DE2050270B2 - Einrichtung zur quantitativen Beurteilung des Gefügeaufbaues metallischer oder nicht-metallischer Stoffe - Google Patents

Description

Ausführungsform der erfindungsgemößen Einrich- daß bei Vergrößerungsumschaltuing des Lichtmikro-

tung vor, das aus der Lichtintensität umgewandelte skops keine Helligkeitsänderung am Halbleiterdetek-

elektrische Signal über einen rauscharmen Verstärker tor auftreten kann und somit keine elektrischen Kor-

dem Diskriminator im Phasenintegrator zuzuführen, rekturen am Diskriminator vorgenommen werden

Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschrei- 5 müssen.

bung an Hand der Zeichnung in einer Ausführungs- Die optische Acnse des Halbleiterdetektors ist

form beispielhaft erläutert, durch eine selbstzentrierende Vorrichtung mit dem

Wie sich aus Fig. 1 ergibt, wird die Probe7 je auf dem Projektionsschirm abgebildeten Meßfeld ab-

nach Aufgabe im Auflichtverfahren 5 oder im solut identisch.

Durchlichtverfahren 6 gemessen. Zur Messung der io Die durch die erfindungsgemäße Einrichtung verPhase wird die Probe mit einem X-Y-Antrieb8 in mittelten Vorteile bei der Umwandlung der Lichtsidie gewünschte Richtung bewegt. Dabei wird die zu- gnale in elektrische Signale sind in F i g. 2 verdeutrückgelegte Wegstrecke über eine Kodierscheibe 9 licht. Dort ist der Spannungsverlauf bei den Über- und einen optischen Aufnehmer 10 in Impulse/Länge gangen von der Basis der Probe in die zu messende als Referenzgröße einem Zähler 14 eines Phaseninte- 15 Phase dargestellt. Zum besseren Verständnis der grators 11 zugeführt. Vorteile des Halbleiterdetektors sind auch der Kur-

Je nach Meßverfahren werden die zugehörigen venverlauf der theoretisch errechneten Kurve einer-Helligkeitswerte der zu messenden Phase 15 über ein seits und der mit einem Photomultiplier erzielbare optisches System 16 auf ein Prisma 3 projiziert. Hier Kurvenverlauf andererseits dargestellt. Die Phase I wird ein Teil des Meßsignals um 45° abgelenkt und 20 wird langsam mit einer L-.riistanten Bewegung in das über ein weiteres optisches Systeru2 einem Halb- Meßfeld II des Halbleiterdetelctors bewegt. Das Meßleiterdetektor I zugeleitet. Das von der Lichtintensität feld ist sowohl für den Halbleiterdetektor als auch umgewandelte elektrische Signal wird einem rausch- für den Photomultiplier in der gleichen Größenordarmen Verstärker 4 zugeführt. Das verstärkte nung von etwa 1 mm Durchmesser gewählt. Die Be-Meßsignal geht an einen Diskriminator 12 im Pha- 25 wegungsrichtung III erfolgt mit einer bestimmten senintegrator 11. Dieser diskriminiert scharf die im vorgewählten Geschwindigkeit. In den Kurven IV, V vorgewählten Bereich einlaufenden analogen Meß- und VI sind die Übergänge der Meßwertaufnehmersignale und setzt diese in Impulse/pro Zeiteinheit systeme dargestellt. Die kurve V zeigt die theoretisch um. Diese Impulse werden über eine Logikeinheit 13 berechnete Kurve. Die gestrichelt dargestellte Kurdann in die gewünschten Informationen iransfor- 30 ve VI zeigt den Spannungsvcrlauf des Halbleiterdemiert. tektors. Die Kurve VI des Photomultipliers läßt das

Wie sich ohne weiteres aus den beschriebenen und durch seinen Aufbau bedingte Übergangsverhalten in der Zeichnung dargestellten Bauelementen des deutlich erkennen. Die zeichnerische Darstellung Ausfühmngsbeispiels der Erfindung ergibt, kann die veranschaulicht deutlich, daß die Meßgenauigkeit der bewegte Probe während der Messung der Phase mit- 35 erfindungsgernäßen Einrichtung gegenüber dem Stand tels des Halbleiterdetektors 1 gleichzeitig auch durch der Technik wesentlich verbessert ist, weil der Verein Binokular oder einen Projektionsschirm beobach- lauf der gestrichelt dargestellten K-'.rve VI mit der tet werden. theoretisch berechneten Kurve V naiiezu identisch ist.

Durch die erfindungsgemäße Einrichtung ist der Die kennzeichnenden Meßwerte können einzeln

Strahlengang des Halbleiterdetektors so gestaltet, 40 oder in Koizidenzschaltung verwertet werden.

Hierzu 1 Bl itt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 fusion, plastischer Verformung und Sinterprozessen, Patentansprüche: für die die Kenntnis der Größenverteilung von Gefü geelementen wichtig ist.

1. Einrichtung zur quantitativen Beurteilung Die bekannten Einrichtungen weisen als lichtempdes Gefügeaufbaues metallischer oder nichtmetal- 5 Endliches Element der lichtempfindlichen Einheit lischer Stoffe unter zahlenmäßiger Erfassung der einen Photomultiplier auf. Dieser Photomultiplier ist Anteile verschiedener Phasen von Proben dieser sehr empfindlich und weist erhebliche Nachteile auf. Stoffe, die auf dem Kreuztisch eines Lichtmikro- Er erfordert eine kostspielige Hochspahnungsversorskops angeordnet sind und im Durch- oder Auf- gung und — bei schneller Abtastgeschwindigkeit — lichtverfahren mit einem quantitativen Analyse- io integrierende Schaltungen, die ebenfalls teuer und gerät in Form eines Phasenintegrators und dem aufwendig sind. Er hat femer einen hohen Rauschpemit ihm gekoppelten Lichtmikroskop untersucht gel, und bei starken Helligkeitsänderungen tritt bei werden, mit einer programmierbaren, elektroni- ihm eine Schockwirkung auf, nach der er eine lange sehen Steuereinheit für den Mikroskop-Kreuz- Regenerierungszeit benötigt. Außerdem ist er im ultisch, welche die vom Probentisch zurückgelegte 15 travioletten Bereich schmalbandig. Bedingt durch Wegstrecke als Refeienzgröße dem Phaseninte- den optischen Aufbau fällt diffuses Licht auf seine grator zuführt, und mit einer lichtempfindlichen aktive Meßfläche, so daß bei Ver-rößcrungsumschal-Einheit, welche in einem durch optische Einrieb- tung am Lichtmikroskop die auf die Meßfläche eintungen aus der Vergrößerung des Probenbildes fallende Lichtrnenge geändert wird und am Analyseherausgeblendeten Strahlengang des Meßfeldes ao gerät eine elektrische Korrektur erfordert.

liegt und die Lichtsignale in elektrische Signale Trotz der vorstehend geschilderten bekannten

umwandelt und dem Phasenintegrator als weitere Nachteile von Photomultiplierröhren hielt die Fach-Referenzgröße zuführt, dadurch gekenn- weit diese Röhren bisher für den einzigen, hinreize i c h η e t, daß die lir htempfindliche Einheit chend empfindlichen Lichtdetektor, um die Messung als lichtempfindliches Element einen optischen 25 auch kleinster Gefügebestandteile in der Größenord-Halbleiterdetektor (1) aufweist und daß der nung von bis zu 0,5 iim Durchmesser im monochro-Stiahlengang im Bereich dieses Detektors (1) matischen Licht zu ermöglichen,
durch eine Linsenanordnung (2) parallel ausge- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Be

richtet ist. dienung, die Betriebssicherheit, die Meßgenauigkeit

2. Einrichtung nach /-.nspruch 1, dadurch ge- 30 und die Meßgeschwindigkeit einer Einrichtung der kennzeichnet, daß die Signale des optischen eingangs geschilderten Art im Vergleich zu der be-I-Ialbleiterdetektors (1) nach der Diskriminierung kannten Einrichtung mit einem Photomultiplier als in einer Logikeinheit digital weiterverarbeitet lichtempfindlichem Element der lichtempfindlichen werden. Einheit zu vereinfachen bzw. zu erhöhen und gleich-

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- 35 zeitig den technischen Aufwand der Einrichtung herdurch gekennzeichnet, daß das aus der Lichtin- abzusetzen.

tensität umgewandelte elektrische Signal über Gemäß der Erfindung wird die vorstehende Aufeinen rauscharmen Verstärker (4) dem Diskrimi- gäbe dadurch gelöst, daß die lichtempfindliche Einnator (12) im Phasenintegrator (11) zugeführt heit als lichtempfindliches Element einen optischen wird. 40 Halbleiterdetektor aufweist und daß der Strahlen

gang im Bereich dieses Detektors durch eine Linsenanordnung parallel ausgerichtet ist.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist mit einem

erheblich geringeren technischen Aufwand realisier-

45 bar als die bekannten Einrichtungen, da sie keine

Hochspannungsversorgung und wegen des kleinen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung Rauschpegels auch keinen integrierenden Betrieb erlur quantitativen Beurteilung des Gefügeaufbaues fordert, so daß die Meßgenauigkeit um ein Vielfa-•letallischer oder nichtmetallischer Stoffe unter zah- ches größer ist. Sie ist auch gegen Lichtschockeinwirlenmäßiger Erfassung der Anteile verschiedener Pha- 50 kungen unempfindlich, so daß Regenerierungszeiten ien von Proben dieser Stoffe, die auf dem Kreuztisch in Fortfall kommen. Wechsellicht-Kompensationsfines Lichtmikroskops angeordnet sind und im Vorrichtungen werden eingespart. Der Spektralmeßt)urch- oder Auflichtverfahren mit einem quantitati- bereich ist breit und erstreckt sich von Ultraviolett ♦en Analysegerät in Form eines Phasenintegrators bis Infrarot, so daß weniger Zwischenfilter benötigt Und dem mit ihm gekoppelten Lichtmikroskop unter- 55 werden und die Lichtverluste kleiner sind. Ferner ist Sucht werden, mit einer programmierbaren, elektro- eine hohe Linearität bei geringem Streulichteinfluß rüschen Steuereinheit für den Mikroskop-Kreuztisch, gegeben, was eine genaue Messung der Phasenüberwelche die vom Probentisch zurückgelegte Weg- gänge zur Folge hat, und die Vergrößerung kann am strecke als Referenzgröße dem Phasenintegrator zu- Lichtmikroskop ohne elektrische Korrektur am Anaführt, und mit einer lichtempfindlichen Einheit, 60 lysegerät umgeschaltet werden. Schließlich sind mit welche in einem durch optische Einrichtungen aus dem Halbleiterdetektor wesentlich höhere Abtastgeder Vergrößerung des Probenbildes herausgeblende- schwindigkeiten der zu messenden Proben möglich ten Strahlengang des Meßfeldes liegt und die Licht- als mit den bisher zur Anwendung gelangenden Phosignale in elektrische Signale umwandelt und dem tomultiplierröhren.

Phasenintegrator als weitere Referenzgröße zuführt. 65 I_n weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden

Einrichtungen dieser Art ermöglichen das genaue die Signale des optischen Halbleiterdetektors nach

Studium vieler metallkundlich interessanter Vor- der Diskriminierung in einer Logikeinheit digital

gänge, z. B. von Kristallisation, Komwachstum, Dif- weiterverarbeitet. Des weiteren sieht eine vorteilhafte