DE2033612C - Röntgen-Fernsehmeßmikroskop - Google Patents

Description

die genaue Messungen nicht nur zwischen Elementen

der inneren Struktur des Prüfobjekts, sondern auch zwischen diesen und den nur bei unmittelbarer visueller Betrachtung des Prüfobjekts durch das Fenster der

Die Erfindung betrifft ein Röntgen-Fernsehmeß- 45 Arbeitskammer sichtbaren Elementen durchzuführen, mikroskop, mit einer Röntgenstrahlenquelle, einer Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

strahlungsgeschützten Arbeitskammer zur Aufnahme löst, daß im Röntgen-Fernsehmikroskop wenigstens von Prüfobjekten, einer Vorrichtung zum Verschie- eine optische Vorrichtung zum Anvisieren von äußeben von Prüfobjekten im Inneren der Arbeitskammer ren, im Röntgenschattenbild nicht erkennbaren EIe- und einem röntgenstrahlenempfindlichen Fernseh- 50 menten des durchstrahlten Priifobjekts vorgesehen ist, bildgeber zur Umwandlung des Röntgenschattenbil- wobei die optische Achse und die Visierebene der opdes des Prüfobjekts in ein Videosignal. tischen Visiervorrichtung in bezug auf die Achse des

Es sind Röntgen-Fernsehmeßmikroskope bekannt, Röntgenstrahlbündels fest eingestellt sind,
die aus einer RöntgenstrahJquelle und einer Schutz- Es ist zweckmäßig, die optische Achse der opti-

kammer bestehen, in der das zur Durchstrahlung be- 55 schen Visiervorrichtung senkrecht zur Achse des stimmte Prüfobjekt und ein röntgenstrahlenempfindli- Röntgenstrahlenbündels und zur Richtung der Prüfeher Fernsehbildgeber zur Umwandlung der Röntgen- objektverschiebung bei der Messung zu legen. Unter schattenabbildung des Prüfobjektes in ein Videosignal der »Prüfobjektverschiebung« wird dabei eine für die im Röntgenstrahlengang hintereinander angeordnet Messung erforderliche Verschiebung des Priifobjekts sind (vgl. deutsche Patentschrift 1 800 299). 60 in der Arbeitskammer gemeint, bei der die Entfernun-

Der Röntgen-Fernsehbildgeber ist Bestandteil gen der Verschiebung geändert werden,
eines Kabelfernsehsystems und die vergrößerte Abbil- Es kann auch zweckmäßig sein, bei der Konstruk-

dung der inneren Struktur des Prüfobjektes wird am tion der optischen Visiervorrichtung die Möglichkeit Bildschirm eines Fernsehkontrollempfängers (eines einer Verschiebung in einer der Achse des Röntgen-Fernsehmomtors) beobachtet. 65 Strahlenbündels parallel verlaufenden Richtung vor-

Die Arbeitskammer des Röntgen-Fernsehmeßnü- zusehen.

kroskops weist ein Fenster zur Beobachtung des Prüf- In mehreren Fällen kann es zweckmäßig sein, die

Objektes und seiner Lageänderungen auf, wobei die optische Achse der optischen Visiervorrichtung paral-

id zur Rön^enstrahlenbünddjchie aus/urichteii und die optische Visiervorrichtung in unmitteürarer Mühe des jöntgenstrahknemprindlichen Ferastltbüdgcbcri anzuordnen sowie die Möglichkeit einer mit dem Bildsynchron erfolgenden Bsweguag zu gewähtlei-

Die Erfindung gestattet Entfernungen zwischen außeren sichtbaren Elementen von undurchsichtigen Prüfobiekten and nicht sichtbaren Elementen derselben Prüfobjekte zu messen.

Der Erfindungsgegenstand wird in der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

Hierbei zeigt

Fig 1 eine schematische Gesamtansicht des Rüntoen-Fernsehmeßmikroskops nach vorliegender Erfindune mit einer im Schnitt dargestellten A/ibeitskam-

Fiß 2 eine andere Ausbildung der optischen Visie.vorrichtung des Röntgen-Fernsehmikroskops.

Das in Fig I dargestellte Röntgen-Fernsehmikroskop besteht aus einer Arbeitskammer 1 mit einem Fenster2 zur visuellen Beobachtung eines Prüfobiek s 3. Alle Wände der Arbeitskammer 1 sind strahuncsgeschützt. Im Inneren der Arbeitskammer 1 be-Sen sich eine Röntgenstrahlen-^ 4 und eine Blende 5 zur Formierung eines dünnen RöntgenstrahiCTbüiidels. das auf eine Aufnahmeplatte 6 eines Fernsehbildgebers 7 gerichtet ist. Dabei fällt der Mittelpunkt der Aufnahmeplatte6 mit der Achse8 des Rt ntsenstrahlenbündels zusammen Das zur Durchstrahlung bestimmte Prüfobjekt 3 wird im Röntgens rahlengang angeordnet und am Ende eines Manipu-S"rs 9 befestigt, der mit einem außerhalb der Arbeitskammerl liegenden Griff 10 gesteuert wird. Mit Hilfc des Manipulators 9 erfolgt die be. tier Messung erforderliche Verschiebung des Prüfobjekts 3 in einer zur Röntgenstrahlenbündelachse 8 senkrechten Riehtune Bei der Verschiebung des Prüfobjekts 3 werden die Koordinatenwerte an einer am äußeren Ende des Manipulators 9 befestigten Ablesevorrichtung mit Pin.r Skala 11 abgelesen

Das Rttgenschattenbild des durchstrahlten Prüf-Objekts wird durch die Röntgenstrahlen auf die Aufnaiimeplatte 6 des Fernsehbildgebers 7 projiziert, und die beim Betrieb des Fernsehbildgebers 7 entständenen Videosignale werden nach der Verstärkung im Vorverstärker, der zusammen mit dem F^rnsehbildgeber 7 zu einer Fernsehaufnahmekamera 12 gehört, über ein Kabel 13 einem Fernsehmonitor 14 zugeleitet, auf dessen Bildschirm 15 die vergrößerte Abbildung des durchstrahlten Prüfobjekts 3 beobachtet wird Im Röntgenstrahlengang befindet sich unmittelrichtung und feste Einstellung der op^^ S der Visiervorrichtung 18 in bezug auf die Acnse β α» RöntgenstrahlenbündeU, und zwu senkrecrit zu cucser Achse möglich macht Dabei liegt eine eier aj^uiander senkrecht stehenden Achsenlunen des visi kreuzes 20 parallel zur Röntgenstrahlenbunddachse 8

und die andere senkrecht zur Richtung der ^v"^sc™r bung des Prüfobjekts J, die bei der Messung mn tune des Manipulators 9 vorgenommen wird. ., . , Durch Begrenzungsanschläge 21 kann der Manipu-

Iator9 das Prüfobjekt 3 genau um 90 um die Acnse des Manipulators9 drehen, damit aas PrutobjeKtJ mit Hilfe der optischen Visiervorrichtung 18 genau in dersdben Richtung beobachtet werden kann, in der es

mit Röntgenstrahlen durchstrahlt ist In mancrien railen, wenn die Drehung des Objekts umι vu unerwünscht ist, ermöglichen Spiegel 22 und ZJ cne gieicne Betrachtungsweise. Sie sind aus einem die Rpntgenstrahlung schwach absorbierenden Werkstoff gefertigt

ao und gestalten es, die Konturen des durchstrahlten Prüfobjektes3 mit Hilfe der optischen j£J^ervor"^clr tung 18 in der Richtung der Rontgenstrahlenbundelachse 8 zu beobachten und anzuvisieren.

In F ig 2 ist eine andere Ausführung des Röntge:n-

a₅ Fernsehmeßmikroskops dargestellt in der die auinahmekamcra 12 und die optische Visiervorrichtung

18 auf einer B^B«^""^"« " £Ä™. und mit ihrer Hilfe längs der Achse 8 des Röntgen Strahlenbündels verschoben werden

Die Entfernung»/!« zwischen der Achse» des Röntgenstrahlenbündels und der parallelliegenden optischen Achse der optischen Visiervornch ung^ 18 wird mit einem genau bestimmten Wert gewählt und wird während des Meßvorganges beim Ab esen der Koordinatenwe.te in der Achse der opt««hen Visiervorrichtung 18 und m der Achse 8 des Strahlenbun dels berücksichtigt.

Die gleiche optische Visiervorrichtung 18 der ertin dungsgemäß aufgebauten I-mnchtung_ kann zum Anvisieren des durchstrahlten Prufobjekt«s3 auch bei dessen Verschiebung in emei"R^ng benutzt weden, die senkrecht zur erwähnten Meßnchiung ver läuft. Zu diesem Zweck muß das MJg-J^m.-kroskop mit einer zusätzlichen Vorrichtung zur Ptuf objektverschiebung in d.eser Richtung ausgestattet sein.

Das ^RöntS^el
folgenderwe.se: Zur
das zur Durchstrahlung ^
Kammer 1 mit dem Griff 10 desMa vorgegebene Lage^eingestellt wobei ^ des Prüf Objektes 3^durch das; Fenster_2 und dung der inneren Struktur des P™&*gkte J

funktioniert

in S in de

>n die

die eine Bewegung parallel zur Achse 8 des Röntgen-Strahlenbündels ermöglicht. Zur optischen Visiervorrichtung 18 gehört ein Visierkreuz 20, das die Ausjekt auf die

man benutzt die Spiegel 22

[inlfcinung bestimmt man als Differenz der abgelesenen Koordinatenweitc von inneren und äußeren Konturen der Elemente des Prüfobjektcs 3.

Bei der Messung mit der in Fig.2 daigeslcllten Ausbildung der Erfindung werden die abgelesenen Koordinalcnwerte um die Entfernung »Λ« zwischen dei optischen Achse der optischen Visiervorrichtung und der Achse 8 des Röntgcnstrahlenbündcls korrigiert.

Die Anwendung des erfindungsgemäß ausgeführten Röntgcn-Fernsehmikioskops ergibt eine Reihe von Vorteilen, die nachstehend aufgeführt werden.

a) Das Röntgen-Fernschmikroskop ermöglicht es, die Abmessungen und Entfernungen zwischen äußeren und inneren Elementen der Prüfobjekte zu messen und dadurch die Genauigkeit der Erzeugnisse und ihre Eignung für die Produktion zu verbessern und die Kontrolle der Genauigkeit von gefertigten Werkstücken zu vereinfachen.

b) Das gemäß dcT Erfindung entwickelte Röntgen-Fernsehmikroskop gewährleistet die Genauigkeit der Montage und die Stabilität von technologischen und Einstcllvoi gangen zu kontrollieren, ohne das Prüfobjekt zu zerlegen oder zu zerstören. Als Beispiel kann die Kontrolle der Dicke von Oxydschichtcn an Kathoden elektrischer Vakuumgeräte genannt werden, die bis jetzt durch optische Messungen der Oxydschichtdicke in il ί Zone i-inei Lokalzerstöiung der Schicht ciloljitc, wobei diese Zerstörung zwecks Beobachtung und Ablesung von Koordinatenwerten des die Üxydsehichl tragenden Mctallkerncs vorgenommen wurde. Beider Anwendung des Röntpcn-Feinsehmilroskops wird die Lage des Kernes im Rönlgensttahlenbündcl und die Lage der äußeren durch Röntgenstrahlen unsichtbar bleibenden Oberfläche der Oxydschicht mit Hilfe dci optischen Visiervorrichtung abgelesen.

c) Das Vorhandensein einer gemeinsamen Ablese- \ 01 richtung für zwei Visiervorrichtungen erhöht die Leistungsfähigkeit beim Meßbetrieb und ermöglicht die Automatisierung des Meßvorganges bei der laufenden Kontrolle von Massenerzeugnissen gleichen Typs.

d) Das Röntgen-Fcrnsehmikroskop kann zur Kontrolle der Abmessungen von Prüfobjekten angew andt werden, bei denen Metall- und Kunststoffteile geometrisch genau angepaßt werden müssen, wobei die letzteren bekanntlich die Röntgenstrahlen schwach absorbieren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Lage des Prüfobjektes von außen mit gesteuerten Patentansprüche: Vorrichtungen (Manipulatoren) geändert wird. Das bekannte Röntgen-Fernsehmikroskop gestattet

1. Röntgen-Fernsehmeßmikroskop mit einer nicht nur die Abbildung der inneren Struktur des Röntgenstrahlenquelle, einer strahluugsgesciiüU- S durchstrahlten Prüfobjektes am Bildschirm des Fernten Arbeitskammer zur Aufnahme von Prüfobjek- sehmonitors zu beobachten, sondern auch die dieser ten, einer Vorrichtung zum Verschieben von Prüf- Abbildung entsprechende wirkliche Lage des Prüfobjekten im Inneren der Arbeitekammer und Objektes gleichzeitig in zwei Projektionsebenen (längs einem röntgenstrahlcnempfindlichen Fernsehbild- der Durchstrahlungsachse und senkrecht zu dieser geber zur Umwandlung des Röntgenschattenbil- io Achse) durch das Fenster in der Arbeitskammer zu des des Priifobjekts in ein Videosignal, da- betrachten. Zwei Projektionen erhält man mit Hilfe durch gekennzeichnet, daß es wenig- eines geneigjen Spiegels aus einem für die Röntgenstens eine optische Visiervorrichtung (18) zum strahlen transparenten Werkstoff, der in der Arbeits-Anvisieren von äußeren im Röntgenschattenbild kammer zwischen der Strahlungsquelle und dem Prüfnicht erkennbaren Elementen des durchstrahlten 15 objekt eingebaut ist und die Lage des durchstrahlten Prüfobjekts (3) besitzt, wobei die optische Achse Prüfobjekfs von der Seite der Röntgenstrahlungsund die Visierebene der optischen Visiervorrich- quelle wiedergibt.

tung (18) in bezug auf die Achse (8) des Röntgen- Durch Vergleich der am Bildschirm des Fernsehstrahlenbündels fixiert sind. monitors abgebildeten inneren Struktur und der ent-

2. Rönigen-Fenibehnießmikroskop nach An- 20 sprechenden Lage des durchstrahlten Prüfobjektes, spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die opti- die durch das Fenster beobachtet wird, kann man die sehe Achse der optischen Visiervorrichtung (18) Anordnung der Elemente oder innere Schäden im senkrecht auf der Achse (8) des Röntgenstrahlen- Prüfobjekt erkennen, aber nicht ihre tatsächlichen bündeis und auf der Verschiebungsrichtung des Abmessungen bestimmen. Mit dem bekannten Mikro-Prüfobjekts (3) steht. »5 skop kann man keine genauen geometrischen Messun-

3. Röntgen-Fernsehmeßmikroskop nach An- gen im Inneren von undurchsichtigen Prüfobjekten spruch2, dadurch gekennzeichnet, daß die opti- durchführen, und zwar ausfolgenden Gründen:

sehe Visiervorrichtung (18) in einer Richtung, die Das auf dem Bildschirm des Monitors entstehende

der Achse (8) des Strahlenbündels parallel liegt, Röntgenschattenbild der inneren Struktur vermittelt verschiebbar ist. 30 keine richtigen Angaben über genaue geometrische

4. Röntgen-Fernsehmeßmikroskop naeli Au- Abmessungen des Prüfobjektes wegen der bekannten spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die opti- Projektionsverzerrungen des Röntgenschattenbildcs sehe Achse der optischen Visiervorrichtung (18) und infolge von Verzerrungen des Fernsehbildes auf parallel zur Achse (3) des Röntgenstrahlenbün- dem Bildschirm; auf dem Bildschirm und durch das dels liegt und daß die optische Visiervorrichtung 35 Fenster werden Bilder mit unterschiedlichen Maßstäbe) in unmittelbarer Nähe vom röntgenstrahlen- ben beobachtet.

empfindlichen Fernsehbildgeber (7) angeordnet Die Erfindung bezweckt die erwähnten Mangel zu

ist und synchron mit diesem verschiebbar ist. beseitigen. Der Erfindung wurde die Aufgabe zu

grunde gelegt, ein Röntgen-Fernsehmikroskop zu ent-40 wickeln, das mit Visiervorrichtungen ausgestattet ist,