DE1447202C

DE1447202C - Densitometer

Info

Publication number: DE1447202C
Application number: DE19641447202
Authority: DE
Inventors: Tino Dr. Buchs; Hogg Heinrich Otelfingen; Celio (Schweiz). GOIn 33-36
Original assignee: Gretag AG, Regensdorf, Zürich (Schweiz)
Priority date: 1963-11-06
Filing date: 1964-08-20
Publication date: 1973-07-12

Description

Die Erfindung betrifft ein Densitometer mit mehreren spektralen Meßbereichen, bei welchem ein Meß- und ein Referenzlichtstrahlenbündel abwechslungsweise auf ein lichtempfindliches Element gerichtet sind und bei welchem die Einstellung der spektralen Meßbereiche durch in den Meß- und Refercnzstrahlengang wahlweise einführbare Farbfilter erfolgt, die auf einem gemeinsamen, verstellbaren Träger angeordnet sind, wobei jedem Farbfilter je eine am Filterträger gelagerte, verstellbare Blende vor- oder nachgeschaltet ist.

Bei einem bekannten Gerät dieser Art ist jede Blende mit einer separaten Verstellvorrichtung ausgestattet. Dies ist einerseits konstruktiv aufwendig und hat andererseits den y.iisätzü-jlion Nachteil, daß keine Sicherheit gegen unbeahsich^gte Blendenverstellungen gegeben ist. Durch die Hriindung soll ein Densitometer von der eiimaims angegebenen Art geschaffen werden, welches diese Nachteile vermeidet und ohne separate Verstellvorrichtungen für jede Blende auskommt.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß allen diesen Blenden eine einzige gemeinsame, ortsfest angeordnete Verstellvorrichtung derart zugeordnet ist, daß jeweils nur die in den Strahlengang eingeführte Blende mit dieser Verstellvorrichtung kuppelbar ist.

ίο Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 eine schematische Gesamtdarstellung,
Fig. 2 das Filterrad mit den Blenden und der Verstellvorrichtung in detaillierterer Darstellung,

F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 2,

F i g. 4 eine Detailvariante zu F i g. 2.

Das Prinzip des in Fig. 1 gesamthaft gezeigten Densitometers besteht darin, daß die Intensität eines von der auszumessenden Vorlage 6 reflektierten Meßlichtstrahlenbündels 1 durch einen Graukeil 10 so lange verändert wird, bis sie mit derjenigen eines Referenzlichtstrahlenbündels 2 übereinstimmt. Die Stellung des Graukeiles 10 ist dabei ein Maß für die Aufsichtsdichte der auszumessenden Vorlage 6.

Das Meßstrahlenbündel 1 und das Referenzstrahlenbündel 2 entstammen einer gemeinsamen Lichtquelle 3. Das Meßstrahlenbünde! 1 besteht zunächst aus zwei Teilstrahlenbündel la und Ib und wird über Umlenkspiegel 4 und Linsen 5 auf die Vorlage 6 geworfen und von dieser im Meßfieck 7 reflektiert. Mittels einer Linse 8 wird anschließend ein Teil des reflektierten Lichtes gesammelt und über eine Zerhackerscheibe 9, die Graukeilscheibe 10, eine weitere Linse 11 und das Filterrad 12 auf das als Elektronenvervielfacher 14 ausgebildete lichtempfindliche Element geworfen.

Das Referenzstrahlenbündel 2 entsteht durch Reflexion eines Teils des auf eine RefTexionsfiäche 15 fallenden Lichtes der Lampe 3. Die BeschalTenheit dieser Fläche ist an sich beliebig; zumeist wird jedoch eine gut reflektierende weiße Schicht, z. B. aus Magnesiumoxyd od. dgl. verwendet. Das von der Referenzfläche 15 reflektierte Licht wird anschließend mittels einer Linse 16 gebündelt und über einen Umlenkspiegel 17, die Zerhackerscheibe 9 und das Filterrad 12 ebenfalls auf den Elektronenvervielfacher 14 geleilet.

Die Funktion des Densitometers ist im einzelnen wie folgt:

Auf den Elektronenvervielfacher 14 fällt abwechslungsweise, je nach augenblicklicher Stellung der gleichmäßig umlaufenden Zerhackerscheibe 9, das Mcßstrahlenbündcl 1 oder das Referenzstrahlcnbündcl 2. Das vom Elektronenvervielfacher dementsprechend abgegebene elektrische Signal steuert einer. Verstärker 18, dessen Ausgang über einen mit der Zcrhackcrscheibe 9 synchron laufenden Umpoler 19 auf den Motor 21 gelangt. Mit dem Rotor des Motor:; 21 sind die in das Meßstrahlenbündel 5 eingreifende Graukeiischeibe 10 sowie über eine Achse 22 ein Zeiger 23 verbunden.

Wahrend einer ersten Periode, in der die ZerhackersiiiL-ibe C ausschließlich das Ml ßstrahlenbündel S. liiirchüi!.',!, erhält ik.: Motor 21 ci.v. vom Moßstnihknbiindei - ip.nuüL'nde Cileichstrom.-;:;:!ial A, so daß sich sein R:v.-;r in tier ί-'olue um ei.·:.;· Winkel <\ in der

einen Richtung dreht. In der nächsten Phase, während der die Zerhackerscheibe nur das Referenzstrahlenbündel 2 durchläßt, wird dem Motor 21 das vom Referenzstrahlenbiindel stammende Gleichstromsignal B, aber diesmal umgepolt, zugeführt. Als Folge davon dreht sich in dieser zweiten Periode der Rotor des Motors 21 um den Winkel />' in der entgegengesetzten Richtung. Sind beide Signale A und B gleich groß und damit a=ß und ist die Frequenz des Zerhackers genügend groß, so verharrt der Rotor des Motors 21 in einer Ruhelage. Überwiegt jedoch eines der beiden Signale, so wird α φ β; der Rotor dreht sich damit in der einen Periode weiter als in der nächsten wieder zurück, so daß er sich zusammen mit der Graukeilscheibe 10 und dem Zeiger 23 in einer Richtung hin fortbewegt. Die Verschiebung des Graukeils hat jedoch eine Änderung der Intensität des Meßstrahlenbündels zur Folge, und zwar derart, daß sich das System aperiodisch in eine stabile Ruhelage einschwingt. Die Stellung des Zeigers 23 über der Skala 24 ist dann, je nach Eichung, ein Maß für die relative oder auch absolute Dichte der Meßvorlage.

Die Speisung der verschiedenen elektrischen Bestandteile des Gerätes erfolgt durch eine Spannungsquelle 25 (Netz oder Batterie); über eine Leitung 26 werden die Lampe 3, der Verstärker 18 und der Zerhackermotor 20, über eine Leitung 27 und ein Hochspannungsgerät 28 der Elektronenvervielfacher 14 gespeist.

Als »Dichte Null« wird üblicherweise ein Sollwert bezeichnet, der dem Wert »Weiß« einer auszumessenden Vorlage entspricht; da dieser Sollwert eine Materialgröße ist, muß der Nullabgleich somit bei jedem Materialwechsel vorgenommen und in periodischen Abständen überprüft werden. Zur Bewerkstelligung dieses Nullabgleichs in großen Grenzen dient das mit den Färb-und Neutralfiltern ausgestattete Füterrad 12 mit den Sektorblenden 29. Diese Blenden lassen sich mit Hilfe der gesamthaft mit 30 bezeichneten Vorrichtung einzeln einstellen und bewirken eine Intensitätsregelung des durch diese Blende hindurchtretenden Strahles. Grundsätzlich könnten diese Blenden über den Filtern für das Referenzstrahlenbiindel oder auch über jenen des Meßstrahlenbündels angeordnet werden. Da bekanntlich Elektronenvervielfacher 14 bei höheren Intensitäten besser arbeitet als bei kleinen, ist es jedoch zweckmäßig, nur das Refercnzstrahlenbündel als das zumeist lichtstärkere der beiden Strahlenbündel abzuschwächen. Wird eine die Dichte »Nulkdarstellende weiße Vorlage 6 gegen ein »dichteres Weiß« (Grau) ausgewechselt, so muß auch das Referenzstrahlenbündel 2 durch Einschieben der Blenden und Verkleinerung der Filterflächen reduziert werden.'

Wie aus F i g. 3 ersichtlich sind am Filterrad 12 auf einem äußeren Kreis mit dem Radius r_a sechs, je ein Färb- oder Neutralfilter enthaltende Löcher 31 ausgespart. Das Filterrad 12 wird mittels einer Rastrolle 32 und Rastkerben 34 in die gewünschte Lage gebracht. Die Filter des äußeren Kreises (r_u) dienen zur Filterung des Meßstrahlenbündels I im gewünschten Spektralbereich. Auf einem Innenkreis mit dem Radius r_t befinden sich die sechs entsprechenden

ίο Löcher 33 mit eingesetzten Filtern und vorgeschalteten Sektorblenden 29 für das Referenzstrahlenbündel 2. Die Blenden 29 sind mittels Befcstigungselementen 35, vorzugsweise selbsthemmend, am Filterrad.montiert.

Die Einstellung der Sektorblende kann nur dann vorgenommen werden, wenn sich das. entsprechende Filter im Strahlengang befindet. Hierzu dient die in F i g. 2 detaillierter gezeigte Vorrichtung 30. Das Filterrad 12, dessen Achse 36 in einem Gehäuse 37

ao gelagert ist, kann mittels eines Drehknopfes 38 be^ tätigt werden. Im selben Gehäuse ist eine zweite Achse 39 mit einem kegelstumpfförmigen Reibrad 40 und einem Betätigungsknopf 41 gelagert. Durch eine Feder 42 werden die Achse 39 und das Reibrad 40 nach oben gedrückt, so daß im Normalzustand das Filterrad, von der Rastung durch Rolle 32 abgesehen, frei bewegbar ist. Beim Niederdrücken des Betätigungsknopfes 41 gelangt das Reibrad 40 mit dem Rand der entsprechenden Sektorblende 29 in Eingriff und kann durch eine Drehbewegung des Betätigungsknopfes infolge Haftreibung verstellt werden.

Die Übertragung der Drehbewegung der Achse 39 auf die Sektorblende 29 kann natürlich auch auf eine andere Weise geschehen. Beispielsweise kann anstelle des Reibrades 40 ein vorzugsweise kegelstumpfförmiges Ritzel verwendet werden, wobei der Eingriffsbereich des Blendenumfanges mit einer Gegenzahnung versehen ist.

Weiter kann die Verstellvorrichtung für die Sektorblenden mit einem Untersetzergetriebe ausgestattet sein, wodurch ein feinerer Nullabgleich des Densitometers ermöglicht wird. Ein Ausführungsbeispiel dafür ist in Fig. 4 gezeigt. Durch eine Drehung der Achse 44 über den Betätiger 41 werden die Kugeln 50 infolge Haftreibung in der Achsenrille 49 am Ort gedreht. Auf der der Achsenrille gegenüberliegenden Seite bewirken die Kugeln, wiederum infolge Haftreibung, die Drehung der Gewindebuchse 47 und der Nabe 48 um deren Achse Sl. Maßgebend für den Grad der Untersetzung ist der Abstand d der Berührungspunkte der Gewindebuchse 47 bzw. Nabe 48 mit den Kugeln 50, wobei bei ^ = O die kleinste, bei (/ = Kugeldurchmesser dagegen die theoretisch größte Untersetzung erreicht wird. Die Achse 51 übernimmt die Funktion der Achse 39 in F i g. 2.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Densitometer mit mehreren spektralen Meßbereichen, bei welchem ein Meß- und ein Referenzlichtstrahlenbündel abwcchslungsweise auf eia lichtempfindliches Element gerichtet sind und bei welchem die Einstellung der spektralen Meßbereiche durch in den Meß- und den Referenzstrahlengang wahlweise einführbare Farbfilter erfolgt, die auf einem gemeinsamen, verstellbaren Träger angeordnet sind, wobei jedem Farbfilter je eine am Filterträger gelagerte verstellbare Blende vor- oder nachgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß allen diesen Blenden (29) eine einzige gemeinsame, ortsfest angeordnete Verstellvorrichtung (41, 39, 40) derart zugeordnet ist, daß jeweils nur die in den Strahlengang eingeführte Blende mit dieser Verstellvorrichtung kuppelbar ist.

2. Densitometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Blenden (29) durch eine drehbar am Träger gelagerte Scheibe mit einem im wesentlichen sektorförmigen Ausschnitt für den Lichtdurchtritt gebildet ist und daß der Kupplungsteil der Verstellvorrichtung durch ein kegelförmiges Kupplungsrad (40) gebildet ist, welches auf einer drehbaren Verstellwelle (39) sitzt, die gegen die Wirkung einer Feder (42) axial verschiebbar ist, wobei der Umfang des Kupplungsrades (40) mit einem kreisförmigen Umfangsteil der gerade im Meß- oder im Refcrenzlichtstrahlenbündel befindlichen Blendenscheibe (29) in Eingriff kommt.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupp>lungsrad (40) und der kreisförmige Umfangsteil der Blendenscheibe (29) als Reibräder ausgebildet sind.

4. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsrad (40) als Ritzel ausgebildet und der kreisförmige Umfangsteil der Blendenscheibe (29) entsprechend gezahnt ist.

5. Gerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsrad (40) über eine Drehwinkeluntersetzung betätigbar ist (F i g. 4).