DE112006000933T5

DE112006000933T5 - Eine dreidimensionale Messvorrichtung zum Abtasten eines Objekts und ein Messknopf einer dreidimensionalen Messvorrichtung und ein Verfahren zum Benutzen derselben

Info

Publication number: DE112006000933T5
Application number: DE112006000933T
Authority: DE
Inventors: Hannu Ensio Jokinen; Stefan Kirchhoff; Christoph Carlhoff
Original assignee: Specialty Minerals Michigan Inc
Current assignee: Specialty Minerals Michigan Inc
Priority date: 2005-04-15
Filing date: 2006-04-13
Publication date: 2008-03-20
Also published as: US20060232786A1; WO2006113390A2; AT504145B1; US7230724B2; AT504145A2; WO2006113390A3; TW200704911A; AT504145A5

Abstract

Dreidimensionale Messvorrichtung zum Abtasten eines Objekts, wobei die Vorrichtung einen Messkopf umfasst, wobei die Vorrichtung zum Aussenden eines optischen Strahls in Richtung auf ein Objekt in einer Senderichtung (TD) durch den Messkopf und zum Empfangen eines vom Objekt reflektierten optischen Strahls in einer Empfangsrichtung (RD) durch den Messkopf ausgestaltet ist, wobei der Messkopf umfasst:
– einen Träger für den Messkopf, einen drehbaren Teil des Messkopfs, wobei der drehbare Teil des Messkopfs um eine erste Achse in Bezug auf den Träger des Messkopfs drehbar ist, wobei die Vorrichtung ein erstes Drehmittel zum Drehen des drehbaren Teils des Messkopfs um die erste Achse in Bezug auf den Träger des Messkopfs aufweist,
– eine reflektierende Führungsanordnung im drehbaren Teil des Messkopfs mit wenigstens einem Reflektionsmittel, wobei die reflektierende Führungsanordnung zum Empfangen eines optischen Strahls und zum Weiterführen des optischen Strahls in der Empfangsrichtung (TD) ausgestaltet ist, wobei die reflektierende Führungsanordnung sich...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft das Messen dreidimensionaler (3D) Eigenschaften.
Eine Distanzmessvorrichtung kann ein auf einem Flugdauerprinzip z.B. unter Verwendung eines gepulsten Laserstrahls basierender Entfernungsmesser sein. Ein Laser der Messvorrichtung, die eine geeignete optische Anordnung aufweist, sendet einen optischen Strahl in Richtung auf ein gewünschtes Objekt aus. Der optische Strahl wird vom Objekt zu einem Empfänger oder Detektor hin reflektiert, der eine geeignete optische Empfangsanordnung aufweist. Die Zeitdauer, die der optische Strahl zum Ausbreiten von der Messvorrichtung zum Objekt und zurück benötigt, kann gemessen werden und das gemessene Ergebnis kann in eine Distanz auf Basis der Lichtgeschwindigkeit umgewandelt werden.
Eine Anwendung einer Distanzmessung besteht darin, die Abnutzung der Auskleidungen metallurgischer Behälter einschließlich aber nicht beschränkt auf Konverter- oder Pfannenauskleidungen zu messen. In diesem Kontext ermöglicht die Kenntnis der Dicke der feuerfesten Auskleidung – auch „verbleibende feuerfeste Dicke" genannt – eine effektive Nutzung der feuerfesten Auskleidung bis zur Abnutzungsgrenze ohne ein erhöhtes Risiko eines Ausblasens des Metallmantels des metallurgischen Behälters. Die Möglichkeit, die Abnutzung dieser Auskleidungen zu messen, ermöglicht es zudem, die Standzeit des Behälters zu optimieren und eine übermäßige Abnutzung zu verhindern.
Auskleidungen von Konvertern müssen verhältnismäßig oft erneuert werden, da ihre Lebenszeit zwischen einer Woche und mehreren Monaten abhängig davon variiert, was geschmolzen wird, aus welchem Material die Auskleidung gebildet ist, und für welche Anzahl von Schmelzvorgängen der Behälter benutz wird.
Durch Ablenken (Abtasten oder Scannen) des Laserstrahls in zwei Richtungen kann man die gemessene Distanz und die Polarkoordinatenwinkel jedes Punktes, an dem der optische Strahl die Oberfäche des Objekts berührt, z.B. eine Innenfläche eines Behälters, feststellen. Diese gemessenen Punkte definieren das Abnutzungsprofil der Auskleidung, das beispielsweise an einem Anzeigeterminal ausgegeben werden kann, durch welches das Abnutzungsprofil, das an einem verwendeten metallurgischen Behälter gemessen worden ist, graphisch und numerisch mit dem Profil verglichen werden kann, das an der Innenfläche desselben Behälters während des Ausbildungsschritts gemessen worden ist, bevor der Behälter tatsächlich verwendet worden ist, d.h. vor dem ersten Schmelzen.
Einige Beispiele verwandten Standes der Technik sind in den Dokumenten WO 2004/068211 , US 2002/0143506 und US 2003/0043386 offenbart. Allerdings sind die Stelle, die Wechselbeziehung und die Richtung der Komponenten im verwandten Stand der Technik derart, dass die verwandte Technologie nicht in der Lage ist, die Anforderungen in Bezug auf die Kompatibilität mit ungünstigen Bedingungen, in Bezug auf den Abtastbereich und in Bezug auf die Größe der Vorrichtung und die Größe des Messkopfs zu erfüllen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte dreidimensionale (3D) Messvorrichtung zum Abtasten einen Objekts und einen Messkopf einer Messvorrichtung und ein Verfahren zum Benutzen der Messvorrichtung zum Abtasten eines Objekts zu schaffen.
Einem ersten Aspekt der Erfindung entsprechend wird eine 3D-Messvorrichtung zum Abtasten eines Objekts geschaffen, wobei die Vorrichtung einen Messkopf aufweist, wobei die Vorrichtung zum Aussenden eines optischen Strahls in Richtung auf ein Objekt in einer Senderichtung (TD) durch den Messkopf und zum Empfangen eines vom Objekt reflektierten optischen Strahls in eine Empfangsrichtung (RD) durch den Messkopf ausgestaltet ist. Der Messkopf umfasst einen Träger für den Messkopf, einen drehbaren Teil des Messkopf, wobei der drehbare Teil des Messkopfs um eine erste Achse in Bezug auf den Träger des Messkopfs drehbar ist.
Die Vorrichtung umfasst ein erstes Drehmittel zum Drehen des drehbaren Teils des Messkopfs um die erste Achse in Bezug auf den Träger des Messkopfs. Im drehbaren Teil des Messkopfs umfasst eine reflektierende Führungsanordnung wenigstens ein Reflektionsmittel, wobei die reflektierende Führungsanordnung zum Empfangen eines optischen Strahls und zum Weiterleiten des optischen Strahls in der Senderichtung (TD) ausgestaltet ist.
Die reflektierende Führungsanordnung kann so ausgestaltet sein, dass sie eine beliebige Anzahl reflektierender Mittel zum Führen des optischen Strahls durch den Weg aufweist. Wahlweise kann anstelle der Verwendung einer reflektierenden Führungsanordnung eine Anordnung mit optischen Fasern verwendet werden.
Die reflektierende Führungsanordnung befindet sich an einer im Wesentlichen festen Stelle innerhalb des drehbaren Teils des Messkopfs. Ein drehbares Reflektionsmittel im drehbaren Teil des Messkopfs ist zum Empfangen eines optischen Strahls von der reflektierenden Führungsanordnung ausgestaltet, wobei das drehbare Reflektionsmittel ausgestaltet ist, um in Bezug auf eine zweite Achse geneigt zu werden, und zum Weiterleiten des optischen Strahls in Richtung auf das Objekt ausgestaltet ist, wobei die Drehstellung des drehbaren Reflektionsmittels zum Festlegen der Position des Ablenkungswegs des optischen Strahls an der Oberfläche des Objekt ausgestaltet ist, wobei der Ablenkungsweg gebildet wird, wäh rend das drehbare Teil des Messkopfs um die erste Achse herum gedreht wird. Mittel im drehbaren Teil des Messkopfs zum Drehen des drehbaren Reflektionsmittels in Bezug auf die zweite Achse, wobei die zweite Achse in einem senkrechten Verhältnis in Bezug auf die erste Achse steht. Der Messkopf ist derart ausgestaltet, dass die reflektierende Führungsanordnung im drehbaren Teil des Messkopfs zum Empfangen des optischen Strahls in einer Richtung ausgestaltet ist, die koaxial zur ersten Achse ist, und der Messkopf ist ferner derart ausgestaltet, dass das drehbare Reflektionsmittel zum Empfangen des optischen Stahls von der reflektierenden Führungsanordnung in eine Richtung ausgestaltet ist, die koaxial mit der zweiten Achse ist. Die Vorrichtung umfasst ferner eine optische Quelle zum Erzeugen des in der Senderichtung (TD) durch den Messkopf zu sendenden optischen Strahls, einen Stop-Detektor zum Empfangen des optischen Strahls durch den Messkopf in der Empfangsrichtung (RD). Zusätzlich kann die Distanz-Messelektronik oder Steuereinheit der Vorrichtung derart sein, dass die optische Quelle, die Detektoren und die Steuereinheiten in der Vorrichtung an einer anderen Stelle als im drehenden Teil des Messkopfs angeordnet sind.
Die optische Quelle, die Detektoren und die Steuereinheit können im Träger angeordnet oder physikalisch vom Messkopf getrennt sein. Die optische Verbindung zwischen diesen Elementen und dem Messkopf kann mittels einer optischen Faser oder durch einen direkten optischen Strahl einschließlich des gesendeten und empfangenen Strahls erreicht werden.
Einem anderen Aspekt der Erfindung entsprechend wird ein Messkopf für eine 3D-Messvorrichtung geschaffen, wobei der Messkopf zum Weiterleiten eines optischen Strahls in Richtung auf ein Objekt in einer Senderichtung (TD) durch den Messkopf und zum Empfangen eines vom Objekt reflektierten optischen Strahls in einer Empfangsrichtung (RD) durch den Messkopf ausgestaltet ist. Der Messkopf umfasst einen Träger des Messkopfs und einen drehbaren Teil des Messkopfs. Der drehbare Teil des Messkopfs ist um eine erste Achse in Bezug auf den Träger des Messkopfs drehbar. Der Messkopf umfasst ein erstes Drehmittel zum Drehen des drehbaren Teils Messkopfs um die erste Achse in Bezug auf den Träger des Messkopfs. Eine reflektierende Führungsanordnung im drehbaren Teil des Messkopfs umfasst wenigstens ein Reflektionsmittel, wobei die reflektierende Führungsanordnung zum Empfangen eines optischen Strahls und zum Weiterführen des optischen Strahls in die Senderichtung (TD) ausgestaltet ist, wobei die reflektierenden Führungsanordnungen in einer im Wesentlichen festen Stelle im drehbaren Teil des Messkopfs sich befinden. Ein drehbares Reflektionsmittel im drehbaren Teil des Messkopfs ist zum Empfangen eines optischen Strahls von der reflektierenden Führungsanordnung ausgestaltet. Das drehbare Reflektionsmittel kann in Bezug auf eine zweite Achse geneigt und zum Durchlassen des optischen Strahls in Richtung auf das Objekt ausgestaltet sein. Die Drehstellung des drehbaren Reflektionsmittels ist zum Festelegen der Stellung des Ablenkungswegs des optischen Strahls an der Oberfläche des Objekts ausgestaltet, wobei der Ablenkungsweg gebildet wird, während das rotierende Teil des Messkopfs um die erste Achse gedreht wird. Mittel im drehbaren Teil des Messkopfs zum Drehen des drehbaren Reflektionsmittels in Bezug auf die zweite Achse, wobei die zweite Achse sich in einem senkrechten Verhältnis in Bezug auf die erste Achse befindet. Der Messkopf ist derart ausgestaltet, dass die reflektierende Führungsanordnung im drehbaren Teil des Messkopfs zum Empfangen des optischen Strahls in einer Richtung ausgestaltet ist, die koaxial mit der ersten Achse ist. Der Messkopf kann ferner derart ausgestaltet sein, dass das drehbare Reflektionsmittel zum Empfangen des optischen Strahls von der reflektierenden Führungsanordnung in einer zur zweiten Achse koaxialen Richtung ausgestaltet ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Abtasten eines Objekts unter Verwendung einer Messvorrichtung zu schaffen.
Zudem bietet die Erfindung mehrere Vorteile. Da die wärmeempfindlichen Komponenten, d.h. Elektronik und Optik, sich nicht innerhalb des drehenden Teils des Messkopfs befinden, können sie außerhalb des Behälters gehalten werden, wo sie gegenüber den schlimmsten Umgebungsbedingungen isoliert sind. Der Abtastbereich kann optimiert werden, um sehr groß zu sein. Die physikalische Grö ße des Messkopfs kann klein gehalten werden, wodurch es möglich wird, kleine Objekte oder kleine Details von Objekten zu messen. Es besteht keine Notwendigkeit, optische Kabel mit dem drehenden Teil des Messkopfs zu verbinden und daher kann der Schutz und die Isolierung des Messkopfs erreicht werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nachfolgend wird die Erfindung detaillierter unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen und die beigefügten Zeichnungen erläutert, in denen:
1 ein Blockdiagramm der Messvorrichtung betreffend eine Ausführungsform der Erfindung zeigt,
2 die inneren Strukturen des Messkopfs der Messvorrichtung entsprechend der vorstehenden Ausführungsform der Erfindung illustriert,
3 den Messkopf der Messvorrichtung entsprechend einer anderen Ausführungsform der Erfindung illustriert,
4 Blickrichtung der Längsachse des Behälters den Ablenkungsweg des optischen Strahls auf der Oberfläche des Behälters illustriert,
5 eine Messvorrichtung illustriert, und
6 eine Messvorrichtung mit optischen Fasern illustriert.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Unter Bezugnahme auf 1 und 2 ist eine dreidimensionale Messvorrichtung zum Abtasten eines Objekts 102 dargestellt. Die Vorrichtung umfasst einen Messkopf 10 (einschließlich eines Trägers 10A und eines drehbaren Teils 10B), eine optische Quelle 104 zum Erzeugen des durch den Messkopf 10 in der Senderichtung (TD) zu sendenden optischen Strahls, einen Stop-Detektor 118 zum Empfangen des optischen Strahls durch den Messkopf 10 in der Empfangsrichtung (RD) sowie eine Distanzmesseinheit zum Steuern des Betriebs der Vorrichtung und zum Berechnen der Distanz, die gemessen wird.
Die Vorrichtung ist zum Senden eines optischen Strahls in Richtung auf ein Objekt 102 in einer Senderichtung (TD) durch einen Messkopf 10 und zum Empfangen eines vom Objekt 102 reflektierten optischen Strahls in einer Empfangsrichtung (RD) durch den Messkopf 10 ausgestaltet.
Die Vorrichtung kann ferner ein optisches Element 100 aufweisen, wobei die Rolle des optischen Elements 100 darin besteht, den optischen Strahl der Empfangsrichtung (RD) vom optischen Strahl der Senderichtung (TD) zu trennen. Der Zweck des optischen Elements 100 besteht darin, das zurückkehrende Signal in Richtung auf den Stop-Detektor 118 und nicht zurück zur optischen Quelle 104 zu lenken.
Der Betrieb des optischen Elements ist in 5 und 6 dargestellt. Wenn ein optisches Element 100 verwendet wird, dann ist die Vorrichtung zum Senden eines optischen Strahls in Richtung auf ein Objekt 102 in einer Senderichtung (TD) ausgestaltet. Der optische Strahl durchquert das optische Element 100 und den Messkopf 10, angeordnet hinter dem optischen Element 100, und empfängt den vom Objekt 102 reflektierten optischen Strahl in einer Empfangsrichtung (RD). Der optische Strahl durchquert den Messkopf 10 und das erwähnte optische Element 100, das hinter dem Messkopf 10 angeordnet ist. In der Senderichtung befindet sich der Messkopf 10 hinter dem optischen Element 100, jedoch befindet sich das optische Element 100 in der Empfangsrichtung (RD) hinter dem Messkopf 10.
In der vorliegenden Anmeldung bezeichnet der optische Strahl elektromagnetische Strahlung in einem Wellenlängenbereich, der mehrere hundert Nanometer umfasst, jedoch nicht darauf beschränkt ist. Die Senderichtung (TD) meint eine Richtung von einer optischen Quelle 104 zum Objekt 102 und die Empfangsrichtung (RD) meint eine Richtung von Objekt 102 zu einem Stop-Detektor 118. Die optische Quelle 104 kann den optischen Strahl als optische Impulse senden.
Der Messkopf 10 umfasst einen Träger 10A und einen drehbaren Teil 10B. Der drehbare Teil 10B des Messkopfs 10 ist um eine erste Achse A1 in Bezug auf den Träger 10A des Messkopf 10 drehbar. Daher besteht die Rolle des Trägers 10A darin, eine Basis zu schaffen, relativ zu welcher der drehbare Teil 10B des Messkopfs 10 um die erste Achse A1 gedreht werden kann.
4 illustriert, dass der drehbare Teil 10B auch über eine Welle oder ein anderes Mittel mit dem Träger 10A verbunden sein kann, wodurch der Träger beabstandet vom drehbaren Teil 10B sein kann. Dies ermöglicht, dass der Träger 10A in einer sicheren Umgebung angeordnet werden kann, beispielsweise außerhalb eines heißen Behälters.
Allgemein umfasst die Vorrichtung eine erste Drehvorrichtung 12 zum Drehen des drehbaren Teils 10B des Messkopfs um die erste Achse A1 in Bezug auf den Träger 10A des Messkopfs 10. Die erste Achse A1 muss keine physikalische Achse sein und kann eine Mittelachse der Drehung des drehenden Teils 10B des Messkopfs 10 sein. Das erste Drehmittel 12 zum Drehen des drehbaren Teils 10B des Messkopfs 10 kann ein Motor, wie etwa ein Elektromotor, sein. Ein Lager 13 oder eine andere geeignete Struktur kann zwischen dem Träger 10A und dem drehbaren Teil 10B des Messkopfs 10 angeordnet sein, um die Drehung des drehbaren Teils 10B zu ermöglichen. Das erste Drehmittel 12 ist am Träger 10A und an der Drehachse des Drehmittels 12 befestigt und zum Drehen des drehbaren Teils 10B des Messkopfs 10 von der Außenfläche des drehbaren Teils 10 des Messkopfs 10 angeordnet. Allerdings gibt es auch mehrere andere Möglichkeiten, um die Drehenergie an den drehbaren Teil 10B des Messkopfs 10 zu liefern, z.B. eine Trennung des drehbaren Teils 10B vom Träger 10A über eine Drehwelle.
Im drehbaren Teil 10B des Messkopfs 10 befindet sich eine reflektierende Führungsanordnung 14, die wenigstens ein Reflektionsmittel umfasst. Allerdings ist es vorgesehen, dass die reflektierende Führungsanordnung so ausgestaltet sein kann, dass sie eine beliebige Anzahl von reflektierenden Mitteln zum Führen des optischen Strahls durch den Weg aufweist. Alternativ hierzu kann eine Anordnung mit einer optischen Faser anstelle der reflektierenden Führungsanordnung verwendet werden.
Die reflektierende Führungsanordnung 14 ist zum Empfangen des optischen Strahls und zum Weiterführen des optischen Strahls in der Senderichtung ausgestaltet. In der Praxis ist die reflektierende Führungsanordnung 14 zum Führen des optischen Strahls an ein drehbares Reflektionsmittel 16 angeordnet. Daher umfasst das drehbare Teil 10B des Messkopfs 10 ein drehbares Reflektionsmittel 16, das zum Empfangen des optischen Strahls von der reflektierenden Führungsanordnung 14 ausgestaltet ist. Das drehbare Reflektionsmittel 16 kann in Bezug auf eine zweite Achse A2 geneigt sein und der optische Strahl wird in Richtung auf das Objekt 102 projiziert.
Das drehbare Reflektionsmittel 16 ist eine Komponente des drehbaren Teils 10B des Messkopfs 10 und daher gehört das drehbare Reflektionsmittel 16 zum drehbaren Teil 10B des Messkopfs 10. Mit anderen Worten umfasst das drehbare Teil 10B des Messkopfs 10 das drehbare Reflektionsmittel 16. Die Drehung des drehbaren Teils 10B erfolgt in Bezug auf die Achse A1 und die Drehenergie stammt aus dem ersten Drehmittel 12, wohingegen die Drehung des drehbaren Reflektionsmittels 16 in Bezug auf die zweite Achse A2 erfolgt und die Rotationsenergie aus einem zweiten Drehmittel 18 stammt. Zusätzlich ist das drehbare Reflektionsmittel 16 der Drehung um die erste Achse A1 ausgesetzt, da das drehbare Reflektionsmittel 16 zum drehbaren Teil 10B des Messkopfs 10 gehört, der um die erste Achse mit der Energie aus dem ersten Drehmittel 12 drehbar ist.
In 4 legen die Drehstellung des drehbaren Teils 10B um die erste Achse A1 und die Drehstellung des Reflektionsmittels 16 in Bezug auf die zweite Achse A2 den Ablenkungsweg (DP) des optischen Strahls an der Oberfäche des Objekts fest. Eine gleichzeitige Drehung um die beiden Achsen ermöglicht die Messung der gesamten Innenfläche des Behälters.
In 1 befindet sich die Stellung des drehbaren Reflektionsmittels 16 in einer Nullstellung. Dies bedeutet, dass trotz der Drehung des drehbaren Teils 10B kein Ablenkungsweg auf die Oberfäche des Objekts besteht, da der optische Strahl nur einen drehenden Punkt P bildet, jedoch keinen kreisförmigen oder spiralförmigen oder beliebigen anderen Ablenkungsweg. In einer Situation, in der das drehbare Reflektionsmittel 16 auf eine andere Stellung dadurch eingestellt wird, dass das drehbare Reflektionsmittel 16 zumindest einige Grad in Bezug auf die zweite Achse A2 gedreht wird, beginnt die Drehung des drehenden Teils 10B des Messkopfs 10, einen drehenden Weg anstelle lediglich eines Punkts P, der um sich selbst gedreht wird, zu erzeugen.
Bezugnehmend auf 1 wird der Abtastbetrieb optimiert, wenn das drehbare Reflektionsmittel 16 während der Drehung des drehenden Teils 10B des Messkopfs 10 geneigt wird. Dies kann durch eine Steuereinheit 502 erreicht werden, die zum Neigen des Reflektionsmittels 16 zur gleichen Zeit, zu der das drehbare Teil 10B des Messkopfs 10 gedreht wird, ausgestaltet ist.
Eine andere Version (nicht dargestellt) wäre ein drehbares Reflektionsmittel, das in Bezug auf die zweite Achse A2 geneigt wird, jedoch dann an einer bestimmten Stelle gestoppt wird, bevor die Drehung des drehbaren Teils 10B des Messkopfs 10 gestartet wird, und nach einer vollständigen 360-Grad-Drehung des drehbaren Teils 10B des Messkopfs 10 wird die Drehung des drehbaren Teils 10B des Messkopfs 10 angehalten und das drehbare Reflektionsmittel 16 wird auf eine andere Drehstellung in Bezug auf die zweite Achse A2 eingestellt. Danach wird die Drehung des drehbaren Teils 10B des Messkopfs 10 fortgesetzt. In dieser Version würde die Drehung des drehbaren Teils 10B konzentrische Kreise erzeugen, einen Kreis für jede Drehstellung des schrittweise gedrehten drehbaren Reflektionsmittels 16.
Das drehbare Reflektionsmittel 16 muss nicht notwendigerweise vollständig herumgedreht werden, und es ist nicht notwendig, eine vollständige 360-Grad-Drehung zu haben, statt dessen ist es ausreichend, dass das drehbare Reflektionsmittel 16 geneigt/schräg gestellt/gedreht werden kann in Bezug auf die zweite Achse A2 dergestalt, dass der optische Strahl in der Lage ist, die gesamte Fläche zu erreichen, die gemessen werden soll. Mit einem drehbaren ebenen Reflektionsmittel 16, wie es in 1 offenbart ist, wird ein geeignetes Ausmaß einer Drehung des drehbaren Reflektionsmittels 16 in Bezug auf die zweite Achse A2 benötigt, um die Umgebung des Mündungsbereichs des Behälters zu erreichen. Dies liegt daran, dass der Mündungsbereich hinter dem Messkopf 10 sich befindet, wenn der Messkopf in den Behälter eingebracht ist, wie es aus 4 ersichtlich ist.
In der vorliegenden Erfindung kann die Drehung des drehbaren Teils 10B des Messkopfs 10 ununterbrochen sein, wenn Schleifringe zum Übertragen von Energie vom Träger 10A zum zweiten Drehmittel 18, das im drehbaren Teil 10B angeordnet ist, verwendet werden. Daher muss die Bewegung des drehbaren Teils 10B keine Vor-und-Zurückbewegung sein. Die Drehung des drehbaren Reflektionsmittels 16 kann auch ununterbrochen sein.
Die Vorrichtung ist dergestalt, dass in dem drehbaren Teil 10B des Messkopfs 10 der Messkopf ein zweites Drehmittel 18 zum Drehen des drehbaren Reflektionsmittels 16 in Bezug auf die zweite Achse A2 aufweist, wobei die zweite Achse A2 in einem senkrechten Verhältnis zur ersten Achse A1 sich befindet. Dieses Merkmal des gegenseitigen senkrechten Verhältnisses zwischen der Achse A1 und der Achse A2 maximiert den Abtastbereich.
In 3 kann ein Lager 22 oder eine andere geeignete Komponente verwendet werden, um die Drehung des drehbaren Reflektionsmittels 16 in Bezug auf den drehbaren Teil 10B zu ermöglichen. Ein zweites Drehmittel 18 ist am Körper des drehbaren Teils 10B befestigt und eine Drehachse des zweiten Drehmittels 18 ist angeordnet, um den Gehäuseabschnitt 24 des drehbaren Reflektionsmittels 16 von der Außenfläche des Gehäuseabschnitts 24 aus zu drehen. Allerdings gibt es auch mehrere andere Möglichkeiten, um die Drehenergie an das drehbare Reflektionsmittel 16 zu liefern. Zusätzlich kann das drehbare Reflektionsmittel 16 ein Element mit einem ebenen Spiegel sein.
Die reflektierende Führungsanordnung 14 befindet sich in einer im Wesentlichen festen Stelle im drehbaren Teil 10B des Messkopfs 10, wobei das drehbare Reflektionsmittel 16, wie es der Name der Komponente bezeichnet, in Bezug auf den Körper des drehbaren Teil 10B und gleichzeitig in Bezug auf die zweite Achse A2 drehbar ist.
Der Hauptunterschied zwischen der in 1 und 2 dargestellten Ausführungsform und der in 3 dargestellten Ausführungsform ist die Struktur der reflektierenden Führungsanordnung 14. In 1 und 2 umfasst die reflektierende Führungsanordnung 14 drei Reflektionsmittel, d.h. ein erstes, ein zweites und ein drittes Reflektionsmittel 14a, 14b, 14c wohingegen in 3 die reflektierende Führungsanordnung 14 ein Reflektionsmittel 14d aufweist.
1 und 2 illustriert eine Anordnung, wobei ein erstes Reflektionsmittel 14a zum Empfangen des optischen Strahls angeordnet ist, und das den optischen Strahl in eine Richtung senkrecht zur ersten Achse A1 neigt. Zusätzlich kann ein zweites Reflektionsmittel 14b angeordnet werden, um den optischen Strahl vom ersten Reflektionsmittel 14a zu empfangen und den optischen Strahl in eine zur ersten Achse parallele Richtung zu neigen. Zusätzlich kann das dritte Reflektionsmittel angeordnet sein, um den optischen Strahl vom zweiten Reflektionsmittel zu empfangen und den optischen Strahl in eine mit der zweiten Achse koaxiale Richtung in Richtung auf das drehbare Reflektionsmittel 16 zu neigen. Alternativ kann eine optische Faser anstelle der reflektierenden Führungsanordnung 14 verwendet werden, um den optischen Strahl zum Reflektionsmittel 16 zu führen.
Infolge der senkrechten Drehung verwendet die vorgenannte Ausführungsform einen 90-Grad-Winkel zwischen dem Reflektionsmittel 14a und 14b und auch zwischen dem Reflektionsmittel 14b und 14c. Dies vereinfacht eine Ausrichtung der Komponenten und ermöglicht eine Einstellung und Kalibrierung des Koordinatensystems der Messeinheit.
Die Reflektionsmittel 14a bis 14c der 1 und 14d der 3 können ebene Spiegel oder Prismen sein.
Wärmeempfindliche Komponenten, d.h. die optische Quelle 104, Detektoren, die Steuereinheit 502 und das optische Element 100, können im Träger 10A des Messkopfs 10 sein, wie es in 1 offenbart ist.
Alternativ können die wärmeempfindlichen Komponenten noch weiter vom drehenden Teil 10B des Messkopfs entfernt sein. Dies kann bedeuten, dass die wärmeempfindlichen Komponenten sich in keinem Teil des Messkopfs 10A oder 10B befinden, sondern statt dessen weiter weg angeordnet sind. Bei einer derartigen Konfiguration gibt es einen optischen Weg, der ein optisches Kabel oder optische Fasern umfasst, aber nicht darauf beschränkt ist, und eine Entfernung zwischen dem Messkopf 10 und den wärmeempfindlichen Komponenten wie der optischen Quelle 104, Detektoren, der Steuereinheit 502 und dem optischen Element 100 schafft.
Der Messkopf 10 ist derart ausgestaltet, dass im drehbaren Teil 10B des Messkopfs 10 die reflektierende Führungsanordnung 14, 14a bis 14c in 1 und 2 oder alternativ 14 und 14d in 3 den optischen Strahl in einer Richtung empfängt, die koaxial zur ersten Achse A1 ist. Dieses Merkmal ermöglicht es, die wärmeempfindlichen Komponenten anderswo als im drehbaren Teil 10B des Messkopfs 10 zu halten.
Der Messkopf 10 kann ferner derart ausgestaltet sein, dass das drehbare Reflektionsmittel 16 den optischen Strahl von der reflektierenden Führungsanordnung 14 in einer Richtung empfängt, die koaxial zur zweiten Achse A2 ist.
Die Vorrichtung ist so, dass die optische Quelle 104, die Detektoren und die Steuereinheit 502 in der Vorrichtung anderswo als im drehbaren Teil 10B des Messkopfs 10 angeordnet sind.
Die reflektierende Führungsanordnung 14 umfasst unter Bezugnahme auf 3 ein Reflektionsmittel 14d, wobei der optische Strahl empfangen und auf ein drehbares Reflektionsmittel 16 geführt wird, das sich auf der Achse A2 befindet.
1 bis 3 illustrieren, dass das drehbare Reflektionsmittel 16 unter einem im Wesentlichen 45-Grad-Winkel in Bezug auf die zweite Achse A2 geneigt ist.
Die reflektierende Führungsanordnung 14 kann unter einem im Wesentlichen 45-Grad-Winkel in Bezug auf die erste Achse geneigt sein, in Bezug auf das Empfangen des optischen Strahls zum Reflektionsmittel 14a in 1 oder zum Reflektionsmittel 14d in 3. Daher ist das Reflektionsmittel 14a in 1 in einem im Wesentlichen 45-Grad-Winkel in Bezug auf die erste Achse A1, und in 3 ist das Reflektionsmittel 14 in einem im Wesentlichen 45-Grad-Winkel in Bezug auf die erste Achse A1.
Ein optisches Element 100 kann in der Vorrichtung enthalten sein. Die Rolle des optischen Elements 100 besteht darin, den optischen Strahl der Empfangrichtung (RD) vom optischen Strahl der Senderichtung (TD) zu trennen. Der Zweck des optischen Elements 100 besteht darin, das zurückkehrende Signal zum Stoppdeketor 118 zu lenken und nicht zurück zur optischen Quelle 104.
5 und 6 illustrieren, dass das optische Element 100 als nicht-reziprok erachtet werden kann, was bedeutet, dass der Betrieb des optischen Elements 100 von der Ausbreitungsrichtung des optischen Strahls durch das optische Element 100 abhängt. Der ausbreitungsrichtungsabhängige Betrieb kann durch wenigstens zwei nicht-reziproke Komponenten 108 und 110 erreicht werden, die z.B. einen Faraday-Rotator und eine Viertelwellenplatte umfassen können. Zu sätzlich kann die Messvorrichtung eine Vielzahl anderer optischer Komponenten umfassen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Filter, Linsen, Spiegel und Fasern.
Der erste Polarisationstransformer 200 kann unter Bezugnahme auf 5 einen ersten polarisierenden Strahlteiler 300 und einen ersten Spiegel 302 umfassen, und der zweite Polarisationstransformer 202 kann einen zweiten polarisierenden Strahlteiler 304 und einen zweiten Spiegel 306 aufweisen.
Falls eine Laserquelle oder eine andere einen polarisierten Strahl erzeugende Quelle als eine optische Lichtquelle 104 verwendet wird, wird das Element 110, bestehend aus einem Faraday-Rotator und einer Viertelwellenplatte, des unteren Zweigs des optischen Elements 100 nicht benötigt.
5 illustriert eine Messvorrichtung basierend auf einem Flugdauer-Prinzip. Der optische Strahl kann von einer optischen Quelle 104 zur Eingangsöffnung in der Senderichtung des optischen Elements 100 gesendet werden. Die optische Quelle 104 kann eine monochromatische optische Quelle einschließlich, aber nicht beschränkt auf, einen Laser, eine schmalbandige optische Quelle wie etwa eine LED (Lichtemmitierende Diode) oder eine breitbandige optische Quelle einschließlich, aber nicht beschränkt auf, eine Glimmlampe, eine Glühlampe, eine Halogenlampe oder dergleichen sein. Der optische Strahl kann durch das optische Element 100 bis zu einem zweiten Polarisationstransformer 202 fortschreiten, der einen Teil des optischen Strahls derart durchqueren kann, dass der Teil zu einem Startdetektor 500 durchgelassen wird. Der Teil des optischen Strahls kann auf Unvollkommenheiten im zweiten Transformer und in der Polarisation zurückzuführen sein. Daher besteht keine Notwendigkeit, den zweiten Polariationstransformer 202 derart zu konstruieren, dass er einen bestimmten Abschnitt des optischen Strahls durchquert, obgleich dies auch gemacht werden kann.
Der Startdetektor 500 detektiert den Teil, der zwischen ein paar Prozent und einem milliardsten Teil (oder weniger) der Energie des durch die Eintritts öffnung eintretenden Strahls variieren kann, und leitet ein entsprechendes elektrisches Signal an eine Steuereinheit 502, die eine Startmarkierung t1 des optischen Strahls bildet. Die Startmarkierung t1 legt den Moment betreffend die Aussendung des optischen Strahls vom optischen Element 100 fest. Anstelle der Position betreffend den polarisierenden Strahlteiler im zweiten Polarisationstransformer 202 kann der Startdetektor 500 neben Spiegel jedes Polarisationstransformers 200, 202 angeordnet werden (die Detektoren, die mit einer gestrichelten Linie darstellt sind).
Der Großteil des optischen Strahls wird zum Objekt 102 gesendet, das einen Teil des optischen Strahls zum optischen Element 100 zurücksendet. Das optische Element 100 leitet den empfangenen optischen Strahl an einen Stoppdetektor 118 weiter.
Die Messvorrichtung kann verwendet werden, um heiße Oberflächen und Objekte mit hohen Absorptionseigenschaften ohne Beschränkung zu messen, da Reflektoren nicht befestigt werden müssen; d.h. das Objekt 102 kann ein heißes stahlverarbeitendes Gefäß wie etwa eine Pfanne oder ein Konverter sein. Die vorliegende Lösung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der Stoppdetektor 118 detektiert den empfangenden optischen Strahl und leitet ein entsprechendes elektrisches Signal an eine Steuereinheit 502, die eine Stoppmarkierung t2 für den Impuls des empfangenen optischen Strahls bildet. Die Stoppmarkierung t2 definiert den Moment betreffend die Ankunft des optischen Strahls an der Messvorrichtung. Die Steuereinheit 502 kann die Zeitdifferenz Δt = t2 – t1 der zweiten Startmarkierung und der Stoppmarkierung bestimmen und die Steuereinheit 502 kann den Abstand D zwischen dem Objekt 102 und der Messvorrichtung als eine Funktion der Zeitdifferenz D = f(Δt) bestimmen. In einem einfachen Model ist die Abhängigkeit zwischen dem Abstand D und der Zeitdifferenz Δt linear, d.h. D = cΔt, wobei c eine Konstante ist. In dem Fall, indem das Objekt 102 ein heißes stahlverarbeitendes Gefäß ist, können die Änderungen in der Dicke der Wand des Gefäßes gemessen werden, während die Wand abnutzt, was durch Vergrößerungen im Abstand beobachtet werden kann.
6 stellt eine Messvorrichtung dar, die optische Fasern verwendet. Der optische Strahl von der optischen Quelle 104 kann durch eine erste optische Einheit 600 in eine Sendefaser 602 fokussiert werden. Der optische Strahl, der die Sendefaser 602 verlässt, kann zur Eingangsöffnung des optischen Elements 100 durch eine zweite optische Einheit 604 fokussiert werden. Der optische Strahl, der vom optischen Element 100 ausgesendet wird, wird zum Messkopf 10 geleitet und über den drehbaren Teil 10B des Messkopfs 10 in Richtung auf das Objekt 102. Der in Richtung auf den Startdetektor 500 durchdringende optische Strahl kann an eine Startfaser 610 durch eine dritte optische Einheit 608 fokussiert werden. Der Startimpuls, der aus der Startfaser 610 herauspropagiert, kann durch eine vierte optische Einheit 612 an den Startdetektor 500 fokussiert werden. Der empfangene optische Strahl kann durch eine fünfte optische Einheit 614 an eine Empfangsfaser 616 fokussiert werden. Schließlich kann der die Empfangsfaser 616 verlassende optische Strahl durch eine sechste optische Einheit 618 an den Stoppdetektor 118 fokussiert werden.
Um das vom Objekt 102 reflektierte Signal an den Stoppdetektor 118 weiterzuleiten, ist der Messkopf 10 zum Empfangen des Signals vom Objekt zum drehbaren Reflektionsmittel 16 und von da zum Stoppdetektor 118 über die reflektierende Führungsanordnung 14, bestehend aus 14ac, 14b, 14c, soweit 1 betroffen ist, oder alternativ über reflektierende Führungsanordnungen 14, bestehend aus 14d, soweit 3 betroffen ist, möglicherweise über ein optisches Element 100, wenn dieses im System zwischen dem drehenden Teil 10b des Messkopfs 10 und dem Stoppdetektor 118 enthalten ist, ausgebildet. Zusätzlich kann eine optische Faser anstelle der reflektierenden Führungsanordnung 14a, 14b, 14c der 1 und 14d der 3 zum Weiterleiten des Signals verwendet werden.
Obgleich die Erfindung vorstehend unter Bezugnahme auf Beispiele entsprechend den beigefügten Zeichnungen beschrieben worden ist, ist klar, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, sondern auf verschiedene Arten innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Ansprüche verändert werden kann.
ZUSAMMENFASUNG:
Eine verbesserte dreidimensionale (3D) Messvorrichtung zum Abtasten eines Objekts und ein Messkopf einer Messvorrichtung und ein Verfahren zum Verwenden der Messvorrichtung zum Abtasten eines Objekts.

Claims

Dreidimensionale Messvorrichtung zum Abtasten eines Objekts, wobei die Vorrichtung einen Messkopf umfasst, wobei die Vorrichtung zum Aussenden eines optischen Strahls in Richtung auf ein Objekt in einer Senderichtung (TD) durch den Messkopf und zum Empfangen eines vom Objekt reflektierten optischen Strahls in einer Empfangsrichtung (RD) durch den Messkopf ausgestaltet ist, wobei der Messkopf umfasst: – einen Träger für den Messkopf, einen drehbaren Teil des Messkopfs, wobei der drehbare Teil des Messkopfs um eine erste Achse in Bezug auf den Träger des Messkopfs drehbar ist, wobei die Vorrichtung ein erstes Drehmittel zum Drehen des drehbaren Teils des Messkopfs um die erste Achse in Bezug auf den Träger des Messkopfs aufweist, – eine reflektierende Führungsanordnung im drehbaren Teil des Messkopfs mit wenigstens einem Reflektionsmittel, wobei die reflektierende Führungsanordnung zum Empfangen eines optischen Strahls und zum Weiterführen des optischen Strahls in der Empfangsrichtung (TD) ausgestaltet ist, wobei die reflektierende Führungsanordnung sich an einer im Wesentlichen festen Stelle im rotierenden Teil des Messkopfs befindet, – ein drehbares Reflektionsmittel im drehbaren Teil des Messkopfs, das zum Empfangen eines optischen Strahls von der reflektierenden Führungsanordnung ausgestaltet ist, wobei das drehbare Reflektionsmittel ausgestaltet ist, um in Bezug auf eine zweite Achse geneigt zu werden, und zum Weiterleiten des optischen Strahls in Richtung auf das Objekt ausgestaltet ist, wobei die Drehstellung des drehbaren Reflektionsmittels zum Festlegen der Stellung des Ablenkungswegs des optischen Strahls auf der Oberfäche des Objekts ausgestaltet ist, wobei der Ablenkungsweg gebildet wird, während der drehbare Teil des Messkopfs um die erste Achse gedreht wird, – Mittel im drehbaren Teil des Messkopfs zum Drehen des drehbaren Reflektionsmittels im Bezug auf die zweite Achse, wobei die zweite Achse sich in einem senkrechten Verhältnis in Bezug auf die erste Achse befindet, – wobei der Messkopf derart ausgestaltet ist, dass die reflektierende Führungsanordnung im drehbaren Teil des Messkopfs zum Empfangen des optischen Strahls in einer Richtung ausgestaltet ist, die koaxial zur ersten Achse ist, und wobei der Messkopf ferner derart ausgestaltet ist, dass das drehbare Reflektionsmittel zum Empfangen des optischen Strahls von der reflektierenden Führungsanordnung in einer Richtung, die koaxial mit der zweiten Achse ist, ausgestaltet ist, – wobei die Vorrichtung auch eine optische Quelle zum Erzeugen des optischen Strahls, der durch den Messkopf in der Senderichtung (TD) auszusenden ist, einen Stop-Detektor zum Empfangen des optischen Strahls durch den Messkopf in der Empfangsrichtung (RD) sowie eine Steuereinheit umfasst, wobei die Vorrichtung derart gebildet ist, dass die optische Quelle, der Stop-Detektor und die Steuereinheit in der Vorrichtung woanders als im drehenden Teil des Messkopfs angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das drehbare Reflektionsmittel sich in Bezug auf die zweite Achse in einer im Wesentlichen um 45 Grad geneigten Stellung befindet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die reflektierende Führungsanordnung sich in Bezug auf die erste Achse in einer im Wesentlichen um 45 Grad geneigten Stellung befindet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die reflektierende Führungsanordnung in Bezug auf die zweite Achse im Wesentlichen um 45 Grad geneigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die reflektierende Führungsanordnung eine reflektierende Oberfläche aufweist und diese reflektierende Oberfläche zum Empfangen des optischen Strahls sowie zum Führen des optischen Strahls zum drehbaren Reflektionsmittel ausgestaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die reflektierende Führungsanordnung erste, zweite und dritte Reflektionsmittel umfasst, und wobei das erste Reflektionsmittel zum Empfangen des optischen Strahls und zum Umleiten des optischen Strahls in eine zur ersten Achse senkrechte Richtung ausgestaltet ist, und wobei das zweite Reflektionsmittel zum Empfangen des optischen Strahls vom ersten Reflektionsmittel und zum Umleiten des optischen Strahls in eine mit der ersten Achse parallele Richtung ausgestaltet ist, und wobei das dritte Reflektionsmittel zum Empfangen des optischen Strahls vom zweiten Reflektionsmittel und zum Umleiten des optischen Strahls in eine zur zweiten Achse koaxialen Richtung in Richtung auf das drehbare Reflektionsmittel ausgestaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Anordnung mit einer optischen Faser zum Leiten des optischen Strahls in Richtung auf das drehbare Reflektionsmittel anstelle der reflektierenden Führungsanordnung verwendet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die optische Quelle, der Detektor oder die Detektoren, und die Steuereinheit in der Vorrichtung anderswo als im Messkopf angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die optische Quelle, der Detektor oder die Detektoren und die Steuereinheit in der Vorrichtung im Träger des Messkopfs angeordnet sind, wobei der drehende Teil des Messkopfs in Bezug auf diesen Träger drehbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die optische Quelle, der Detektor oder die Detektoren, und die Steuereinheit vom Messkopf getrennt sind, wobei die optische Verbindung zwischen diesen Elementen und dem Messkopf durch eine optische Faser erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die optische Quelle, der Detektor oder die Detektoren, und die Steuereinheit physikalisch vom Messkopf getrennt sind, wobei die optische Verbindung zwischen diesen Elementen und dem Messkopf durch einen optischen Strahl erfolgt.
Messkopf für eine dreidimensionale Messvorrichtung, wobei der Messkopf zum Weiterleiten eines optischen Strahls in Richtung auf ein Objekt in eine Senderichtung (TD) durch den Messkopf und zum Empfangen eines vom Objekt reflektierten optischen Strahls in einer Empfangsrichtung (RD) durch den Messkopf ausgestaltet ist, wobei der Messkopf umfasst: – einen Träger für den Messkopf, einen drehbaren Teil des Messkopfs, wobei der drehbare Teil des Messkopfs um eine erste Achse in Bezug auf den Träger des Messkopfs drehbar ist, wobei die Vorrichtung ein erstes Drehmittel zum Drehen des drehbaren Teils des Messkopfs um die erste Achse in Bezug auf den Träger des Messkopfs aufweist, – eine reflektierende Führungsanordnung im drehbaren Teil des Messkopfs mit wenigstens einem Reflektionsmittel, wobei die reflektierende Führungsanordnung zum Empfangen eines optischen Strahls und zum Weiterführen des optischen Strahls in der Empfangsrichtung (TD) ausgestaltet ist, wobei die reflektierende Führungsanordnung sich an einer im Wesentlichen festen Stelle im drehenden Teil des Messkopfs befindet, – ein drehbares Reflektionsmittel im drehbaren Teil des Messkopfs, das zum Empfangen eines optischen Strahls von der reflektierenden Führung ausgestaltet ist, wobei das drehbare Reflektionsmittel ausgestaltet ist, um in Bezug auf eine zweite Achse geneigt zu werden, und zum Weiterleiten des optischen Strahls in Richtung auf das Objekt ausgestaltet ist, wobei die Drehstellung des drehbaren Reflektionsmittels zum Festlegen der Stellung des Ablenkungswegs des optischen Strahls auf der Oberfäche des Objekts ausgestaltet ist, wobei der Ablenkungsweg gebildet wird, während der drehbare Teil des Messkopfs um die erste Achse gedreht wird, – Mittel im drehbaren Teil des Messkopfs zum Drehen des drehbaren Reflektionsmittels in Bezug auf die zweite Achse, wobei die zweite Achse sich in einem senkrechten Verhältnis in Bezug auf die erste Achse befindet, – wobei der Messkopf derart ausgestaltet ist, dass die reflektierende Führungsanordnung im drehbaren Teil des Messkopfs zum Empfangen des optischen Strahls in einer Richtung ausgestaltet ist, die koaxial zur ersten Achse ist, und wobei der Messkopf ferner derart ausgestaltet ist, dass das drehbare Reflektionsmittel zum Empfangen des optischen Strahls von der reflektierenden Führungsanordnung in einer Richtung, die koaxial mit der zweiten Achse ist, ausgestaltet ist,
Messkopf nach Anspruch 12, wobei das drehbare Reflektionsmittel sich in Bezug auf die zweite Achse in einer im Wesentlichen um 45 Grad geneigten Stellung befindet.
Messkopf nach Anspruch 12, wobei die reflektierende Führungsanordnung sich in Bezug auf die erste Achse in einer im Wesentlichen um 45 Grad geneigten Stellung befindet.
Messkopf nach Anspruch 12, wobei die reflektierende Führungsanordnung in Bezug auf die zweite Achse im Wesentlichen um 45 Grad geneigt ist.
Messkopf nach Anspruch 12, wobei die reflektierende Führungsanordnung eine reflektierende Oberfläche aufweist und diese reflektierende Oberfläche zum Empfangen des optischen Strahls sowie zum Führen des optischen Strahls in Richtung zum drehbaren Reflektionsmittel ausgestaltet ist.
Messkopf nach Anspruch 12, wobei die reflektierende Führungsanordnung erste, zweite und dritte Reflektionsmittel umfasst, und wobei das erste Reflektionsmittel zum Empfangen des optischen Strahls und zum Umleiten des optischen Strahls in eine zur ersten Achse senkrechte Richtung ausgestaltet ist, und wobei das zweite Reflektionsmittel zum Empfangen des optischen Strahls vom ersten Reflektionsmittel und zum Umleiten des optischen Strahls in eine mit der ersten Achse parallele Richtung ausgestaltet ist, und wobei das dritte Reflektionsmittel zum Empfangen des optischen Strahls vom zweiten Reflektionsmittel und zum Umleiten des optischen Strahls in eine zur zweiten Achse koaxialen Richtung in Richtung auf das drehbare Reflektionsmittel ausgestaltet ist.
Messkopf nach Anspruch 12, wobei der Messkopf eine optische Quelle, einen Detektor oder Detektoren, und eine Steuereinheit umfasst, und wobei die optische Quelle, der Detektor oder die Detektoren und die Steuereinheit in einem Träger des Messkopfs angeordnet sind oder durch den Träger des Messkopfs geschützt sind, wobei der drehende Teil des Messkopfs in Bezug auf diesen Träger drehbar ist.
Verfahren zum Abtasten eines Objekts bei Verwendung der Messvorrichtung nach Anspruch 1.