DE1928572A1

DE1928572A1 - Verfahren zur Messung der Rauhigkeit

Info

Publication number: DE1928572A1
Application number: DE19691928572
Authority: DE
Inventors: Christian Van Den Hobe
Original assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Current assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Priority date: 1968-06-07
Filing date: 1969-06-04
Publication date: 1970-04-23
Also published as: FR2010354A1; LU56223A1; BE733502A; GB1268531A

Description

Centre National de Recherches Metallurgiques Association sans but lucratif

4-7, rue Montoyer Brüssel / BELGIEN

Verfahren zur Messung der Rauhigkeit

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung der Rauhigkeit , das sich besonders auf Flachprodukte wie beispielsweise Bleche anwenden lässt.

An die zur Zeit üblichen -Techniken der Herstellung von Flachprodukten wie z.B. von Blechen werden seitens der Verbraucher besonders im Hinblick auf die Oberflächengüte immer grössere Anforderungen gestellt.

Die Erfüllung dieser Anforderungen stellt sofort das Problem ,der Beurteilung und Messung der '?Qualität" der Aussenflächen der jeweiligen Produkte. Es empfiehlt sich somit eine objektive Messung dieser "Qualität', was der Messung des Rauhigkeitsgrades der äusseren Oberfläche(n) dieser Produkte gleichkommt.

Es gibt zur Zeit eine ganze Anzahl von Vorrichtungen zur Messung der Rauhigkeit einer Oberfläche, bei denen es sich

009817/1247

192857?

in erater Linie am optische Apparate handelt, welche entweder die Stärke der reflektierten Strahlen messen, wie z.B· Reflektoskope, oder aber durch optische Integration wirken, wie dies beispielsweise bei Interferone tern der Fall ist.

Die meisten dieser Geräte sind eigentlich für den Lfcborbetrieb bestimmt und so aus Gründen der Abmessungen und Bruchempfindlichkeit für industriellen Einsatz nicht geeignet.

Ausserdem -und dies gilt speziell für Interferometer- sind sie nicht für in Bewegung befindliche Materialien vcrv.-endbar (z.B. für mit grosser Geschwindigkeit aus einem Kaltwalzwerk austretende Feinbleche), denn sie bedingen einen gewissen Kontakt zwischen dem Material und einem Messfühler bzw. einer transparenten Platte, wodurch die iiessung praktisch unmöglich v/ird.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, bei ?em diese Nachteile ausgeschaltet sind.

las erfindungsgemässe Verfahren ist ix wesentlichen de.durch gekennzeichnet, dass ein Bündel elektromagnetlocher Strahlen von passender Wellenlänge una bekannter StUrke auf das Flachmaterial, dessen Rauhigkeit gemessen werden soll, geleitet v/ird in einer Richtung, die einen sehr kleinen Winkel (i) mit der Senkrechten zur Materi&lebene im Einfallspunkt des Bündels bildet, und dass die Stärke der vom Material in einer Richtung, die mit der gleichen Senkrechten einen sehr kleinen ?/inkel (r) bildet, zurückgeworfenen Strahlung gemessen wird, so dass sich der TertO* für die Rauhigkeit nach der Formel:

errechnen lässt, in welcher:

— "5 —

009817/1247

BAD ORfQINAL

I= die Otärke der reflektierten Strahlung in einer Richtung, die einen Winkel (r) mit der Senkrechten in der Einfallsebene bildet, sowie- für Material mit einer Rauhigkeit (Γ ,

I. = die Stärke der einfallenden Strahlung in einer Richtung, die einen '"inkel (i) mit der Senkrechten im Auftrsffpunkt der Strahlen bildet,

I= die Stärke der reflektierten Strahlung in einer Richtung, die einen V'inkel (r) mit der Senkrechten in der Einfallebene bildet, sowie für Material der gleichen Substanz wie das üateri.-jl mit der Rauhigkeit ¹Of jedoch mit einwandfrei glatter Oberfläche,

y(&) = die ex:erimentelle Relation im wesentlichen abhängig von (T und von (r).

Nach dem erfindun.-sgenuiasen Verfahren sind die "Yinkel (i) und

(r) sehr klein und nach Möglichkeit gleich und uoll die

Wellenlänge λ der benutzten Strahlen eindeutig grosser sein also', d.h.X^n CTbei n^ 2.

Nach einer vorteilhaften abgewandelten Ausführungform des erfindunrsgem'issen Verfahrens führt man ausser der Kes.-ung von I j und zu gleicher Zeit mit dieser eine zweite Lie:·sung der reflektierten 3tral:lar.r durch, jedoch ■ diesmal in einer Richtung, die mit der Senkrechten einen V/ihkel r +Ar bildet, v.^ro durch sich ein ',Vert I ,._rr- ergibt unj auster "en der ",Verts' errechn-m lässt mittels eier Relation

wobei:

iP = eine ext erir.entell bestiniz-te und nur für einander LLLnliche Sub3tra:.:en (z.B. Stühle) rültige Funktion.

3in grosser V::-t-;-iL dieser ab_:e "andelton Ausfuhr an." for" bc-steht öaz-ir., d:;po die '.:ier «cleitcare R:lati.r. auci. r.ocl: in der. JaILe 3-L'l:i~keit besitzt, da da? ..Laterif-l, des.3en

0 0 9 8 1V η 2Ul

Rauhigkeit gemessen werden soll, momentan durch eine Fremdsubstanz in sehr geringer Dicke (z.B. Spuren von Wasser oder Öl), bedeckt ist.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist ganz besonders geeig- ' net zur Anwendung bei Flachprodukten, die sich mit grosser Geschwindigkeit in ihrer Längsrichtung fortbewegen, so z.B. bei Blechen im Zuge ihrer Kaltwalzung, denn es genügt, die vorbeschriebenen Messoperationen kontinuierlich durchzuführen und die solcherart erhaltenen Messwerte in einen entsprechend programmierten Elektronenrechner in

Funktion der Relation ψ oder ^ . einzuspeisen, um sofort und kontinuierlich den (jeweiligen Rauhigkeitswert für das Material zu erhalten.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass in der industriellen Praxis diejenige Materialfläche, deren Rauhigkeit gemessen werden soll, zuweilen Verschiebungen unterworfen ist, beispielsweise unter der Einwirkung von Stoss und Schlag, Schwingungen usw., wodurch die Werte für die Winkel _i, r, r +Ar, eine Veränderung erfahren können, so dass die Berechnungsbasis für QT fehlerhaft würde.

Um diesen Nachteil auszuschalten, wird die Sender-Empfänger-Gruppe "r(s)" von Zeit zu Zeit in schwingende Drehung um den theoretischen Auftreffpunkt der Strahlen auf das Material versetzt, dessen Fläche in diesem Augenblick als unbeweglich vorausgesetzt ist. Im Laufe dieser Drehbewegung, deren Amplitude mindestens (i + r) erreicht, werden kontinuierlich die Werte I _, und I + Δτ fr S^{einesaen un<}^ angenommen, dass das Maximum der gemessenen Reflektionswerte dem Fall entspricht, da die Senkrechte des Produktes im Auftreffpunkt den Winkel (i + r) in zwei gleiche Teile unterteilt. Für genau diesen Punkt werden den Messwerten die die Rauhigkeit vermittelnden Relationen beaufschlagt.

PATENTANSPRÜCHE

009817/1247 - 5 -

Claims

192857?

Patentansprüche

Verfahren zur Messung der Rauhigkeit von Flachprodukten, wie beispielsweise von Blechen, dadurch gekennzeichnet; dass ein Bündel elektromagnetischer Strahlen von passender Wellenlänge und bekannter Stärke auf das Material, dessen Rauhigkeit gemessen werden soll, geleitet wird in einer Richtung, die einen sehr kleinen Winkel (i) mit der Senkrechten auf die Materialebene bzw. -fläche im Einfallspunkt des Bündels bildet, und dass die Stärke der vom Material in einer Richtung, die mit der gleichen Senkrechten einen sehr kleinen Winkel (r) bildet, zurückgeworfenen Strahlung gemessen wird, so dass sich der Wert O für die Rauhigkeit errechnen lässt nach der Formel:

¹I

in welcher:

I = die Stärke der reflektierten Strahlung in einer Richtung, die einen Winkel (r) mit der Senkrechten an der Oberfläche in der Einfallsebene bildet, sowie für Material mit einer RauhigkeitC ₅

I^ = die Stärke der einfallenden Strahlung in einer Richtung, die einen Winkel (i) mit der Senkrechten im Auftreffpunkt der Strahlen bildet,

I_ro ⁼ die Stärke der reflektierten Strahlung in einer Richtung, die einen Winkel (r) mit der Senkrechten in der Einfallsebene bildet, sowie für ein Material der gleichen Substanz wie das Material mit der Rauhigkeit G", jedoch mit einwandfrei glatter Oberfläche,

009 817/1247

ψ[^J- die experimentelle Relation im wesentlichen

abhängig von r und 6~,

sowie dass einerseits die Winkel (i) und (r) sehr klein und möglichst gleich sind und andererseits die Wellenlänge Λ der benutzten Strahlen eindeutig grosser ist als G" , d.h. Λ ^ η (Γ bei η ^2.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet₃ dass ausser der Messung von I -<- und gleichzeitig mit dieser zumindest eine weitere Messung der reflektierten Strahlen durchgeführt wird, jedoch diesmal in einer Richtung, die mit der Senkrechten einen Winkel r + A r bildet 3 wodurch sich ein Wert I ₊. ^ ergbit und ausserdem der Wert G' errechnen lässt mittels der Relation:

(r + Ar₃(T )

wobei:

ι = eine experimentell bestimmte und nur für einander ähnliche Substanzen gültige Punktion.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet₃ dass die Sender-Empfänger-Gruppe "r(s)" in eine periodische schwingende Drehung, deren Amplitude zumindest i + r erreicht, versetzt wird um den theoretischen Auftreffpunkt der Strahlen auf das Material, dessen Fläche in diesem Augenblick als unbeweglich vorausgesetzt ist, dass die Werte I , I ₊» , für die Stärke der reflektierten Strahlen kontinuierlich gemessen werden, und dasssdie solcherart ermittelten Relationen, die als den Wert ^liefernd festgestellt wurden, jeweils in den Fällen angewandt und eingesetzt werden₃ da ein Maximum in den gemessenen Reflektionsstärken festgestellt wird.

009817/1247

If·-*

Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet₃ dass die Messungen genau wie die Errechnung von <O kontinuierlich erfolgen.

009817/1247