DE19829294A1 - Vorrichtung und Verfahren zur quantifizierten Bestimmung der Qualität beschichteter Oberflächen - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zur quantifizierten Bestimmung der Qualität beschichteter Oberflächen mit einer ersten optischen Einrichtung mit einer Lichtquelle, deren Licht in einem ersten vorbestimmten Winkel auf eine Meßfläche richtbar ist; einer zweiten optischen Einrichtung mit einem lichtempfindlichen Fotosensor, welche in einem zweiten vorbestimmten Winkel zu dieser Meßfläche ausgerichtet ist und das von der Meßfläche reflektierte Licht aufnimmt; einer Steuereinrichtung, die eine Prozessoreinrichtung aufweist und die zur Steuerung des Meßablaufs vorgesehen ist; einer Ausgabeeinrichtung, wobei diese Vorrichtung eine Schichtdicken-Meßeinrichtung mit einem Schichtdickensensor enthält, der ein elektrisches Schichtdicken-Ausgangssignal erzeugt, das für die zu bestimmende Schichtdicke repräsentativ ist, um die Schichtdicke der auf dieser Oberfläche aufgebrachten Beschichtungsdicke zu bestimmen und wobei diese Steuereinrichtung durch Auswertung des Schichtdicken-Ausgangssignals einen Schichtdickenwert bestimmt und durch das von der Meßfläche reflektierte Licht eine für diese Meßfläche charakteristische optische Kenngröße bestimmt sowie diese Ausgabeeinrichtung diesen Schichtdickenwert und/oder diese wenigstens eine optische Kenngröße ausgibt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur quantifizierten Bestimmung der Qualität beschichteter Oberflächen.

Unter der Qualität einer Oberfläche sollen hier die physikalischen Eigenschaften einer Oberfläche verstanden werden, die das Aussehen der Oberfläche für den menschlichen Betrachter bestimmen, das sind insbesondere Eigenschaften wie Farbe, Helligkeit der Farbe, Glanz, Abbildungsschärfe (engl. DOI), Glanzschleier (engl. haze), Oberflächentexturen und Oberflächenwelligkeiten (engl. orange peel), etc.

Bei zahlreichen technischen Erzeugnissen und Produkten ist die Beschaffenheit der sichtbaren Oberflächen ein entscheidendes Merkmal für den Gesamteindruck des Produktes.

Ein typisches Beispiel für solche Produkte sind Kraftfahrzeug­ karosserien. Im folgenden werden die technischen Probleme, die bei der Gestaltung von Oberflächen von Kraftfahrzeugkarosserien entstehen, im näheren erläutert, ohne jedoch die vorliegende Erfindung in ihrer Anwendung in irgendeiner Weise einzuschränken.

Kraftfahrzeuge werden üblicherweise mit einer Hochglanz- oder Metalliclackierung versehen, deren Reflexionsvermögen oder Glanzkennwert den entsprechenden Werten von anderen Flächen wie z. B. Möbeln weit überlegen ist. Der hohe Glanz der verwendeten Lacke und die relativ großen ebenen Flächen erfordern eine außerordentlich sorgfältige Vorbereitung der zu lackierenden Flächen und eine besonders sorgfältige Auftragung des Lackes.

Im Stand der Technik sind verschiedene Verfahren, Vorrichtungen und Apparate bekannt geworden, wie z. B. in DE 41 27 215 A1, DE 44 34 203 A1 beschrieben, mit denen die visuellen Eigenschaften von Oberflächen und speziell das Reflexionsverhalten von Oberflächen bestimmt werden können.

Um Qualitätsmängel von lackierten Karosserieflächen schon in der Produktion zu erkennen, beschäftigen die Automobilher­ steller heute eine Vielzahl von Prüfern und verwenden eine Vielzahl von aufwendigen und großbauenden Meßapparaturen, die die Qualität der Flächen visuell oder automatisch prüfen. Diese Methode bringt jedoch eine ganze Reihe von Nachteilen mit sich.

Die Arbeit der visuellen Prüfer ist sehr anstrengend und erfordert Werkräume, deren Lichtverhältnisse immer exakt definiert sind. Dennoch wurden große Unterschiede bei der Bewertung von gleichen Lackflächen durch verschiedene Prüfer festgestellt, da zum einen der jeweilige physiologische Eindruck von Prüfer zu Prüfer unterschiedlich ist und da zum anderen das Sehvermögen des individuellen Prüfers auch von dessen jeweiliger physischer Verfassung abhängt.

Es bereitet somit große Schwierigkeiten, eine untere Qualitätsgrenze zu definieren, deren Unterschreiten nicht mehr hingenommen werden kann und eine Neulackierung der Fahrzeugkarosserie erforderlich macht.

Weiterhin ist es auch für erfahrene Prüfer schwierig fest zu­ stellen, welche Ursachen eine Lackunebenheit oder ähnliches hat, so daß es schwierig ist, aufgrund der gemachten Beobach­ tungen und Messungen die Steuerungswerte einer automatischen Lackiereinrichtung zur Verbesserung der Qualität zu verändern.

Wird ein automatisch arbeitendes Meßgerät verwendet, um den Glanz oder die Abbildungsschärfe der Oberfläche zu bestimmen, so können quantitative Zahlenwerte für den Glanz, die Abbildungsschärfe oder auch die Welligkeit (orange peel) erhalten werden. Ein entscheidender Nachteil ist jedoch bei den visuellen und auch bei den automatischen Prüfungen, daß zwar Werte für die untersuchten optischen Eigenschaften bestimmt werden, der Benutzer jedoch keinerlei Angabe über die Ursache hat: Abweichungen von der Norm können festgestellt werden, die Fehlerursache bleibt jedoch unbekannt.

In der Automobilindustrie werden mit unterschiedlichen Lackieranlagen und Verfahrenstechniken Lacke auf verschiedene Oberflächensubstrate aufgetragen. Um qualitativ hochwertige Lackierergebnisse zu erreichen, werden die unterschiedlichen Lackmaterialien und Lackierprozesse optimal aufeinander abgestimmt. Trotz dieses hohen Aufwandes treten in der Produktion Unregelmäßigkeiten auf lackierten Oberflächen auf, deren Ursache dann schwierig festzustellen ist.

Ein weiterer Nachteil herkömmlicher Meßapparaturen ist, daß sie einen erheblichen Raumbedarf aufweisen und somit nicht vom Benutzer mitgenommen werden können.

Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, so daß damit eine reproduzierbare, quantifizierte Bewertung der Qualität beschichteter Oberflächen erfolgen kann, und daß derartige physikalische Größen der zu messenden Oberfläche bestimmt werden, daß bei Abweichung einer gemessenen optischen Größe ein Rückschluß auf die Ursache gezogen werden kann.

Ein weiterer Aspekt der Aufgabe ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die kleinbauend und leicht gestaltet und die derart beschaffen ist, daß sie von einer Bedienungsperson leicht mitgenommen werden kann und ohne weitere Hilfsmittel zur quantifizierten Bewertung einer Oberfläche herangezogen werden kann.

Ein weiterer Aspekt dieser Aufgabe ist es, eine Vorrichtung zum Messen visueller Eigenschaften zu schaffen, bei welcher trotz des kompakten Aufbaus gemäß dem vorigen Aspekt der Aufgabe der Erfindung die Möglichkeiten zur Messung gegenüber den im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen erheblich erweitert ist.

Ein weiterer Aspekt der Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, welches eine vorteilhafte Erfassung der visuellen Eigenschaften von Oberflächen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gelöst, wie es in Anspruch 1 definiert ist. Das erfindungs­ gemäße Verfahren ist Gegenstand des Anspruches 34.

Zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird mit einer ersten optischen Einrichtung, die eine oder mehrere Lichtquellen enthält, Licht unter einem vorbestimmten Winkel auf eine Meßfläche gerichtet, die Teil der zu messenden Oberfläche ist.

Mit einer unter einem zweiten vorbestimmten Winkel zu dieser Meßfläche ausgerichteten zweiten optischen Einrichtung wird das von der Meßfläche reflektierte Licht aufgenommen. Diese zweite optische Einrichtung weist einen oder mehrere lichtempfindliche Photosensoren auf.

Es kann auch eine Vielzahl von Photosensoren oder eine Videokamera oder ein CCD-Chip Teil dieser zweiten optischen Einrichtung sein.

Eine Schichtdickenmeß-Einrichtung dient zu der Bestimmung der Schichtdicke der auf dieser Oberfläche aufgebrachten Beschichtungsdicke. Die Schichtdickenmeß-Einrichtung weist einen oder mehrere Schichtdickensensoren auf, die ein elektrisches Schichtdicken-Ausgangssignal erzeugen, welches für die zu bestimmende Schichtdicke repräsentativ ist.

Eine Steuereinrichtung, welche eine oder mehrere Prozessorein­ richtungen aufweist, ist zur Steuerung des Meßablaufs vorgese­ hen und bestimmt durch Auswertung des oder der Schichtdicken- Ausgangssignale einen Schichtdickenwert und bestimmt durch Auswertung des von dem oder den Photosensor(en) empfangenen, von der Meßfläche reflektierten Licht wenigstens eine für diese Meßfläche charakteristische optische Kenngröße.

Eine Ausgabeeinrichtung gibt den Schichtdickenwert und diese wenigstens eine optische Kenngröße aus.

Im Unterschied zu konventionellen Vorrichtungen können bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die optischen Sensoren in einer gemeinsamen Ebene und die Photosensoren auf einem gemeinsamen Substrat angeordnet werden. Die einzelnen Photosensoren können auch durch lichtempfindliche Flächen auf einem gemeinsamen Substrat gebildet werden, wobei die Fläche jedes lichtempfind­ lichen Sensors so gewählt oder wählbar ist, daß sie in der Meßvorrichtung einem vorgegebenen Winkelbereich des Reflexions­ winkels entspricht.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat viele Vorteile:
Eine wesentliche Voraussetzung zur Steuerung des Fertigungsab­ laufs bei der Lackierung von Oberflächen ist die Bestimmung der optischen Qualität der Oberfläche. Durch die oben genannten optischen Parameter können optische Kenngrößen bestimmt werden, die die Qualität beschichteter Oberflächen beschreiben. Neben den optischen Kenngrößen ist auch die Schichtdicke der Ober­ flächenbeschichtung ein wichtiger Parameter zur Beschreibung der Oberflächenqualität, der von herkömmlichen visuellen oder automatischen Meßmethoden nicht erfaßt wird.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung bestimmt neben einer oder mehreren optischen Kenngrößen auch die Schichtdicke, welche auch ein wesentliches Merkmal für die Qualität der beschichteten Oberfläche darstellt.

Dies ist besonders vorteilhaft, da die Schichtdicke ein ganz wesentlicher Parameter bei der Bestimmung der Qualität der Oberfläche ist und da die Schichtdicke außerdem eine Angabe über die Ursache von Abweichungen optischer Kenngrößen enthält.

Wird bei der Beschichtung von Oberflächen zu wenig Lack aufge­ tragen, verläuft der Lack nicht richtig, und es bilden sich Inhomogenitäten in der Schichtdicke aus. Bei Auftragung von zuviel Lack verläuft der Lack, was zu Oberflächenwelligkeiten (orange peel) führt.

Bei der Zusammensetzung und dem Auftragen der Farbe muß in vielen Fällen darauf geachtet werden, daß dies derart erfolgt, daß die Pigmente in der aufgetragenen Schicht aufschwimmen können, da oftmals die Ausrichtung der Pigmente relativ zum Substrat der Beschichtung eine wesentliche Rolle beim Farbverhalten und anderen optischen Eigenschaften spielt.

Solche und andere Ursachen für Abweichungen der optischen Eigenschaften können durch Messung der Schichtdicke zuverlässig festgestellt werden.

Dies ist besonders vorteilhaft, da durch die Bestimmung der Schichtdicke und der optischen Eigenschaften der Meßfläche die wichtigsten Parameter vorliegen, um die Fehlerursachen von Abweichungen zu bestimmen und um daraus modifizierte Werte für die Steuerung der Beschichtungsanlage zu bestimmen.

Fin weiterer Vorteil ist, daß eine solche erfindungsgemäße Vorrichtung sehr kleinbauend hergestellt werden und so vom Benutzer mitgeführt werden kann. Dadurch ist es besonders einfach möglich, Stichproben durchzuführen.

Ein weiterer Vorteil einer solchen kleinbauenden Vorrichtung ist, daß auch an relativ schlecht zugänglichen Orten und konkav oder konvex gekrümmten Oberflächen die Qualität einfach und zuverlässig bestimmt werden kann.

Vorteilhaft ist auch, daß durch die erfindungsgemäße Vorrich­ tung flexibel und einfach an unterschiedlichsten Stellen einer oder mehrerer beschichteter Oberflächen einfach und sicher die Reproduzierbarkeit getestet und bestimmt werden kann.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, daß durch Korrelation von optischen Kenngrößen mit Schichtdicken­ daten von Messungen an unterschiedlichen Stellen einer beschichteten Oberfläche oder mehrerer beschichteter Oberflächen schnell und zuverlässig Aussagen über die Qualität des Herstellungsprozesses der beschichteten Oberfläche getroffen werden können.

So haben Untersuchungen ergeben, daß z. B. der Glanz einer Oberfläche mit der Schichtdicke korreliert, während sich die Welligkeit und somit die Dickenvariation z. B. auf Glanz und Schleierglanz auswirken.

In bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung ist die Schicht­ dickenmeß-Einrichtung auf unterschiedliche Weise realisiert. In einer weiteren bevorzugten Ausbildung der Erfindung sind mehrere unterschiedliche Schichtdickensensoren Teil der Schichtdickenmeß-Einrichtung.

Die Bestimmung der Schichtdicke kann mit bekannten Vorrichtungen und Verfahren erfolgen, wie sie z. B. in der DE 43 33 419 A1 beschrieben sind.

Für die Bestimmung der Schichtdicke auf einem Substrat muß in der Regel ein für diesen Substrattyp und diesen Lacktyp geeig­ neter Schichtdickensensor verwendet werden. Bei der Messung von Schichtdicken unterscheidet man zwischen magnetischen, nicht magnetischen, elektrisch leitenden, nicht leitenden, eisenfreien und eisenhaltigen Substraten und Schichten.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird zur Messung der Schichtdicke auf einem eisenhaltigen Substrat ein Permanent­ magnet und eine magnetische Flußdichte-Sensoreinrichtung verwendet, wobei in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform diese Flußdichte-Sensoreinrichtung als Hall-Effekt Sensorein­ richtung ausgeführt ist. Die magnetische Flußdichte an einem Pol des Permanentmagneten wird bestimmt und daraus ein Wert für die Schichtdicke bestimmt.

Zur Schichtdickenmessung von nicht leitenden Schichten auf einem leitenden Substrat können Wirbelstromeffekte ausgenutzt werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform induziert eine Spule Wirbelströme an der Oberfläche des leitenden Substrats. Die resultierenden Wirbelströme bewirken ein entgegengesetzt gerichtetes Magnetfeld, welches die angeregte Spule beeinflußt, woraus ein für die Schichtdicke repräsentativer Wert bestimmt werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Spule als Wirbelstrom-Meßspule ausgeführt.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung beinhaltet die Schichtdickenmeß-Einrichtung eine Ultraschall­ sende- und Ultraschallempfangseinrichtung, um die Schichtdicke der beschichteten Oberfläche zu bestimmen. Die Verwendung von Ultraschall zur Bestimmung der Schichtdicke ist auf Kunststoff­ substraten besonders vorteilhaft.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird die Schichtdicke berührungslos mit Hilfe eines Lasers und eines thermoakustischen Verfahrens bestimmt. Weiterhin ist es möglich, durch Schalleinwirkung bei gleichzeitiger Bestrahlung der Meßfläche mit einem Laser die Schichtdicke zu bestimmen.

In weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist auf der Meßspitze eine Saphir- oder Hartmetallspitze angebracht.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform beinhaltet der Schichtdickensensor zwei Spulen, die um einen ferromagnetischen Kern gewunden sind. Der Anregungsstrom wird durch die erste Spule zugeführt, während das Signal der zweiten Spule zur Bestimmung der Schichtdicke ausgewertet wird. Durch eine niederfrequente Anregung (< 500 Hz) der ersten Spule ist die Messung der Schichtdicke von eisenfreien Schichten auf eisenhaltigen Substraten möglich, während mit hochfrequenten Anregungsströmen (< 500 Hz) Schichtdickenmessungen von nicht leitenden Schichten auf eisenfreien leitenden Substraten möglich ist.

Weiterhin ist es möglich, in einer Weiterbildung der Erfindung die üblichen, dem Fachmann bekannten Methoden und Vorrichtungen zu verwenden, wie z. B. magnetisch oder magnetisch induktiv arbeitende Schichtdickenmeßverfahren.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung beinhaltet die Schichtdickenmeß-Einrichtung wenigstens zwei unterschiedliche Sensoreinrichtungen zur Bestimmung der Schichtdicke auf der Meßfläche. Wenigstens ein erster Schichtdickensensor ist zur Bestimmung der Schichtdicke auf magnetischen Substraten vorgesehen und wenigstens ein zweiter Schichtdickensensor zur Bestimmung der Schichtdicke auf nicht magnetischen Substraten.

Derartige Weiterbildungen haben viele Vorteile. Durch die Verwendung unterschiedlicher Sensortypen kann auf den üblichen und gängigen Substrattypen die Schichtdicke sicher und reproduzierbar bestimmt werden.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Schichtdickenmeß- Einrichtung unterschiedliche Schichtdickensensoren aufweist, so daß mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung die Schichtdicke auf unterschiedlichsten Substrattypen zuverlässig bestimmt werden kann.

In einer solchen Weiterbildung ist eine derartige Vorrichtung sehr vorteilhaft, da nur noch ein Gerät verwendet werden muß, um z. B. die Schichtdicke an unterschiedlichsten Stellen einer Fahrzeugkarosserie oder eines Autos zu bestimmen.

Bisher war es erforderlich, daß verschiedene Geräte für unterschiedliche Substrate verwendet werden mußten. Ein weiterer Vorteil ist, daß neben der Bestimmung der Schichtdicke auch wenigstens eine optische Kenngröße bestimmt werden kann.

In bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung wird der Glanz oder Glanzschleier oder die Abbildungsschärfe oder die typische Wellenlänge und deren Amplitude der Topologie der Schichtdicke dieser Meßfläche (orange peel) bestimmt. Bei der Bestimmung des orange peel kann die Wellenlänge in einem vorbestimmten Wellenlängenintervall oder in mehreren Wellenlängenbereichen erfolgen. Weiterhin ist es möglich, die Farbe der Meßfläche oder die Helligkeit der Farbe zu bestimmen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden zwei oder mehr charakteristische optische Kenngrößen dieser Meßfläche bestimmt. Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, da durch die Bestimmung von zwei oder mehr optischen Kenngrößen in Verbindung mit der Schichtdicke die wesentlichsten Parameter der Meßfläche bestimmt werden.

Mit der kleinbauenden erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es dann dem Benutzer ohne Wechsel des Gerätes bequem und einfach mög­ lich, die wichtigsten Eigenschaften zu bestimmen und bei Abwei­ chungen von der Norm Rückschlüsse auf die Ursache zu ziehen.

In weiteren bevorzugten Ausführungsformen sind eine oder mehrere Temperaturmeßeinrichtungen in möglichst unmittelbarer Nähe der unterschiedlichen Sensoren und der Lichtquellen angeordnet, um die charakteristischen Temperaturen der einzelnen Lichtquellen und der entsprechenden Schichtdicken- und Photosensoren zu bestimmen. Mit den charakteristischen Temperaturen können dann die optischen Größen und die Schichtdickenwerte temperaturkorrigiert bestimmt werden.

Dies ist besonders vorteilhaft, da die Strahlungsleistung und die spektralen Charakteristiken von Lichtquellen von der Temperatur abhängen. Bei Kenntnis der charakteristischen Temperaturen der Lichtquellen kann somit eine Bestimmung des emittierten Spektrums erfolgen, welches bzw. welche Einfluß auf die von den Photosensoren ausgegebenen Werte haben. Aber auch die Schichtdickensensoren weisen Temperaturabhängigkeiten auf.

Durch Bestimmung der charakteristischen Temperaturen und Korrektur der Sensorwerte wird die Reproduzierbarkeit und Zuverlässigkeit der gemessenen Größen erhöht.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung relativ zur Meßfläche abstandsgleich zu ihr verschiebbar. Mit einer Wegstreckenmeßeinrichtung, welche auch berührungslos arbeiten kann, kann die relative Verschiebung quantitativ erfaßt werden.

Weiterhin kann eine Speichereinrichtung vorgesehen sein, welche kontinuierlich oder zeitlich bzw. räumlich periodisch oder auf vorgegebenen Meßstellen auf der Oberfläche optische Kenngrößen und Schichtdickenwerte bestimmt und in der Speichereinrichtung ablegt.

Eine solche Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft, da der Benutzer auch große Oberflächen schnell und zuverlässig bezüglich ihrer Eigenschaften vermessen kann, wobei er sich die Zuordnung von Meßgrößen und Meßort nicht separat notieren muß, da sie dauerhaft in der Speichereinrichtung gespeichert werden können.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann ein Meßrad vorgesehen sein, welches während der Messung auf der zu messenden Oberfläche aufgesetzt ist und sich bei einer Verschiebung auf der zu messenden Oberfläche dreht.

Des weiteren kann zur Bestimmung der relativen Verschiebung ein Drehwinkelgeber mit dem Meßrad verbunden sein, welcher ein elektrisches Drehwinkelsignal ausgibt, das für den vom Meßrad zurückgelegten Drehwinkel und somit den relativen Verschie­ bungsweg repräsentativ ist.

Ein Vorteil einer solchen Ausgestaltung ist, daß solche Meßräder oder auch Meßräder mit Drehwinkelsignalgeber aus dem Stand der Technik bekannt sind und in einer Vielzahl günstig hergestellt werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird innerhalb von wenigstens einem Meßrad wenigstens ein Schichtdickensensor angeordnet, welcher bzw. welche bei einer oder mehreren vorbestimmten Winkelpositionen dieses Meßrades die Schichtdicke der Meßfläche bestimmen.

Die einzelnen Schichtdickensensoren können auch radial in dem Meßrad angeordnet werden, so daß sie bei entsprechenden Winkel­ positionen Kontakt zur Meßfläche haben. Es können auch mehrere über den Umfang symmetrisch verteilte Schichtdickensensoren in dem Meßrad angeordnet sein.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die Schichtdickensensoren in Radform ausgeführt und drehbar auf der Achse dieses Meßrades gelagert, so daß auch eine kontinu­ ierliche Schichtdickenbestimmung während der Relativbewegung über die Oberfläche möglich ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Schichtdickenmeß-Einrichtung eine Schaltrichtung auf, um einen für den Substrattyp geeigneten Schichtdickensensortyp auszu­ wählen. Dabei kann durch ein im Speicher dieser Steuereinrich­ tung abgelegtes Programm der Typ des Substrats dieser beschich­ teten Oberfläche automatisch bestimmt und die Schalteinrichtung derart eingestellt werden, daß zur Bestimmung der Schichtdicke ein für dieses Substrat geeigneter Schichtdickensensor ausgewählt wird.

Die Anordnung einer solchen Schalteinrichtung ist besonders vorteilhaft, da durch ein einfaches Betätigen der Schaltein­ richtung ein bestimmter Sensortyp zur Bestimmung der Schicht­ dicke ausgewählt wird; der Benutzer kann z. B. durch die Anzei­ geeinrichtung aufgefordert werden, einen anderen Sensortyp zur Bestimmung der Schichtdicke auszuwählen, wenn die Bestimmung der Schichtdicke mit dem ausgewählten Sensor unsinnige Werte liefert.

Bei Überschreitung bzw. Unterschreitung vorgegebener Schranken wird der gültige Meßbereich verlassen und kann z. B. durch Ausgabe des Wertes ∞ auf der Anzeige-Einrichtung ausgegeben werden. Dadurch wird der Benutzer dann aufgefordert, die Schalteinrichtung zu betätigen und den Sensortyp umzuschalten. Eine automatische Umschaltung und eine automatische Auswahl eines geeigneten Schichtdickensensors ist besonders vorteil­ haft, wenn unerfahrene Benutzer eine solche erfindungsgemäße Ausgestaltung verwenden.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist diese Vorrichtung eine dritte optische Einrichtung mit wenigstens einer Lichtquelle auf, deren Licht mit einer vorgegebenen spektralen Charakteristik unter einem dritten vorbestimmten Winkel auf die Meßfläche richtbar ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das von der dritten optischen Einrichtung ausgestrahlte Licht unter einem derartigen dritten Winkel auf die Oberfläche gerichtet, so daß das direkt gerichtete, reflektierte Licht gemäß der Fresnel­ schen Reflexion gegenüber dieser Meßfläche einen anderen Winkel aufweist als der Winkel, den das von der ersten optischen Einrichtung ausgestrahlte und von dieser Meßfläche reflektierte Licht gegenüber der Meßfläche einnimmt.

Vorzugsweise werden in der dritten optischen Einrichtung wenig­ stens zwei oder drei Licht ausstrahlende Elemente verwendet, die sich in der emittierten spektralen Charakteristik unter­ scheiden und deren emittierte Wellenlängenbereiche unterschied­ lich sind, wobei sich diese emittierten Wellenlängenbereiche der Licht ausstrahlenden Elemente im sichtbaren Bereich des Lichtspektrums zumindest teilweise überlappen können und wobei die emittierten spektralen Charakteristiken der Licht ausstrahlenden Elemente voneinander linear unabhängig sind.

Die einzelnen Lichtelemente und Lichtquellen der optischen Einrichtungen können z. B. Leuchtdioden, Laserdioden oder andere Licht aus strahlende Elemente aus dem bekannten Stand der Technik sein.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung beinhaltet die zweite optische Einrichtung wenigstens zwei, vorzugsweise drei oder mehr Photosensoren, wobei jeder Photosensor aus zwei, drei oder mehr photosensitiven Elementen bestehen kann, deren elektrische Ausgangssignale einzeln erfaßbar sein können.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der sich die spektralen Charakteristiken an wenigstens drei photosensitiven Elementen eines oder mehrerer Photosensoren in ihren spektralen Charakteristik unterscheiden; denn dann wird die Farbe des empfangenen Lichtes erfaßbar. Dies ist besonders bei der Bestimmung der Farbe und der Helligkeit der Farbe und dem Glanz vorteilhaft. Dann kann auch ein Farb-CCD-Chip verwendet werden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Zusammenhang mit der Zeichnung.

Darin zeigen:

Fig. 1 eine Vorderseitenansicht eines ersten Ausführungs­ beispiels gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Unterseitenansicht des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt durch das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1;

Fig. 4 ein Diagramm, welches das Reflexionsverhalten einer Oberfläche zeigt, wobei auf der Ordinate die gemes­ sene Lichtintensität und auf der Abszisse die Winkel­ abweichung bezüglich des idealen Reflexionswinkels aufgetragen ist:

Fig. 5 den prinzipiellen schaltungstechnischen Aufbau einer Meßvorrichtung, wie er bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 bis 4 zu verwenden ist; und

Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, welches auch zu weitergehenden Messungen geeignet ist.

Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun in bezug auf die Fig. 1 beschrieben.

Die in Fig. 1 dargestellte Oberflächen-Meßvorrichtung 1 weist eine Bodenplatte 4 auf, an welcher eine Montageplatte 2 angeordnet ist. Die Montageplatte 2 bildet eine Seitenwand des Optikblocks 3. In der Bodenplatte 2 ist eine Öffnung vorgesehen, durch welche der Schichtdickensensor 5 hindurchragt und so in Kontakt mit der zu untersuchenden Oberfläche steht.

An der Montageplatte 2 ist eine Führung 6 für den Schicht­ dickensensor 5 angeordnet. Um zu gewährleisten, daß der Schichtdickensensor 5 immer in Kontakt mit der zu untersuchen­ den Oberfläche steht, wird mit einer auf der Montageplatte 2 angeordneten Druckfeder 7 Druck auf den Schichtdickensensor 5 ausgeübt, so daß der Schichtdickensensor 5 durch die Boden­ platte 4 herausragt, sofern die Bodenplatte 4 nicht in Kontakt mit einer zu untersuchenden Oberfläche steht.

In Fig. 2 ist die Unterseite der Oberflächen-Meßvorrichtung dargestellt. Der Schichtdickensensor 5 ragt durch eine Öffnung 5b der Bodenplatte durch diese Bodenplatte heraus. Durch eine Öffnung 8 in der Bodenplatte 4 wird Licht von der ersten optischen Einrichtung auf die zu untersuchende Oberfläche gelenkt. Das von der Oberfläche reflektierte Licht tritt durch die Öffnung 8 in der Bodenplatte 4 wieder in die Oberflächen- Meßvorrichtung ein und wird dort von der zweiten optischen Einrichtung aufgenommen und die elektrischen Ausgangssignale der Sensoren weitergeleitet.

In Fig. 3 ist der optische Teil der Oberflächen-Meßvorrichtung dargestellt. In der Oberflächen-Meßvorrichtung 1 ist eine erste optische Einrichtung 11 angeordnet, welche eine Lichtquelle 12, eine Blende 13 und eine Kollimierungslinse 14 aufweist. Das von der Punktlichtquelle ausgestrahlte und durch die Blende transmittierte Licht wird durch die Linse 14 parallelisiert und trifft auf die zu untersuchende Oberfläche 9.

Eine zweite optische Einrichtung 15 ist derart angeordnet, daß das von der Oberfläche reflektierte Licht von der Linse 18 gebündelt wird. Das durch die Blende 17 transportierte Licht trifft auf den Photosensor 16. Die Oberflächen-Meßvorrichtung weist weiterhin eine (nicht dargestellte) Steuereinrichtung auf, durch welche der Betrieb der Vorrichtung gesteuert wird, und eine ebenfalls nicht dargestellte Anzeigeeinrichtung, durch welche die gemessenen Werte angezeigt werden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Photosensor ein CCD- Chip, bei dem das elektrische Ausgangssignal der einzelnen Pho­ toelemente einzeln bestimmbar ist. Dadurch ist es möglich, ver­ schiedene Pixel zu einzelnen Sensoren zusammenzufassen, so daß effektiv mehrere verschiedene Sensoren zur Verfügung stehen.

Das von einer ideal reflektierenden Spiegelfläche reflektierte Licht fällt nur in einem sehr engen Winkelbereich auf den CCD- Chip; das auf diesem Bereich empfangene Licht kann zur Bestim­ mung des Glanzes verwendet werden, während das auf der zu un­ tersuchenden Oberfläche diffus reflektierte Licht auch auf die anderen Teile des CCD-Chips fällt, so daß somit eine Bestimmung von Schleierglanz, DOI und orange peel erfolgen kann.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist mit einem Winkel von 45° dargestellt. Entsprechend den üblichen Meßgeometrien kann dieser Winkel verändert werden, es sind auch Winkel von 20°, 30°, 45°, 60° und 85° möglich. Falls abweichende Normen der Reflexionsmessung zugrundegelegt werden, können diese Werte auch anders gestaltet werden. Die Einteilung der CCD-Fläche in unterschiedliche Sensoren kann z. B. derart erfolgen, daß die optischen Kenngrößen nach der amerikanischen Norm ASTM E 430 gemessen werden können.

In Fig. 4 ist ein Diagramm dargestellt, bei welchem der funktionale Zusammenhang der Lichtintensität über der Winkelabweichung bezüglich des idealen Reflexionswinkels einer Beispielmessung dargestellt ist. Die gemessene Intensität ist auf der Ordinate dargestellt und ist im Bereich des idealen Reflexionswinkels am höchsten und nimmt dann mit zunehmendem Winkelabstand ab. Aus der so erfaßten Kurve kann auf einfache Weise das Reflexionsverhalten der zu untersuchenden Oberfläche beurteilt werden. Außerdem ist es möglich, aus der Kurve die optischen Kennwerte abzuleiten, welche gemäß den verschiedenen Normen das Reflexionsverhalten von Oberflächen kennzeichnen.

In Fig. 5 ist der prinzipielle Meßaufbau des Ausführungsbei­ spiels gemäß Fig. 1 dargestellt. An der Oberflächen-Meßvor­ richtung ist eine Steuereinrichtung 20 angeordnet, welche einen handelsüblichen Mikroprozessor enthält, der durch ein Programm gesteuert wird, welches in einem Speicher 21 abgelegt ist. Mit einer Eingabeeinrichtung 22 wird der Meßablauf gestartet, und es kann die zu bestimmende optische Kenngröße ausgewählt wer­ den. Bei entsprechenden Ausführungsbeispielen kann mit der Ein­ gabeeinrichtung 22 der Typ des Schichtdickensensors gewählt werden.

Das von der Lichtquelle 12 ausgestrahlte Licht wird teilweise von dem optischen Sensor 16 aufgenommen, dessen elektrische Ausgangssignale zur Steuereinrichtung 20 weitergeleitet werden.

Das elektrische Ausgangssignal des Schichtdickensensors 5 wird ebenfalls zur Steuereinrichtung 20 zur Auswertung weiterge­ leitet. Das Display 25, welches vorzugsweise als LCD-Display ausgebildet ist, zeigt die Ergebnisse der Messung an. Für eine weitere Auswertung der Messung ist eine Verbindung zu einem externen Computer 26 vorgesehen.

Die Meßvorrichtung wird durch eine (nicht dargestellte) Batterie mit Strom versorgt. Die Meßvorrichtung ist insgesamt in einem Gehäuse 1 angeordnet, welches in etwa die Abmessungen eines Taschenbuches aufweist.

Um produktionsbedingte Abweichungen der einzelnen Meßvorrich­ tungen zu vermeiden, wird jede Meßvorrichtung vorzugsweise individuell kalibriert. Dazu wird die Meßvorrichtung auf Referenzschichten aufgesetzt, wie sie von Normeninstituten zur Verfügung gestellt werden, und die entsprechenden optischen Kennwerte und Schichtdickenkennwerte gemessen. Die entsprechen­ den Werte werden dann im Speicher 21 abgelegt und stehen dauerhaft zur Umrechnung der durch die Sensoren erfaßten Werte zur Verfügung.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun in bezug auf die Fig. 6 beschrieben.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung insgesamt in einem Gehäuse 100 angeordnet, welches eine Öffnung 101 aufweist, mit der das Gerät auf die zu messende Oberfläche aufgesetzt wird.

Im Unterschied zu den vorgenannten Ausführungsbeispielen wird das Gerät jedoch nicht direkt auf die Oberfläche aufgesetzt, sondern mittels (schematisch angedeuteter) mindestens zwei Gummiwalzen 103, 104 oder mindestens vier Gummirädern 103, 104, welche drehbeweglich (nicht gezeigt) in dem Gehäuse 100 gelagert sind. Wenigstens eines der Gummiräder oder -walzen ist mit einer (nicht dargestellten) Wegstreckenmeßeinrichtung versehen, welche die Winkelbewegungen der Gummiräder 103 erfaßt und ein dafür repräsentatives elektrisches Signal ausgibt. Die Vorrichtung weist weiterhin eine erste optische Einrichtung 110 auf, in welcher eine punktförmige Lichtquelle 111 und eine Linse 112 angeordnet sind.

Diese erste optische Einrichtung 110 ist derart ausgerichtet, daß eine optische Achse in einem vorbestimmten Winkel (beim gezeigten Beispiel 45°) zu der zu messenden Oberfläche 115 ausgerichtet ist.

Unter einem zweiten vorbestimmten Winkel (hier ebenfalls 45°) ist eine zweite optische Einrichtung angeordnet, die eine Linseneinrichtung 121, eine Blendeneinrichtung 122 und einen senkrecht zur optischen Achse ausgerichteten Meßsensor 125 aufweist.

Eine dritte optische Einrichtung 130 weist eine Lichtquelle auf, welche drei Licht ausstrahlende Elemente (132, 133, 134) enthält. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Licht ausstrahlenden Elemente als LEDs ausgeführt, welche eine unterschiedliche spektrale Charakteristik aufweisen, d. h. welche Licht mit unterschiedlichen Farben ausstrahlen.

In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel fällt das von den Licht ausstrahlenden Elementen abgestrahlte Licht senkrecht auf die zu untersuchende Oberfläche.

Das von der zu untersuchenden Oberfläche 115 reflektierte Licht fällt zum Teil auf den Photosensor 125, welcher in diesem Ausführungsbeispiel als Farb-CCD-Chip ausgeführt ist. Dadurch ist es möglich, einen Farbkennwert für die zu untersuchende Oberfläche zu bestimmen.

Claims (39)

1. Vorrichtung zur quantifizierten Bestimmung der Qualität beschichteter Oberflächen mit:
einer ersten optischen Einrichtung mit wenigstens einer Lichtquelle deren Licht in einem ersten vorbestimmten Winkel auf eine Meßfläche, die Teil der zu messenden Oberfläche ist, richtbar ist;
einer zweiten optischen Einrichtung, welche in einem zweiten vorbestimmten Winkel zu dieser Meßfläche ausgerichtet ist, und welche das von der Meßfläche reflektierte Licht aufnimmt, wobei diese zweite optische Einrichtung wenigstens einen lichtempfindlichen Fotosensor aufweist;
einer Steuereinrichtung, die wenigstens eine Prozessoreinrichtung aufweist und die zur Steuerung des Meßablaufs vorgesehen ist;
einer Ausgabeeinrichtung;
dadurch gekennzeichnet,
daß diese Vorrichtung eine Schichtdicken-Messeinrichtung zur Bestimmung der Schichtdicke der auf dieser Oberfläche aufgebrachten Beschichtungsdicke enthält, welche wenigstens einen Schichtdickensensor aufweist, der ein elektrisches Schichtdicken-Ausgangssignal erzeugt, das für die zu bestimmende Schichtdicke repräsentativ ist;
daß diese Steuereinrichtung durch Auswertung des Schichtdicken-Ausgangssignals einen Schichtdickenwert bestimmt, und durch Auswertung des von diesem wenigstens einen Fotosensor empfangene, von der Meßfläche reflektierte Licht wenigstens eine für diese Meßfläche charkteristische optische Kenngröße bestimmt; und
daß diese Ausgabeeinrichtung diesen wenigstens einen Schichtdickenwert und/oder diese wenigstens eine optische Kenngröße ausgibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schichtdicken-Messeinrichtung wenigstens einen Permanentmagneten aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schichtdicken-Messeinrichtung wenigstens eine magnetische Flußdichtesensor-Einrichtung beinhaltet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese magnetische Flußdichtesensor-Einrichtung eine Halleffektsensor-Einrichtung ist.

5. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schichtdicken-Messeinrichtung eine Wirbelstrommeßspule aufweist.

6. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schichtdicken-Messeinrichtung eine Ultraschallsende- und Ultraschallempfangs-Einrichtung zur Bestimmung der Schichtdicke beinhaltet.

7. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schichtdicken-Messeinrichtung eine Wärmeerzeugungs-, eine Schallerzeugungs- und eine Schallsensor-Einrichtung zur Bestimmung der Schichtdicke aufweist.

8. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schichtdicken-Messeinrichtung an dem Kontaktpunkt mit der Meßfläche eine Saphir- oder Hartmetallspitze aufweist.

9. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß diese Schichtdicken-Messeinrichtung wenigstens zwei unterschiedliche Sensor-Einrichtungen zur Bestimmung der Schichtdicke dieser Meßfläche aufweist,
wobei wenigstens ein erster Schichtdickensensor zur Bestimmung der Schichtdicke auf magnetischen Substraten vorgesehen ist, und
wenigstens ein zweiter Schichtdickensensor zur Bestimmung der Schichtdicke auf nichtmagnetischen Substraten vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß diese Schichtdicken-Messeinrichtung wenigstens zwei unterschiedliche Sensor-Einrichtungen zur Bestimmung der Schichtdicke dieser Meßfläche aufweist,
wobei wenigstens ein erster Schichtdickensensor zur Bestimmung der Schichtdicke auf elektrisch leitenden Substraten vorgesehen ist, und
wenigstens ein zweiter Schichtdickensensor zur Bestimmung der Schichtdicke auf nicht elektrisch leitenden Substraten vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese charakteristische optische Kenngröße der Glanz der Meßfläche ist.

12. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese charakteristische optische Kenngröße der Glanzschleier der Meßfläche ist.

13. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese charakteristische optische Kenngröße die Abbildungsschärfe (DOI) der Meßfläche ist.

14. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese charakteristische optische Kenngröße ein repräsentatives Maß für die typische Wellenlänge und deren Amplitude (Orange Peel) der Topologie der Schichtdicke dieser Meßfläche in einem vorbestimmten Wellenlängen­ intervall ist, wobei diese Auswertung auch in zwei oder mehr Wellenlängenbereichen erfolgen kann.

15. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese charakteristische optische Kenngröße die Farbe der Meßfläche ist.

16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr charakteristische optische Kenngrößen dieser Meßfläche bestimmt werden.

17. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in möglichst unmittelbarer Nähe der Lichtquelle und/­ oder des Fotosensors und/oder der Schichtdicken-Meßein­ richtung wenigstens eine Temperaturmeß-Einrichtung angeord­ net ist, welche zur Bestimmung der charakteristischen Tem­ peratur der Lichtquelle und /oder der jeweiligen Schicht­ dicken- und Fotosensoren vorgesehen ist, damit eine tempe­ raturkorrigierte Bestimmung dieses Schichtdickenwertes und dieser wenigstens einen optischen Kenngröße erfolgen kann.

18. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vorrichtung relativ zur Meßfläche in einer im wesentlichen abstandsgleichen Richtung verschiebbar ist, und daß eine Wegstreckenmeßeinrichtung vorgesehen ist, welche diese relative Verschiebung quantitativ erfaßt, und daß weiterhin eine Speichereinrichtung vorgesehen ist, in welcher die entlang vorgegebener Meßstellen auf der Oberfläche gemessenen Schichtdickenwerte und diese optischen Kenngrößen abgespeichert werden.

19. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Meßrad vorgesehen ist, welches während der Messung auf der zu messenden Oberfläche aufgesetzt ist, und sich während der Relativbewegung zwischen der Vorrichtung und der zu messenden Oberfläche dreht.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines dieses wenigstens einen Meßrades mit einem Drehwinkel-Geber verbunden ist, der ein elektrisches Drehwinkelsignal ausgibt, welches für den vom Meßrad zurückgelegten Drehwinkel repräsentativ ist.

21. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einem dieses wenigstens einen Meßrades wenigstens ein Schichtdickensensor angeordnet ist, welcher bei einer oder mehr vorbestimmten Winkelpositionen dieses Meßrades die Schichtdicke der Meßfläche bestimmt.

22. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einem dieses wenigstens einen Meßrades dieser wenigstens eine Schichtdickensensor derart radial angeordnet ist, daß dieser Schichtdickensensor bei einer oder mehr vorbestimmten Winkelpositionen dieses Meßrades Kontakt zur Meßfläche hat und die Schichtdicke der Meßfläche bestimmt.

23. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einem dieses wenigstens einen Meßrades zwei oder mehr Schichtdickensensoren derart über den Umfang symmetrisch verteilt radial angeordnet sind, daß diese Schichtdickensensoren an zwei oder mehr vorbestimmten Winkelpositionen dieses Meßrades Kontakt zur Meßfläche haben und die Schichtdicke der Meßfläche bestimmt.

24. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einem dieses wenigstens einen Meßrades ein, zwei oder mehr Schichtdickensensoren angeordnet sind, und daß diese Schichtdickensensoren eine Radform aufweisen und drehbar auf der Achse dieses Meßrades gelagert sind, so daß bei dieser Relativbewegung kontinuierlich oder an bestimmten Drehwinkeln die Schichtdicke der Meßfläche bestimmt wird.

25. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vorrichtung eine Schalteinrichtung aufweist zur Umschaltung der Schichtdickensensoren zur Bestimmung der Beschichtungsdicke auf magnetischen, nicht-magnetischen und Kunststoffsubstraten.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet,
daß diese Steuereinrichtung durch Messungen mit diesen unterschiedlichen Schichtdickensensoren Beschichtungs­ dicken-Testwerte bestimmt
und durch ein im Speicher dieser Steuereinrichtung abge­ legtes Programm den Typ des Substrates dieser beschichteten Oberfläche bestimmt
und zur Bestimmung der Beschichtungsdicke diese Schaltein­ ichtung dementsprechend einstellt, und den Schichtdicken­ wert mit einem für dieses Substrat geeigneten Schicht­ dickensensor bestimmt.

27. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vorrichtung eine dritte optische Einrichtung mit wenigstens einer Lichtquelle aufweist deren Licht mit einer vorgegebenen spektralen Charakteristik aufweist und in einem dritten vorbestimmten Winkel auf diese Meßfläche richtbar ist.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das von dieser wenigstens einen Lichtquelle dieser dritten optischen Einrichtung ausgestrahlte Licht unter einem derartigen dritten Winkel auf die Oberfläche gerichtet ist, daß das unmittelbar von der Meßfläche gemäß der Fresnel'schen Reflektion gerichtet reflektierte Licht gegenüber dieser Meßfläche einen anderen Winkel aufweist, als der Winkel zwischen dieser Meßfläche und dem von dieser ersten optischen Einrichtung ausgestrahlten und von dieser Meßfläche gerichtet reflektierten Licht.

29. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese wenigstens eine Lichtquelle wenigstens zwei, vorzugsweise drei lichtausstrahlende Elemente aufweist, deren Licht sich in der emittierten spektralen Charakteristik derart unterscheidet, daß die emittierten Wellenlängenbereiche unterschiedlich sind.

30. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich diese emittierten Wellenlängenbereiche dieser lichtausstrahlenden Elemente im sichtbaren Bereich des Lichtspektrums zumindest teilweise überlappen, und daß diese emittierten spektralen Charakteristiken dieser lichtausstrahlenden Elemente voneinander linear unabhängig sind.

31. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese wenigstens eine Lichtquelle eine oder mehr Leuchtdioden aufweist.

32. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese zweite optische Einrichtung wenigstens zwei, vorzugsweise wenigstens drei oder mehr Fotosensoren aufweist.

33. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Fotosensor wenigstens zwei, vorzugsweise drei oder mehr fotosensitive Elemente aufweist, deren elektrische Ausgangssignale einzeln erfaßbar sind.

34. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei, vorzugsweise drei oder mehr dieser fotosensitiven Elemente wenigstens eines Fotosensors sich in ihrer spektralen Charakteristik unterscheiden, so daß die Farbe des reflektierten Lichtes erfaßbar ist.

35. Verfahren zur quantifizierten Bestimmung der Qualität beschichteter Oberflächen und insbesondere unter Verwendung einer Vorrichtung gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei welchem eine erste optische Einrichtung mit wenigstens einer Lichtquelle vorgesehen ist, deren Licht in einem ersten vorbestimmten Winkel auf eine Meßfläche, die Teil der zu messenden Oberfläche ist, gerichtet wird,
bei welchem eine zweite optische Einrichtung mit wenigstens einem lichtempfindlichen Fotosensor, welche ebenfalls in einem zweiten vorbestimmten Winkel zu dieser Meßfläche ausgerichtet ist, vorgesehen ist, die das von der Meßfläche reflektierte Licht aufnimmt, sowie
eine Schichtdicken-Messeinrichtung, welche wenigstens einen Schichtdickensensor aufweist, und welche die Schichtdicke der auf dieser Oberfläche aufgebrachten Beschichtungsdicke mißt und ein elektrisches Schichtdicken-Ausgangssignal erzeugt, welches für die zu bestimmende Schichtdicke repräsentativ ist, sowie
eine Steuereinrichtung, die durch Auswertung des Schichtdicken-Ausgangssignals einen Schichtdickenwert bestimmt, und durch Auswertung des von diesem wenigstens einen Fotosensor empfangene, von der Meßfläche reflektierte Licht wenigstens eine für diese Meßfläche charkteristische optische Kenngröße bestimmt; und
wobei diese Steuereinrichtung wenigstens eine Prozessor­ einrichtung aufweist und den Meßablauf über ein in einem Speicher der Steuereinrichtung abgelegtes Programm steuert, und
eine Ausgabeeinrichtung diesen wenigstens einen Schichtdickenwert und/oder diese wenigstens eine optische Kenngröße ausgibt.

36. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedliche Schichtdickensensoren für unterschiedliche Substrate dieser beschichteten Oberflächen vorgesehen sind, und daß bei Kunststoffsubstraten, magnetischen und nicht-magnetischen Substraten unterschiedliche Schichtdickensensoren zur Bestimmung der Schichtdicke verwendet werden.

37. Verfahren nach Anspruch 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, daß mit den unterschiedlichen Schichtdickensensoren Beschichtungsdicken-Testwerte nacheinander bestimmt und im Speicher abgelegt werden, und daß die Steuereinrichtung durch das im Speicher abgelegte Programm bestimmt, ob das Substrat magnetisch , nicht-magnetisch, leitend oder nicht­ leitend ist und damit den geeigneten Schichtdickensensor auswählt und den dazu passenden Beschichtungsdicken- Testwert zur Bestimmung der Beschichtungsdicke verwendet.

38. Verfahren nach Anspruch 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahl des geeigneten Schichtdickensensors manuell erfolgt.

39. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 34 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr der optischen Kenngrößen dieser Meßfläche und die Schichtdicke bestimmt werden.