DE1925587C3 - Optisches Verfahren zum berührungslosen Bestimmen der Dicke oder des Durchmessers von Ggenständen sehr kleiner Abmessungen - Google Patents

Description

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Gegenstand der Erfindung ist ein optisches VerPatentansprüche: fahren zum berührungslosen Bestimmen der Dicke oder des Durchmessers von Gegenständen sehr klei-

1. Opüsches Verfahren zum berührungslosen ner Abmessungen, vorzugsweise von Spinnfasern. Bestimmen der Dicke oder des Durchmessers von 5 Dieses Verfahren zeichnet sich aus durch die Amven-Gegenständen sehr kleiner Abmessungen, vor- dung eines Strahlenganges nach der Töplerschen zugsweise von Spinnfasern, gekennzeich- Schlierenmethode, bei der der zu messende Gegennet durch die Anwendung eines Strahlengan- stand in einen parallelen Strahlengang eingebracht ges nach der Töplerschen Schlierenmethode, bei wird und die am Gegenstand vorbeilaufenden Strahder der zu messende Gegenstand (10) in einen io lungsanteile durch eine Strahlenfalle absorbiert werparallelen Strahlengang eingebracht wird und die den, während die vom Gegenstand durch Beugung am Gegenstand (10) vorbeilaufenden Strahlungs- oder Brechung aus ihrer Richtung ausgelenkten anteile durch eine Strahlenfaüe (6) absorbiert Strahlungsanteile einen fotoelektrischen Empfänger werden, während die vom Gegenstand (10) durch beaufschlagen, dessen Ausgangssignal ein Maß für Beugung oder Brechung aus ihrer Richtung aus- 15 die Dicke oder den Durchmesser des Gegenstandes gelenkten Strahlungsanteile einen fotoelektri- darstellt. Dieses Ausgangssignal kann nach seiner sehen Empfänger (14) beaufschlagen, dessen Verstärkung als Ist-Wert einem Steuer- oder Regel-Ausgangssignal ein Maß für dis Dicke oder den kreis eingespeist werden. Zur Messung kann kurz-Durchmesser des Gegenstandes (10) darstellt. welliges Licht angewendet werden. Falls mehrere

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- ao gleichartige Objekte im Parallelstrahlengang angekennzeichnet, daß das Ausgangssigna] des foto- bracht werden, ist. das Ausgangssignal des Empfänelektrischen Empfängers (14) nach einer Verstär- gers auch noch proportional der Anzahl der Objekte, kung als Ist-Wert einem Steuer- oder Regelkreis Der besondere Vorteil des neuen Verfahrens ist eingespeist wird. der, daß sich im Gegensatz zum oben beschriebenen

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- as Verfahren ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis ergibt, kennzeichnet, daß kurzwelliges Licht angewendet Darüber hinaus ist von Vorteil, daß die räumliche wird. Lage des Gegenstandes im parallelen Strahlengang

unkritisch ist.

Ein Ausführungsbeispiel für ein Gerät, mit dem

30 sich das neue Verfahren durchführen läßt, ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend beschrieben.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum beruh- Das Licht einer Lampe 1 beleuchtet über einen

rungslosen Bestimmen der Dicke oder des Durch- Kondensor 2 den Spalt 3' einer Blende 3. Das den messers von Gegenständen sehr kleiner Abmessun- Spalt 3' durchdringende Strahlenbündel wird mittels g^en- 35 eines Kollimators 4 in ein Strahlenbündel mit paral-

Es ist bereits bekannt (französische Patentschrift lelem Strahlengang umgewandelt. Ein nachgeschalte-1 506 288), zum Messen der Dicke von Fasern ein ter Kollimator 5 fokussiert das parallele Strahlenbün-Interferenzyerfahren anzuwenden, bei dem der von del auf eine Strahlenfalle 6, welche diese Strahlungsder Faserdicke abhängige Abstand der Interferenz- anteile absorbiert. Bringt man nun in den parallelen minima im Beugungsbild der Faser als Meßkriterium 40 Strahlengang ein Objekt 10 ein, so beeinflußt dieses verwendet wird. Dieses Verfahren hat jedoch den durch Beugung oder Brechung Anteile des parallelen Nachteil, daß sich bei einer Variation der Faserdicke Strahlenbündels derart, daß diese nicht mehr auf die der Abstand der Interferenzminima ändert. Es ist da- Strahlenfalle 6 fokussiert werden, sondern an dieser her nicht sichergestellt, daß stets gleiche Partien der vorbeigehen. Ein hinter der Strahlenfalle montiertes fotoelektrischen Empfänger, welche den Orten der 45 Objektiv 11 leitet diese Anteile der Strahlung über Minima zugeordnet sind, beaufschlagt werden. Da einen Strahlenteiler 12 einmal zur visuellen Beobachfotoelektrische Empfänger aber bezüglich der Emp- tung auf einen Bildschirm 13, zum anderen aber auf findlichkeit über ihre Oberfläche nicht homogen einen fotoelektrischen Empfänger 14, dessen Aussind, ergeben sich unterschiedliche Belichtungswerte, gangssignale proportional dem Integral aus der Andie als Fehler in das Meßergebnis eingehen. so zahl und der Größe des oder der im parallelen Strah-

.Ferner ist ein Verfahren zur Dickenmessung yon lcngang befindlichen Objekte ist.
Quarzfäden bekannt (»Zeitschrift für angewandte Speist man das Ausgangssignal dieses Empfängers

Physik«, 1951, Heft 7, S. 242 bis 246), bei dem der 14 als Ist-Wert in einen Regelkreis ein und ist das im von der Faserdicke abhängige Abstand der Interfe- parallelen Strahlengang befindliche Objekt beirenzminima im Beugungsbild der Faser als Meßkrite- 55 spielsweise die eine Spinndüse einer Maschine verlasrium verwendet wird. Dabei wird die Lage der Inten- sende Faser im Durchlauf, so kann man unter Ansitätsmaxima oder -minima für verschiedene Faden- Wendung des neuen Verfahrens die Faserdicke in endicken ermittelt und der zugehörige Streuwinkel φ in gen Grenzen tolerieren.

Abhängigkeit von der Dicke d als Eichkurvenschar Da es bei der Durchführung des Verfahrens darauf

dargestellt. 60 ankommt, daß Instabilitäten der Helligkeit der Be-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein leuchtung das Meßergebnis nicht beeinflussen, wenneues Meßverfahren zum berührungslosen Bestim- det man hier zusätzlich eines der bekannten Verfahmen der Dicke oder des Durchmessers vorzugsweise ren (z. B. Fotometrie oder Speisung der Lampe über kleiner Gegenstände zu entwickeln, das die aufge- ein stabilisiertes Netzgerät) zur Ausschaltung solcher führten Nachteile nicht hat. 63 Einflüsse an.