glaskeil, der auf den Brechungsindex der Glassorte, der z. B. zwischen 1,45 und 1,55 liegen kann, an einer Hilfsskala einstellbar und vor die Mattscheibe geschaltet ist, so daß die Skala gleich den der Glassorte entsprechenden Dickenwert anzeigt. Vorteilhaft kann das zweite optische System aus zwei verstellbaren Teilen bestehen, deren Abstand voneinander und gegen die Schneide entsprechend dem Brechungsindex einstellbar ist. Ferner kann mit Vorteil das zweite optische System aus zwei Teilen bestehen, zwischen die dem Brechungsindex der Glassorte entsprechend Skalen mit unterschiedlichen Teilstrichabständen einbringbar sind, wobei die Skalen an einer Achse drehbar gelagert sein können. The invention relates to a device for the optical measurement of wall thickness, in particular of hollow glass bodies that are equipped with an optical system. which on the wall of the test specimen a light I, shines a part of which by splitting at a cutting edge and after refraction and reflection on the wall surfaces steps out of the test item again and that after its enlargement by a second optical system is used as a measured value display, characterized in that it has a device that by setting the refractive index of the test object the measurement on a scale influences the measurement result in such a way that that of the test specimen refractive index dependent thickness display already indicates the corresponding corrected thickness value. A rotatable glass wedge is advantageous as an adjustment device for the refractive index, on the refractive index of the type of glass that z. B. be between 1.45 and 1.55 can, adjustable on an auxiliary scale and switched in front of the ground glass, so that the scale shows the thickness value corresponding to the type of glass. Advantageous the second optical system can consist of two adjustable parts, the distance between them from each other and against the cutting edge is adjustable according to the refractive index. Furthermore, the second optical system can advantageously consist of two parts, between the scales with different graduation intervals according to the refractive index of the type of glass are introduced, wherein the scales can be rotatably mounted on an axis.

Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erreicht. Dadurch, daß das Gerät mit einer Einrichtung versehen ist, welche die Berücksichtigung der Prüflingsbrechzahl durch ihre Einstellung an einer Skala ermöglicht, ist eine genaue und schnelle Messung möglich. Eine derartige Anordnung ermöglicht die Justierung des Gerätes bei geringstem Aufwand und unter Ausschaltung der sonst leicht auftretenden Fehlerquellen. The invention achieves the following advantages. As a result of that the device is provided with a device that takes into account the refractive index of the test object thanks to their setting on a scale, an accurate and quick measurement is made possible possible. Such an arrangement allows adjustment of the device with the least Effort and with the elimination of the otherwise easily occurring sources of error.

In der Zeichnung ist die Erfindung an drei Ausflihrungsbeispielen schematisch näher erläutert, und zwar zeigt Abb. 1 ein Gerät zur optischen Messung der Wandstärke, insbesondere von Hohlglaskörpern, unter Berücksichtigung des Brechungsindex, Abb. 2 ein zweites derartiges Gerät, Abb. 3 ein drittes derartiges Gerät. In the drawing, the invention is based on three exemplary embodiments schematically explained in more detail, namely shows Fig. 1 a device for optical measurement of the wall thickness, especially of hollow glass bodies, taking into account the refractive index, Fig. 2 a second such device, Fig. 3 a third such device Device.

Die Abb. 1 bis 3 zeigen als Ausführungsbeispiele den schematischen Aufbau von Hohlglasdickenmessern, die mit Einrichtungen versehen sind, die es gestatten, die das Meßergebnis beeinflussende Brechzahl der Prüflinge bei der Messung zu herücksichtigen. Figs. 1 to 3 show the schematic as exemplary embodiments Construction of hollow glass thickness gauges which are provided with devices that allow to take into account the refractive index of the test objects influencing the measurement result.

In der Abb. 1 ist ein Hohlglasdickenmesser dargestellt, der eine Einrichtung zur Korrektur des Dickenwertes besitzt, die mittels eines drehbaren Glaskeiles 1 arbeitet. Je nach der Stellung des Glaskeiles 1 wird das eine mit einer Skala versehene Mattscheibe 2 treffende Strahlenbündel mehr oder weniger auseinandergezogen. In Fig. 1, a hollow glass thickness gauge is shown, the one Has device for correcting the thickness value, which by means of a rotatable Glass wedge 1 works. Depending on the position of the glass wedge 1, the one with a Ground glass with scale 2 striking beams more or less pulled apart.

Das durch die Randstrahlen des parallelen Büschels begrenzte Licht kommt aus einer Projektionsvorrichtung mit einem Kondensor 3 und tritt an einer Schneide 4 aus der rechtwinklig auf diese gelegte Glaswand 5 des Prüflings 6 aus. Das Objektiv 7 bildet über einen Spiegel 8 dieses Lichtband auf die mit einer Teilung versehene Mattscheibe 2 ab. Bei der Messung von verschiedenen Prüflingen mit gleicher Wandstärke, aber unterschiedlicher Brechzahl, tritt ein Lichtband ungleicher Breite aus dem Prüfling. Um diese Breitendifferenz, die auch, wenn keine Korrektureinrichtung vorhanden wäre, bei der Meßwertanzeige auf der Mattscheibe 2 auftreten würde, wieder auszugleichen, ist in den Projektionsstrahlengang vor die Mattscheibe 2 der Glaskeil 1 eingeschaltet, der zur Korrektur des Dickenwertes um seine Scheitelachse gedreht werden kann.The light limited by the marginal rays of the parallel bundle comes from a projection device with a condenser 3 and occurs at one Cut 4 out of the glass wall 5 of the test object 6 placed at right angles on this. The lens 7 forms this light band on the one with a division via a mirror 8 provided focusing screen 2. When measuring different test objects with the same Wall thickness, but different refractive index, a light band of unequal width occurs from the test item. To this width difference, which even if no correction device would be present, would occur again when the measured value display on the focusing screen 2 To compensate, the glass wedge is in the projection beam path in front of the focusing screen 2 1 switched on, which rotated around its vertex axis to correct the thickness value can be.

Die Drehung des GIaskeiles 1 wird mittels einer Trommel 9 vorgenommen, die am Umfang eine auf Brechzahlen geeichte Skala enthält. Es ist durch die Anordnung also möglich, jede beliebige Glasstärke innerhalb des Meßbereiches des Gerätes unter vorheriger Berücksichtigung der Brechzahl des Prüflings zu messen.The rotation of the glass wedge 1 is carried out by means of a drum 9, which contains a scale calibrated to refractive indices on the circumference. It's by arrangement therefore possible to use any glass thickness within the measuring range of the device taking into account the refractive index of the test object.

Die Abb. 2 zeigt einen prinzipiell gleichartig aufgebautenHohlglasdickenmesser, nur daß er als Korrektureinrichtung für den Dickenwert ein Objektiv besitzt, das eine Abbildung mit unterschiedlichem Vergrößerungsmaßstab bei gleichbleidender Weite zwischen Schneide 4 und Mattscheibe 2 ermöglicht. Fig. 2 shows a hollow glass thickness meter, which is basically constructed in the same way, only that he has a lens as a correction device for the thickness value that an image with different magnifications with the same width between cutting edge 4 and ground glass 2 allows.

Das Objektiv besteht dazu aus zwei verstellbaren Gliedern 10 und 11, die mittels eines mit einer Brechzahlskala versehenen Triebelementes gegenseitig und relativ zur Schneide 4 verschoben werden können.The lens consists of two adjustable members 10 and 11, mutually by means of a drive element provided with a refractive index scale and can be moved relative to the cutting edge 4.

In der Abb. 3 ist ein Hohlglasdickenmesser dargestellt, der nach dem gleichen zu der Abb. 1 erläuter- ten Grundprinzip arbeitet. Zur Korrektur des Dickenwertes ist hier jedoch eine Zwischenabbildung durch ein Objektiv 12 auf eine Strichplatte 13 eingeschaltet. In Fig. 3, a hollow glass thickness gauge is shown, which according to the same to the Fig. 1 explain- ten basic principle works. To correct the Thickness value is here, however, an intermediate image through an objective 12 onto one Reticle 13 switched on.

Die Strichplatte 13 ist als um eine Achse drehbare Scheibe ausgebildet und trägt mehrere radial verlaufende Skalen mit unterschiedlichen Teilstrichentfernungen. Zur Messung von Prüflingen einer bestimmten Glassorte wird die jeweils dazu gültige Skala in den Strahlengang geschwenkt und erscheint mit dem Lichtband durch ein hinter der Strichplatte 13 angeordnetes Projektionsobjektiv 14 vergrößert auf der Mattscheibe 2.The reticle 13 is designed as a disc rotatable about an axis and has several radial scales with different graduation distances. For the measurement of test objects of a certain type of glass, the respectively valid one is used The scale is swiveled into the beam path and appears with the light band through a behind the reticle 13 arranged projection lens 14 enlarged on the ground glass 2.

Claims

PATENT CLAIMS 1. Device for the optical measurement of wall thickness, in particular of hollow glass bodies, which is equipped with an optical system, which on the wall of the test specimen emits a bundle of light, part of which is split at a cutting edge and again after cutting and reflection on the wall surfaces emerges from the test specimen and after it has been enlarged by a second optical one System used as a measured value display, characterized in that it is a device possesses, by setting the refractive index of the test object before the measurement on a The scale influences the measurement result in such a way that the one that depends on the refractive index of the test object Thickness display already shows the correspondingly corrected thickness value.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that a rotatable Glass wedge based on the refractive index of the type of glass that z. B. between 1.45 and 1.55 can be set on an auxiliary scale and switched in front of the ground glass so that the scale shows the thickness value corresponding to the type of glass.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the second optical system consists of two adjustable parts, the distance between them and adjustable against the cutting edge on a refractive index scale according to the refractive index is.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the second optical system consists of at least two parts, between which the refractive index Depending on the type of glass, scales with different graduation intervals can be inserted are, wherein the scales can be rotatably mounted on an axis.