DE1801977B2 - Vorrichtung zur erzielung einer zylindersymmetrischen verteilung der bestrahlungsstaerke - Google Patents

Description

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optisches Ersatzschaltbild stellt eine unendlich lange Grund der wesentlich erhöhten Leuchtdichte an den Strahlenquelle dar. Des weiteren ist eine Lichtpaus- Brennerenden zustande kommt,
maschine bekannt, die eine in einem lichtundurch- Die dritte Lösung schließlich besteht darin, daß lässigen Zylinder angeordnete Röhrtnlampe auf- zwischen der Strahlenquelle und den Proben sowie weist, die von einer Anzahl in einem axialen Abstand 5 senkrecht zur Achse der Strahlenquelle lichtundurchvoneinander angeordneten Scheiben umgeben ist. Die lässige kreisringförmige Scheiben angebracht sind, Scheiben weisen eine mattschwarze Oberfläche auf welche sich nahezu über den gesamten Abstand und dienen sowohl als Kühlrippen, die von einem Strahlenquelle—Proben erstrecken sowie parallel Luftstrom umspült werden, als auch zur Bündelung zueinander und in einem Abstand zueinander angedes von der Lampe durch das Vorlagematerial hin- io ordnet sind, der wesentlich kleiner ist als der Abdurchtretenden Lichtes, um ein Hinterschneiden bzw. stand Strahlenquelle—Proben. Da die Kreisscheiben Überstrahlen zu unterbinden, bei dem die Licht- nur in geringem Abstand voneinander rings um die strahlen durch das Original hindurch auf die Ober- Strahlenquelle angeordnet sind, ist die Divergenz der fläche des Kopiermaterials geneigt auftreffen. Auf auftreffenden Strahlenbündel auf die Mantelfläche diese Weise ist sichergestellt, daß das Licht nahezu 15 des Zylinders sehr gering, so daß sich eine an allen senkrecht auf die Vorlage auf trifft und durch diese Stellen annähernd gleich große Bestrahlungsstärke hindurchtritt. ergibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung zylindersymmetrische Abstrahlung der Strahlenquelle dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, zu erreichen, um damit die Forderungen nach Gleich- 20 Nach F i g. 1 befindet sich im Probenraum 10 eines mäßigkeit der Bestrahlungsstärke über die gesamte Licht- und Wetterechtheitsprüfgerätes eine Strahlen-Probenoberfläche und möglichst vollständiger Aus- quelle in Form eines Brenners 12. Der Brenner 12 nutzung des erzeugten Lichtstromes zur Bestrahlung wird über übliche Anschlüsse 28 mit elektrischem der Proben zu erfüllen und zugleich eine optimale Strom versorgt.

Anzahl ebener, rechteckiger Proben vorgegebener as Die weitere Ausbildung des Prüfgerätes ist, da sie

Größe unterbringen zu können. nicht zur Erfindung gehört, nicht weiter veranschau-

Die Erfindung sieht drei Lösungen dieser Aufgabe licht. An den Enden des Brenners 12 sind Spiegel 14, vor. Die erste Lösung besteht darin, daß an den beispielsweise Interferenzspiegel, angeordnet, die entEnden der Strahlenquelle jeweils ein Spiegel mit weder einen rechten oder einen um einige Grade vom einem Winkel von 90 bis 105° zur Achse der Strah- 30 rechten Winkel abweichenden stumpfen Winkel bis lenquelle angeordnet ist. Als Spiegel kommen auch zu etwa 105° mit der Brennerachse einschließen. Interferenzspiegel in Frage, die den Vorteil bieten, Die Mantelfläche eines den Probenraum 10 umdaß durch selektive Reflexion eine teilweise Kor- schließenden Zylinders ist über ihren Umfang mit rektur der spektralen Energieverteilung der Strahlung Probenträgern besetzt, auf welchen sich Proben 18 auf den Proben vorgenommen werden kann. 35 befinden.

Die Abstraiilungscharakteristik der bekannten end- Durch die Verwirklichung einer zylindersymmelichen, langgestreckten Strahlenquellen weist eine trischen Abstrahlungscharakteristik der Strahlendeformierte Kugelsymmetrie auf, die ähnliche Nach- quelle 12 und Anordnen der zu bestrahlenden rechtteile wie die voranstehend angeführte ideale kugel- eckigen ebenen Proben auf der Mantelfläche des symmetrische Charakteristik besitzt. Eine endlich +0 Zylinders ist die Bestrahlungsstärke in allen Auflange Strahlenquelle mit Spiegeln senkrecht zur punkten der Proben 18, die auf der Mantelfläche Strahlenquelle an den beiden Enden dagegen stellt liegen, gleich groß. Es tritt nur ein Abfall der Beeine Strahlenquelle dar, deren optisches Ersatzschalt- Strahlungsstärke längs der kurzen Seite der rechtbild eine unendlich lange Strahlenquelle ist. Die Ab- eckigen ebenen Proben auf, der bei den üblichen Strahlungscharakteristik dieser Strahlenquelle ist bei 45 Probenabmessungen von 22 · 4,5 cm kaum ins Ge-100°/oiger Reflexion an den Spiegeln zylindersymme- wicht fällt.

trisch, so daß die Bestrahlungsstärke auf einen um Die Spiegel 14 über zwei Funktionen aus: Einerdie Strahlenquelle gedachten Zylinder an allen seits reflektieren sie das nicht in Richtung Mantel-Punkten gleich groß ist. fläche abgestrahlte Licht auf die Proben, wodurch

Der abgestrahlte Lichtstrom wird durch voll- 50 der Wirkungsgrad der Strahlenquelle 12 erhöht wird,

ständige Reflexion an den dafür vorgesehenen Spie- und bilden andererseits mit der Strahlenquelle 12 ein

geln und bei vernachlässigbarer Absorption im System, dessen optisches Ersatzschaltbild dem einer

Probenraum nur zur Bestrahlung der auf der Mantel- unendlich langen Strahlenquelle mit zylindersymme-

fläche eines Zylinders angeordneten Proben ausge- trischer Abstrahlungscharakteristik entspricht,

nutzt. 55 Bei den in F i g. 2 gezeigten Strahlenquellen steigt

Als weiterer Vorteil ergibt sich die Tatsache, daß die Leuchtdichte, die im Mittelteil der Strahlenquelle die Mantelfläche des Zylinders dicht mit den vor- konstant ist, an den Enden erheblich an. Die Ergegebenen ebenen rechteckigen Proben belegt werden höhung der Leuchtdichte wird durch Biegen der kann, während bei einer Kugeloberfläche Zwangs- Strahlenquelle 20 zu Schleifen 22 an den Enden oder weise Totflächen entstehen, die zwar bestrahlt wer- 60 Anbringen zusätzlicher Brenner (in Fig. 2 nicht darden. jedoch nicht mit Proben belegt werden können. gestellt) an den Enden erreicht. Die größere Leucht-Die nutzbare Fläche zur Belegung mit ebenen recht- dichte an den Enden der Strahlenquelle 20 bewirkt eckigen Proben wird bei zylindersymmetrischer An- trotz der Abstrahlung auch in Richtung Strahlenordnung um etwa 20% vergrößert, quellcnachse in Richtung auf die volle Längsachse

Die zweite Lösung besteht darin, daß die Strahlen- 65 der Proben einen gleich großen Lichtstrom, so daß

quelle an den Enden zu Schleifen ausgebildet ist. die Bestrahlungsstärke konstant ist.

Dadurch wird eine annähernd zylindersymmetrische Nach Fig. 3 sind zueinander parallele licht-

Verteilung der Bestrahlungsstärke erhalten, die auf undurchlässige Kreisscheiben 24 eines Kollimator-

systems, welches die Strahlenquelle 12 umgibt, vorgesehen. Der Abstand der Strahlenquelle 12 zu den Proben 18 ist wesentlich größer als der Abstand der Scheiben 24 untereinander, wodurch die durch das Kollimatorsystem austretenden Strahlen nur gering

fügig divergieren und in den Aufpunkten auf Proben auf der Mantelfläche unter im wesentlic gleichen Winkeln auftreffen, so daß die Bestrahiui stärke auf der Probenoberfläche weitgehend Y 5 stant ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (3)

Bestrahlungsstärke in der Mitte der Probe festgestellt. Patentansprüche: In Richtung der Längsachse der Proben fällt die Bestrahlungsstärke ab, so daß an den Rändern nur

1. Vorrichtung zur Erzielung einer zylinder- 80% der maximalen Bestrahlungsstärke gemessen symmetrischen Verteilung der Bestrahlungsstärke S werden. Die Verteilung der Temperatur längs der in einem Licht- und Wetterechtheitsprüfgerät mit Probe ist ähnlich.

einer nahezu stabförmigen Strahlenquelle, welche Bei der im wesentlichen durch die Temperatur

von einer mit den Proben zu belegenden ZyUn- bestimmten Vergilbung und Alterung der Lacke und

dermantelfläche mit Abstand umgeben ist, da- Kunststoffe kommt es ab einem bestimmten Schwell-

durch gekennzeichnet, daß an den io wert der Bestrahlungsstärke bzw. der Temperatur auf

Enden der Strahlenquelle (12) jeweils ein Spiegel der Probe zu einem plötzlichen Umschlag des Farb-

(14) mit einem Winkel von 90 bis 105° zur Achse tones, der auf Grund der geschilderten Temperatur-

der Strahlenquelle (12) angeordnet ist. verteilung in der Probenmitte auftritt, während zu

2. Vorrichtung zur Erzielung einer zylinder- den Probenrändern hin keine Farbtonänderung festsymmetrischen Verteilung der Bestrahlungsstärke 15 stellbar ist, da dort die Temperatur unter dem in einem Licht- und Wetterechtheitsprüfgerät mit Schwellwert liegt. Es kann daher die vorliegende einer nahezu stabförmigen Strahlenquelle, welche Verteilung der Bestrahlungsstärke bzw. Temperatur von einer mit den Proben zu belegenden ZyUn- zu einer Fehlbeurteilung der Licht- und Wetterechtdermantelfläche mit Abstand umgeben ist, da- heit von Lacken und Kunststoffen führen, da sie durch gekennzeichnet, daß die Strahlenquelle (20) 20 unterschiedliche Alterungseffekte auf der Probenan den Enden zu Schleifen (22) ausgebildet ist. oberfläche hervorruft.

3. Vorrichtung zur Erzielung einer zylinder- Zum Erreichen der Gleichmäßigkeit der Bestrahsymmetrischen Verteilung der Bestrahlungsstärke lungsstärke auf den Probenflächen ist es schon bein einem Licht- und Wetterechtheitsprüfgerät mit kannt, die Proben entlang Ringstreifen einer geeiner nahezu stabförmigen Strahlenquelle, welche 25 dachten Kugelfläche, die der kugelsymmetrischen von einer mit den Proben zu belegenden Zylin- Abstrahlung einer punktförmigen Strahlenquelle in dermantelfläche mit Abstand umgeben ist, da- den Raum entspricht, anzuordnen, wobei ein oberer durch gekennzeichnet, daß zwischen der Strahlen- und ein unterer Ring sowie ein mittlerer Ringstreifen quelle (12) und den Proben (18) sowie senkrecht senkrecht zur Äquatorebene der Kugelfläche vorgezur Achse der Strahlenquelle (12) lichtundurch- 30 sehen sind. Diese Ausführungsform trägt der kugellässige kreisringförmige Scheiben (24) angebracht symmetrischen Abstrahlung einer Punktquelle Rechsind, weiche sich nahezu über den gesamten Ab- nung. Sie erfordert zum Erreichen einer gleichmäßistand Strahlenquelle (12) — Proben (18) erstrek- gen Bestrahlungsstärke auf der gesamten Probenken, sowie parallel zueinander und in einem oberfläche jedoch die Ausbildung der Proben als Abstand zueinander angeordnet sind, der wesent- 35 Teil einer Kugeloberfläche, was aber aus Normielich kleiner ist als der Abstand Strahlenquelle rungsgründen nicht durchführbar ist, da die bestrahl-(12) — Proben (18). ten Proben nach der Lichtechtheitsprüfung noch

weiteren Untersuchungen unterzogen werden, die ebene Proben erfordern.
40 Die Belegung der Ringstreifen eines derartigen

Probenträgers mit ebenen rechteckigen Probenstük-

, ken erfolgt in der Weise, da3 die Probenstücke in Tangentialebenen der gedachten Kugelfläche zu liegen kommen. Die rechteckigen Proben des mitt-

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Er- 45 leren Streifens stehen dabei parallel zur Längsachse

zielung einer zylindersymmetrischen Verteilung der der Strahlenquelle, während die Proben des oberen

Bestrahlungsstärke in einem Licht- und Wetterecht- und unteren Ringstreifens mit der Längsachse der

heitsprüfgerät mit einer nahezu stabförmigen Strah- Strahlenquelle einen vorgegebenen Winkel ein-

lenquelle, welche von einer mit den Proben zu be- schließen. Bei dieser Anordnung wird der von der

legenden Zylindermantelfläche mit Abstand: um- 50 Strahlenquelle gleichmäßig in den vollen Raumgeben ist. . .:..,'·.,. winkel abgestrahlte Lichtstrom nicht voll ausgenutzt,

Bei der Bestimmung der Licht- und Wetterechtheit weil es nicht möglich ist, die Kugelfläche mit den

gefärbter und ungefärbter Materialien, wie Textilien, vorgegebenen rechteckigen Proben vollständig und

Lacke und Kunststoffe, gehen aus wirtschaftlichen gleichmäßig zu belegen. Ein weiterer Nachteil der

Gründen die Bestrebungen und Forderungen dahin, 55 Anordnung der ebenen Proben im Ringstreifen ist

eine Prüfmethode zu schaffen, die schnellere Ergeb- darin zu sehen, daß die angestrebte Gleichmäßigkeit

nisse bringt als die Prüfung mit Tageslicht. der Bestrahlungsstärke auf den Proben nicht zu ver-

Diese Methode erfordert eine weitgehende Aus- wirklichen ist.

nutzung des in den Probenraum abgestrahlten Licht- Bei einer Bestrahlungsvorrichtung für Lichtpausstromes und im Hinblick auf die Auswertung, eine 60 und Photokopiermaschinen ist es bekannt, an den möglichst gleichmäßige Bestrahlungsstärke, auf. der Enden der Bestrahlungsquelle je einen Spiegel senkgesamten Probenoberfläche. ' recht oder in einem geringfügig kleineren Winkel als Der Gleichmäßigkeit der Bestrahlungsstärke auf 90° zur Achse der Bestrahlungsquelle anzuordnen, den im allgemeinen verwendeten ebenen rechteckigen Die Spiegel erstrecken sich zwischen der Bestrah-Proben wird in letzter Zeit, vornehmlich bei der 65 lungsquelle und einer im Abstand davon angebrach-Prüfung von Lacken und Kunststoffen, immer mehr ten zu durchstrahlenden Oberfläche. Diese Anord-Bedeutung beigemessen. Bei in bisher bekannten nung kompensiert in einer Halbebene des Raumes Geräten bestrahlten Proben wurde ein Maximum der den Intensitätsabfall der Bestrahlunosstärke. ihr